建议建设低碳非高炉冶炼示范线 成立创新联合体——钒钛磁铁矿非高炉冶炼研讨会在成都召开
等钒钛磁铁矿主产地建设100万吨气基竖炉+电炉熔分低碳非高炉冶炼示范线，由生产企业、研究机构、主要装备制造商共同出资成立创新联合体。” 此次会议由中国钢铁工业协会、四川省经济与信息化厅指导，国家钒钛产业联盟、钒钛资源综合利用产业技术创新战略联盟、钒钛资源综合利用国家重点实验室、四川省钒钛钢铁产业协会、四川金属学会主办，攀钢集团有限公司承办，中冶赛迪集团有限公司协办。 在“双碳”约束大背景下，低碳非高炉冶炼不仅是钢铁工业实现绿色低碳高水平发展的必由之路，也是钒钛磁铁矿资源实现高效综合利用，助推国家钒钛产业可持续高水平发展的必由之路。此次会议以“探索钒钛磁铁矿非高炉冶炼新工艺，促使战略资源高值化利用”为主题，四川省经济和信息化厅材料工业处副处长卿家胜，国家钒钛产业联盟秘书长、四川省人民政府参事室特约研究员、协会党支部书记张邦绪及中国废钢应用协会直接还原铁工作委员会、中国非高炉冶炼技术产业联盟秘书长洪益成出席大会并致辞。来自中国科学院、钢铁研究总院、冶金工业规划研究院、冶金工业信息标准研究院、冶金工业经济发展研究中心、中国废钢应用协会、东北大学、北京科技大学、重庆大学、中南大学、上海大学、江西理工大学、攀枝花学院、山东冶金设计院、中国宝武、鞍钢集团、河钢集团、首钢集团、建龙集团、德胜钒钛、川威集团、达钢集团、冶控集团、龙佰集团、钢城集团、罡宸不锈、巴州钢铁、兆强科技、朝阳金石新材料、新冶华美钒钛、胜达制铁、民丰化工等46家单位的100多名代表参会。 卿家胜表示，钒钛钢铁产业是国民经济的重要基础产业，是建设现代化强国的重要支撑，也是实现绿色低碳发展的重要领域。四川省抢抓供给侧结构性改革，依托丰富的矿产资源和水电资源，基本形成了产业规模适度、技术装备先进、研发水平领先、配套设施完善的发展体系，呈现出“钒钛+钢铁”并重、长短流程协同、普优特钢差异化发展格局。四川省钒钛钢铁产业主要基于钒钛磁铁矿发展，在“双碳”背景下，发展钒钛磁铁矿非高炉冶炼对四川钒钛钢铁产业绿色低碳发展而言是势在必行。四川省将认真落实国家“双碳”战略要求，大力支持非高炉钒钛磁铁矿冶炼示范及推广，并提供全方位的政策、人才、资金保障，鼓励源头减排、绿色低碳的新技术、新工艺等探索研究，加快打造产业布局更趋合理、产业链供应链韧性明显地增强、智能化融合化绿色化的世界级钒钛钢铁产业集群。 张邦绪表示，钢铁工业是我国的基础产业，是实现“双碳”目标的主阵地。钒钛磁铁矿是我国的战略资源，使用价值高、冶炼难度大。开展钒钛磁铁矿非高炉冶炼不仅有利于大幅度降低钢铁冶炼的能耗和碳排放，对提高钒钛战略资源综合利用率更是具有重大意义。低碳还原的非高炉冶炼是未来实现双碳目标的重要路线之一，目前低碳还原技术基本由外商掌握，突破技术封锁、形成具有自主知识产权的低碳还原技术及装备，对中国钢铁行业绿色低碳发展和钒钛资源综合利用特别的重要。国内普通矿低碳还原技术正在积极开展产业化实践，在此讨论研究钒钛磁铁矿的非高炉冶炼技术及产业化，亦是在履行国家使命，服务“国之大者”。攀钢集团、龙佰矿业等企业就钒钛磁铁矿非高炉冶炼进行了长期摸索，取得了不少阶段性成果，中冶赛迪经过多年研发，也开发出具有完全自主知识产权的HYRIF气基竖炉工艺和装备技术，正在开发核心装备，但总体而言，还没有实现大规模产业化，仍需广大科研单位、钒钛钢企继续努力。 洪益成表示，直接还原铁行业及钒钛磁铁矿非高炉冶炼，经过几十年的努力，已经取得了可喜的进步，但还远未达到我们的目标。美国的钢铁工业已经由长流程转向短流程，短流程产能占比超70%，为了改善电炉钢的品质，已全力发展直接还原铁，兴建多座气基竖炉。我国天然气资源不足，发展氢基竖炉对我国特别的重要。氢基还原目前还有许多技术壁垒需要打破，我们的科研人员仍在不懈努力。毛主席说过“世上无难事，只要肯攀登”。有国家产业政策的支持，有企业家的不断投入，有科研人员的努力奋斗，我们的直接还原铁行业和钒钛磁铁矿的非高炉冶炼技术一定会迎来新的春天。 研讨会上，来自中国科学院研究生院研究员冯良荣，中国钢研氢冶金中心科技研究部部长王锋，冶金工业规划研究院教授级高工刘文权，冶金工业信息标准研究院秘书长陈自斌，冶金工业经济发展研究中心发展处处长史慧恩，东北大学教授储满生、程功金，北京科技大学教授王振阳，中南大学教授郭宇峰、潘建，上海大学教授于要伟，重庆大学博士尹铖，江西理工大学副教授黄金堤，攀枝花学院教授杨绍利，攀钢集团研究院教授级高工陈茅，中冶赛迪集团有限公司氢还原事业部总工程师张涛，河钢集团材料技术研究院研究员韩星，宝武资源转底炉技术研究所所长曹志成，山东冶金设计院炼铁事业部副部长贾利军等19位专家，从钒钛磁铁矿非高炉冶炼的原料特性、开发背景、产业基础、技术路线、经济分析、发展前途等多方面，进行专题报告。 目前全球直接还原铁年产量已达1.2亿吨，煤基还原占比约25%；气基竖炉占据主导地位，占比达73%。2025年，我国短流程电炉炼钢产量将达到粗钢总产量的20%，铁钢比将降低到75%，若配加20%～30%的直接还原铁，可匹6000万吨-9000万吨的直接还原铁产量，我国直接还原铁市场未来发展空间广阔。气基竖炉+电炉熔分直接还原工艺技术相对成熟，省去了烧结及焦化两个环节，同样产能下与高炉相比可节省大量的投资及运行成本，是非高炉直接还原铁的主要发展方向。 攀西地区钒钛磁铁矿为代表的我国高钛型钒钛磁铁矿是全球最复杂的钒钛磁铁矿，矿石中铁、钒、钛、铬等多元素共生关系紧密，普通高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿由于渣铁难分、钛渣不分等特点，铁、钒、钛回收率只能达到74%、45%、30%，且还需要配比30%-50%普通矿，而非高炉直接还原不但可以100%使用钒钛磁铁矿，铁、钒、钛回收率也能达到95%、80%、65%以上，是实现资源综合利用的最佳路径。 钒钛磁铁矿的非高炉冶炼研究我国已进行几十年的研究以及多次工业实践。四川攀枝花，陕西安康、汉中，辽宁朝阳，山东沂水，新疆哈密、巴楚、阿勒泰、阿图什等地区，攀钢、龙佰、中冶赛迪等企业均进行了不同工艺路线万吨级大规模产业化生产线建设实践，但主要技术路线基本明确，经济效益也好于普通矿非高炉冶炼。 钒钛磁铁矿非高炉冶炼主要工艺有回转窑、转底炉、隧道窑、竖炉等煤基直接还原，MIDREX、HYL、ENERGIRON、Pered、CSDRI等气基竖炉直接还原，COREX、FINEX、Hismelt等熔融还原，以及直热式绿氢微碳煤，钛铁矿电炉法制备沸腾炉料等新工艺，闪速炼铁等数字新技术。现阶段钒钛磁铁矿低碳非高炉冶炼主流技术路线是气基（焦炉煤气、天然气、氢气）竖炉+电炉熔分，是通过气基竖炉直接还原生产海绵铁，海绵铁经过电炉熔分生产含钒铁水走提钒炼钢工艺、生产中钛渣走硫酸法钛白工艺，或者实现与电炉短流程炼钢融合发展。中冶赛迪已完成具有自主知识产权的气基竖炉全套装备技术储备，攀钢集团、龙佰集团等企业已有高钛渣电炉熔分产线多年运营经验，大规模产业化基础已经具备。据测算，100万吨级基于焦炉煤气竖炉+电炉熔分工艺全产业链投资回收期6年左右，投资收益率达到14.6%。 当然，钒钛磁铁矿低碳非高炉冶炼还存在许多问题：一是技术难度较普通矿大很多，还需要就竖炉还原及铁、钒、钛铬的高效分离等工艺深化基础研究。二是工业性试验规模不够大，缺乏大规模工业生产实践，主体设备大型化需要验证。三是低碳非高炉冶炼项目受钢铁产能指标、能耗指标限制落地难。 专家还建议，低碳非高炉冶炼示范线和创新联合体，列入攀西钒钛战略资源创新开发试验区支持项目，给予产能、能耗及资金支持，全面验证有关技术先进性、可靠性和经济性，逐步在全行业推广，进而取代现有高炉工艺，全方面提升钒钛磁铁矿高质化综合利用水平，推动我们国家钢铁钒钛产业高水平质量的发展。