中國(guó)開發(fā)的一種煉鐵新技術(shù)將對(duì)全球鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生重大長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。據(jù)介紹，這種方法是經(jīng)過 10 多年的研究開發(fā)出來(lái)的，它將磨細(xì)的鐵礦石粉末注入一個(gè)高溫的熔爐中，瞬間引起 “爆炸性化學(xué)反應(yīng)”。其結(jié)果是高純度的鐵源源不斷地形成鮮紅、發(fā)光的液滴，積聚在爐底，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一步法煉鋼。

煉鐵過程只需三到六秒

張文海教授和他的團(tuán)隊(duì)上個(gè)月在《有色金屬》上發(fā)表的一篇論文中詳細(xì)介紹了閃速煉鐵法，與傳統(tǒng)高爐所需的五到六個(gè)小時(shí)相比，閃速煉鐵法僅需三到六秒即可完成煉鐵過程。這意味著速度提高了 3600 倍或更多。據(jù)《南華早報(bào)》報(bào)道，研究人員稱這種新方法在處理中國(guó)大量的中低品位鐵礦石時(shí)表現(xiàn)出色。

中國(guó)目前依賴高品位鐵礦石，并花費(fèi)巨資從澳大利亞、巴西和非洲進(jìn)口。張和他的同事認(rèn)為，新技術(shù)可以將中國(guó)鋼鐵工業(yè)的能源利用效率提高三分之一以上。此外，通過完全消除對(duì)煤炭的需求，它將幫助鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)二氧化碳近零排放的目標(biāo)。

依賴高爐阻礙目標(biāo)實(shí)現(xiàn)

中國(guó)的鋼鐵產(chǎn)能已超過世界其他國(guó)家的總和，在高鐵、造船和汽車制造等關(guān)鍵行業(yè)具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而，中國(guó)對(duì)高爐冶煉工藝的依賴消耗了大量從煤炭中提煉的焦炭，這對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)雄心勃勃的碳減排目標(biāo)構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。

閃速煉鐵的主要技術(shù)障礙之一是礦石噴槍，它必須將鐵礦石有效地分散在高溫、高還原性、比表面積大的空間，以啟動(dòng)必要的化學(xué)反應(yīng)。張的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種渦流噴槍，每小時(shí)可噴射 450 噸鐵礦石顆粒。一個(gè)配備了三個(gè)這種噴槍的反應(yīng)器每年可生產(chǎn) 711 萬(wàn)噸鐵。論文稱，這種噴槍 “已經(jīng)投入商業(yè)生產(chǎn)”。

雖然將這一工藝應(yīng)用于煉鐵的概念源自美國(guó)，但張的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了能夠直接生產(chǎn)液態(tài)鐵的閃速熔煉技術(shù)。他們于 2013 年獲得了專利，并在接下來(lái)的十年中不斷完善這一方法。“實(shí)驗(yàn)室和中試試驗(yàn)證實(shí)了這一工藝的可行性。政府統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在中國(guó)經(jīng)過中試的新技術(shù)成功率超過 80%。