陈天任,王战民,秦红彬,等.氢冶金工艺及氢基竖炉用耐火材料研究进展[J].耐火材料,2024,58(3):263-269.
背景
双碳背景下，节能减排、低碳绿色化是钢铁行业当前以及未来的首要任务。H2被誉为最有潜力的清洁能源，它能够作为还原剂代替碳，由此衍生出了一种新型冶炼方法——氢冶金。发展氢冶金技术有助于摆脱长期以来钢铁行业对于焦炭资源的过度依赖，能够大量减少长流程炼钢过程中的二氧化碳排放，有助于实现减碳目标，是当今世界钢铁行业从源头实现节能减碳的首要选择，是国内外钢铁企业发展与创新的重要方向，关于发展氢冶金的各项研究目前受到广泛关注。
基于氢还原铁的反应原理，当前氢冶金工艺技术路线可分为高炉富氢冶炼技术、氢基熔融还原工艺和氢基竖炉直接还原工艺3种主要模式。其中，氢基竖炉直接还原法的典型工艺包括Midrex工艺、HYL/Energiron工艺和PERED工艺等。根据米德雷克斯公司发布的统计数据，2022年全球直接还原铁产量为12736万t。其中，全球钢铁制造商采用Midrex工艺生产了7355万吨直接还原铁，占全球竖炉直接还原铁总产量的80.2%。
表1 氢基竖炉用新型耐火材料的技术指标
（1）进行抗还原模拟试验，探究耐火材料中各组分对材料抗还原性能的影响程度，确定耐火材料成分指标中各类杂质元素含量的临界值。
（2）分析竖炉耐材使用技术指标，通过针对性调整原料种类、物相组成、调控材料微观结构、引入各类添加剂等方法改善耐火材料的化学稳定性、抗还原性、抗侵蚀性、耐高温性、抗热震性、耐磨性等性能。
王战民，博士，正高级工程师，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴专家。现任中钢洛耐科技股份有限公司副总经理，国家耐火材料质量检验检测中心主任，兼任先进耐火材料国家重点实验室副主任、中国金属学会耐火材料分会秘书长、中国硅酸盐学会耐火材料分会副理事长、中国机械工程学会工程陶瓷专业委员会副理事长、联合国际耐火材料学术会议(UNITECR)国际执行委员会委员、国际标准化委员会耐火材料技术委员会(ISO/TC33)工作场所和空气质量联络官、全国耐火材料标准化委员会方法分会主任委员、《耐火材料》编委会副主任、《China's Refractories》主编和编委会副主任。
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