大背景①
由于过往高炉炼铁一直是主流炼铁技术, 其工艺不仅对环境破坏严重、对优质铁矿石的选择偏向性也导致我国每年要消耗大量优质铁矿石,而我国铁矿石储量低,其大部分还是含磷高、品味低的褐铁矿等,不得不大量进口国外优质铁矿,结果优质铁矿石价格年年增长,下游炼钢企业和制造业苦不堪言,无数老百姓靠双手勤劳挣取的财富,最终却被华尔街大宗投行和已澳大利亚为首的资源国收割!
我国高磷铁矿70亿吨以上,普遍难炼难选,基本都作为“呆矿“未经开发,而以墨龙HIsmelt熔融还原炼铁技术为首的新一代非高炉炼铁法,具有能够消化传统高炉难以冶炼的高磷铁矿的优势,能够彻底摆脱过往对国外优质铁矿石的依赖。

但少有人知,墨龙HIsmelt由于其独特的喷射冶金方式,直接将煤粉与铁矿石喷入熔池中生产液态生铁,具有破坏Tin(碳化钛)、Tic(锑)的反应条件,同样非常适用于冶炼钒钛磁铁矿,可以实现大规模冶炼钒钛磁铁矿甚至全钒钛磁铁矿冶炼的技术目标!
且这一世界技术难题已经在2018年被北科大的科研团队(成员皆是国内冶金系统的顶梁柱人物)所攻关!
而我国钒钛磁铁矿储量巨大,仅攀枝花—西昌一带,就已探明至少150亿吨的钒钛磁铁矿,占据世界钒钛磁铁矿35%以上!
另本本发明还具有有效提升炉渣中TiO2的富集品味,利于后续含钛炉渣中钛资源的高效利用。对于钛以及钒元素这种高附加值又难以开发的资源提取同样具有革命性的意义!(墨龙已经与龙蟒佰利在洽谈合作)
大背景②
在海外铁矿石居高不下以及我国与主要优质铁矿石资源国澳大利亚交恶的情况下,叠加碳中和环保任务。发展HIsmlte熔融还原工艺已不再是可有可无的选项,而是时不待我,是关乎制造业与基建生死存亡之战,大面积推广墨龙HIsmlte技术刻不容缓!
墨龙HIsmelt工艺发展历程
HIsmelt熔融还原工艺从1980年开始研发,经历了初期的试验炉试验和两个阶段的的试验厂试验后,于2003年在澳大利亚的奎纳纳地区建造了年产80万吨的世界首家商业化工厂(力拓旗下),2008实现设计产能85%。由于受世界金融危机影响,生铁市场低迷,奎纳纳示范厂2008年年底关闭且不再复产。我国山东墨龙公司鬼使神差下(下文会讲)于2012年引进了HIsmelt的技术及大部分设备,从2012至2019年,墨龙公司在7年间与国内外大量冶金业的大拿、学者合作,投入巨资(最新数据截止2018年16亿研发资金)通过优化进一步工艺生产流程,前后经过将近10次到付试车,如今已经可以稳定高效生产。
从1980年的基础研发至2021年,历时41年,这41年恰逢中国改革开放,也是中国民营经济从无到有的发展时期。外方在该项技术上倾注了大量的心血和金钱,终于在市场和战略变迁的迫使下,彻底放弃该技术。

我无意于为这段故事说什么,只是想让读者了解一下一项规模巨大的产业化技术的从研发到商业化的艰辛。
也不得不佩服墨龙的狗屎运。
要知道彼时奎纳纳HIsmelt工厂运营期间正置中国钢铁高速发展期,吸引了时任中国国家主席、总理、人大委员长,以及宝钢首钢等35家大型钢铁集团的广泛关注。很多公司都签订了合作协议,一旦成功,将会在中国大范围的推广。由于这是第一个工厂,设备、工艺、技术、人员等等都是全新设计,不可避免的会发生各种各样的状况,始终没有达到预期的运营效果。2008年金融危机蔓延,中国用户的耐心也消耗殆尽,力拓集团和合作方决定西澳关闭工厂。连大企业都搞不定,中国人心里就自然认为该技术已经失败。
历史再次证明,真理往往掌握在少数人手里。
2012年山东寿光一个中型民企企业家通过非直接渠道了解到了该技术,由于该企业(墨龙:正是在下!)恰巧没有高炉,而当时力拓也恰巧才从金融危机的阴影中走出来不得不变卖大量子公司、技术回笼资金,而墨龙上游的炼钢原料由于都从周围高炉企业采购。建设一个年产能不大的生铁生产工厂正好配合其下游炼钢轧钢的车间产能消耗,也就是顺势而为的事情。
100多年前,洋务运动轰轰烈烈,从国外购买技术、中国建厂生产产品,中体而西用之,舍其本求其末,洋务运动最终以失败告终;21世纪的今天,互联网方兴未艾,但中国互联网行业发展的实质是庞大的中国市场,“中体西用”的本质依然没有改变。近俩年炒得火热的芯片事件就是给我们敲响警钟——最核心的技术依然不在国内,中国依然处于世界产业链上较低端的一环。
而HIsmelt知识产权尽归中方所有。知其然,更需知其所以然,在知道如何运营控制的同时,更应该追溯其本源,将基础研究的数据、基本理论、核心工艺参数和设备控制牢牢掌握,让其更加大型化和智能化,形成中方牢不可破的核心技术。
从“0到1”的阶段是痛苦的,如今的HIsmelt技术,承前启后、中西合璧,实现了稳定顺行,这是中国和世界冶金矿产行业的一个巨大进步。随着HIsmelt技术日趋成熟,新项目会不断涌现,单体工厂的产能将进一步提高,年产能200-400万吨的工厂已经有详细图纸。
有意思的事情是,在外方最终转让出HIsmelt技术之前,美国的投资人对该技术产生了浓厚的兴趣,准备在美国建设第二座商业化工厂,如果事情顺利发展,墨龙将向美国输出HIsmelt冶金技术(嘿嘿嘿都是票子),为美国的就业和基础建设做出贡献,也为冶金行业走出去又添一笔重彩。
墨龙HIsmelt熔融还原炼铁技术与其他熔融还原炼铁技术及传统高炉炼铁技术、前景比较目前世界主流炼钢技术分为高炉炼铁和熔融还原,传统高炉面临的技术和碳中和背景下的环境制约众所周知,找到可行替代法是全球炼铁工作者的期盼!
而熔融还原技术一直就是全球炼铁工业的终极目标!
世界上已有熔融还原炼铁工艺约 30 余种,但至今 仅 3 种工艺有较大发展且已经实现工业化,分别为 COREX、HISmelt 和 FINEX 工艺。
国内的COREX是由宝钢集团于2007年花费上百亿引进国外的两套大型COREX3000炼铁生产装置,在上海罗泾建成熔融还原炼铁厂,分别于2007 年 11 月和 2010 年投产。投产后,于各种原因导致COREX 工艺运行不利。为此,搬迁到原燃料(球团矿、原料煤)较有优势的八一钢铁公司,并在COREX3000 的基础上进行优化改造,于 2015 年 7 月 19 日顺利出铁,成功实现了工业化生产,并命名为欧冶炉。
COREX欧冶炉特点:COREX真正的含义是直接用煤作为能源来实现炼铁的终极目标。学名中,CO、RE、EX分别代表Coal-煤,Reductionn-还原、Extreme-终极目标。高炉炼铁所使用的粉矿和资源稀缺的粉煤,必须分别通过烧结厂烧结成烧结矿和炼焦厂将其烧结炼焦成焦炭;而COREX不需要烧结厂和炼焦厂,可以直接使用天然的块矿和块煤,煤块内部的有机物可以在高温下充分裂解,防止焦油、酚、氰等污染物质的产生,单质硫也大部分进入炉渣,大大减轻环境污染。因此,相对于高炉炼铁法来说,COREX熔融还原炼铁技术最明显的特点是炼铁不使用焦炭,无需炼焦工序和烧结工序的辅助,流程和工序相对减少,成本投资和人力使用相对降低,能源消耗和污染排放相对减轻,与完整的传统高炉炼铁过程相比减少13%。
生产状态:欧冶炉 2015 年连续生产 68 天,生产铁水 15.02 万吨,综合厂区周边的煤资源进行了充分的试验,气化炉拱顶喷煤造气的工艺,提升竖炉还原、强化了气化炉造气和熔炼功能,各功能区的效率和稳定性改进。2018 年5 月 26 日开炉,5 天后达到生产以来的最优指标。2018年 8 月,欧冶炉实现月铁水产量 10.5 万吨,燃料比:830kg/t,焦比:200 kg/t,铁水平均含硅 0.8%。
HIsmelt工艺具有如下特点
1)投资成本低,Hismelt不需要焦炉和烧结厂或球团厂,因此建设成本降低
2)Hismelt工艺中的许多设备与设施,如热风炉、喷煤系统、发电等都是高炉炼铁工艺的常用设施,因此工厂建设相对简单
3)占地面积相对于高炉缩小80%,土地成本极低
4)操作成本低,直接使用矿粉和煤粉作为原染料炼铁,不用焦炭、球团和烧洁
5)Hismelt技术可直接喷吹传统高炉烧结厂不宜使用的低品味铁矿粉
6)铁水质量好,磷含量稳定,基本不含硅,因此可进行少渣炼钢,降低炼钢成本
7)降低环境影响,通过革命性的工艺创新,取消烧结、焦炉,Hismelt极大的降低了SO2和NOx.基本截止了焦油、二恶英的排放。
生产状态:截止2018年10月数据,当前日最高产量达到1930t,月产量达到51914t,设备不间断作业达157d,各项生产指标均超过原澳大利亚工厂,产品高纯铸造生铁含磷量低,其他五种五害元素(铅、锡、砷、锑和铋)含量非常低,能够满足高端制造业对高纯生铁的需求。



