以從根本上削減煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳為目的的日本環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)項目COURSE50（CO2 Ultimate Reduction in Steelmaking process by innovative technology for cool Earth50），計劃于今年6月開(kāi)始通過(guò)試驗高爐進(jìn)行第一次實(shí)證試驗，這是該項目的重要環(huán)節之一。

試驗高爐于2015年建成，目前已經(jīng)進(jìn)行了試運行。實(shí)證試驗是為確立該項目的關(guān)鍵點(diǎn)——氫還原煉鐵技術(shù)，探索最佳的氫氣送風(fēng)操作條件等。

試驗高爐位于新日鐵住金君津廠(chǎng)4號高爐附近，鄰接CAT30（二氧化碳分離、回收設備）。試驗負責人表示，目前對試驗高爐已通過(guò)數學(xué)模型進(jìn)行立體模擬，從理論上證明了氫還原效果。開(kāi)發(fā)人員將在試驗高爐建立與實(shí)際高爐相同的溫度、爐內條件，以確認能否按照所模擬的形式實(shí)現理論效果。試驗高爐高度約6.5m，爐內徑1.2m，外周貼有厚度1m的耐火材料，最突出的特點(diǎn)是可在與實(shí)際高爐一致的爐內條件下進(jìn)行試驗，且可短期暫停，對類(lèi)似黑匣子的高爐內部進(jìn)行解體調查。試驗高爐有一個(gè)出鐵口，三個(gè)可供吹入熱風(fēng)、氫系氣體、煤粉的風(fēng)口，另外各有三個(gè)吹入預熱氣體的風(fēng)口、爐身風(fēng)口。該試驗高爐于2015年9月底建成，確認設備運行的冷調試也已完成。2015年12月和2016年2月在與實(shí)際高爐相同條件（原料、爐內溫度等）下進(jìn)行了熱試，對從原料裝入、送風(fēng)到出鐵等一系列工序進(jìn)行了設備功能的確認。

在連續五天，每天24小時(shí)的熱試中，平均每天出鐵量達到30-34噸。同時(shí)，操作人數按照運行一座高爐配置。以每?jì)尚r(shí)一次的節奏，每次出鐵5-8分鐘，出鐵3噸左右。第一次出鐵時(shí)間為2015年12月8日。高爐利用系數為3t/（m3·d）左右。比實(shí)際高爐的出鐵速度快。鐵水移至專(zhuān)用鋼包中，自然冷卻凝固后從鋼包中取出，對鐵水以及熔渣進(jìn)行成分分析，處理后，作為鐵水使用。熱試過(guò)程中，確認可按照模擬實(shí)際高爐的形式進(jìn)行連續操作，并在第二次與CAT30聯(lián)動(dòng)試運行約30小時(shí)，對設備聯(lián)動(dòng)性等進(jìn)行了確認。

2016年6月以后，研究人員將進(jìn)行為期一個(gè)月的連續作業(yè)試驗，每年兩次共進(jìn)行四次。改變作業(yè)條件的連續作業(yè)試驗每次約一個(gè)月（如果包括準備工作在內，每次時(shí)間為3-4個(gè)月）。連續作業(yè)試驗后，計劃對試驗高爐進(jìn)行拆解，調查爐內殘存原料。停爐后，吹入氮氣，利用約兩周時(shí)間進(jìn)行爐內冷卻。冷卻后從爐頂掏出原料，對鐵礦石、焦炭的外觀(guān)、還原狀態(tài)等進(jìn)行分析。為盡可能多的利用氫還原，吹入氫系氣體，采用現行高爐煉鐵法不采用的從爐身吹入氣體等技術(shù)，確立最佳的送風(fēng)操作，以達到降低碳系原料、碳消耗量的目的。

在試驗高爐的中央操作室采用HMI，和實(shí)際高爐一樣可以通過(guò)遠程操作進(jìn)行原料裝入、送風(fēng)等，也可對CAT30進(jìn)行控制。一個(gè)操作班次的人數為一名技術(shù)人員和八名操作工，共設四個(gè)班，從2016財年以后，按照四班三運轉模式運行。

COURSE50是用氫氣代替部分焦炭，對鐵礦石進(jìn)行還原，并將高爐煤氣中的二氧化碳進(jìn)行分離回收，由此實(shí)現減少高爐二氧化碳排放量30%的目標。

2008-2012財年的五年間，該項目的第一階段第一步（Phase1-Step1）已經(jīng)完成，確立了關(guān)鍵技術(shù)。目前處于第一階段第二步（Phase1-Step2）（2013-2017財年）。從關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)步入了綜合性技術(shù)開(kāi)發(fā)的階段。第二步的項目費用約160億日元，其中半數用于試驗高爐的建設。第二步的主要內容是建設試驗高爐和開(kāi)發(fā)出將高爐排放二氧化碳的分離、回收成本控制在2000日元/t CO2的技術(shù)。以已建成的高爐為主體，進(jìn)行最大限度應用氫還原，同時(shí)以結合二氧化碳分離、回收技術(shù)的形式進(jìn)行綜合技術(shù)評價(jià)。2016-2017財年的兩年時(shí)間進(jìn)入確定技術(shù)穩定性的階段，之后在進(jìn)入第二階段后將根據需要，推進(jìn)以實(shí)用化為目的的開(kāi)發(fā)，爭取2030年實(shí)現實(shí)用化。

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