低碳綠色煉鐵技術(shù)發(fā)展動態(tài)及展望
劉然，張智峰，劉小杰，李欣，李宏揚(yáng)，呂慶
(華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院， 河北 唐山 063210)
摘要： 當(dāng)前，為積極應(yīng)對氣候變化等一系列問題，世界各國紛紛提出了綠色減排計劃。與此同時，中國相應(yīng)提出了“碳達(dá)峰、碳中和”節(jié)能減排目標(biāo)，并以“1+N”等政策體系作為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、積極應(yīng)對氣候變化、履行大國義務(wù)的核心支持。鋼鐵工業(yè)作為31個制造業(yè)門類中碳排放量最大的行業(yè)，自然而然成為節(jié)能減排戰(zhàn)役中的“排頭兵”。目前，復(fù)雜的高爐生產(chǎn)工藝仍然以煤、焦等化石資源作為主要燃料，使得其成為鋼鐵流程中的碳耗大戶、碳排放大戶、污染排放大戶，因此高爐煉鐵工藝的綠色低碳轉(zhuǎn)型升級已迫在眉睫。從背景介紹、發(fā)展動態(tài)以及未來發(fā)展展望這3大部分對低碳綠色煉鐵技術(shù)進(jìn)行論述，其中對綠色低碳煉鐵技術(shù)發(fā)展動態(tài)部分進(jìn)行了詳細(xì)闡述。首先就優(yōu)化節(jié)能低碳操作和構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)環(huán)保圈兩個層面，從精細(xì)爐料操作、提升生產(chǎn)技術(shù)等多個角度討論了如何實(shí)現(xiàn)高爐工藝低碳綠色煉鐵；其次從非高爐領(lǐng)域入手，對直接還原工藝和熔融還原工藝的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，并進(jìn)行了相應(yīng)的比較與分類匯總；之后從創(chuàng)新型煉鐵工藝(氫冶金、智能化煉鐵)角度探討了此類技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢。最后，綜合當(dāng)前綠色低碳煉鐵技術(shù)發(fā)展最新動態(tài)進(jìn)行了5個方面的展望，明確了“綠色低碳為方向，節(jié)能減排是目標(biāo)”的任務(wù)方向。
關(guān)鍵詞： 煉鐵技術(shù)；氫冶金；溫室效應(yīng)；綠色低碳；節(jié)能減排
現(xiàn)今，“碳達(dá)峰”、“碳中和”已經(jīng)成為焦點(diǎn)話題，兩者更是2021年的兩會熱詞?！疤歼_(dá)峰”要求中國在2030年前實(shí)現(xiàn)煤炭、石油、天然氣等化石能源燃燒活動以及工業(yè)生產(chǎn)等方面產(chǎn)生的CO2不再增長；“碳中和”則為通過節(jié)能減排、種植綠植等手段抵消某段時間產(chǎn)生的CO2排放量或溫室氣體總量，實(shí)現(xiàn)零排放。究其由來，主要是由于氣候變化、資源枯竭等問題已嚴(yán)重威脅人類生命系統(tǒng)，世界各國紛紛出臺綠色經(jīng)濟(jì)計劃來進(jìn)行節(jié)能降碳，在此背景下中國遂提出“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)。該目標(biāo)是由國家主席習(xí)近平于2020年在第75屆聯(lián)合國大會上首次提出，其既是實(shí)現(xiàn)中國可持續(xù)發(fā)展、加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、實(shí)現(xiàn)美麗新中國目標(biāo)的重要抓手，又是面對嚴(yán)峻氣候變化，中國履行大國責(zé)任、推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。《2030年前碳達(dá)峰行動方案》明確提出，通過綠色能源低碳轉(zhuǎn)型行動、節(jié)能降碳增效行動、工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動等10個行動實(shí)現(xiàn)碳減排。根據(jù)IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)公布的《2006年國家溫室氣體排放清單指南》(圖1)可明顯看出，鋼鐵行業(yè)作為化石能源消耗大戶、碳排放大戶必然成為碳減排的主要目標(biāo)，同時，鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排既是積極應(yīng)對氣候變化的重要舉措，又是可持續(xù)發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。由于中國粗鋼產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的1/2以上，加上生產(chǎn)工藝主要以“高爐-轉(zhuǎn)爐”為主，從而導(dǎo)致中國鋼鐵行業(yè)碳排放量占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上，占全國碳排放總量的15%左右，是31個制造業(yè)門類中碳排放量最大的行業(yè)。燃料燃燒對CO2排放量的貢獻(xiàn)量和鋼鐵工業(yè)各工序CO2排放占比如圖2和圖3所示，通過對比不難發(fā)現(xiàn)，鋼鐵長流程工藝體系中煉鐵工藝CO2排放量占80%左右，以煤、焦炭等長期占據(jù)主導(dǎo)地位的高爐部分CO2的排放量占比高達(dá)73.6%，遠(yuǎn)超燒結(jié)、煉鋼等工藝。所以發(fā)展綠色低碳的煉鐵技術(shù)對降低鋼鐵行業(yè)碳排量、發(fā)展低碳鋼鐵新格局尤為重要。
傳統(tǒng)的煉鐵工序為“煉焦→燒結(jié)→高爐”。在這一流程中，各個環(huán)節(jié)都有可能成為碳排放和大氣污染的關(guān)鍵源，具體而言：原燃料等裝卸運(yùn)輸過程中會產(chǎn)生粉塵污染；焦化過程會造成二英等污染物的排放；燒結(jié)過程產(chǎn)生的燒結(jié)廢氣、粉塵、硫化物以及氮化物等易造成大氣污染；而高爐作為消耗焦煤的主要場所，其產(chǎn)物除鐵水外還伴有爐渣、SOx、CO、CO2等固廢和氣體的產(chǎn)生，極易成為溫室氣體排放源和大氣污染源。綜上所述，除原燃料運(yùn)輸外均會產(chǎn)生能耗(表1)，因此，煉鐵技術(shù)低碳綠色化程度直接影響整個鋼鐵流程節(jié)能減排效果。
2.1優(yōu)化節(jié)能低碳操作
隨著能源消耗，鋼鐵企業(yè)開始面臨富礦減少、品位下降、選礦難的局面，加上成本問題導(dǎo)致低成本礦石濫行，出現(xiàn)“劣礦驅(qū)逐優(yōu)礦”的惡態(tài)，導(dǎo)致高爐燃料比上升，極易造成能耗增加、污染更加嚴(yán)重的局面。所以，實(shí)現(xiàn)煉鐵工藝節(jié)能減碳首先應(yīng)從燃料比這一角度出發(fā)，尋求降低高爐燃料比的技術(shù)措施，通過降低燃料比達(dá)到低碳冶煉的效果，探索符合新時代的綠色低碳煉鐵技術(shù)。做好精料工作是降低燃料比、實(shí)現(xiàn)低碳冶煉的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)高爐爐料主要通過燒結(jié)礦與球團(tuán)礦各占一定比例來保證生產(chǎn)，其中燒結(jié)礦占比較大。然而研究表明，燒結(jié)過程耗能與污染物排放量均高于造球過程。鑒于這種情況，燒結(jié)工序要想實(shí)現(xiàn)低碳綠色化，有兩個方面的改進(jìn)措施可以選擇：一方面，發(fā)展先進(jìn)的燒結(jié)工藝，在一定程度上降低污染物的排放；另一方面，增加高爐球團(tuán)礦比例以代替燒結(jié)礦。如首鋼京唐對550 m2燒結(jié)機(jī)采用燒結(jié)料面噴吹蒸汽技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，不僅改善了燒結(jié)料層的傳熱制度，而且實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)過程二英、NOx、CO的協(xié)同減排；河鋼通過在高爐中使用高比例球團(tuán)的試驗研究發(fā)現(xiàn)，其具有提升經(jīng)濟(jì)效益、降低焦比和燃料比的積極效果。除此之外，還可效仿日本新日鐵將碳與含鐵原料混合制粒后，采用含碳球團(tuán)礦來精化爐料，降低高爐熱儲備溫度，提升高爐料的還原效率，達(dá)到節(jié)能減排的效果。提高風(fēng)溫也是降低燃料比的重要措施之一。綜合國內(nèi)外技術(shù)指標(biāo)，日本、芬蘭等地的先進(jìn)高爐平均風(fēng)溫達(dá)到1 300 ℃左右，而中國僅為1 150 ℃左右。熱風(fēng)爐作為煉鐵工序中最重要的送風(fēng)設(shè)備，卻由于高爐煤氣低熱值的特點(diǎn)限制了熱風(fēng)爐溫度。所以，實(shí)現(xiàn)低熱值高爐煤氣全燃燒是直接提高高爐風(fēng)溫的一項突破性技術(shù)。首鋼京唐等對5 000 m3巨型高爐采用頂燃式熱風(fēng)爐與高溫空氣預(yù)熱耦合工藝，通過調(diào)控拱頂溫度，不僅能實(shí)現(xiàn)低熱值煤氣全部燃燒，而且在保證NOx排放量的前提下使風(fēng)溫能達(dá)到1 250 ℃以上。當(dāng)然，目前出現(xiàn)的節(jié)能減排措施并不僅局限于上述所提到的，還可通過噴吹技術(shù)、提高頂壓等技術(shù)手段降低高爐燃料比。近年來，高爐噴吹生物質(zhì)成為一個熱門話題，為避免傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝燃燒化石能源造成大量CO2排放到空氣中，有不少學(xué)者開始將生物質(zhì)運(yùn)用于高爐噴吹，并就其可行性、研究現(xiàn)狀等進(jìn)行了分析。而噴吹塑料、噴吹焦?fàn)t煤氣等手段則已經(jīng)開始工業(yè)化應(yīng)用，如德國、日本和奧地利已使用風(fēng)口噴吹塑料技術(shù)的高爐，噴吹率高達(dá)60~80 kg/t；國內(nèi)的鞍鋼、濟(jì)鋼、萊鋼等通過高爐噴吹焦?fàn)t煤氣技術(shù)、提高頂壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)了碳減排，降低了燃料比。2.2構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)環(huán)保圈
當(dāng)前，由于中國鋼鐵產(chǎn)能過剩及產(chǎn)能削減政策的出臺，市場上出現(xiàn)大量的廢鋼。利用廢鋼作為部分高爐原料不僅可以提升高爐透氣性、降低燃料比、提高鐵產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)低碳綠色化煉鐵，還能為電爐和轉(zhuǎn)爐分擔(dān)部分壓力。國外廢鋼入高爐工藝使用已久，北美鋼鐵企業(yè)對該技術(shù)的應(yīng)用范圍最廣，其25座高爐中已有23座使用廢鋼等金屬材料作為高爐爐料，廢料使用率高達(dá)213 kg/t。研究表明，廢料入爐率的增加使得高爐爐溫明顯升高，進(jìn)而達(dá)到降低燃料比的效果。此外，中國韶鋼、安鋼、柳鋼等高爐通過配加廢鋼工藝，在提升經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，改善了高爐透氣性，降低了燃料比，大大降低了冶煉用焦量和溫室氣體的排放量。因此，通過提高資源利用率的同時減少煉鐵工序的能耗也是一種低碳綠色煉鐵的方式。高爐煤氣作為高爐冶煉的主要副產(chǎn)品，其中以硫化物及酸性氣體形式存在的氫、氯、氟等易造成污染。積極響應(yīng)《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》等號召，秉承可持續(xù)發(fā)展、降低能耗、節(jié)約資源等理念，提高對高爐煤氣有效利用，完善煤氣回收利用技術(shù)，是未來企業(yè)煉鐵工藝實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的必要手段?，F(xiàn)階段高爐煤氣利用方式主要有直接作為熱風(fēng)爐、煉焦?fàn)t等工序燃料；回收高爐煤氣余壓余熱進(jìn)行發(fā)電；生產(chǎn)化工產(chǎn)品等。實(shí)踐表明，寶鋼采用TRT透平發(fā)電機(jī)組利用煤氣壓力能和熱能發(fā)電，使高爐工序能耗回收率高達(dá)65%，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。此外，通過對高爐煤氣中的CO2、CO分別進(jìn)行提質(zhì)利用，不僅可起到節(jié)能減排的效果，而且還能生產(chǎn)制備工業(yè)所需化工產(chǎn)品，契合了當(dāng)前國內(nèi)外煉鐵技術(shù)綠色低碳化的發(fā)展方向。然而，高爐煉鐵工藝中除上述所提到的以外，高爐水渣、熱風(fēng)爐余熱、燒結(jié)煙氣等也可成為回收再利用目標(biāo)。近年來，鋼鐵行業(yè)開始推廣碳捕獲利用與封存技術(shù)，從排放源頭入手直接切斷碳排放源，從而提高資源利用率、減少碳排放。如日本COURSE50計劃利用碳捕獲技術(shù)對高爐煤氣CO2分離；韓國 POSCO所研究的碳捕獲技術(shù)目前對體積分?jǐn)?shù)大于95%的CO2的有效捕獲率可達(dá)90%以上，CO2的日常捕獲能力達(dá)到10 t左右。但由于成本、能耗等問題的限制使得該技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用還處于探索階段。雖然碳捕獲相關(guān)技術(shù)支持所花費(fèi)成本較多，但從長遠(yuǎn)來看卻保證了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。2.3非高爐煉鐵技術(shù)
焦炭是高爐冶煉不可或缺的原料之一。然而，面對焦煤資源有限、大氣污染嚴(yán)重等問題及可持續(xù)發(fā)展觀念日益提升的現(xiàn)狀，為提高節(jié)能減排效率，高爐煉鐵技術(shù)逐漸受到各種限制，非高爐煉鐵技術(shù)開始迅速發(fā)展。相比于傳統(tǒng)的高爐煉鐵技術(shù)，非高爐煉鐵技術(shù)提倡以非焦煤為主要能源，大大提升了環(huán)保水平，并且還省去燒結(jié)造塊工序，打破了傳統(tǒng)煉鐵技術(shù)的“長流程”限制。對現(xiàn)階段主要煉鐵工藝設(shè)計能力和能耗比較不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段非高爐煉鐵技術(shù)以其節(jié)能、低成本、環(huán)保等特點(diǎn)成為各國煉鐵工藝發(fā)展的焦點(diǎn)。主要煉鐵工藝設(shè)計能力和能耗比較見表2。
非高爐煉鐵技術(shù)分為直接還原工藝和熔融還原工藝兩類。直接還原工藝不依賴于焦炭，省去了煉焦設(shè)備，并且還可得到高品位鐵精礦。同時，按照還原劑的不同可將其分為氣基和煤基兩大類。氣基直接還原技術(shù)主要有MIDREX工藝、HYL-III工藝、FINMET工藝；煤基直接還原技術(shù)主要有Fastmat工藝、ITmk3工藝、SL/RN工藝，目前均已投入工業(yè)應(yīng)用。據(jù)世界DRI統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，受新冠疫情的影響，2020年世界直接還原鐵產(chǎn)量為1.044億t，比2019年同比下降了3.4%，這表明直接還原煉鐵技術(shù)在近幾年內(nèi)備受青睞，但其中MIDREX與HIY-III工藝仍然占主導(dǎo)地位，所以在保持現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上還需加大對其他工藝的研究。熔融還原工藝是將天然塊礦、球團(tuán)或粉礦在高溫條件下用碳進(jìn)行還原得到熔融態(tài)金屬鐵。目前投入工業(yè)化生產(chǎn)的主要有COREX、FINEX、HIsmelt以及CISP這4類工藝。和傳統(tǒng)高爐相比較，熔融還原工藝主要將煤作為燃料，幾乎不需要冶金焦炭，因其低成本、低能耗、低碳、低排放等特點(diǎn)，使其在非高爐領(lǐng)域得到很大的發(fā)展。實(shí)踐表明，寶鋼引入COREX工藝后，經(jīng)過自主創(chuàng)新的八鋼歐冶爐已經(jīng)成為中國綠色低碳煉鐵的代表，其實(shí)際工序能耗低于設(shè)計能耗，再配合其他技術(shù)升級，完全可以達(dá)到或優(yōu)于煉鐵工序能耗清潔生產(chǎn)的一級標(biāo)準(zhǔn)(HJ/T 427—2008)中能耗不超過385 kg/t（鐵）的指標(biāo)；FINEX工藝成功將流化床反應(yīng)系統(tǒng)商業(yè)化，有效解決了資源、副產(chǎn)品的回收、有害物的排放等問題，并且SOx和NOx排放水平比預(yù)期降低了20%~50%；山東墨龍于2012年成功將HIsmelt工藝用于連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)，不僅成功吻合了力拓在試驗中所發(fā)現(xiàn)的鐵水產(chǎn)量和煤耗的相關(guān)關(guān)系，而且能夠使SOx排放量降低90%以上，大大提升了能源利用效率和環(huán)保效益；建龍集團(tuán)CISP工藝工業(yè)化運(yùn)行后，SO2和NOx排放量減少38%，粉塵排放量減少89%，并且無二英和酚氰廢水排放，此外，還實(shí)現(xiàn)了CO2排放量減少11.2萬t/a。2.4創(chuàng)新綠色低碳煉鐵技術(shù)
2.4.1氫冶金技術(shù)
為擺脫對化石能源的依賴，煉鐵技術(shù)的發(fā)展將目光聚焦于氫能。作為21世紀(jì)最具有發(fā)展力的能源，其綠色低碳、來源廣、熱值高等特點(diǎn)吸引了諸多國家就其在冶金領(lǐng)域的利用展開研究。在國外，有歐洲ULCOS的“氫”子項目、日本富氫還原鐵礦石的“COURSE50計劃”、韓國POSCO氫還原煉鐵工藝、奧地利“H2FUTURE”綠色氫氣存儲技術(shù)、德國蒂森克虜伯氫基煉鐵試驗等。在國內(nèi)，寶武集團(tuán)作為中國鋼鐵行業(yè)氫冶金的先鋒隊，早在2016年就開始籌劃氫冶金綠色低碳煉鐵項目，主要從富氫碳循環(huán)高爐工藝、以氫代碳還原工藝等方面入手，并在新疆、湛江等地籌建了氫冶金創(chuàng)新基地，隨后與中核集團(tuán)、清華大學(xué)聯(lián)手開發(fā)“核能制氫”技術(shù)；河鋼宣鋼啟動建設(shè)規(guī)模為120萬t的氫冶金示范工程，采用零重整技術(shù)替代傳統(tǒng)碳冶金；中晉太行已經(jīng)開始使用氫基直接還原鐵工藝，且形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CSDRI氣基豎爐還原鐵技術(shù)；此外，鞍鋼、包鋼、建龍以及一些其他科研院所等也展開了氫冶金技術(shù)研究，均取得理想效果，降低了碳排放，找到了適合各企業(yè)特有的氫冶金低碳煉鐵技術(shù)。國內(nèi)外氫冶金主要研究現(xiàn)狀及目標(biāo)見表3。
2.4.2智能化煉鐵技術(shù)
智能化是煉鐵工藝提高節(jié)能減排效率、實(shí)現(xiàn)環(huán)保的重要手段。2021年11月15日國家發(fā)展改革委員會發(fā)言人孟瑋明確表示，目前工業(yè)等領(lǐng)域?qū)嵤┓桨负汀犊萍贾翁歼_(dá)峰碳中和行動方案》已經(jīng)編制完成，后續(xù)將按程序印發(fā)實(shí)施，這一消息無疑是當(dāng)前智能化煉鐵工藝技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)心劑。當(dāng)前“德國工業(yè)4.0”與“中國制造2025”的融合，以及節(jié)能減排、“雙碳”等意見的出臺，無不表明現(xiàn)階段煉鐵工藝流程向智能化、信息化、數(shù)字化融合發(fā)展已然是大勢所趨。傳統(tǒng)高爐由于自身特性的限制，因其冶煉強(qiáng)度高、數(shù)據(jù)量多、流程長、信息時滯性高、黑箱化嚴(yán)重等特點(diǎn)，其潛力未能被挖掘出來，容易導(dǎo)致大污染、大能耗的結(jié)果。新時代煉鐵工藝應(yīng)積極融合5G技術(shù)，加速工藝互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、人工智能技術(shù)等對傳統(tǒng)煉鐵工藝流程進(jìn)行“點(diǎn)對點(diǎn)”跟蹤式監(jiān)測，達(dá)到實(shí)時分析預(yù)測、及時科學(xué)決策的效果。研究表明，越來越多的企業(yè)、科研院所及高校等的學(xué)者都開始探究智能化在冶金中的應(yīng)用。寶武集團(tuán)以“力爭2025年具備減碳30%的工藝技術(shù)，2035年力爭減碳30%”為目標(biāo)，目前正在建立智慧型煉焦、智慧型燒結(jié)、智慧型高爐三位一體智能煉鐵工序，其中智慧型燒結(jié)目前已建成1、2燒結(jié)，對在建的3燒結(jié)中首次采用混合料水分和粒度監(jiān)測機(jī)器人系統(tǒng)、燒結(jié)過程水-碳-風(fēng)關(guān)鍵要素智能控制模型與系統(tǒng)等，力爭實(shí)現(xiàn)固體燃料單耗小于40 kg/t；智慧型高爐匯集了上海寶山、武漢青山、南京梅山、湛江東山4大基地的煉鐵工序，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高爐爐況指數(shù)化診斷、高爐運(yùn)行智能控制、高爐指標(biāo)全面化對標(biāo)等模塊，尤其是高爐閉環(huán)控制更是實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、成本、工序能耗對標(biāo)等功能的應(yīng)用，開啟了數(shù)字高爐新時代。此外，寶鋼自主研發(fā)的高爐智能專家系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后，噸鐵燃料比下降近3.7 kg/t，鐵水一級品率提升了5%，達(dá)到了穩(wěn)定爐況、降低輔助燃料消耗、改善鐵水質(zhì)量的效果；馬鋼2號高爐采用的熱風(fēng)爐智能化控制系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)表明，燃燒狀態(tài)明顯得到改善，煤氣消耗量顯著降低，大大提升了經(jīng)濟(jì)效益；酒鋼融合大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等建立的專家機(jī)理模型，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對爐況的模型監(jiān)控和生產(chǎn)指導(dǎo)，而且通過建立合理有效的預(yù)警機(jī)制實(shí)現(xiàn)了高爐安全長壽，有效降低了噸鐵燃料比的同時提升了經(jīng)濟(jì)、社會效益。另外，首鋼、包鋼等也都打造了屬于自己的智能化煉鐵工藝流程。以上均為鋼鐵企業(yè)在煉鐵智能化發(fā)展過程中的一些成果，而研究院、高校等相關(guān)專業(yè)人員也做了許多貢獻(xiàn)。沙鋼研究院建立的煉鐵工藝大數(shù)據(jù)平臺，可實(shí)現(xiàn)原料質(zhì)量預(yù)警、故障預(yù)警、高爐爐況診斷等功能，不僅操作簡單，方便操作人員對工藝流程進(jìn)行實(shí)施監(jiān)督，而且還能夠及時對工序操作進(jìn)行調(diào)整，其具體框架如圖4所示；趙宏博等提出的煉鐵大數(shù)據(jù)平臺更是契合了《工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃(2016—2020年)的通知》中發(fā)展智能制造主題思想，該設(shè)計構(gòu)建了一個完整的煉鐵生態(tài)圈，充分實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，更是融合了鋼鐵企業(yè)、科研院所及高校等不同層次的角色，能夠達(dá)到集思廣益、共同促進(jìn)中國煉鐵工藝發(fā)展的效果。
節(jié)能減排提出以來，綠色低碳煉鐵技術(shù)剛性發(fā)展，智能化轉(zhuǎn)型勢在必行。然而，智能化在煉鐵技術(shù)革新過程的應(yīng)用中需要解決的問題還有很多，難度也越來越大，應(yīng)加強(qiáng)與科技板塊合作，走“工藝流程為主，計算機(jī)技術(shù)為輔”的路線，切實(shí)解決煉鐵工藝數(shù)據(jù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排綠色發(fā)展的目標(biāo)。
鋼鐵行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的中流砥柱，是國家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力的重要標(biāo)志。而煉鐵工藝作為鋼鐵流程的“高耗能、高排放”大戶，其綠色低碳化程度足以彰顯鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排水平。“綠色低碳為方向，節(jié)能減排是目標(biāo)”已然成為如今綠色低碳煉鐵技術(shù)發(fā)展的必由之路，然而，中國低碳綠色煉鐵技術(shù)的發(fā)展急不得，也慢不得。21世紀(jì)的今天，應(yīng)該以“著眼當(dāng)前，展望未來”的眼光去看待綠色低碳煉鐵技術(shù)的發(fā)展。(1)以節(jié)能減排為目標(biāo)，工藝改革為手段，不斷探索傳統(tǒng)高爐工藝低碳技術(shù)。通過發(fā)展精細(xì)煉鐵原料、優(yōu)化高爐操作等基礎(chǔ)技術(shù)，提高高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、爐塵等副產(chǎn)品循環(huán)利用技術(shù)，增強(qiáng)噴吹生物質(zhì)、碳捕獲利用與封存等創(chuàng)新技術(shù)來達(dá)到節(jié)能減排的目的。此外，還可結(jié)合自身實(shí)際來完成工藝“長流程”向“短流程”轉(zhuǎn)變。(2)大力發(fā)展非高爐和氫冶金技術(shù)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和流程結(jié)構(gòu)。以科學(xué)技術(shù)為手段，提升“非高爐-電爐”協(xié)同減排能力，發(fā)展低成本制氫技術(shù)，擺脫對焦炭等化石能源的依賴，實(shí)現(xiàn)成熟的商業(yè)化低碳煉鐵生產(chǎn)模式。(3)積極與兩化(智能化、信息化)相融合。以5G、大數(shù)據(jù)技術(shù)等手段作為發(fā)力點(diǎn)，使用智能監(jiān)控手段對煉鐵流程各部分監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)在線預(yù)警、數(shù)據(jù)收集等功能，用科技創(chuàng)新助力煉鐵技術(shù)向著綠色低碳化發(fā)展。(4)制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前世界各國作為“命運(yùn)共同體”的一部分，碳排放標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、能耗標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)不一樣，勢必會出現(xiàn)“一國影響他國”的局面。(5)堅持“引進(jìn)來、走出去”，積極參與國際間交流合作。有能力的鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極引領(lǐng)國際低碳技術(shù)研發(fā)等活動，充分利用全球低碳煉鐵生態(tài)圈優(yōu)勢資源，加強(qiáng)創(chuàng)新技術(shù)研究，為實(shí)現(xiàn)中國“30·60”目標(biāo)貢獻(xiàn)一份力量，為實(shí)現(xiàn)全球節(jié)能減排貢獻(xiàn)一份力量。 
