作者 | 第一财经 林春挺
“生产率提升3600倍，国内炼铁技术大突破……将改变世界钢铁行业局面。炼铁率提”近日，闪速生产升倍类似言论在网上广为传播。炼铁率提这源于中国工程院院士张文海领导的闪速生产升倍研究团队最近发表的一篇论文。
2024年11月，炼铁率提张文海及其团队成员在期刊《有色金属》上发表题为《闪速炼铁技术研究进展》的闪速生产升倍论文，详细阐述了团队提出的炼铁率提闪速炼铁工艺。论文指出，闪速生产升倍与传统高炉炼铁相比，炼铁率提闪速炼铁工艺将炼铁过程从5～6小时缩短至3～6秒。闪速生产升倍但这一表述被部分人士误解为整个炼铁生产效率提高了3600倍。炼铁率提对此，闪速生产升倍包括张文海研究团队成员在内的炼铁率提业内人士向第一财经记者解释，所谓3～6秒内完成炼铁过程，闪速生产升倍指的是炼铁过程中的反应环节，而非整个炼铁生产流程。
钢铁工业作为国民经济的重要支撑产业，目前超过90%的铁是通过高炉冶炼工艺生产的。这一工艺因其技术成熟度高、能源利用效率高、易于实现规模化生产以及高效率而备受青睐。但钢铁工业的碳排放量占全球碳排放总量的5%至6%，而高炉炼铁过程中的碳排放更是占据其中的约70%。因此，降低炼铁工艺的碳排放量，成为了实现整个钢铁工业碳减排的关键所在。目前，国内外研究团队及相关企业都在探索新的技术和工艺。
根据上述论文，闪速炼铁工艺的提出，灵感来自于闪速冶炼。闪速冶炼是有色行业中的一种成熟高效的冶炼工艺，且中国的闪速冶炼工艺处于国际领先地位。该工艺无烧结、球团、焦化等高污染的原料预处理工序，具有适用性强、高效、节能、流程短、投资少、易于规模化、可实现零碳排放等显著优点。基于此，张文海团队立足“钢铁－有色－氢还原”的多学科交叉，提出闪速炼铁新工艺。
闪速炼铁工艺直接利用铁矿砂，通过炉顶喷嘴将其喷入闪速炉还原塔内，形成极大比表面积状态，并在高温高还原度的塔内空间中实现“爆炸式”化学动力学条件。这种条件下，炼铁反应在极短时间内即可完成，大大缩短了传统高炉炼铁的时间。
此外，论文还称，团队提出的闪速炼铁技术，前期已完成的实验室及中试试验研究证明了其工艺可行性。同时，通过产业化关键技术及100万吨钢规模经济技术指标分析，该技术还具有诸多显著优势，包括高效处理低品位复杂矿、取消原料预处理工段、实现零碳排放、易于规模化以及一步炼钢等。在能耗方面，闪速炼铁工艺的综合能耗指标优于现有高炉炼铁工艺，前者能耗仅为后者的1/3。
论文称，闪速炼铁技术的“目标是实现低能耗、低投资、规模化的近零碳炼铁”，张文海研究团队成员进一步指出，该技术的核心在于“节能低碳”，而实现这一目标需要经历艰辛的研发过程。
尽管闪速炼铁技术具有诸多优势，但对于何时才能实现工业化，张文海研究团队中的两名成员均向第一财经记者表示，目前还没有具体的时间表。其中一名成员解释道：论文中提及的“前期已完成中试试验”，是介于实验室和工业化之间的试验，并非外界所认为的工业化中试试验。“下一步还有一个工业化试验的推进和完成，只有这个工业化试验彻底成功了，才算是整个项目的彻底成功。”
在记者询问该闪速炼铁技术目前面临的最大困难是什么时，一名受访成员表示具体细节不便透露，团队还需要一定时间将该技术继续往前推进。至于该技术实现工业化后是否会对全球钢铁行业格局产生重大影响，该成员表示，目前阶段还不便对此进行评价。
有钢铁行业业内人士向记者介绍，一种新的炼铁技术的产生，一般要经过这样几个阶段：实验室研究与开发，工业化中试试验，工业化生产准备，以及工业化生产。其中，工业化中试试验被认为打通实现工业化生产的“最后一公里”。有统计表明，科技成果经过中试验证，产业化成功率可达80%。
目前，不少国家都有团队从事闪速炼铁的探索与研发。其中，美国犹他大学率先针对闪速炼铁/炼钢课题中的悬浮冶炼部分进行了多类型的实验室规模的试验，其研究成果已陆续发表。犹他大学得出的闪速炼铁空间悬浮冶炼的结论是：在预定工况条件下，3～5秒铁精矿还原90%以上，即铁精矿在空间快速还原成铁。
“但目前该技术在世界上还没有应用在工业化生产当中。”一名业内人士对记者说。