中國冶金報社
記者 呂林 報道
特約通訊員 藍義高 攝影
環保指標優于國標、新型燃料噴吹有效降碳、智能高爐提升生產穩定性與能效……近年來，中國寶武鋼鐵集團寶鋼股份煉鐵廠在綠色、低碳及智能技術方面收獲頗豐，不僅為行業提供了可復用的技術模塊，更驗證了綠色低碳與高效生產兼容的可能性。8月26日，寶鋼股份煉鐵廠廠長張代華在“第十屆國際煉鐵科技大會”上分享了這方面的實踐經驗。
據介紹，寶鋼股份煉鐵廠目前擁有4座有效容積超4000m3的現代化高爐、3座600m2級燒結機及3座焦爐，年產能達1500萬噸鐵水、2100萬噸燒結礦與550萬噸焦炭。近年來，寶鋼通過系統性技術與流程創新，在超低排放、廢水零排放、固廢資源化利用、低碳冶煉及智能煉鐵系統等領域實現技術突破，為煉鐵行業綠色轉型提供了有力技術支撐。
綠色煉鐵
多污染物協同治理體系領跑行業
面對煉鐵工序高排放、高污染的行業難題，寶鋼構建了“源頭減量—過程優化—末端治理”的全鏈條綠色技術體系，主要包括以下四個方面：
一是煙氣超低排放技術矩陣。寶鋼煉鐵廠配備數百套環保設施，針對不同工序特性定制凈化方案。例如，針對焦爐煙氣，一期采用SDA半干法脫硫+布袋除塵+SCR脫硝，三期、四期升級為活性炭干法脫硫+中低溫SCR；備用系統采用逆流式活性炭一體化技術，確保排放值穩定優于國標（如1號焦爐SO?實測為11.7mg/Nm3，大大低于國標要求的30mg/Nm3）。
二是廢水零排放閉環系統。該廠建立了全流程水資源管理體系：原料場新建5座雨水收集池，雨水回用于灑水及燒結生產；燒結酸性廢水經中和、沉淀、過濾后渣料送煉鋼回用；焦化脫硫廢水產生的3%-5%稀硫酸通過NaOH中和后進入集中污水處理設施進行達標處理；高爐沖渣水構建“智能液位監測+冗余儲水罐”系統，實現100%循環利用。
三是“固廢不出廠”系統性資源化利用體系。該廠創新固廢分類資源化路徑：含鋅塵泥、電爐灰經轉底爐處理，鋅回收率超90%，爐渣用作建材原料；酸堿污泥、熱解吸污泥直接摻入燒結原料協同處理；廢輪胎、廢塑料經預處理后噴吹至高爐替代燃料。
四是無組織排放智能管控。原料場全封閉改造，配合無人化運輸、霧炮抑塵、“兩蓋一吸”皮等帶密封技術，從源頭削減粉塵逸散。
低碳煉鐵
傳統工藝優化與新型燃料替代雙線并進
張代華表示，圍繞高爐降碳核心目標，寶鋼在傳統工藝優化與新型燃料替代領域取得雙線進展。
一方面，寶鋼對高爐能效展開極限挖掘。主要措施包括：高塊礦比冶煉——通過調整高爐送風系統、優化裝料順序、強化槽下篩分管理，2024年，寶鋼四座大型高爐塊礦比年均達到18%，燃料比穩定在490kg/t左右，為低成本冶煉積累寶貴經驗。低燃料比操作——通過煤焦配比優化與操作制度創新，高爐煤氣利用率穩定在50%以上，為鋼鐵行業低碳高效生產提供可復制的實踐路徑。高比例循環鋼鐵料利用——寶鋼開展高爐使用熱壓塊鐵（HBI）與廢鋼的工業試驗，當廢鋼添加量達200kg/t時，燃料比較添加廢鋼前降低60kg/t以上。
另一方面，寶鋼推進新型爐料的研發與應用。主要進展如下：一是開發冷壓結合熱處理制備的高強度顆粒鋼球團，冷壓強度超3000N、在2米水泥地面的落下強度超13次，高溫抗壓強度大于800N，基本滿足高爐冶煉性能要求。二是大力推進新型燃料噴吹技術的應用，富氫燃料噴吹工業化和生物質燃料篩選均取得可喜進展。
智能煉鐵
全流程閉環控制重塑生產模式
據張代華介紹，依托大數據與AI技術，通過智能模型與智能裝備的協同發力，寶鋼建成了覆蓋“原料—焦化—燒結—高爐”的智能煉鐵系統，具體如下：
一是智能高爐系統。寶鋼實現了爐溫閉環控制、氣流智能調優、爐渣堿度自調整，并通過與華為公司的AI深度合作，優化溫度預測模型實現2小時溫度預測平均誤差低于5℃，模型自動調整比例超過90%，保證了爐況的長期的穩定。同時，通過智慧診斷平臺監控22座高爐的料運動、爐型、壓容關系、爐缸狀況、煤氣流分布五個維度的指標，實現跨基地實時預警。
二是智能燒結協同優化。寶鋼以大數據應用、自動控制等為基礎，運用過程推理、歷史優化、深度學習等技術，開發燒結礦堿度自動檢測調整、燒結過程關鍵參數優化、燒結礦質量預測等模型，提升燒結過程穩定性，改善燒結礦質量，降低高爐工序燃料消耗。
三是智能焦化全鏈貫通。煤焦切片跟蹤實現焦炭質量溯源，單燃燒室按需供熱模型降低煤氣消耗，干熄焦風料比與循環氣成分智能控制減少焦炭燒損，焦爐煙氣凈化協同運行優化實現焦爐煙氣凈化裝置在超低排放前提下的經濟運行。
四是智能裝備集群落地。寶鋼煉鐵廠以生產線自動化率100%為目標，通過生產設備自動化、智能化改造替代人工操作，減少“3D”（臟、累、險）崗位；通過設備升級改造提升質量與效率。
未來展望
圍繞三大核心方向開展系統性創新
張代華認為，未來煉鐵技術發展將圍繞綠色低碳、智能、低成本三大核心方向開展系統性創新。
針對綠色低碳轉型，應該構建多污染物協同治理體系，重點推動廢水零排放工藝優化與固廢資源化利用技術，實現污染物排放強度持續降低。低碳發展采取雙路徑策略：一方面，通過富氫冶金技術、余熱余能梯級回收系統及全流程能效優化模型，推動現有工序極致能效生產；另一方面，加快HyCROF工藝、氫基豎爐直接還原、生物質能應用、電冶金等顛覆性技術的工業驗證，建立碳減排效果與成本競爭力綜合評價體系。
針對智能化升級，應該基于工藝機理與大數據融合，開展全煉鐵流程智能大模型研發。通過構建高爐數字孿生系統、智能操作控制模塊及能耗優化模型，實現關鍵工藝參數閉環控制與動態優化。深化人工智能（AI）技術在設備狀態管理、生產調度決策等場景的應用，形成覆蓋“感知—分析—決策—執行”的智能生產體系，提升工序協同效率與控制精度。
針對低成本制造能力建設，應該建立基于多目標優化的智能配礦模型，開發非傳統礦產高效利用技術，強化礦—焦—煤協同調控機制。通過全系統穩定生產、設備狀態預測性維護、工藝指標持續改進，系統性降低噸鐵物料消耗與運維成本。同時推動低成本與低碳技術融合應用，實現環境效益與經濟效益有機統一。
落實到企業來說，張代華表示，未來寶鋼將持續探索低碳冶金與AI技術，推動煉鐵工序向碳中和目標邁進，為全球鋼鐵行業綠色轉型提供系統性解決方案。
