[现场报道]钢厂碳排放“清零”…以氢勾勒未来的浦项制铁
浦项制铁3号FINEX工厂
利用25%氢气炼铁
氢基还原炼铁2030年实现商用
“氢还原炼铁技术今后将左右公司的命运。”（Bae Jinchang，POSCO HyREX推进班长 常务）
上月24日，庆尚北道浦项制铁所3号FINEX工厂。高炉喷涌出1500摄氏度铁水的热浪，即使在远处也能让人脸上感到灼热。但这并不是一般的钢铁厂高炉，而是应用了浦项制铁控股自主开发的FINEX流态还原炉。传统炼铁工艺是利用煤炭去除附着在铁矿石(Fe2O3)上的氧，从而获得纯铁，而FINEX流态还原炉则以25%的氢气和75%的一氧化碳作为铁矿石的还原剂。这相当于是在为“无碳钢铁”进行试验。
浦项制铁在此基础上更进一步，计划把目前仅为25%的氢气比例提高到100%，将碳排放降至“零(0)”。这就是所谓的氢还原炼铁。现有工艺以煤炭(C)为还原剂，因此会生成一氧化碳(CO)，而采用氢气(H)进行还原反应时，会生成水(H2O)，从而可以大幅减少碳排放。
浦项制铁最终构想的氢还原炼铁技术“HyREX”，是将FINEX流态还原炉与ESF电熔炉结合使用。在高炉中，还原反应与对还原铁进行熔化的熔融反应是同时发生的，而在氢还原炼铁技术中，这两种反应则分别在“还原炉”和“电炉”两套设备中分离进行。HyREX是在4座流态还原炉中让铁矿石依次与氢气发生反应，制成直接还原铁(DRI)，再在ESF电熔炉中将其熔化成铁水后生产产品的方式。
氢还原炼铁的核心，ESF电熔炉
目前普遍使用的电熔炉为电弧炉(EAF)方式。然而，电弧炉电炉在同时实现原料多样性和能源效率方面存在局限。特别是，DRI生产过程是一种专注于铁矿石还原反应的方式，因此杂质分离并不充分。于是，在电炉熔融工序中必须实现更高温度以分离、去除炉渣，而在这一过程中被一并去除的铁量较多，可能导致炼钢效率下降。
对此，浦项制铁选择了能够处理不同品位原料的ESF电熔炉，作为电弧炉的替代方案。与电弧炉不同，ESF炉内保留了一部分碳，从而维持还原环境，并按照与传统高炉类似、可以控制炉渣成分的形式进行设计，因此能够处理相对低品质的DRI。电炉研究组组长Park Jaehun表示：“电弧炉电炉形态下，由于DRI中残留大量杂质，成分控制困难，不得不只使用高品质原料，这是其局限所在；而ESF可以使用低品质DRI，利用度更高。”
此次首次公开的浦项制铁ESF电熔炉试验装置自今年年初完工以来，已于4月完成首次出铁。安装试验装置的现场设有一台运输原料DRI的巨大起重机。Park组长表示：“起重机负责将DRI按所需比例进行混合后，均匀投入装置”，“之后生成的铁水在装置内部蓄满时，就会打开出铁口这一铁水出口放出铁水。”他接着说明称：“这也是与必须每隔约50分钟倾动炉体放铁水的电弧炉的差异所在。”
试验装置的规模虽不算大，但在实现商业化后计划大幅扩展。Park组长表示：“试验装置仅相当于实际装置的1/30至1/10规模”，“目前世界上最大ESF电炉之一SNNC方形电炉的炉膛内径长度达40至42米，我们目标电炉的规模就是这一水平。”
以2030年商用化为目标……向2050碳中和迈进一步
浦项制铁正加快推进ESF电熔炉技术开发，计划引进年产30万吨规模的HyREX试验装置，并以在2030年前完成商用化技术为目标。这是为履行到2050年实现碳中和承诺所采取的举措之一。
到2030年，浦项制铁计划在以现有生产铁水的高炉工艺为基础、提升既有设备效率的同时，新引入电炉，生产低碳产品。此外，在低碳技术实现商用化之前，将利用起到“桥梁”作用的技术，逐步减少碳排放。此后到2050年，将正式完成向HyREX的设备转换。
另一方面，浦项制铁集团在今年3月进入Jang Inhwa会长体制后，发布了七大未来创新课题，表示将通过强化核心业务竞争力和对经营体系全方位的创新，为跃升为超一流企业奠定基础。尤其是在七大未来创新课题中，为实现“重建钢铁竞争力”，集团方针认为必须在绿色转型（环保转型）方面走在前列。
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Jang会长在今年3月的就职仪式上，曾提出了为恢复钢铁业务超差距竞争优势的具体方向，包括实现具备经济性的低碳供应体系，以及在全工序中运用人工智能(AI)和机器人技术，建设“智能工厂”等。
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