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低碳煉鐵 逐綠前行——記東北大學(xué)2011鋼鐵共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心低碳煉鐵團(tuán)隊(duì)

2023-12-15 09:38:00

  我國(guó)是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó),但受能源資源稟賦影響,我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)能源結(jié)構(gòu)高碳化,以依賴煤基化石能源的高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程為主。鋼鐵行業(yè)是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重點(diǎn)領(lǐng)域和責(zé)任主體,亟待應(yīng)用低碳、零碳技術(shù)助力鋼鐵綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
  高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程最大的碳排放源,碳排放量占鋼鐵全流程70%以上,因此鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳中和重點(diǎn)在于煉鐵工序?,F(xiàn)階段,我國(guó)仍以高爐煉鐵為主,新一代低碳高爐、數(shù)字化智能化煉鐵、低碳煉鐵爐料等新技術(shù)是推動(dòng)煉鐵工序向低碳高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型的重要途徑;未來(lái),主要依托氫冶金、碳捕集利用和綠色鐵源廢鋼高效循環(huán)實(shí)現(xiàn)碳快速減排。同時(shí),低碳煉鐵將基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全流程數(shù)字化、規(guī)?;G氫制備、產(chǎn)品高質(zhì)化和工藝綠色化等技術(shù)貫穿全程,實(shí)現(xiàn)鋼鐵碳中和這一偉大目標(biāo)。
王國(guó)棟院士(左二)和儲(chǔ)滿生教授(左四)團(tuán)隊(duì)在撫順新鋼鐵有限公司指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)
  基于對(duì)國(guó)家深沉的使命感和行業(yè)強(qiáng)烈的責(zé)任心,鋼鐵共性技術(shù)協(xié)同中心主任王國(guó)棟院士以戰(zhàn)略科學(xué)家的擔(dān)當(dāng),對(duì)低碳鋼鐵技術(shù)研發(fā)進(jìn)行了精準(zhǔn)前瞻和深度布局。低碳煉鐵團(tuán)隊(duì)在王院士的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下,將努力的方向聚焦在氫冶金、低碳高爐、數(shù)字化煉鐵等低碳關(guān)鍵共性技術(shù)上,幾十年如一日,深耕在前沿基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)工作中。
  與時(shí)間賽跑,為國(guó)家分憂,國(guó)家的戰(zhàn)略急需就是科研工作者的努力方向。面向鋼鐵行業(yè)“雙碳”戰(zhàn)略需求,針對(duì)行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)“卡脖子”難題,儲(chǔ)滿生教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)踐行初心使命、展現(xiàn)擔(dān)當(dāng)作為,經(jīng)過(guò)二十余年的科研攻關(guān),終于在低碳煉鐵新技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。
  由“高爐煉鐵”向“綠色煉鐵”迭代升級(jí),從傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”華麗轉(zhuǎn)身。在建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化嶄新實(shí)踐中,以儲(chǔ)滿生教授為學(xué)術(shù)帶頭人的鋼鐵共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心低碳煉鐵團(tuán)隊(duì),把綠色低碳作為團(tuán)隊(duì)最重要的價(jià)值創(chuàng)造源泉,以踐行“雙碳”戰(zhàn)略為牽引,充分發(fā)揮“綠色制造”和“制造綠色”雙重效能,打造更加豐富多元的低碳煉鐵應(yīng)用場(chǎng)景,推動(dòng)煉鐵行業(yè)釋放更具引領(lǐng)性、更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的“綠動(dòng)能”,引領(lǐng)帶動(dòng)鋼鐵行業(yè)邁入“以氫代煤”綠色冶煉的時(shí)代。
  團(tuán)隊(duì)全面貫徹黨的教育方針,把立德樹(shù)人作為團(tuán)隊(duì)根本任務(wù),始終堅(jiān)守為黨育人、為國(guó)育才的初心使命,為行業(yè)培養(yǎng)和輸送了大批轉(zhuǎn)型發(fā)展亟需的高素質(zhì)、復(fù)合型人才。
  團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展重大需求,開(kāi)展綠色低碳冶金前沿基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)工作,取得了一批具有國(guó)際影響力的原創(chuàng)性科研成果,為鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、高質(zhì)量發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)和人才支撐。
  立德樹(shù)人,為黨育人,為國(guó)育才
  育才造士,為國(guó)之本。團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持始終把人才培養(yǎng)放在首要位置,把立德樹(shù)人工作滲透到教育教學(xué)和科學(xué)研究的每一個(gè)環(huán)節(jié),努力培養(yǎng)具有正確價(jià)值觀和遠(yuǎn)大理想、理論基礎(chǔ)厚實(shí)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)的冶金工程專業(yè)復(fù)合型人才。
  “研究生的培養(yǎng)要切實(shí)以自己的智慧、見(jiàn)解、格局和遠(yuǎn)見(jiàn),真正站在學(xué)生成長(zhǎng)和學(xué)科發(fā)展的角度,對(duì)學(xué)生做出指導(dǎo)。一個(gè)好的研究生導(dǎo)師,一定是著眼于學(xué)生的發(fā)展和未來(lái),著眼于真正培養(yǎng)能夠?qū)?guó)家有貢獻(xiàn)和實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值的人才;著眼于培養(yǎng)對(duì)科學(xué)發(fā)展有貢獻(xiàn)的人才。只有這樣,導(dǎo)師才是真正負(fù)責(zé)的導(dǎo)師,學(xué)生也才能真正從讀研的經(jīng)歷中終身受益?!眱?chǔ)滿生教授說(shuō)。
  近年來(lái),在團(tuán)隊(duì)帶頭人儲(chǔ)滿生教授的帶領(lǐng)下,團(tuán)隊(duì)成員堅(jiān)持以“四有”好老師、“四個(gè)引路人”、“四個(gè)相統(tǒng)一”等新時(shí)代好老師標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求自己,向著塑造學(xué)生品格、品行、品位的“大先生”的目標(biāo)不斷進(jìn)發(fā)。團(tuán)隊(duì)成員承擔(dān)了冶金學(xué)、低碳冶金、冶金前沿等多門專業(yè)課程的教學(xué)工作,并不斷對(duì)課程內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革和創(chuàng)新,教學(xué)效果好,深受師生好評(píng)。
儲(chǔ)滿生在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)研究生
  團(tuán)隊(duì)導(dǎo)師堅(jiān)持言傳與身教相統(tǒng)一,堅(jiān)持研究課題與行業(yè)重大技術(shù)需求相結(jié)合,讓博士、碩士生在重大項(xiàng)目中鍛煉成長(zhǎng)。目前,團(tuán)隊(duì)已培養(yǎng)博士研究生27名、碩士研究生50余名,多篇研究生論文獲得東北大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)論文,多名畢業(yè)生獲遼寧省優(yōu)秀畢業(yè)生、沈陽(yáng)市優(yōu)秀研究生、東北大學(xué)十佳研究生、東北大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)生干部、東北大學(xué)勵(lì)志先進(jìn)個(gè)人、東北大學(xué)優(yōu)秀研究生干部等榮譽(yù)稱號(hào)。
  團(tuán)隊(duì)潛心鉆研多年,躬耕在低碳煉鐵領(lǐng)域,取得了豐碩的成果。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人儲(chǔ)滿生教授入選國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、遼寧省“興遼英才計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、遼寧省“百千萬(wàn)人才工程”百人層次、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金先進(jìn)青年科技工作者、遼寧省“五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆钡葮s譽(yù)稱號(hào),團(tuán)隊(duì)獲批成立“遼寧省勞模創(chuàng)新工作室”。另外,儲(chǔ)滿生教授還擔(dān)任全國(guó)高校首家低碳鋼鐵前沿技術(shù)研究院院長(zhǎng)、低碳鋼鐵前沿技術(shù)教育部工程研究中心主任、遼寧省低碳鋼鐵前沿技術(shù)工程研究中心主任,中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金反應(yīng)工程學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)低碳工作組組長(zhǎng)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金固廢資源利用分會(huì)委員、全國(guó)鋼標(biāo)委氫冶金標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組委員等兼職,積極活躍在國(guó)內(nèi)低碳鋼鐵學(xué)術(shù)界?!斑@些榮譽(yù)的獲得,代表著業(yè)內(nèi)對(duì)團(tuán)隊(duì)過(guò)去工作的認(rèn)可,也是未來(lái)的動(dòng)力和方向,領(lǐng)頭人的任務(wù)將更重”。
  經(jīng)過(guò)多年積累,團(tuán)隊(duì)建立了高效的人才培養(yǎng)機(jī)制,注重因材施教,用心指導(dǎo),在崗位中鍛煉人才,讓年輕人勇挑重?fù)?dān),激勵(lì)人才快速成長(zhǎng),讓青年教師在工作中得到學(xué)習(xí)與鍛煉,盡快提高業(yè)務(wù)水平。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有專任教師5名,全職博士后1名,所有成員凝心聚力、追求卓越、勇攀新高。
  團(tuán)隊(duì)的年輕力量成長(zhǎng)穩(wěn)健。青年教師唐玨、柳政根、李峰和田宏宇在低碳煉鐵相關(guān)項(xiàng)目中發(fā)揮特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì),在儲(chǔ)滿生教授的指導(dǎo)下,在低碳智能化領(lǐng)域深入攻關(guān),已經(jīng)在煉鐵新?tīng)t料、低碳高爐、氫基豎爐短流程、智能化煉鐵等方面取得了創(chuàng)新突破。
  “儲(chǔ)滿生教授立高見(jiàn)遠(yuǎn)、學(xué)識(shí)淵博,總能高瞻遠(yuǎn)矚、一針見(jiàn)血地指出科研問(wèn)題的關(guān)鍵,使青年教師們的思維更加清晰,邏輯更加嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí),儲(chǔ)滿生教授專心、專注、專業(yè)做科研的態(tài)度、言傳身教的職業(yè)操守,也不斷感染和鞭策著青年教師在科研的道路上不斷前行,像一盞啟明燈給我們指明方向,讓我們不畏黎明前的黑暗?!闭劶暗吞紵掕F技術(shù)攻關(guān)過(guò)程,團(tuán)隊(duì)青年教師表示。
  創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),實(shí)干爭(zhēng)先,以關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)跑鋼鐵綠色低碳新賽道
  鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。目前,我國(guó)鋼鐵冶煉主要依賴煤基化石能源,產(chǎn)生了大量CO2,其排放量占我國(guó)碳排放總量的15.7%左右,是我國(guó)碳中和重點(diǎn)領(lǐng)域。
  其中,煉鐵系統(tǒng)能耗、CO2排放分別占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程的83.3%、73.1%以上,已成為鋼鐵工業(yè)碳中和的關(guān)鍵。研發(fā)和應(yīng)用低碳煉鐵工藝與裝備技術(shù)是煉鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切要求。
東北大學(xué)低碳鋼鐵前沿技術(shù)研究院成立
  以高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程為主的鋼鐵生產(chǎn)工藝,約占我國(guó)的90%。高爐煉鐵嚴(yán)重依賴煤和焦炭,碳排放量高,常規(guī)煉鐵技術(shù)降碳潛力已接近極限,但其化學(xué)能利用率僅60%左右,亟待研發(fā)新一代低碳高爐。
  高爐煉鐵生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜,全流程“黑箱”,存在嚴(yán)重的不確定性;工序之間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)性差,數(shù)據(jù)利用水平低;操作制度依賴專家經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化手段不夠全面。因此,亟需構(gòu)建多重驅(qū)動(dòng)的煉鐵信息物理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí),賦能智能化降碳。
  高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程碳排放高,產(chǎn)品純凈度無(wú)法滿足高端裝備制造需求,而發(fā)展氫冶金短流程是優(yōu)化鋼鐵工藝流程、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的有效途徑。目前瑞典、德國(guó)、日本等已系統(tǒng)制定氫冶金規(guī)劃,并開(kāi)展工業(yè)化試驗(yàn),但目前氫冶金的理論和技術(shù)體系尚待完善,具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝備尚未進(jìn)行中試,基于氫冶金的釩鈦礦等戰(zhàn)略資源高效利用技術(shù)尚未明晰和得到中試。
  針對(duì)煉鐵低碳智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的國(guó)家重大需求,儲(chǔ)滿生教授團(tuán)隊(duì)在煉鐵領(lǐng)域深入研究和工程化應(yīng)用的多年積累,為勇挑時(shí)代重?fù)?dān)、破解行業(yè)難題打下了良好的基礎(chǔ)。
  在回首此間心路歷程時(shí),儲(chǔ)滿生不禁感慨頗多:“在低碳煉鐵的漫長(zhǎng)科研道路上,從剛開(kāi)始的信心十足,躊躇滿志,到遇見(jiàn)困難時(shí)的耕耘求知,愈挫愈勇,再到解決問(wèn)題時(shí)的重拾信心,豁然開(kāi)朗,不知經(jīng)歷了多少個(gè)日日夜夜?!?/div>
  “總覺(jué)得科研問(wèn)題一直在前面牽著我們,讓我們不得不去面對(duì)且最終戰(zhàn)勝它,也正是這種勇于面對(duì)的精神和不斷求知的思想碰撞,幫助我們團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了低碳煉鐵領(lǐng)域一個(gè)又一個(gè)科研成果的重大突破。”團(tuán)隊(duì)老師唐玨回憶道。
  瞄準(zhǔn)我國(guó)鋼鐵低碳發(fā)展前沿,團(tuán)隊(duì)聚焦氫冶金、低碳高爐、數(shù)字化煉鐵等低碳關(guān)鍵共性技術(shù),經(jīng)過(guò)多年的潛心攻關(guān),形成了完整的低碳智能化煉鐵工藝?yán)碚撆c技術(shù)體系,研究成果在企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
  ——在新一代低碳高爐前沿技術(shù)上取得突破。為滿足鋼鐵工業(yè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的要求,未來(lái)高爐煉鐵工藝必將在高效低耗、節(jié)能減排、清潔環(huán)保等方面取得顯著突破。
  團(tuán)隊(duì)優(yōu)化高爐煉鐵工藝,提高高爐煉鐵生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。研發(fā)了熔劑性球團(tuán)和復(fù)合鐵焦等低碳高爐爐料,將富氫介質(zhì)噴吹(焦?fàn)t煤氣、天然氣、氫氣等)、爐頂煤氣循環(huán)、高富氧冶煉等操作高效匹配和耦合集成,形成了富氫噴吹、全氧冶煉、頂煤氣循環(huán)等新一代低碳高爐技術(shù)與理論,獲得煉鐵降碳30%以上的技術(shù)途徑。
  成果廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè),為撫順新鋼鐵有限公司、中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司、上海梅山鋼鐵股份有限公司、攀鋼集團(tuán)有限公司、山東鋼鐵集團(tuán)有限公司、河鋼集團(tuán)有限公司等提供了明晰的高爐煉鐵降碳工藝途徑。新一代低碳高爐煉鐵技術(shù)可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能利用率提升至93.6%,噸鐵二氧化碳減排32.5%,該技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用有助于探索現(xiàn)階段高爐主流程的極致能效,從而促進(jìn)國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程中穩(wěn)步前進(jìn)。同時(shí),與黑龍江建龍鋼鐵有限公司、承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?、承德鋼鐵集團(tuán)有限公司、四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司、攀鋼集團(tuán)有限公司等鋼企合作,研發(fā)釩鈦磁鐵礦高爐高效低碳冶煉技術(shù),推廣應(yīng)用效果顯著。
  ——自主研發(fā)數(shù)字化煉鐵技術(shù)。針對(duì)高爐冶煉過(guò)程復(fù)雜,高爐數(shù)據(jù)難表征、狀態(tài)難描述、操作難調(diào)控等傳統(tǒng)難題,將大數(shù)據(jù)、人工智能與冶煉機(jī)理、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合,建立高效率、低成本、高保真的高爐冶煉先進(jìn)數(shù)字孿生模型,形成爐況智能預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)與操作自主優(yōu)化決策的良好互動(dòng),研發(fā)機(jī)理、數(shù)據(jù)、知識(shí)多維驅(qū)動(dòng)的國(guó)內(nèi)首個(gè)鐵前-高爐信息物理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多維信息融合的鐵區(qū)一體化智能化煉鐵,建立以高爐為中心的鐵區(qū)一體化智能化閉環(huán)賦能體系。
  該成果廣泛應(yīng)用于撫順新鋼鐵有限公司、中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司、太原鋼鐵集團(tuán)有限公司、河鋼集團(tuán)有限公司、昆明鋼鐵控股有限公司、本鋼集團(tuán)有限公司等鋼鐵企業(yè),關(guān)鍵指標(biāo)在線預(yù)測(cè)命中率高于90%,爐溫穩(wěn)定率提升30%,高爐賦能降碳3%~6%。應(yīng)用期間,撫順新鋼鐵有限公司高爐年創(chuàng)效益8000余萬(wàn)元,并牽頭申報(bào)獲批國(guó)家重大低碳專項(xiàng);太原鋼鐵集團(tuán)有限公司高爐年創(chuàng)效益1400余萬(wàn)元,唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司年創(chuàng)效益1200余萬(wàn)元。
  團(tuán)隊(duì)與撫順新鋼鐵有限公司合作開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)與機(jī)理雙驅(qū)動(dòng)的智能化煉鐵關(guān)鍵技術(shù),通過(guò)中國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)成果評(píng)價(jià),高爐關(guān)鍵變量智能預(yù)測(cè)與多目標(biāo)優(yōu)化國(guó)際領(lǐng)先;《燒結(jié)—高爐一體化低碳智能化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用》獲遼寧省科技成果轉(zhuǎn)化一等獎(jiǎng)。
  該技術(shù)充分依托遼寧雄厚的鋼鐵工業(yè)基礎(chǔ),將豐富的鋼鐵冶煉場(chǎng)景資源轉(zhuǎn)化為振興優(yōu)勢(shì),為遼寧省“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈”乃至全國(guó)推進(jìn)“數(shù)據(jù)支撐極致能效、算法驅(qū)動(dòng)智慧運(yùn)營(yíng)”樹(shù)立典范,推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合,加快促進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的“數(shù)字蝶變”。
  ——在氫冶金前沿技術(shù)上取得重大突破。針對(duì)高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程碳排放高、產(chǎn)品純凈度無(wú)法滿足高端裝備制造需求的現(xiàn)狀,立足發(fā)展氫冶金短流程,優(yōu)化鋼鐵工藝流程、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
  氫冶金短流程具有低碳乃至零碳的天然屬性,被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?,是鋼鐵生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)化石能源冶煉的重要路徑,也是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)的有效途徑,代表著鋼鐵冶金未來(lái)發(fā)展的新方向、制高點(diǎn)和發(fā)展方向。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》提出,要開(kāi)展以氫作為還原劑的氫冶金技術(shù)研發(fā)應(yīng)用,擴(kuò)大工業(yè)領(lǐng)域氫能替代化石能源應(yīng)用規(guī)模。
  氫基豎爐直接還原,是目前國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研發(fā)和應(yīng)用的主流氫冶金新工藝。而我國(guó)氫氣豎爐直接還原技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,總體上還處于起步階段,與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)鋼國(guó)差距顯著,且由于國(guó)外技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),在氫冶金應(yīng)用方面嚴(yán)重受制于人。
  團(tuán)隊(duì)矗立創(chuàng)新風(fēng)口,勇做“弄潮兒”,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)變革,突破氫氣安全高效加熱、氫基豎爐直接還原技術(shù)與裝備等關(guān)鍵難題,力爭(zhēng)加快關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)、工程轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用,為未來(lái)實(shí)現(xiàn)氫冶金核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備、標(biāo)準(zhǔn)體系、研發(fā)平臺(tái)和人才隊(duì)伍的全面超越提供良好基礎(chǔ)。
  團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了氫基豎爐—電爐短流程新工藝技術(shù)和重大裝備,設(shè)計(jì)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)套氫氣豎爐系統(tǒng),并籌措資金3000多萬(wàn)元,正在遼寧省沈撫改革創(chuàng)新示范區(qū)東大工業(yè)技術(shù)研究院合作建設(shè)全國(guó)首個(gè)基于氫冶金、綠色電爐和高端鋼制品鑄鍛軋的萬(wàn)噸級(jí)新一代零碳鋼鐵冶金短流程中試基地,推動(dòng)遼寧省占據(jù)氫冶金前沿理論研究與工程轉(zhuǎn)化的制高點(diǎn)!
  在突破氫基豎爐短流程技術(shù)和裝備的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步研發(fā)釩鈦礦氫基直接還原-電爐熔分新工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)鐵、釩、鉻、鈦等有價(jià)組元的高效回收,形成特色冶金資源低碳綠色利用共性技術(shù)。團(tuán)隊(duì)在氫冶金領(lǐng)域成果位居全球研究機(jī)構(gòu)排名前列,相繼承擔(dān)河鋼集團(tuán)有限公司、中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司、攀鋼集團(tuán)有限公司等國(guó)內(nèi)鋼企的大部分氫冶金項(xiàng)目,并與必和必拓公司、巴西淡水河谷公司等國(guó)際巨頭礦業(yè)公司合作。
  面向世界科技前沿和國(guó)家重大需求,打造一流創(chuàng)新基地
  技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的關(guān)鍵所在,而關(guān)鍵技術(shù)的突破和應(yīng)用,離不開(kāi)科技創(chuàng)新平臺(tái)的支撐。團(tuán)隊(duì)深刻意識(shí)到科研平臺(tái)在科技創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用,并牽頭組建了低碳鋼鐵前沿技術(shù)教育部工程研究中心。中心圍繞鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳中和重大需求,將新能源科學(xué)與工程、鋼鐵冶金、熱能工程、化學(xué)工程、控制科學(xué)與工程等學(xué)科交叉融合、協(xié)同創(chuàng)新,集合東北大學(xué)各學(xué)科的優(yōu)勢(shì)學(xué)術(shù)力量和團(tuán)隊(duì),在氫能制備與氫冶金、高性能鋼鐵材料綠色冶金、全流程數(shù)字冶金與加工、碳捕集利用等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。
東北大學(xué)儲(chǔ)滿生教授作《基于大數(shù)據(jù)和AI 的智能化高爐煉鐵技術(shù)》學(xué)術(shù)報(bào)告
  依托東北大學(xué)礦冶學(xué)科群的雄厚基礎(chǔ),與撫順新鋼鐵有限公司等鋼鐵企業(yè)合作,共建高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程以及氫基豎爐短流程的碳中和中試基地,開(kāi)展低碳鋼鐵前沿技術(shù)及工程化創(chuàng)新鏈研究,建成“基礎(chǔ)研究→小試突破→中試驗(yàn)證→工業(yè)應(yīng)用”一體化的“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流”的碳中和共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)和成果轉(zhuǎn)化基地,成為東北大學(xué)服務(wù)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和東北地區(qū)振興發(fā)展、推進(jìn)學(xué)科建設(shè)、加快科技成果轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)聚集創(chuàng)新人才及開(kāi)展國(guó)際合作交流的重要基地。
  針對(duì)我國(guó)氫氣豎爐氫冶金技術(shù)體系中亟待突破的核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備和工程示范等重大需求,團(tuán)隊(duì)通過(guò)政產(chǎn)學(xué)研用金深度融合和協(xié)同創(chuàng)新,研發(fā)氫氣豎爐短流程前沿技術(shù)與重大裝備,突破一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)及裝備,推動(dòng)構(gòu)建完整的氫冶金和零碳鋼鐵技術(shù)體系,完成產(chǎn)業(yè)化建設(shè),與東北大學(xué)特鋼團(tuán)隊(duì)合作建成了我國(guó)首個(gè)氫冶金短流程關(guān)鍵共性技術(shù)與裝備研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和工程應(yīng)用的創(chuàng)新平臺(tái),彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)工程示范空白,實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備、標(biāo)準(zhǔn)體系、研發(fā)平臺(tái)和人才隊(duì)伍的全面超越,為我國(guó)低碳乃至零碳鋼鐵冶煉提供全新途徑,推動(dòng)鋼鐵行業(yè)低碳/零碳化和高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。
  人間萬(wàn)事出艱辛。在回憶起創(chuàng)新平臺(tái)及基地建設(shè)時(shí),儲(chǔ)滿生感慨頗深:“平臺(tái)建設(shè)是個(gè)大工程,特別是對(duì)于萬(wàn)噸級(jí)氫氣豎爐示范線的建設(shè),更是諸多波折,投入如此大的人力、物力和財(cái)力,團(tuán)隊(duì)老師其實(shí)猶豫了很久。對(duì)于建設(shè)可行性方案我們常常討論到深夜,不斷去修改、驗(yàn)證和完善,讓構(gòu)想逐漸落地、變成現(xiàn)實(shí)。這個(gè)過(guò)程雖然艱辛,但是我們能深切感受到團(tuán)隊(duì)在不斷收獲和成長(zhǎng),同時(shí)也堅(jiān)信我們能在低碳煉鐵領(lǐng)域走出自己的特色之路?!?/div>
  先行一步,領(lǐng)跑變革。作為鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的探路者,儲(chǔ)滿生教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)定與國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略同向同行,深耕氫能、大數(shù)據(jù)與鋼鐵行業(yè)的融合創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展,超前跟蹤世界氫冶金和數(shù)字化鋼鐵技術(shù)的研發(fā)動(dòng)態(tài),以正在建設(shè)的鋼鐵長(zhǎng)流程碳中和中試基地和氫冶金短流程中試基地為起點(diǎn),把氫能利用、智能化與鋼鐵低碳發(fā)展協(xié)同作為重點(diǎn)發(fā)展方向,積極突破氫冶金和智能化冶金技術(shù)瓶頸,加快推進(jìn)低碳冶金技術(shù)的革命性創(chuàng)新與突破,為鋼鐵行業(yè)綠色低碳數(shù)字化發(fā)展提供更多更好的智慧和方案。
  回首過(guò)往的科研歷程,儲(chǔ)滿生感慨道:“從碳能源到氫能源,從經(jīng)驗(yàn)操作到智能冶煉,煉鐵猶如一次新生。目前團(tuán)隊(duì)在低碳煉鐵前沿技術(shù)方面取得一定進(jìn)展,但未來(lái)仍要跳出舒適區(qū),繼續(xù)以鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),深耕在低碳高爐、數(shù)字化煉鐵、氫冶金等低碳鋼鐵前沿領(lǐng)域,走綠色發(fā)展之路,筑生態(tài)文明之基,不斷學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和錘煉技術(shù),開(kāi)展更高水平、更廣范圍、更深層次的研究,與各方攜手同心,將碳中和這條造福世界的幸福之路鋪得更寬更遠(yuǎn),用顛覆性技術(shù)引領(lǐng)煉鐵行業(yè)的發(fā)展!”
  隨著科技的飛速發(fā)展,新技術(shù)將不斷涌現(xiàn),會(huì)帶來(lái)許多機(jī)遇和挑戰(zhàn),需要具備深厚的技術(shù)功底和超前的技術(shù)洞見(jiàn)。在深耕低碳、厚植未來(lái)的世界舞臺(tái),東北大學(xué)2011鋼鐵共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新低碳煉鐵團(tuán)隊(duì)將在王國(guó)棟院士領(lǐng)導(dǎo)下,繼續(xù)秉持“人、鋼鐵、環(huán)境和諧共生”的理念,示范推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。 

來(lái)源:光明網(wǎng)

編輯:張雨恬

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