2019年起,實施高爐噴氫。2019年以來,在正常運行的9#高爐上已完成氫氣利用相關測試,后續目標是向9#高爐全部28個風口噴入氫氣。
2025年起,建設首座DR+SAF設施。建設一座大型豎爐直接還原廠生產DRI,配套新建一個創新型的、利用電能的熔煉單元(SAF)以熔化DRI生產鐵水。關于直接還原用還原氣體,先期采用天然氣過渡,之后將采用綠氫;關于鐵水去向,用于現有氧氣煉鋼廠。此階段將退出第**一座高爐。
2029年起,擴大生產規模。建設第二座更大規模的直接還原廠及熔煉爐,退出第二座高爐。
2045年起,實現碳中和。建成四座直接還原廠及4座熔煉爐,淘汰全部4座高爐,鋼鐵生產實現碳中和。
3 相關技術情況
一是關于高爐噴吹氫氣。第**一步試驗開始于2019年11月11日,針對杜伊斯堡9#1833m3高爐,氫氣通過其中某一風口噴入爐內。氫氣由Air Liquide 公司通過氣罐車輸送。現已完成相關試驗,試驗團隊獲得大量有價數據,包括氫氣噴槍在高爐中位置、流量和壓力等。試驗期間實現了每小時噴吹約1000m3的目標。第二步試驗已于2022年啟動。氫氣噴吹將逐步擴大至所有28個風口。氫氣將由Air Liquide公司的氫氣管網提供。在此階段采用氫氣代替煤粉噴吹,有可能將碳排放量減少20%以上。該技術由德國聯邦經濟和技術部資助,其目的是將技術轉移到大規模工業應用。
二是關于氫氣直接還原。目前正在進行一系列試驗,其中,如何噴入氫氣以實現氫與鐵礦石中的氧高**效反應是其中關鍵問題。高爐噴吹氫氣同樣面臨此問題。另外,由于在近期不會大量供應碳中性的氫氣,天然氣將作為權宜之計,但與煤基高爐路線相比,這已經顯著減少碳排放。第**一個大型直接還原廠將于2025年在蒂森鋼鐵投入運營。
三是關于生產系統融合。直接還原廠將被整合進現有生產流程。與高爐相比,直接還原廠生產固體DRI而非鐵水。為實現進一步冶煉加工,需將DRI熔化成類似鐵水的產品。蒂森鋼鐵聯合開發了一個全新設施以優化鐵水系統。該設施是一個利用電能的熔煉單元,與 直接還原設施結合。配套有熔煉設施的直接還原廠——像高爐一樣——可連續生產普通鐵水,以供應轉爐煉鋼車間。因此,新生產設施可以與現有生產廠無縫銜接。該技術*大優勢是可以保持現有轉爐煉鋼工藝路線,杜伊斯堡廠可以像過去一樣煉鋼——但用氫和綠色能源代替了煤炭。