八钢公司厂区内耸立的欧冶炉外景。
“外表较新的高炉是实验成功的富氢碳循环氧气高炉，实现了固体燃料消耗降低达30%，碳减排超21%的阶段性目标。外表较旧的高炉已经成为工厂3A级景区的景点之一。”在位于新疆乌鲁木齐市宝武集团八钢公司(以下称“八钢”)厂区内，绿色低碳冶金首席专家田宝山指着一新一旧两座430立方米高炉说。
随着国家“双碳”目标的推进，八钢加快高质量发展转型步伐，进一步优化绿色产业结构和布局，推进稳定高效的生产，探索绿色智慧发展新路。
实现碳循环
高炉炼铁要实现真正意义的碳减排，就必须达到全氧冶炼，实现碳循环。听起来简单，但传统高炉采用热风炉生产，高炉煤气因含有大量氮气，并不具备脱碳(去除二氧化碳)再循环使用的价值，所以达到这个要求并不容易。
“解决这一问题，需要不断提高含氧量，直至实现全氧冶炼、煤气循环。”田宝山说。
2020年7月开始，宝武集团投入10多亿元研发费用，在八钢建立低碳冶金试验平台，利用原有的2号430立方米高炉，开展绿色低碳冶金工业试验，开展35%富氧、50%超高富氧到100%全氧冶炼工况条件下，喷吹脱碳煤气和富氢冶炼的工业化生产试验探索。
在试验过程中，田宝山等人没少碰壁。“试验启动后就出现‘炉凉’现象，工人们需要在高温中清理渣铁混合物，最长一次折腾了半个月。”田宝山说。
“正常生产中出现‘炉凉’是重大生产事故。我们要找到解决问题的方法。”在公司容错机制的支撑下，田宝山等人坚持试验，总结经验教训，最终取得项目成功。其中，“一种富氧高炉开炉方法”“一种富氢碳循环高炉的炼铁方法”等4项成果获得国际发明专利。
前不久，宝武集团宣布建成首座400立方米级的低碳冶金高炉。这是绿色低碳技术的重大突破。
新工艺突破后，固体燃料消耗降幅实现超过30%的目标。“这不是终点，我们已开始向更高的目标稳步推进，并为下一阶段向2500立方米高炉推广富氢碳循环氧气高炉技术做准备。”田宝山说。
八钢紧扣低碳、绿色发展主题，以创新为引领，不断突破低碳冶金技术难题。每一项突破都是自主创新的有力见证，每个车间都有科技创新联络员。背靠宝武集团的技术支撑，八钢逐步完善出一整套创新项目攻坚克难运行体系，确保企业一直保持创新活力。
啃下硬骨头
行走在八钢厂区内，记者看到世界最大非高炉炼铁装备——欧冶炉。走进中控操作室，电子大屏上运行参数一目了然。工作人员轻敲键盘，这座高达118米的“大家伙”就开始平稳地送煤、炼铁。
田宝山曾担任过欧冶炉首任炉长。他介绍，八钢低碳富氢碳循环氧气高炉技术的突破，离不开这个“大家伙”。
欧冶炉原名叫COREX炉，是从国外引入熔融还原技术在上海建成。然而，由于国内外原燃料结构差异，建成投运的COREX炉在运行和经济性上受到了挑战，出现了水土不服。
为探索出一条适合国内原燃料结构的低碳冶炼道路，2012年，COREX炉从上海搬迁至八钢，2015年6月18日投产。
“从上海来的这个大家伙‘挑食’严重，只吃全国最好的块煤、高品质的‘球团’铁矿，这导致其炼铁成本比传统高炉要高。”八钢炼铁厂厂长助理陈佰军说。
“COREX炉能在新疆扎下根，产生效应吗?”起初，面对“大家伙”，八钢员工疑虑重重。
面对挑战，八钢员工迎难而上、敢闯敢试，凭借对传统高炉技术的深厚积累，对COREX炉的原燃料结构进行了颠覆性的创新，将传统高炉布料流槽移植到欧冶炉上，解决了原有布料器故障率高的问题;借鉴高炉煤气流分布工艺设计竖炉中心煤气导入装置，解决输入黏接和精细化率低的问题……经过一次次工艺优化创新，2018年，升级版的COREX炉更名为欧冶炉。
“现在的欧冶炉能吃得下普通高炉排斥的高锌矿、低强度球团，实现了减碳降成本的目标。”陈佰军兴奋地说，欧冶炉每吨铁的冶炼成本低于传统高炉。
2019年实现工业应用的煤气脱碳技术，打通了冶金煤气循环利用工艺技术路线，每年减少二氧化碳排放20余万吨，相当于再造森林近1万亩。
欧冶炉和富氢碳循环高炉是八钢探索绿色低碳之路的缩影。“十三五”时期以来，八钢累计投入60多亿元开展环境治理，建成圆形料仓、工业废水处理厂、厂区防风墙、烧结焦化脱硫脱硝等一大批环保设施，实现了废水零排放、废气达标排放和固废不出厂。目前，八钢环境质量持续向好，形成融入城市、反哺城市的发展格局。
前不久，八钢被评为国家AAA级工业旅游景区，13平方公里的景区内，工业、人文、自然特点突出。景区整体设计突出植筑平衡、功能混合的多元工业旅游形态，强调绿色智慧的可持续发展理念。
增绿需“添智”
钢铁行业转型，增“绿”更需添“智”。在工厂厂区，机器人正在现场巡检。在生产车间，工人手拿遥控器，不需高温考验就能打开铁口，用机械臂装填炮泥……一项项新技术，更新了炼铁工人的作业方式。“要让老企业拥有新活力，改革创新必不可少，要勇于拥抱先进的管理理念和管理手段。”八钢公司党委书记、董事长吴彬说，我们要紧跟宝武集团信息化发展步伐，坚定推进智慧制造，改变钢铁企业在人们心目中的传统形象。
创新是引领发展的第一动力，智慧制造是提高企业竞争力、推进转型升级发展的有效途径。通过产线调整和技术改造，八钢实现炼铁智慧化。2020年开始，八钢以管控中心、操控中心和员工服务中心为总体布局，建成投入智慧热轧等重点项目。累计投资7.7亿元，投入使用工业机器人64个，减少操作室40个。
欧冶炉炼铁主任工程师贺敏敏说，在八钢厂区，通过推进制造环节革新，达到操作室一律集中、操作岗位一律自动化、运维一律远程、服务环节一律上线的目标，产线各环节基本都由机器人完成，炉温控制、取样化验、辅助材料添加等都靠电脑操控。
2021年，八钢加快构建集智能装备、智能工厂、智能运营于一体的智慧制造体系，实现数字监控智慧管理，“一总部多基地”协同效益显著。同年，八钢发布了绿色低碳冶金技术创新路线图，2022年实现了400立方米级富氢碳循环氧气高炉碳减排超21%的重大突破。
八钢将继续推进绿色与智慧发展。“2023年至2024年，八钢要在大中型高炉推广富氢碳循环氧气冶炼工艺以及商业化装置改造，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年力争实现碳中和。”吴彬说，绿色低碳是钢铁行业今后发展的必然趋势。八钢正在不遗余力推进“双碳”重点项目建成示范项目，打造行业碳达峰、碳中和技术创新引领标杆企业。(马呈忠)
