【大众新闻】新职业观察｜氢基直接还原炼铁工：助力排放大户“绿色”转身

氢冶金技术逐步发展完善，大有取代传统碳冶金之势，成为钢铁冶炼行业“双碳”背景下的技术新路线。氢冶金技术路线下的炼铁工人，也被赋予了新的职业称谓——氢基直接还原炼铁工。

近日，人力资源和社会保障部发布了19个新职业，氢基直接还原炼铁工就是新职业之一，且被标识为绿色职业。氢基直接还原炼铁工有什么新特点？绿色体现在哪？近日，记者来到位于临沂市临港经济开发区的全球首条纯氢多稳态竖炉示范生产线，一探究竟。

安全巡检是重中之重

8月2日，位于临沂市临港经济开发区的中国钢研集团全球首条纯氢多稳态竖炉示范生产线现场，巨大的氢基竖炉巍然耸立，竖炉周围簇拥着各种处理装置，高低错落的通廊、密集架设的管道将各个装置连接，整套设备运行平稳。

填料、测温、巡查、检修……魏本福和卢兴用是这条竖炉示范生产线上的操作工人。他们所在的这条竖炉示范生产线，生产工艺与传统的碳冶金以及目前兴起的富氢冶金大不相同，这也预示着他们的工作内容也与传统炼铁工有着很大的区别。

“最大的不一样在于更加重视安全性。比如竖炉系统的置换吹扫口，需要用氧分析仪进行检测，以防竖炉中存在氧气，与氢气发生燃爆。” 魏本福介绍，与传统碳冶金相比，氢冶金取消了焦化、烧结等高污染的工序环节，但需要查看的仪器仪表更多了。

置身产线现场，氢冶金与传统炼铁工艺在观感上差别很大。传统高炉被氢基竖炉取代，密布的管道和阀门、仪表，也是传统高炉炼铁所没有的。说话间，卢兴用对产线上的氢气冷干机进行巡检，“比如这个罐子很容易结霜，巡检的时候要仔细检查，多加注意。一些接口焊缝，需要用喷涂检漏液检查气密性。”卢兴用说，他每天的巡检项目达上百项。

“氢气易燃易爆，尤其是用氢气作为反应的还原剂，安全要求更高。”中国钢研氢冶金中心总设计师周和敏介绍，目前全球冶金行业还没有构建起氢冶金的安全体系，尤其是纯氢冶金的工艺操作、电器维护等需要边干边摸索、边培训工人。

绿色职业体现在节碳上

人力资源和社会保障部对外发布的新职业中，将“氢基直接还原炼铁工” 标识为绿色职业。绿色体现在哪？在周和敏看来，主要体现在节碳上。

周和敏介绍，钢铁冶炼作为碳排放大户，能占到我国碳排放总量的16.5%至18%，“双碳”目标背景下，如何走出“绿色冶金”道路，是整个行业亟需解决的问题，用氢冶金取代碳冶金就是一条技术新路线。

据介绍，采用氢气作为还原剂和过程燃料，是氢冶金与传统碳冶金最本质的不同。碳冶金的高炉炼铁是铁矿石和焦炭反应，将铁矿石中的氧化铁还原成单质铁。而氢冶金是氢与铁矿石反应，置换出铁矿石中的氧。

与传统工艺比，氢冶金在实现传统化石能源替代的同时，也改变了整个冶金的生产流程。当前，传统钢铁冶炼工艺多是“高炉+转炉”的长流程，氢冶金技术省去高炉等流程，所产出的DRI（直接还原铁）产品可直接转入电炉，工艺流程环节减少，复杂度也大大降低。

“氢气是一种绿色可再生的能源，用氢气作为炼铁的还原剂，比碳冶金的还原效率更高，可节约大量焦煤资源。”周和敏介绍，用氢气还原氧化铁时，其主要产物是金属铁和水蒸气，近零碳排放。

氢冶金的示范工程也推动了“绿电—制氢—用氢”的新能源产业链形成。周和敏介绍，光伏、风力发电输出功率波动大，多离网运行，将这些绿电制成氢气便于运输，用于冶金可以解决使用问题，对国家新能源战略发展有利。

产出高金属化率海绵铁

一般来说，富氢冶金还原气中氢含量低于80%，纯氢冶金氢含量高于95%，还原气氢含量的不同确立了纯氢冶金降碳更显著、产品更洁净的先天优势。作为氢基直接还原炼铁工，让魏本福和卢兴用骄傲的不仅是纯氢冶金的近零碳排放，还有新工艺带来的更高品质的产品——氢还原海绵铁。

据悉，氢还原海绵铁一般用于电炉生产。可若是海绵铁金属化率低，就意味着电炉熔渣氧化性强、渣量大、钢水氧含量高，将带来铁损高、熔渣对耐材侵蚀性强、脱氧剂消耗量大甚至熔渣泡沫化等一系列问题，对电炉冶炼经济性产生直接影响。“纯氢冶金条件下还原气的高温还原能力更强、海绵铁抗高温粘结性更好，决定了纯氢冶金的还原极限更高，为超高金属化率海绵铁生产奠定了工艺基础。”周和敏介绍。

作为全球首条纯氢冶金生产线，今年1月，中国钢研纯氢竖炉示范生产线首次试运行就达到金属化率93%的初级目标。今年4月，中国钢研纯氢竖炉示范生产线完成第二次生产运行，通过宽范围在线调控优化，目前已实现金属化率在96.7%~99.2%控制范围的稳态运行，产出的海绵铁品质更高。

“经多次长周期连续稳定生产，纯氢冶金技术的安全性、可靠性以及可行性已得到充分验证，技术水平与海绵铁品质已达到全球领先水平。”周和敏表示，目前，示范工程的产能为5万吨，中国钢研已经具备50万吨产能的纯氢冶金工程设计和实施能力。