低碳钢是什么?

澳大利亚政府的新能源路线图包括生产低碳钢的计划。这只是一个热词或一些白日梦吗?

钢铁是人类使用的最重要的一个材料,利用从火车到餐具。去年,我们生产世界上超过1860各个钢铁,矮化的第二个世界上使用最多的金属,铝的30倍。钢是非常有用的,但它的生产也产生近1.9吨的二氧化碳每吨钢铁生产和占百分之五的世界二氧化碳排放总量。

显然,减少钢铁的二氧化碳排放量将是重要的转向低碳经济和最重要的澳大利亚铁矿石和煤炭行业巨头。

低碳钢为什么重要?

世界上绝大多数的钢铁生产从矿石利用高炉路线生产铁和氧气炼钢从铁炼钢。在这两步的过程,碳(可口可乐)的形式提供燃料的能源生产的铁也从铁矿石化学去除氧生产铁和二氧化碳。碳在炼钢过程中扮演一些角色,但绝大多数的二氧化碳生成炼铁阶段。

简单地说,如果我们能取代碳炼铁阶段的过程中,我们将主要de-carburise将碳从炼钢过程和低碳钢的将不仅是一个政治家的热词。

低碳钢可以实现吗?

在这方面有一些非常好的消息。是的,氢可以用来取代碳。事实上,它在工业规模已经证明,氢可以完全碳作为燃料和除氧在炼铁过程中反应物。早在2005年,一家工厂操作在特立尼达和多巴哥生产了几十万吨的铁由氢,这是成功地转化成商业级钢。

现在坏消息(或者至少是复杂的部分)。

虽然这是技术可行,有几个严重的障碍,这成为炼钢的新方法即:

• 当前主流技术进行铁、高炉,并不一定适用于制氢的铁,所以有这么多投资,技术,改变到另一个技术是经济困难的行业。

• 最容易适应氢技术是直接降低炼铁(DRI)有几种变体。这种技术并不适合处理高脉石矿石(多余的矿物质或其他材料中找到有价值的矿物),世界各地很普遍,所以引入氢DRI生产铁矿石行业也将是一个挑战,可能会导致额外的成本和能源在随后的炼钢的一步。

• 目前“绿色”路线使氢(即使用可再生能源)本身就是昂贵,目前接近所需的氢的生产规模钢铁厂。

• 所谓的“灰色”路线使氢(即使用天然气作为原料)目前比绿色生产便宜但也产生大量的二氧化碳。一些业内专家提倡,灰色的路线是一个很好的中间,而可再生能源和电解技术大规模生产氢的开发。

有重大研究项目在欧盟,北美和澳大利亚新兴来解决这些问题。在我自己的实验室在斯文本科技大学,我们有活动项目观察这些不同方面的潜在氢对金属生产革命。这些项目不仅需要科学调查的氢在高温下表现不同的矿石,而且技术经济分析不同的选项。任何转向低碳钢既需要技术和经济知识。

总之,“低碳钢”不是一个愚蠢的词汇。世界的一个主要产业可以有效decarburised但是有显著的技术和经济困难需要解决。