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中国钢铁行业数字化碳管理发展探讨

工程科学学报 2024年第2期46卷 209-217页

作者：李涛郦秀萍上官方钦张巍周继程倪冰段志伟滕国翔中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心北京100081 北京金自天正智能控制股份有限公司北京100070

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术... 详细信息

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术赋能钢铁行业应用架构,通过分析钢铁行业数字化碳管理的典型案例,讨论了不同阶段数字化碳管理体系建设的侧重点,并针对性地提出了相应的应对策略.本文提出的数字化碳管理的架构应该主要包括四个层次:基础设施层&数据采集层、数据运算层、业务应用层和用户层.数字化碳管理在钢铁行业的应用场景应该主要包括碳核算、碳账户、碳全景、碳结构&碳比对、碳交易、碳报告、碳咨询、能碳协同、低碳指数、供应链产品碳足迹管理,产品实时碳足迹跟踪、数字化碳标签、识别节能潜力和生态设计等.通过研究钢铁行业数字化碳管理的典型应用案例,探讨了数字化碳管理技术应用在钢铁行业的展望,按照钢铁行业是否纳入全国碳交易市场,将中国钢铁行业数字化碳管理体系的建设分为两个阶段,认为政府部门应该发挥在数字化碳管理体系建设过程中的主导作用,在健全数字化碳管理相关标准和法规体系的同时,应该注重数字化碳管理人才的培养,紧密对接企业现有的信息化系统,并提出了“六化一体+多平台”的钢铁行业数字化碳管理的发展趋势,即“一主体+多平台”的低碳产品评价认证体系,和具有标准化、国际化、一体化、安全化、资产化和本土化特点的数字化碳管理体系.将数字化碳管理技术应用到钢铁行业,能够更好地解决钢铁行业碳管理的乱象和企业碳管理的痛点,降低钢铁行业碳管理的门槛,提高钢铁行业碳管理的效率,保障碳数据在传递过程中的安全.

关键词：数字化技术碳管理碳达峰碳中和钢铁行业

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钢铁工业LCA应用开源技术

钢铁工业LCA应用开源技术

第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：李涛上官方钦郦秀萍周继程倪冰段志伟滕国翔中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心

钢铁工业不仅是国民经济的重要支柱,也是实现"双碳"目标的重要领域。目前,我国钢铁生产流程主要以高炉-转炉长流程为主,其中高炉炼铁工序产生的碳排放约占高炉-转炉全流程的70%～80%。目前碳排放核算方法主要分为基于IPCC方法的组织碳... 详细信息

钢铁工业不仅是国民经济的重要支柱,也是实现"双碳"目标的重要领域。目前,我国钢铁生产流程主要以高炉-转炉长流程为主,其中高炉炼铁工序产生的碳排放约占高炉-转炉全流程的70%～80%。目前碳排放核算方法主要分为基于IPCC方法的组织碳核算和基于全生命周期评价方法(Life Cycle Assessment)的产品碳计算,LCA作为一种能够量化环境影响的评估工具,不仅能够量化产品全生命周期的碳足迹,还能够计算其它环境影响,近些年越来越得到广大研究学者的关注。相较国外而言,我国在LCA领域的相关研究启动较晚,目前存在方法学不统一和缺少本土化背景数据库的问题。此外,LCA计算不仅需要掌握LCA相关方法学的知识,更重要的是需要理解相关产品的制造流程。就钢铁工业而言,目前,国内大多数钢铁企业缺乏这方面的工作基础,不得不依赖进口的软件工具、数据库和第三方服务,这就意味着钢铁企业在开展LCA技术工作时,需要向国外的供应商和第三方认证机构支付高额的费用,同时也在碳排放数据泄露的风险,这些因素制约了我国钢铁企业在环境影响评估领域自主发展的能力。基于此,笔者及其团队基于对钢铁制造流程物质流和能量流运行机制的研究,通过对LCA方法学及其背景数据库进行解析,提出了一种钢铁工业LCA应用开源技术,通过对算法和模型进行打包和集成,支持通过API接口调用算法和模型进行LCA计算。基于钢铁工业LCA应用开源技术,以高炉工序为例,开发了高炉铁水环境影响分析工具,工具内嵌近2万条背景数据和近1000个LCIA方法。使用高炉铁水环境影响分析工具,计算和分析了1t高炉铁水的碳足迹信息。主要结论包括:(1)1t高炉铁水的碳足迹计算结果为2322.78 tCO2;(2)系统边界内,直接排放占1t高炉铁水的碳足迹的60.34%,间接排放占1t高炉铁水的碳足迹的39.66%;(3)对1t高炉铁水的碳足迹贡献最大的为焦炭产品的生产和使用环节,约占49.49%;(4)使用系统扩展法,高炉煤气和高炉渣的总碳排放抵扣为379.48 tCO2;(5)基于蒙特卡洛模拟,1t高炉铁水碳足迹的范围为2085 tCO2～2705 tCO2。通过使用同一套基础数据,使用本工具计算得到的结果和使用openLCA进行计算得到的结果基本一致,初步验证了工具计算结果的有效性。基于本文提出的钢铁工业LCA应用技术,不仅可以支撑钢铁工业开展LCA计算工作,降低LCA计算的门槛,还能够支撑开发构建本土化背景数据库的集成工具,这不仅有助于实现碳足迹计算方法的统一,还能够促进在碳排放领域与国际接轨和互认。

关键词：生命周期评价高炉铁水碳足迹开源技术

来源： cnki会议评论

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GaAs在Bi中的溶解特性及相平衡

金属学报 1990年第2期26卷 B096-B099页

作者：冯水富周继程中国科学院上海冶金研究所

用改进的半导体材料生长中的液相外延设备测定了GaAs在Bi中溶解度。根据测定结果,获得了富Bi侧的Bi-GaAs二元平衡图。同时发现,在所研究的温度范围内相同的溶解时间内的溶解量与饱和溶解量之比与温度的关系也各不相同。这一现象似可认... 详细信息

用改进的半导体材料生长中的液相外延设备测定了GaAs在Bi中溶解度。根据测定结果,获得了富Bi侧的Bi-GaAs二元平衡图。同时发现,在所研究的温度范围内相同的溶解时间内的溶解量与饱和溶解量之比与温度的关系也各不相同。这一现象似可认为是某些金属间溶解过程中的普遍特性。

关键词： GaAs Bi 溶解度相平衡半导体材料

高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原法提铁脱磷技术研究

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高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原法提铁脱磷技术研究

作者：周继程武汉科技大学

学位级别：硕士

随着我国钢铁工业规模的不断扩大，我国已经超过日本成为世界最大的铁矿石进口国，2003年进口铁矿石1.5亿吨，2004年进口铁矿石达2.08亿吨，2005年进口铁矿石达2.75亿吨，2006年进口铁矿石高达3.26亿吨，预计2007年达3.55亿吨。进口铁... 详细信息

随着我国钢铁工业规模的不断扩大，我国已经超过日本成为世界最大的铁矿石进口国，2003年进口铁矿石1.5亿吨，2004年进口铁矿石达2.08亿吨，2005年进口铁矿石达2.75亿吨，2006年进口铁矿石高达3.26亿吨，预计2007年达3.55亿吨。进口铁矿石的数量已占我国成品铁矿石需求总量的一半以上。2005年之后，进口铁矿石的价格大幅度提高，对我国钢铁工业的发展产生巨大的压力。因此，迫切需要依靠技术进步来最大限度地利用国内现有铁矿资源，尤其是受目前选矿技术限制而不能利用的复杂难选铁矿石，提高铁矿石的自给率，缓解进口矿的压力，维持稳定、足量、优质的铁矿原料供给，以保障钢铁工业持续稳定的发展。我国有30亿吨高磷鲕状赤铁矿，这种铁矿石含P高(0.4～1.0％)、品位较低(35～50％)、氧化铁晶粒嵌布粒度细(1～3μm)、选别分离相当困难，因而未得到有效开采利用。这种铁矿石中的磷赋存于胶磷矿中，并与富含氧化铁的鲕绿泥石混杂在一起，形成同心层状相间的鲕粒结构;若不改变铁的赋存状态，铁就无法精选富集，磷也无法有效剔除。本研究利用内配碳高温自还原技术将赤铁矿快速还原成金属铁，在高温下金属铁通过一定程度的聚集长大，破坏原矿的鲕粒结构，改变铁的赋存状态，然后通过磁选得到超高品位“铁精矿”。因此，如何在高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中实现铁颗粒的重建和长大，便成为实现金属铁与富含磷的脉石分离的基本前提。因此，研究鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的长大特征，是本次研究内容的一部分。研究了内配碳比、渣相熔化温度和还原温度对氧化铁还原和铁颗粒长大的影响规律;研究了渣相碱度、内配碳比和还原温度对控制胶磷矿或磷灰石中磷还原的规律。最终通过磁选实现了铁与脉石的有效分离，同时使更多的磷保留在脉石相中分离出去。探索一条开发利用我国储量丰富的高磷鲕状赤铁矿的新途径。对还原后团块的矿相结构分析表明：高磷鲕状赤铁矿含碳球团经过高温还原后，原矿的鲕状结构被破坏，金属铁经过扩散聚集，实现了铁颗粒的重建和长大，这就为金属铁与富含磷的脉石的分离创造了前提。团块中铁颗粒的大小受内配碳比、还原温度、渣相碱度和还原时间等工艺因素的综合影响。实验研究结果表明：通过内配碳高温自还原技术处理高磷鲕状赤铁矿在理论上是可行的，铁的收得率可达85％以上，脱磷率可达80％以上。

关键词：鲕面状赤铁矿高磷矿高温自还原脱磷磁选

基于能级分析的钢厂余热资源回收利用方式的合理性

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作者：周继程

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钢铁 2013年第2期48卷 80-85页

作者：周继程张春霞郦秀萍韩伟刚干磊钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

分析了热平衡分析方法和平衡分析方法的局限性,由此引出能级分析方法,介绍能级分析方法在分析能量合理利用过程中的重要性。从能量的"品质"方面讨论钢铁企业余热回收利用系统中供能与用能双方的合理匹配问题,同时讨论了不同级别余热... 详细信息

分析了热平衡分析方法和平衡分析方法的局限性,由此引出能级分析方法,介绍能级分析方法在分析能量合理利用过程中的重要性。从能量的"品质"方面讨论钢铁企业余热回收利用系统中供能与用能双方的合理匹配问题,同时讨论了不同级别余热资源的利用方式的合理性。最后结合转炉烟气余热回收实例,探讨转炉余热蒸汽回收的合理利用方式,为钢铁企业余热资源的回收与合理利用提供参考。

关键词：钢厂余热能级分析热平衡 [牙合]平衡

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冶金熔体热力学的若干研究