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11月,一名葡萄牙网友在外网媒体上,对中国的一项新技术大赞特赞。因为这项技术一旦成功,将意味着中国会在“世界冶铁第一把交椅”的位置上永不动摇!
有中国网友回复他说:“如果中国的这项黑科技能成功,我也能买得起054A护卫舰了。”
更有网友开玩笑:“到时候我们一个社区就能组成一支联合舰队,谁不服就干谁!”
不卖关子,接下来我们就来详谈一下这个让西方国家汗流浃背,将冶铁时间加快3600倍的黑科技——闪速冶铁。
意义重大闪速冶铁,字面意思,就是一种快速冶炼铁矿石的技术。
小学二年级的时候我们就学过,主流的冶铁工艺就是“高炉炼铁”。说白了,就是拿一个大炉子烧,把铁矿石愣生生烧成铁。
根据加工环境和设备的不同,高炉炼铁的效率不尽相同,但都是以“小时”为单位的。而闪速冶铁,它可以把同样的单位,升级为“秒”。
也就是说,以前冶铁可能需要3到6个小时。但当我们完全掌握了闪速冶铁技术以后,炼化相同铁矿石的速度,只需要3到6秒钟。
同样,当我们完全掌握闪速冶铁技术之后,在冶铁过程中投入的各种成本也会下降很多。就算省煤钱,你算算得省多少?
对此有网友问了一个比较具象化的问题——如果冶铁速度提升了3600倍,那么是不是意味着成本也会下降到原来的3600分之一呢?
这个账不是这么算的,但省钱确实是真的,再加上冶铁的效率光速提升,在双重buff的疯狂坚持之下,我们的军工制造业也势必会因此登上新的阶梯。
如此才会有网友开玩笑,说人人都买得起“054护卫舰”。按照这个逻辑,你就别说护卫舰,一人一架私人飞机都是有可能的。
以后就没有停车场了,满大街都是停机坪。
这样说当然是夸张了很多,但这确实能比较直观地说明闪速冶铁给我们带来的好处。
不过我们也不能太盲目,毕竟现在网上有很多人把这个技术吹得太过分了。
其实闪速冶金技术并不是新兴的高科技,我国早在上世纪80年代就开始了对这方面的探索,并让其成了“第八个五年计划”的项目之一。
1985年,我国后来者居上,成功研制出了属于自己的“闪速冶铜”技术。1999年,从成熟流水线上生产出来的闪速冶铜炉被销往海外,这项技术也算是获得了国际上的认可。
而如今我国只不过是把曾经的闪速冶铜,变成了冶铁,并在2021年取得了项目的初步成功,在2024年又攻克了难题,取得了进一步的成功。
这在由张文海院士于2024年11月发表的名为《闪速冶铁技术研究进展》里都有讲,而所谓的将冶铁速率提升到原本的3600倍,也是网友从这篇论文中得到的结论。
但这里有一个误区,就是效率被提升大约3600倍的过程,是冶炼铁矿石的过程,而不是冶铁的整个过程。所谓3600倍的提升,是局部速率的提升,而不是整体速率的提升。
冶炼结束之后,还有别的工作要做,比如精加工、提纯、清理废渣,这些也都是需要投入时间和成本的。
可不管怎么说,冶铁的效率一定是有大规模提升的,只是不像某些营销号说得那么夸张罢了。太夸张失去了真实性,也不太好。
那么问题来了,这项技术是怎么做到把原本三五个小时才能完成的事情,浓缩到三五秒的时间呢?
技术高墙前面我们说了,粗鄙点讲,高炉炼铁就是“硬烧”。
想把铁矿石炼成铁,需要加入大量的碳,还需要高炉在高温高压的状态下,保持数个小时,才能获得一部分的半成品。
但闪速冶铁不同,它不需要加入太多的碳,而是只需要加入足够的氢气和天然气就可以。
小学一年级我们就学过,不管是氢气还是天然气,它们都是易燃易爆的气体。当这些气体在一定条件下注入熔炉里以后,一定会发生剧烈的爆炸。
而闪速冶铁之所以速度提升得那么快,也正是利用了这场能量巨大但却转瞬即逝的大爆炸。
也就是说,以前冶铁我们靠的是“小火慢炖”,而掌握闪速冶铁之后,我们靠的就是爆炸。
加工开始之前,需要先把铁矿石研磨成铁矿砂,也就是小石头。将这些小石头和氢气、天然气等气体一同注入,等反应达到一定的地步以后,这场酣畅淋漓的爆炸就会把铁矿砂“炸”成铁。
当然,这只是对闪速冶铁技术的原理,比较简单的一种解释而已,实际上要考虑的东西就比较多了。
比如什么样材料的炉子,才能扛得住这样的爆炸;如何把握原料投入的比例,节约成本……这些都是比较难以逾越的技术高墙。
这也就是为什么我国的张文海团队历经十几年的研究,才取得了初步成效。
目前全世界有很多科研团队,都在研究闪速冶铁的可行性。其中我国的进展是最快的,进展第二的团队来自美国,其项目负责人也是一名华裔。
从这就能看出来中国飞速发展的原因,我们的骨子里就是有一种拼劲,这不管在哪都是不会变的。
回到话题,闪速冶铁技术给我们的好处可太多了,前面我们就提到,它加工成本低,但究竟低到什么程度,是不是没有概念?
答案告诉你,成本只需要高炉炼铁的五分之一。原本要投入100块钱,现在投入20块钱就成了。
你想想,当这一技术全面推广之后,从上游源头,到下游成品,这一系列的生产过程的成本是不是都会降低?其他与铁有关的加工领域,比如合金的生产,它的成本也会降低,效率更会加快。
所以你就不要问,“这影不影响我单手开法拉利”,因为这项技术是真的会惠及所有人的。
另外,闪速冶铁还有一个优点,就是它——不挑矿石。
这非常重要。我国的铁矿石,铁含量都比较低,不太适合作为高炉炼铁的材料,因此以往我国冶铁,大部分原材料都是依赖外国进口。
比如在2023年,我国就从多个国家进口了11.79亿吨铁矿石。
有了闪速冶铁技术之后就不一样了,我们自己的铁矿石就可以拿来冶铁了。
这样做有两个好处,第一,冶铁成本又进一步降低了;第二,我国大量的铁矿储备,都会“变废为宝”得到最有效地利用。
我国本来就是冶金大国和钢铁出口大国,当冶铁效率提升而成本降低的时候,那就是如虎添翼。所以才有人说,中国一旦掌握了这项黑科技,必然会一直坐在“全球冶金”的第一把交椅上。
听到这是不是觉得闪速冶铁已经很牛了?但说完接下来的内容,或许还会刷新你对闪速冶铁技术的认知。
惠及全球毫不夸张地说,闪速冶铁是可以惠及全球的技术,也是让我国进一步获得国际地位的技术。没错,就这么一个小小的技术,它居然会有这样的影响力。
而这也是我国即便已经成为钢铁大国,还要刻苦钻研闪速冶铁的原因。
前面我们说,闪速冶铁不用碳,用的是氢气和天然气,而这两样东西,都是清洁能源。
啥叫清洁能源?简单说,就是向外排出之后,不会对地球环境造成破坏的能源。比如氢气,用完了之后,向外排出的是水。
这有什么用吗?答案很简单,这可以帮助我们尽快实现碳中和。
我国是钢铁大国,冶金也是主打一个量大管饱。以前我们冶金,需要用到大量的碳,这大大增加了我国的碳排放量,不利于实现碳中和。
而闪速冶铁技术,其碳的排放量是零,就是完全不会向外排放碳。
碳中和,简单说就是工业生产排出的碳,正好被植物吸收的碳达成了完美的平衡。我国冶金技术如此发达,现在又可以在冶铁过程中做到完全没有碳排放,其意义不言而喻。
去年,西方国家不分青红皂白,对外宣称我国已经是“发达国家”,并无理地要求我们这样一个工业、人口大国,将碳排放量浓缩成西方小国的标准。
这就好有一比。为了节约集体食物,你每天给每户人家发一碗米,你家只有一个人,你是吃饱了,可我家有三口人,你这不是只管自己得劲,不顾他人死活吗?
而闪速冶铁技术的推广,并不是我们在配合西方国家所谓的“制度”,而是通过我们自己的努力,负起了我们应该负的责任。
碳中和是全人类的目标,同时也是我们自己的目标。
作为冶金、钢铁出口大国,如果我们率先做到减少碳排放、实现碳中和,那势必会提升我国在国际上的影响力,并给其他以碳排放来攻击我们的人,一记响亮的耳光。
地球本来就不是独属某个人或者某个国家的,虽然有的人还在做着这样不切实际的美梦,但我国减少碳排放,实现碳中和,确实也是惠及全球。
既然闪速冶铁的好处这么多,我们又何乐而不为呢?
接下来我国还有很多黑科技诞生,别着急,咱们慢慢见证!
信息来源:
知网.闪速炼铁技术研究进展.有色金属(冶炼部分)2024第11期
知网.闪速炼钢工艺的应用及低碳效益分析.冶金管理2021第18期
知网.铁矿粉闪速还原过程基础研究.东北大学2020年博士生论文
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