生产高档钢铁制品要用到海绵铁，但我国每年进口量占用量的80%。图为国内一家炼钢企业车间。
最近，CCIN记者听说这么一个新动向——国内一些搞煤化工和冶炼的企业，都在考虑上煤制气生产海绵铁项目。据初步了解，有这个打算的企业多达20多家。
海绵铁是什么东西？煤制气生产海绵铁有什么优势？这个产品和技术是否成熟？有无发展前途？记者带着这些疑问，采访了一些业内专家。
一项技术可惠及两行业
海绵铁是什么？一位业内人士向记者介绍，海绵铁，又称直接还原铁，是煤或气与铁矿石在非熔融温度下发生还原反应的产物。由于铁矿石被还原后形成大量气孔，在显微镜下形似海绵，因此得名。海绵铁可作为炼钢原料，特别是冶炼优质钢、特殊钢的原料。
宝钢集团有限公司研究院高级工程师张友平告诉记者，海绵铁不仅可以直接作为炼钢转炉原料，而且海绵铁是纯净的铁源，杂质少，可以加工特殊钢材、高纯净钢、铸锻件坯料，这些产品能卖上价格，附加值很高。
所谓煤制气生产海绵铁，就是将煤气化后产生的还原气（一氧化碳和氢气）送入竖炉，与铁矿石发生还原反应，使之生成海绵铁。
多位业内专家向CCIN记者表示，煤制气生产海绵铁是能惠及化工和冶金两个行业的生产项目。
首先，有利于提高冶金行业附加值。
当前，我国钢铁年产能已突破8亿吨的规模，但钢铁产品的结构非常不合理。这表现为，低附加值的普钢过剩；而轿车、家电用钢板，以及不锈钢、模具钢等高档产品每年还需大量进口。
而生产高档的钢铁制品，就需要用到海绵铁。但是，我国的海绵铁有很大市场缺口。目前，世界海绵铁年产量7000多万吨，但我国的产量只有不到100万吨，我国每年进口的海绵铁占用量的80%。因此，从2009年开始，我国就将海绵铁生产技术列入了引进技术项目列表。
目前国产海绵铁生产工艺分气基法和煤基法两大类。煤基法投资高、生产成本高、各项指标差，已被列为限期取缔的落后工艺。气基法具有生产技术成熟、产量大、产品成本低等优点，具有很强的竞争力，但需采用天然气作还原剂，发展受到气源和地区的限制。
在这种情况下，煤制气生产海绵铁技术的成本比用天然气低，且不受气源和地区限制，成为开拓冶金行业高附加值产品的重要选择。在新近出台的钢铁行业“十二五”规划中，包括煤制气生产海绵铁在内的非高炉炼铁技术是国家鼓励项目之一。
原冶金部三大钢铁设计院之一的中冶南方工程技术有限公司工程师李育林表示，国内市场上流通使用的海绵铁都是采用隧道窑罐式还原法生产，速度慢、产量低，煤制气生产海绵铁可将冶金技术和化工技术结合起来，推进海绵铁的规模化生产。
其次，有利于开拓煤化工的新领域。
当前，我国传统煤化工产品如焦炭、合成氨、电石、甲醇等过剩严重。而规划中的煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等新兴煤化工产品也存在着过剩倾向。据中国石化联合会的统计数据，目前我国传统煤化工产能过剩超过30%，而新型煤化工也存在投资过热的问题。
而煤制气生产海绵铁为煤化工企业开拓了新的产品路线。天津奥沃冶金技术咨询有限公司一位负责人向CCIN记者介绍，我国煤气化技术已经成熟。利用煤气化技术生产海绵铁，这对煤化工企业来说，开拓了新的产品领域，可以避免因众企业扎堆某一种产品而出现过剩。
“我们是搞煤化工的，有煤气化的优势。我们在山东本地也有铁矿石，具有原料优势。所以，我们想发展煤制气生产海绵铁。这个项目目前国内做的还比较少，不容易过剩。”正在进行煤制气生产海绵铁项目论证的山东瑞星化工集团副总经理林华昭向记者表示。
我国的海绵铁生产，目前主要采用煤基法，但该方法投资大、生产成本高、各项指标较差。图为国内一家煤基法海绵铁生产企业。
工艺上已无大问题
据记者了解，其实早在1997年，兖矿鲁南化肥厂就与宝钢集团有限公司联合进行了煤制气生产海绵铁的探索。当时，两家企业将德士古水煤浆加压气化技术与直接还原竖炉工艺组合，共同开发了“BL法生产海绵铁半工业性试验装置”实验项目。经过试验，装置连续20天稳定生产出93吨合格海绵铁产品，平均金属化率达93.04％，技术指标达到国际国内同类装置的先进水平。该装置是世界上首次将煤气化技术用来生产海绵铁。
但是，虽然当时半工业性试验装置已成功，但距今10多年之后，该装置并没有开花结果，以至于煤制气生产海绵铁在我国还是空白。这是为什么呢？
据专家介绍，当年主要是成本和原料问题无法解决。
当年参与试验装置建设的原宝钢集团有限公司高级工程师周渝生表示，主要是当时的煤制气成本高。他告诉CCIN者，根据当时的计划，如果还原气成本达到0.5元/立方米，就进行规模化生产。但是，当时煤制气的每立方米成本达到1元，成本太高了。
张友平也表示，当时他们通过对整个实验装置进行整体经济性评估发现，生产成本相比进口产品以及国内其他生产方法要高，没有太好的经济性，所以项目后来就暂停了。
当年参与实验装置建设的水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心总经理助理路文学向CCIN者介绍，兖矿鲁南化肥厂当年也曾做了年产100万吨的海绵铁可行性报告，最终也因生产成本太高而搁浅。
当年兖矿鲁南化肥厂负责煤制气生产海绵铁装置的高级工程师丰中田向记者介绍，实验装置对原料的要求很苛刻，对铁矿石的粒度、品位要求高。路文学进一步解释说，装置对原料铁矿石的选择性强，当时他们使用了巴西、瑞典等国家的多个品种的矿石做试验，只有一种矿石使用效果最好。周渝生还表示，煤制气生产海绵铁，对原料铁矿石品位要求很高，含铁量一般要达到67%以上。
张友平告诉记者，我国的铁矿资源以贫铁矿为主，高品位的铁矿少，有少量的天然富矿，品位也只有60%左右。当时，国内基本没有找到可以直接供海绵铁生产的大型富矿基地，而如果将普通矿石细磨精选，生产成本又会升高。他还表示，目前，天津等地的煤基回转窑直接还原海绵铁生产厂都是采用国外矿石原料，生产成本高，受原料制约。
那么现如今上马的煤制气生产海绵铁项目，又能否解决这两个瓶颈问题？
多位专家告诉CCIN记者，目前煤气化技术已经比较成熟，已有长期运行的经验，且煤制气成本比当时已大幅降低，达到了0.5元/立方米左右，基本能满足项目的需求。
另一个原料问题，也有解决的希望。有专家指出，我国矿产资源虽然天然富矿少，但随着我国地质勘探和矿石精选水平的提高，近几年新勘探发现的铁精矿（经破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉的铁矿石）资源较充足。根据现有资料，河北、辽宁、黑龙江等地区的铁精矿都符合要求。天津奥沃冶金技术咨询有限公司经理陶江善认为，我国一些地区的铁精矿可以选到需要的品位，只不过对生产工艺还需要做进一步的深入研究。
最好两行业联手
尽管煤制气生产海绵铁已不存在工艺技术上的问题，但不少专家提醒，该项目还是不宜单个行业单打独斗，最好还是由化工企业和冶金企业合建项目，这样有利于发挥各自的优势。
陶江善向记者介绍说，煤制气生产海绵铁投资很大，合理的经济规模投资也要30多亿元，成本太高。因此，合建有利于分担风险。
周渝生认为，煤价也是影响海绵铁生产成本的重要因素。上马煤制气生产海绵铁项目对煤价要求高，如果煤价为200～300元/吨，成本优势最明显。因此，原料成本是否有竞争力，能否得到便宜的主要原料煤和铁矿石，是煤制气生产海绵铁项目成败的关键。煤化工企业一般有煤炭资源，冶金企业有铁矿资源，如果是煤化工企业与冶金企业联合建设，这样不仅可以降低投资成本，也避免为产品找销路，可解决市场渠道问题，还可以避免在开发市场时由于讨价还价，降低市场价格，影响装置的经济性。
国家水煤浆气化研究中心总工程师张鸿林也表示，煤制气生产海绵铁项目适合化工企业与钢铁企业就地联合做，不适合单独的煤化工企业来搞，因为还原的海绵铁温度高、热量高，如果再长途运输到钢铁企业，很多能量将不能被利用。
还有专家表示，煤制气生产海绵铁项目涉及到化工、冶金两个行业，中间的技术衔接、合作中还会有一些问题，这有待两个行业共同来解决。
国内一家企业生产的海绵铁成品。（图片由CFP提供）
