中鋼開發高爐添加低排碳原料減碳技術 創新智慧高爐AI智能模組

2024-04-24

【視傳媒記者吉雄世/高雄報導】中鋼近期完成6,000噸HBI投入高爐之生產試驗，結果顯示每1噸HBI約可減少1.53噸CO2排放，證實「高爐添加還原鐵」是有效的碳中和路徑，且中鋼依照HBI投入高爐的反應情形，於煉鐵智慧平台創新開發「變料配渣智能模組」，可因應高爐大量添加低排碳原料的生產數據即時計算變料配渣方案，以穩定高爐運作。展望未來，中鋼將持續發展其他低碳煉鐵技術，例如高爐鼓風嘴噴吹富氫氣體取代噴煤，也深化AI技術於各生產製程環節的應用，朝2050碳中和各階段減碳目標務實推進。

    中鋼於2020年進行二號高爐爐代更新工程，打造出國內首座智慧高爐，並運用人工智慧物聯網及AI演算法開發27項智能模組，不僅讓高爐煉鐵成為可透視、能預知及易掌控的生產製程，一年也可降低成本約新台幣7,053萬元及減少4,518噸CO2排放之效益。中鋼近期投入低碳煉鐵製程技術研發，展開高爐添加低排碳原料「熱壓鐵塊」(Hot Briquetted Iron, HBI)試驗，經投料結果顯示，每加1噸HBI約可減少1.53噸CO2排放，另因應HBI投入高爐後的爐內反應變化，中鋼在原有煉鐵智慧平台再創新建立「變料配渣智能模組」，輔助操作人員快速應變調適高爐，以AI數位科技驅動低碳轉型工作。

    中鋼與日本JFE、日本製鐵、韓國POSCO等全球先進鋼廠相同，皆採取高爐及轉爐為主要製程的一貫作業鋼廠，現階段高爐煉鐵製程皆主要以天然開採的鐵礦石為原料，另以冶金煤冶煉的焦炭作為熱源及還原劑。由於HBI主要成分為金屬鐵，不需經過還原反應即能產出鐵水，可降低還原劑及熱能消耗量，對於高爐降低CO2排放有立竿見影的成效，屬極佳的低排碳原料。然而，HBI與鐵礦石的性質不同，高爐添加HBI後，隨著不同佈料配比，爐內鐵水熔融及渣流情形均有所差異，必須即時調整爐料結構及操作參數，以維持爐內原料的流動性及透氣性，確保高爐穩定產出鐵水。
    中鋼二號高爐於2020年蛻變為智慧高爐，導入27項AI智能模組，將高爐生產的重要資訊指標及數據彙整於煉鐵智慧平台，使得操作人員能透過可視化圖形即時掌握高爐狀態，並精準調整投入原料，力助二號高爐一年降低生產成本約新台幣7,053萬元，並減少4,518噸CO2排放。中鋼二號高爐AI智能模組不僅已平行展開至一號、三號及四號高爐，也因應低碳煉鐵製程技術的發展，中鋼組成研究團隊深入解析HBI取代部分鐵礦投入高爐後的爐內反應，並在原有煉鐵智慧平台基礎上新建「變料配渣智能模組」，可在高爐添加HBI後透過AI演算法自動推算配渣調整方案，取代人工計算，不僅能即時穩定鐵水產出效率，也為中鋼未來於高爐投入大量低排碳原料做好萬全準備。
圖:中鋼二號智慧高爐導入27項AI智能模組，近期再新建「變料配渣智能模組」，可在高爐添加HBI後以AI演算法自動推算變料配渣方案，穩定高爐運作。