JP2024507404A - 複数の製鋼ユニットにおける鋼製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
鋼製品を少なくとも2つの異なる製鋼ユニットに製造する方法であって、それぞれの各製鋼ユニットにおける前記製品の製造のための予想CO2排出レベルが計算される、方法。
Description
本発明は、鋼の製造方法に関する。
鉄鋼産業は、他の多くの人間の活動と同様に、大気中のCO2排出源である。多くの技術が、例えば高炉、コークス炉または転炉トップガスのリサイクルを通じて、異なる生産レベルでこれらのCO2排出を減少させるために実施中または開発中である。このリサイクルは、適切な処理後に、別の製鋼装置に注入することによって、または他の生産のための合成ガスとして使用することによって実行されてもよい。
これらの技術は、鋼製品の製造における直接的なCO2排出を減少させることを目的としている。
しかしながら、自動車メーカーなどの、そのような鋼製品の顧客はまた、それらの製品のカーボンフットプリントを低減しなければならず、そのためには、物理的特性および品質に関してだけでなくカーボンフットプリントに関してもそれらの通常の基準をすべて満たす鋼製品を要求しなければならない。このCO2カーボンフットプリントは、製造プロセス自体の直接排出に限定されない。
したがって、鋼製品のCO2フットプリントを決定し、低減することを可能にする方法が必要とされている。
この問題は、鋼製品が、少なくとも2つの製鋼ユニットで製造される本発明による方法によって解決され、本方法は、各製鋼ユニットで鋼製品を製造するための予想CO2排出レベルが計算される計算ステップであって、そのような計算は、それぞれの各製鋼ユニットで鋼製品を製造し、鋼製品を製鋼ユニットに製造するために使用される原料、エネルギー源およびプロセスに関連するすべてのCO2寄与を考慮して行われ、計算された予想CO2排出レベルEexpiが最も低い、計算ステップを含む。
本発明の方法はまた、別々にまたはすべての可能な技術的組み合わせに従って考慮される、以下の任意選択の特徴をも備えてもよい。
-原料は、石炭、コークス、鉄鉱石、バイオマス、焼結鉱石、凝集物、ペレット、直接還元鉄(DRI)、スクラップ、鉱物添加物、合金元素、酸素または水素の中から選定される。
-スクラップは、異なるタイプのものであり、古いスクラップ、新しいスクラップ、主要スクラップ、自家発生スクラップ、ピットスクラップ、細断されたもの、プレートおよび構造物スクラップ、重溶融スクラップ、鋳造スクラップ、コイルスクラップまたは屑鉄の中から選定される。
-エネルギー源は、再生可能な電気、鋼製造プロセスからの排気ガスの内部リサイクルによって、または鋼製造プロセスからの製品によって放出された熱の捕捉によって生産された電気の中から選定される。
-プロセスは、コークス化、焼結、製鉄、製鋼、鋳造、仕上げの中から選定される。
-プロセスは、直接還元プロセス、水素ベースの製鉄、鋼電解、トップガスリサイクルを伴う高炉、トップガス転換を伴う高炉、電気アーク炉製鋼、転炉製鋼、スクラップ溶融の中から選定される。
-所与の製鋼ユニットについて、鋼製品の少なくとも2つの異なる製造ルートが規定され、予想CO2排出レベルの計算も前記規定された製造ルートごとに実行され、製品の製造は、計算された最低予想CO2排出レベルを有する製造ルートに従って実行される
-製造ステップ後に、本方法は、その製造ルートに関連する予想CO2排出レベルを示す、製造された鋼の証明書を確立するステップを含む。
-原料は、石炭、コークス、鉄鉱石、バイオマス、焼結鉱石、凝集物、ペレット、直接還元鉄(DRI)、スクラップ、鉱物添加物、合金元素、酸素または水素の中から選定される。
-スクラップは、異なるタイプのものであり、古いスクラップ、新しいスクラップ、主要スクラップ、自家発生スクラップ、ピットスクラップ、細断されたもの、プレートおよび構造物スクラップ、重溶融スクラップ、鋳造スクラップ、コイルスクラップまたは屑鉄の中から選定される。
-エネルギー源は、再生可能な電気、鋼製造プロセスからの排気ガスの内部リサイクルによって、または鋼製造プロセスからの製品によって放出された熱の捕捉によって生産された電気の中から選定される。
-プロセスは、コークス化、焼結、製鉄、製鋼、鋳造、仕上げの中から選定される。
-プロセスは、直接還元プロセス、水素ベースの製鉄、鋼電解、トップガスリサイクルを伴う高炉、トップガス転換を伴う高炉、電気アーク炉製鋼、転炉製鋼、スクラップ溶融の中から選定される。
-所与の製鋼ユニットについて、鋼製品の少なくとも2つの異なる製造ルートが規定され、予想CO2排出レベルの計算も前記規定された製造ルートごとに実行され、製品の製造は、計算された最低予想CO2排出レベルを有する製造ルートに従って実行される
-製造ステップ後に、本方法は、その製造ルートに関連する予想CO2排出レベルを示す、製造された鋼の証明書を確立するステップを含む。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、指示として以下に与えられ、決して限定的ではない本発明の説明から明らかになるであろう。
図1は、本発明による鋼製品を製造する方法のフローチャートを表す。製品Pは、少なくとも2つの製鋼ユニットSiで製造されてもよく、iは少なくとも2に等しい。鋼製品は、液体鋼、鋼半製品、鋼平坦製品、長鋼製品の中から選定され得る。鋼平坦製品の中でも、それは、スラブ、熱間圧延コイル、冷間圧延コイル、シート、プレートであってもよい。長鋼製品の中でも、それは、熱間圧延、冷間圧延または延伸棒、鉄筋、鉄道レール、ワイヤ、ロープ、U、IまたはH断面梁などの断面、矢板、ブルーム、ビレットであってもよい。
製鋼ユニットとは、考慮される鋼製品の生産を可能にするすべての必要な製造ツールを備えるユニットを意味する。製造ツールは、複数の設備の組み合わせであってもよい。例えば、高炉、ガス処理装置およびガス加熱装置を備える場合であっても、トップガスリサイクルを伴う高炉は1つのツールである。ツールは、コークス化プラント、焼結プラント、直接還元プラント、高炉、電気アーク炉、転炉、取鍋、H2製造プラント、化学プラント、バイオテクノロジープラント、発電プラント、炉、鋳造プラント、圧延プラント、ガス洗浄装置、熱回収装置、ホットストーブ、コーティング装置の中から選定されてもよい。
例として、考慮される製品が液体鋼である場合、第1の製鋼ユニットS1は、高炉、酸素転炉および取鍋炉を備えてもよい。製鋼ユニットS2は、直接還元プラント、電気アーク炉および取鍋炉を備えてもよい。
第1のステップ100では、計算ステップが実行され、予想CO2排出レベルEExpiが製鋼ユニットSiごとに計算される。この計算100は、鋼製品を製造するために使用される原料、エネルギー源およびプロセスに関連するすべてのCO2寄与を考慮して行われる。
原料は、異なるタイプのものであってもよい。それらは、石炭、コークス、鉄鉱石、バイオマス、焼結鉱石、凝集物、ペレット、直接還元鉄(DRI)、スクラップ、石灰石またはドロマイトなどの鉱物添加物、合金元素だけでなく、酸素または水素などのガスも含んでもよい。スクラップは、特に、古いスクラップ、新しいスクラップ、主要スクラップ、自家発生スクラップ、ピットスクラップ、細断されたもの、プレートおよび構造物スクラップ、重溶融スクラップ、鋳造スクラップ、コイルスクラップまたは屑鉄の中で異なる類型であってもよい。原料に関連するすべてのCO2の寄与を考慮するとは、それらが鋼製造プロセスに使用される前の、それらの原料の生産に関連するすべてのCO2排出量が考慮されることを意味する。例えば、鉄鉱石を考慮する場合、採鉱抽出および鉱石処理に関連するすべてのCO2排出量を計算に含める必要がある。スクラップについても同様であり、既存の製品のリサイクルであっても、計算に考慮する必要がある、以前のその寿命から生じるCO2フットプリントを有する。その類型に応じて、CO2フットプリントは、スクラップごとに異なってもよい。
エネルギー源も様々なものであってもよい。それらは、ソーラーパネルまたは風車などの再生可能エネルギーから来る電気を含むが、高炉ガスまたは転炉ガスなどの、製鋼プロセスから生じるガスを使用し得る発電プラントによって生産される電気も含む。それはまた、ガス状または固体、化石または有機のいずれかの、鋼製造プロセスに使用され得る任意の燃料を含む。好ましい実施形態では、エネルギー源は、再生可能な電気、鋼製造プロセスからの排気ガスの内部リサイクルによって、または鋼製造プロセスからの製品によって放出された熱の捕捉によって生産された電気の中から選定される。
計算を最も正確にするためには、CO2の影響を2回カウントしないことが重要である。例えば、コークスが転炉プロセスへの原料と見なされ、その影響が原料の影響に含まれる場合、それは化石燃料と見なされてはならず、エネルギー源の影響に含まれてはならない。
プロセスは、製造ルートおよびそれらに関連するCO2排出量に沿って実行されるすべての異なるプロセスを含む。それは、銑鉄生産、溶鋼生産および仕上げプロセスを含む。銑鉄生産には、コークス化、焼結、ペレット化、高炉プロセスが含まれるが、直接還元およびシャフト炉プロセスも含まれる。液体鋼生産は、脱炭、脱リンおよびすべての二次冶金または取鍋処理を網羅し、銑鉄を液体鋼に変化させ、さらなるステップのために液体鋼の組成を調整することを可能にし、電気アーク炉製鋼プロセスも含む。仕上げプロセスは、特に鋳造、加熱、圧延、冷却、巻取り、成形、レベリング、溶接、コーティングを含む。プロセスのCO2影響を考慮する場合、前記プロセスに適用されるすべての副産物リサイクルまたは排出量低減技術を計算のために考慮する必要がある。例えば、トップガスリサイクルを伴わない高炉プロセスは、トップガスが大気に放出されず、むしろ再注入される同じ高炉プロセスと同じCO2影響を有さない。
好ましい実施形態では、プロセスは、直接還元プロセス、水素ベースの鉄製造、鋼電解、トップガスリサイクルを伴う高炉、トップガス転換を伴う高炉、電気アーク炉製鋼、転炉製鋼、スクラップ溶融の中から選定される。水素ベースの鉄製造とは、還元ガスが主に水素で構成される直接還元プロセスまたは高炉プロセスなどの任意の鉄製造プロセスを意味する。高炉ウィットトップガスリサイクルとは、高炉から排出されるトップガスが、適切な処理後に少なくとも部分的に高炉に再注入される高炉プロセスを意味する。トップガス転換を伴う高炉とは、高炉から排出されるトップガスが少なくとも部分的に合成ガスを生産するために使用され、次いで合成ガスが化学プラント、生化学プラントまたは発電プラントでさらに使用される高炉プロセスを意味する。
この予想CO2排出レベルEexpiが計算されると、すべてのEexpiが比較され、製品Pは、最低予想排出レベルEexpを有する製鋼ユニットSiに製造される。
別の実施形態では、所与の製鋼ユニットSiに対して、製品Pを製造することを可能にする異なる製造ルートMRi,xが可能である。例えば、すべての必要な設備が製鋼ユニットS1で利用可能であることを考慮すると、高炉/転炉ルートMR1,1または電気アーク炉ルートMR1,2に従って生産された液体鋼からスラブが製造されてもよい。この実施形態では、計算ステップ100は、各製鋼ユニットの製造ルートごとの予想CO2排出レベルEexpi,xの計算を含む。次いで、すべてのEexpi(製鋼ユニットSiに利用可能な1つの製造ルートのみの場合)およびExpi,xは比較され、EexpiおよびEexpi,xの両方の最低予想排出レベルに従って製品Pが製造される。
本方法はまた、製造ステップ110後に、その製造ルートに関連するCO2排出レベルEexpiを示す製造された鋼の証明書を確立する追加のステップ120を備えてもよい。
したがって、本発明による方法では、カーボンフットプリントが低減された鋼製品Pを生産し、前記カーボンフットプリントを決定することが可能である。
Claims (8)
- 少なくとも2つの製鋼ユニットSiで鋼製品Pを製造する方法であって、以下のステップ、
-各製鋼ユニットSiでPを製造するために予想CO2排出レベルEexpiが計算される計算ステップ(100)であって、そのような計算が、それぞれの各製鋼ユニットSiで鋼製品Pを製造するために使用される、原料と、エネルギー源と、プロセスとに関連するすべてのCO2寄与を考慮して行われる、計算ステップ(100)と、
-計算された予想CO2排出レベルEexpiが最も低い、製品Pを製鋼ユニットSiで製造するステップ(110)と、
を含む、方法。 - 原料は、石炭、コークス、鉄鉱石、バイオマス、焼結鉱石、凝集物、ペレット、直接還元鉄(DRI)、スクラップ、鉱物添加物、合金元素、酸素または水素の中から選定される、請求項1に記載の方法。
- スクラップは、異なるタイプのものであり、古いスクラップ、新しいスクラップ、主要スクラップ、自家発生スクラップ、ピットスクラップ、細断されたもの、プレートおよび構造物スクラップ、重溶融スクラップ、鋳造スクラップ、コイルスクラップまたは屑鉄の中から選定される、請求項2に記載の方法。
- エネルギー源は、再生可能な電気、鋼製造プロセスからの排気ガスの内部リサイクルによって、または鋼製造プロセスからの製品によって放出された熱の捕捉によって生産された電気の中から選定される、請求項1または2に記載の方法。
- プロセスは、コークス化、焼結、製鉄、製鋼、鋳造、仕上げの中から選定される、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- プロセスは、直接還元プロセス、水素ベースの鉄製造、鋼電解、トップガスリサイクルを伴う高炉、トップガス転換を伴う高炉、電気アーク炉製鋼、転炉製鋼、スクラップ溶融の中から選定される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 所与の製鋼ユニットSiについて、鋼製品Pの少なくとも2つの異なる製造ルートMRi,xが画定され、予想CO2排出レベルEexpi,xの計算も、前記規定された製造ルートMRi,xごとに実行され、製品Pの製造は、EexpiおよびEexpi,xの両方の計算された最低予想CO2排出レベルを有する製造ルートに従って実行される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 製造ステップ(110)後に、その製造ルートに関連するCO2排出レベルEexpiを示す、製造された鋼の証明書を確立するステップ(120)を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
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