4月20日，天津奥沃冶金技术咨询有限公司经理陶江善携企业代表一行三人，到山东墨龙集团下属山东懋龙机械制造有限公司参观考察HISMELT熔融还原工厂，并与山东墨龙公司技术人员进行沟通交流。HIsmelt直接熔融还原技术于2017年底正式由澳洲技术拥有方力拓集团(下文简称外方)转让给山东一家民营企业(下文简称中方)，从1980年的基础研发至2018年，历时近40年，这40年恰逢中国改革开放，也是中国民营经济从无到有的发展时期，外方在该项技术上倾注了大量的心血和金钱，终于在市场和战略变迁的迫使下，彻底放弃该技术。
2016年，中国首座HIsmelt工厂在山东寿光建成并试车，前后经过近10次反复启动试车伴随着持续的工艺优化与设备改造，于2017年初步实现稳定顺行。
作为亲历项目的设计、建设、试车、运行、直至技术转让的全程参与者，作为该技术的忠实粉丝，作为一名热爱新技术的工程师，始终觉得应该说点什么，为这段故事留下一段记忆。同时也让有心者了解，一项大型技术从基础研发到产业化需要付出的诸多艰辛。
需要说明的是，本文不是专业性文章，文中不涉及对任何公司和个人的褒贬，而是从宏观的视觉阐述一项由外方开发但没有做好的技术是如何在中国实施成功的。
据国内外公认的文献记载，最早的高炉雏形源于中国汉代，中国人在汉朝使用黏土在树藤和土块的支撑下搭成了炉子，并现在下部安装了鼓风系统，最早炼出了铁水。欧洲人逐步发展出了熟铁炉，风箱炉。1840年以前，世界上钢铁绝大多数都由木炭作为还原剂进行熔炼，每千克生铁需要消耗40千克木材。随着第一次工业革命的爆发，人类对钢铁的需求成指数级增长，而炼铁则对森林进行了大规模的砍伐(“大炼钢铁”时期，全国森林覆盖面积下降约3个百分点)，造成了生态系统的急剧恶化。19世纪30年代，欧洲开始试验焦炭，1940年后，焦炭开始大量运用于高炉，焦炭的发热量高，力学性能好，可以作为骨架支撑矿石，为大规模炼铁技术的实现打下了基础。高炉高度由1830年的14.6米直线升高至1840年的24.4米，直径增加了1米，体积增加到250m³，大型高炉技术正式登上历史舞台。如今已经建成的高炉炉容达最高已达6000m³。
钢铁产能已经成为衡量一个国家工业化水平的重要指标，翻看工业化的历史就能发现，世界发展的中心从欧洲的英德，美国，日韩，中国，到正在如火如荼的印度，无不有高炉炼铁高大的身影在背后支撑。
根据高炉的技术需求，人类广泛采用粉矿造块+焦炭+高炉的技术路线进行生产，高炉炼铁的重大缺陷就是环保，以及高品质矿石原料来源的偏向性。
粉矿造块和炼焦均是污染物和温室气体排放大户，据中国官方机构的统计，每年炼铁炼钢行业二氧化硫和氮氧化物排放量两百万吨以上，烟尘排放量则接近四百万吨;焦化工序排放总量还要加上一百万吨。高炉工艺生产的每吨钢二氧化碳排放量约为2.5吨。这还不包括无组织排放的。
看看北京周围频发的雾霾，每次北京有重要外事活动时，周边钢厂限产就能明白传统钢铁工艺对环境的影响有多大。
原料上，高品质的铁矿石资源绝大多数都分布在澳大利亚西部、巴西、遥远的非洲。而高炉技术不能高效冶炼的高磷矿、高铝矿和钒钛矿却在地球上有广泛分布，且储量惊人。同样，优质的炼焦煤在近两百年开采后，逐渐趋向于贫乏。原材物料的稀缺性也就成为各国大力研究非高炉冶金技术的内生动力之一。
钢铁业界从上世纪70年代开始重视非高炉炼铁，旨在扩大原材料使用范围，降低钢铁行业污染排放，Corex、Finex、Midrex、HIsmelt等等层出不穷，但是在运行过程中都遇到各自的困难。均没有能够得到大规模的接受和推广。其中的HIsmelt熔融还原技术是完全舍弃焦化厂和烧结厂，直接用铁矿粉和煤粉炼铁，能够极大简化炼铁流程，降低污染及温室气体排放的最简单工艺，HIsmelt是力拓倾力打造的最先进矿石冶炼技术。力拓集团在西澳大利亚地区拥有巨量的高磷矿石储量，这也是其潜心从基础研发开始，36年不间断投入的主要原因。
1981年，CRA矿业公司(力拓集团前身)对德国Klöckner Werke的底吹氧气转炉工艺OBM产生浓厚兴趣，认为该工艺能够直接用于直接炼铁。
1982年，CRA与德国Klöckner Werke成立合资公司共同开发研究，并在60吨的OBM转炉上进行了实验，结果表明通过煤粉喷吹和二次燃烧，该工艺能够直接熔融还原铁矿粉。双方决定在德国巴伐利亚州建设产能12000吨的小型中试厂SSPP。
SSPP在1984年至1990年进行了长期运行测试，1987年CRA开始全权负责SSPP。
1989年至1994年，CRA与Midrex开始研发新一代的HIsmelt工艺即HRDF。
1992年HRDF卧式炉建成并冷试车，设计产能为100000吨，经历6次炉役后改造为立式炉。
1996年立式炉建成，1997年开始试车，实验结果表明立式炉从产能、产率、可靠性、连续运行时间等各项指标均远高于卧式，且工艺设备更加简单，试验结果过完全达到预期，符合工业化扩大工厂的要求。
2002年力拓集团与世界几家有实力的钢铁公司成立合资公司，开始筹建年产80万吨的示范性工厂。2004年示范性工厂建成，2005年开始试生产，断断续续的运行至2008年金融危机。期间经历了耐材重砌、引入渣区冷却器、矿粉/煤粉喷枪改进、渣口升级、热风喷枪升级、烟气脱硫扩大升级一系列从无到有的摸索改进。2008年关闭前，熔融还原炉及其附件的改造设计完成并能稳定，导致生产中断的问题都集中到外围附属设备，如矿粉预热。而在这些反复启动、关闭、调试、维修的过程中，力拓的工程师和技术人员积累了大量的经验教训，为日后新工厂的建设和运行打下了坚实的基础。
西澳HIsmelt运营期间正置中国钢铁高速发展期，吸引了时任中国国家主席、总理、人大委员长，以及宝钢首钢等35家大型钢铁集团的广泛关注，很多公司都签订了合作协议，一旦成功，将会在中国大范围的推广。由于这是第一个工厂，设备、工艺、技术、人员等等都是全新设计，不可避免的会发生各种各样的状况，始终没有达到预期的运营效果。2008年金融危机蔓延，中国用户的耐心也消耗殆尽，力拓集团和合作方决定西澳关闭工厂。连大企业都搞不定，中国人心里就自然认为该技术已经失败。
历史再次证明，真理往往掌握在少数人手里，2012年山东寿光一个中型民企企业家通过非直接渠道了解到了该技术，由于该企业没有高炉，上游的炼钢原料都从周围高炉企业采购。建设一个年产能不大的生铁生产工厂正好配合其下游炼钢轧钢的车间产能消耗，也就是顺势而为的事情了。2012年该企业向澳大利亚现场派驻工程师，将部分有价值的设备拆迁回山东，2013年开始同设计院合作设计，2014年开始建设，2016年初建成，1-5月完成单体调试。2016年6月进行首次装铁水试车。
HIsmelt工艺每次启动的时候，需要首先将炉体加热到一定温度，往炉内灌注几百吨高温铁水预热，再往里面喷入原料开始反应。由于炉体大，耐材厚，预热需要用天然气燃烧烘烤5-7天，烘烤完成后，如果受热不均匀，灌入铁水后很可能会迅速冷却凝固，必须停炉将凝固的铁挖出来，若此，则启动失败，烘炉和铁水的几百万等于打水漂了。
第一次启动灌入铁水后，还原炉烟罩循环水泵(利旧设备)突然故障调停，没有循环水冷却的烟罩，是不能生产的，在无数次尝试都不能启动的情况下，中方和外方商定，启动失败，将铁水放出。但由于铁水温度过低，流动性降低，已经不能够通过放尽口流出了。最终只能等冷却后，用切割机切割，人工搬动出来，该过程历时接近一个月;
第二次启动，灌铁水一切正常，在即将进入正常生产时，突然全厂停电，制氧厂需要长时间恢复，再20小时后决定放出铁水。第二次启动宣告失败;
第三次启动在烘炉期间，由于炉内渣没有清理干净，渣融化后在铁口冷却堵塞铁口，在多次试图用氧枪融化不能成功后，停炉排堵重新生产。
第四次启动，终于正常启动并生产。
2016年启动至今，中方项目部经历了斗式提升机堵塞，磨煤系统故障，喷煤线堵塞，喷枪漏水，烟罩漏水等等一些列设备问题，最后均一一解决。2017年突破连续生产三个月，2018年实现了连续生产四个月，生产成本持平高炉，部分月份低于高炉。
综合两年多的生产运行状态，HIsmelt在中方项目上出现的问题均为设备不稳定导致的，最核心的熔融还原炉及其附属喷枪均正常。
工厂是连续生产的过程，从原料场，原料预热，煤粉喷吹，矿粉喷吹，铁口，铁钩渣沟，后面的烟气处…任何环节设备出现故障，工厂必须停下进入保持状态。进入保持状态后，就是与时间赛跑的过程，停炉时间太长，炉体易冷却，甚至炼成钢或者出现泡沫渣。因此工厂对设备的稳定性有很高的要求，出问题后现场能够快速响应，在有限时间内将设备回复正常。这点其实是项目成功的最关键因素。
