日(ri)本環境和諧型(xing)煉鐵工藝(yi)技(ji)術(shu)開(kai)發項目(mu)COURSE50計(ji)劃于(yu)2016年(nian)6月開(kai)始通過試驗(yan)(yan)高爐進行(xing)第一(yi)次實證試驗(yan)(yan)，這是該項目(mu)的重要環節之一(yi)。試驗(yan)(yan)高爐于(yu)2015年(nian)建成，目(mu)前已經(jing)進行(xing)了試運行(xing)。實證試驗(yan)(yan)是為確立(li)該項目(mu)的關鍵點(dian)氫(qing)還原煉鐵技(ji)術(shu)，探(tan)索(suo)最佳的氫(qing)氣(qi)送(song)風操作條件等。
試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)位于新(xin)日鐵(tie)住金君(jun)津(jin)廠(chang)4號高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)附近，鄰接(jie)CAT30（二氧化碳分(fen)離(li)、回收(shou)設(she)備）。目前(qian)試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)已(yi)通過數(shu)學(xue)模(mo)型進(jin)行立體(ti)模(mo)擬，從理(li)論上(shang)證明了氫還原效果。將在(zai)試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)建(jian)立與實(shi)(shi)際高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)溫度(du)、爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)(nei)條件(jian)(jian)，以(yi)確(que)認能否按照所模(mo)擬的(de)(de)形式(shi)實(shi)(shi)現理(li)論效果。試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)高(gao)(gao)度(du)約6.5m，爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)(nei)徑1.2m，外(wai)周貼有(you)厚度(du)1m的(de)(de)耐火(huo)材料，最突出的(de)(de)特點是可在(zai)與實(shi)(shi)際高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)一(yi)致的(de)(de)爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)(nei)條件(jian)(jian)下(xia)進(jin)行試(shi)驗(yan)，且(qie)可短期暫停(ting)，對類(lei)似黑(hei)匣子的(de)(de)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)(nei)部進(jin)行解體(ti)調(diao)查。試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)有(you)一(yi)個(ge)出鐵(tie)口(kou)(kou)，三個(ge)可供(gong)吹入熱風(feng)(feng)、氫系氣體(ti)、煤粉的(de)(de)風(feng)(feng)口(kou)(kou)，另外(wai)各(ge)有(you)三個(ge)吹入預熱氣體(ti)的(de)(de)風(feng)(feng)口(kou)(kou)、爐(lu)(lu)(lu)(lu)身風(feng)(feng)口(kou)(kou)。該(gai)試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)于2015年(nian)(nian)9月底(di)建(jian)成，確(que)認設(she)備運(yun)行的(de)(de)冷(leng)調(diao)試(shi)也已(yi)完成。2015年(nian)(nian)12月和2016年(nian)(nian)2月在(zai)與實(shi)(shi)際高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)相(xiang)(xiang)同條件(jian)(jian)下(xia)（原料、爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)(nei)溫度(du)等）進(jin)行了熱試(shi)，對從原料裝入、送風(feng)(feng)到出鐵(tie)等一(yi)系列工序進(jin)行了設(she)備功(gong)能的(de)(de)確(que)認。
在(zai)連續五天(tian)，每天(tian)24小(xiao)時(shi)(shi)的熱試(shi)中，平均每天(tian)出(chu)(chu)鐵(tie)量達到30—34噸(dun)。同時(shi)(shi)，操作人數(shu)按(an)照運行(xing)一座(zuo)高(gao)爐(lu)配置，以(yi)每兩小(xiao)時(shi)(shi)一次(ci)的節奏，每次(ci)出(chu)(chu)鐵(tie)5—8分鐘(zhong)，出(chu)(chu)鐵(tie)3噸(dun)左(zuo)右。第一次(ci)出(chu)(chu)鐵(tie)時(shi)(shi)間為(wei)(wei)2015年12月8日，高(gao)爐(lu)利用(yong)系數(shu)為(wei)(wei)3t/（m3.d）左(zuo)右，比實際高(gao)爐(lu)的出(chu)(chu)鐵(tie)速度快。鐵(tie)水移至專用(yong)鋼包(bao)中，自(zi)然冷卻凝固(gu)后從鋼包(bao)中取(qu)出(chu)(chu)，對鐵(tie)水以(yi)及熔渣進(jin)(jin)行(xing)成分分析(xi)處理后，作為(wei)(wei)鐵(tie)水使用(yong)。熱試(shi)過程中，確(que)認可按(an)照模擬實際高(gao)爐(lu)的形式(shi)進(jin)(jin)行(xing)連續操作，并在(zai)第二次(ci)與CAT30聯(lian)動試(shi)運行(xing)約(yue)30小(xiao)時(shi)(shi)，對設備聯(lian)動性等進(jin)(jin)行(xing)了確(que)認。
2016年6月(yue)以后，此項研究將進行(xing)為(wei)期一(yi)個月(yue)的(de)(de)(de)(de)連(lian)(lian)續作(zuo)業試驗(yan)，每年兩(liang)次(ci)共進行(xing)四(si)次(ci)。改變作(zuo)業條件的(de)(de)(de)(de)連(lian)(lian)續作(zuo)業試驗(yan)每次(ci)約一(yi)個月(yue)（如(ru)果包括(kuo)準備工作(zuo)在內(nei)，每次(ci)時(shi)間為(wei)3—4個月(yue)）。連(lian)(lian)續作(zuo)業試驗(yan)后，計劃對試驗(yan)高爐進行(xing)拆解，調(diao)查爐內(nei)殘存原(yuan)料(liao)。停爐后，吹入(ru)氮氣(qi)利用約兩(liang)周時(shi)間進行(xing)爐內(nei)冷卻(que)。冷卻(que)后從爐頂(ding)掏出原(yuan)料(liao)，對鐵礦石、焦炭外觀、還原(yuan)狀態等進行(xing)分析。為(wei)盡可能多的(de)(de)(de)(de)利用氫還原(yuan)，吹入(ru)氫系氣(qi)體，采用現行(xing)高爐煉鐵法不采用的(de)(de)(de)(de)從爐身吹入(ru)氣(qi)體等技術，確立最佳的(de)(de)(de)(de)送風操作(zuo)，以達到降低(di)碳系原(yuan)料(liao)、碳消耗(hao)量的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。
在(zai)試驗(yan)高(gao)爐中央操作(zuo)(zuo)室采用(yong)HMI，和實際高(gao)爐一樣通過遠(yuan)程操作(zuo)(zuo)進行原料(liao)裝入、送風(feng)等，也可(ke)對CAT30進行控制。一個操作(zuo)(zuo)班次(ci)人(ren)數(shu)為一名技術人(ren)員和八名操作(zuo)(zuo)工，共(gong)設四(si)個班，從2016財年以后，按(an)照(zhao)四(si)班三運轉模式(shi)運行。
COURSE50是用(yong)氫氣(qi)代替部分(fen)焦炭(tan)，對鐵礦石(shi)進行還(huan)原(yuan)，并將高爐煤(mei)氣(qi)中的(de)二氧(yang)化(hua)碳(tan)進行分(fen)離回收，由此實現減(jian)少高爐二氧(yang)化(hua)碳(tan)排放(fang)量30%的(de)目(mu)(mu)標。2008財年(nian)—2012財年(nian)的(de)五年(nian)間，該項目(mu)(mu)的(de)第一階(jie)段第一步已經完成，確立了關鍵技術。
目(mu)前處于第一(yi)階段第二(er)(er)(er)步（2013財(cai)年—2017財(cai)年），從關(guan)鍵技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)(fa)步入(ru)了(le)綜合(he)性技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)階段。第二(er)(er)(er)步的(de)(de)項目(mu)費用(yong)約160億(yi)日元(yuan)，其(qi)中半數用(yong)于試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)的(de)(de)建(jian)設。第二(er)(er)(er)步的(de)(de)主要內容是建(jian)設試(shi)驗(yan)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)和開(kai)發(fa)(fa)出將(jiang)(jiang)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)排放二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)碳的(de)(de)分(fen)離(li)(li)、回收成本控制(zhi)在(zai)2000日元(yuan)/tCO2的(de)(de)技(ji)術(shu)。以(yi)(yi)已建(jian)成的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)為主體，進(jin)(jin)行(xing)最大限(xian)度應用(yong)氫(qing)還(huan)原，同時(shi)以(yi)(yi)結合(he)二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)碳分(fen)離(li)(li)、回收技(ji)術(shu)的(de)(de)形式進(jin)(jin)行(xing)綜合(he)技(ji)術(shu)評價。2016財(cai)年—2017財(cai)年的(de)(de)兩年時(shi)間進(jin)(jin)入(ru)確定技(ji)術(shu)穩定性階段，之后在(zai)進(jin)(jin)入(ru)第二(er)(er)(er)階段后將(jiang)(jiang)根(gen)據需要，推進(jin)(jin)以(yi)(yi)實用(yong)化(hua)為目(mu)的(de)(de)的(de)(de)開(kai)發(fa)(fa)，爭取2030年實現實用(yong)化(hua)。