什么是“大爐型還原爐”？一文說清

2026年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規劃圖”細化為可行“施工圖”的關鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應鏈”“清潔低碳氫”等。這些術語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產業轉型與生活演進的真實方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“大爐型還原爐”這個名詞。

什么是大爐型還原爐？

還原爐（reduction furnace）是一種在冶金、化工等領域用于還原反應的工業設備，其核心功能是通過提供適宜的溫度、氣氛等條件，使原料（如金屬氧化物）在還原介質（如氫氣、一氧化碳等）作用下被還原為金屬單質或低價化合物。大爐型還原爐（large-scale reduction furnace）是指爐膛尺寸更大，通常可容納數噸至數十噸原料的大容量還原爐。

大爐型還原爐包括回轉式還原爐、鐘罩式還原爐、推桿式還原爐、馬弗式還原爐、多管式還原爐等多種類型。其中大爐型回轉式還原爐是主要應用類型。

圖1 大爐型回轉式還原爐示意圖

大爐型還原爐的分類信息

大爐型還原爐的優勢

大爐型還原爐適用于大規模工業化生產，其大型化設計可實現單爐產能提升，單位產品能耗降低。

對于大爐型還原爐而言，爐體規模越大，單位時間內的還原處理量越高，越適用于更高產能要求的連續化工業生產。以大爐型鐘罩式多晶硅還原爐為例，通常以“對棒”數量來衡量其爐體規模，對棒數越多，爐體規模越大，設備處理能力越高，單位產品還原能耗越低。目前市場上的主流大爐型還原爐包括40對棒、48對棒和72對棒三種型號。

圖2 還原電耗隨硅棒對數變化關系

大爐型還原爐作為冶金、化工等產業領域的關鍵設備，與鋼鐵、有色金屬、新能源材料等產品的生產緊密相連。其設備結構功能復雜，集成了智能控溫、氣氛調節等多元系統。該設備兼具高效生產與節能減排的雙重特性，是推動工業規模化發展的核心裝備，也是實現綠色制造的重要載體。

在“雙碳”目標背景下，大爐型還原爐的發展遵循綠色低碳與技術創新原則，推動了工業領域的可持續發展。通過優化工藝和采用清潔能源，顯著降低單位產品能耗和污染物排放，替代傳統高耗能設備，從而減少對化石能源的依賴。目前，結合綠電使用及氫氣還原工藝，電加熱型大爐型還原爐已經實現了產業化示范。

大爐型還原爐的

應用領域及發展前景

大爐型還原爐因其高生產效率、較低能耗和低碳工藝，在冶金、化工、新能源等領域展現出重要作用。

在冶金工業領域，大爐型還原爐已規模化應用于直接還原鐵生產、有色金屬氧化物還原提純，以及高品質海綿鈦、高純鎳粉等特種金屬材料的制備，有效替代傳統高耗能冶煉工藝，降低金屬生產過程中的碳排放。

在化工催化領域，大爐型還原爐可用于制備高性能加氫催化劑、環保脫硫脫硝催化劑，通過還原工藝提升催化劑活性和穩定性，推動化工行業綠色升級。

在新能源材料領域，大爐型還原爐可用于鋰電池正極材料前驅體的還原處理、氫燃料電池催化劑的合成，通過精準控溫與氣氛調節，保障材料性能一致性，為新能源產業發展提供技術支撐。此外，在環保領域，大爐型還原爐可用于電子廢棄物中金屬的還原回收，助力資源循環再利用。

大爐型還原爐產業未來可通過開發并集成氫能冶金專用設備、智能化控溫還原系統等高附加值裝備，實現工業生產低碳化轉型，可使單位產品CO?排放降低70%以上，減少對煤炭等化石能源依賴。通過與可再生能源結合，利用綠電、綠氫實現零碳還原，為鋼鐵、有色等行業綠色轉型提供技術支撐。

政策驅動將加速其技術迭代，例如國家“雙碳”目標及工信部聯節〔2022〕88號文件《工業領域碳達峰實施方案》明確要求推廣高效節能裝備，這將促進大爐型還原爐的發展，降低產業生產成本，提升產業競爭力。

大爐型還原爐的綠色應用難點

盡管大爐型還原爐的綠色化潛力顯著，但其在智能化與低碳化轉型方面仍面臨諸多挑戰。

部分企業雖然采用大爐型還原爐，但仍沿用傳統操作模式，設備自動化控制率低，難以實現工藝參數的精準調控，導致能源浪費和產品質量波動。

在低碳技術應用方面，氫基還原等綠色工藝的規模化推廣受限，氫氣儲存運輸成本高、設備改造成本大，全國范圍內氫基大爐型還原爐示范項目不足20個，占比不到總設備數量的3%，距離全面替代傳統工藝仍有較大差距。

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策劃制作

作者丨董文鈞 北京科技大學材料科學與工程學院教授

審核丨閆柏軍 北京科技大學冶金與生態工程學院教授

責編丨王夢如

審校丨徐來 張林林