1 开发节能和资源利用技术建设优良企业环境
新日铁为构建循环型可持续发展社会不断开发环境技术，其核心是炼铁工艺革新技术。为应对近年来出现的铁矿石、煤炭等炼铁原料的低质化以及为提高炼铁的生产效率，正在推进新一代炼铁工艺的开发。为响应全球性CO2减排的要求，日本炼铁界挑战环境友好型炼铁工艺，开发目标是2030年达到实用化，目前已经获得了实际成果。
新日铁提出了“炼铁环境科学化”的研究方针，基于这个指导方针，开展触媒化学、环境化学、煤炭科学、化工工艺学、机械学等方面的炼铁工艺研究，利用研发的关键成果，以副产物利用技术为中心，构筑炼铁工艺的科学技术基础，通过改质技术、能量转换技术、炼铁资源高效利用技术，实现环境危机控制、“零排放”以及保护生物多样性，如图1所示。
新日铁自1970年石油危机以来，通过工艺革新、副产煤气利用、废热回收和废弃物（废塑料）利用等措施，提供钢铁生产能源利用效率水平。目前正在开发超越现有技术的新一代生产工艺、环境友好型炼铁工艺、钢铁厂资源高效利用工艺等，使环境基础技术进一步扩展和强化。
2 开发低质资源利用技术应对资源环境的变化
为应对高炉还原剂焦炭原料粘结煤数量的减少和价格的高涨，新日铁进行了基于煤分子结构解析的低质煤改质研究和原料煤预处理工艺开发，并取得了许多成果。在此基础上，从1994年开始的10年间进行了国家级项目低粘结性煤（非微粘结煤）——新一代焦炭制造工艺利用技术“SCOPE21”的开发。该项技术通过提高煤的粘结性，提高了焦炭的强度，于2008年在大分制铁所率先进行了实机应用（大分制铁所1号机）（见图2）。SCOPE 21提高了焦炭制造中非微粘结煤的使用比例，缩短了焦炭制造时间，提高了生产效率，降低了能耗，相当于每年节能10万kL原油，减排40万tCO2。
在原料煤装入焦炉前，通过SCOPE21生产工艺对原料煤进行快速加热以提高煤的粘结性。由于煤越到高温状态越容易散发煤尘，所以防止原料煤从高温煤槽输送到装料车、从装料车装入到炼焦炉的过程中散发煤尘是重要问题。另外，由于装入炼焦炉的是经高温预热的煤，所以煤热分解气体（焦炉煤气COG）的发生量多于传统工艺，因此，对热分解气体进行吸引输送，使炉内压力稳定化也是一个重要问题。大分厂经过多次实炉试验，确立了高温煤装车和高温煤装炉的最佳程序，实现了焦炉压力的稳定化。在大分制铁所1号机运行的基础上，名古屋制铁所2号机正在建造中，计划 2013年投产。
3 开发环境友好型炼铁工艺减排CO2、开发新能源
日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“环境友好型炼铁工艺技术开发（COURSE 50）”项目是对炼铁过程产生的CO2进行减排、分离、回收的新技术项目。新日铁参加了该项目的研发工作，承担了利用富氢COG还原铁、减排CO2技术的开发和对高炉煤气中的CO2进行分离、回收技术的开发。第1项技术中的核心技术是触媒（含Ni等的金属氧化物）开发，利用这种触媒可将COG中的焦油改质为氢和碳氢化合物，使COG中的氢含量达到改质前的2倍。
利用触媒将COG中焦油进行改质的技术是一项高难度技术。焦油是一种容易碳化但很难转变为氢的物质。COG中含有高浓度硫化氢等影响触媒功能的物质，因此用传统的常规触媒理论是不能解决问题的。其中焦油析出的碳素使触媒层堵塞的防止问题和减轻硫化氢对触媒功能的影响问题是很重要的研究课题。在防止触媒层堵塞方面，开发出物理振动技术，在减轻硫化氢对触媒功能影响方面，通过触媒成分最佳化设计，抑制了触媒功能的退化（见图3）。
目前触媒试验正在君津制铁所的试验装置进行，通过用蒸汽对不同产地成分各异煤种的COG水分量进行调整，降低碳素析出量，以获得最佳的触媒反应条件。焦油的氢和碳氢化合物改质反应是吸热反应，因此可以充分利用过去尚未利用的COG显热，这也是该项目的一个重要意义。此外，也可以将富氢COG作为能源供社会使用。COURSE50是一项长期研发项目，今后将推进富氢COG的扩大利用。为此，在现阶段扩大试验规模，目标是炼铁厂CO2减排30%。
4 利用钢铁生产副产物保护海洋生物的多样性
新日铁积极开展将钢铁生产副产物作为有用资源进行利用的研究，其中最有代表性的例子是钢渣在保护海洋生物多样性方面的应用。将含有铁分的钢渣与废木屑发酵得到的腐殖土混合制成施肥装置，将该装置埋设在海底，向海藻供给易于吸收的铁分，该项目被称为“海洋造林”项目。目前该项目已经在北海道增毛町等20多个海域进行实海试验，证明该施肥装置具有很大的藻场再生作用。
为科学证明钢渣的有效性和安全性，新日铁在千叶县富津市技术开发本部装备了海洋环境模拟试验设备（模拟实验室），利用模拟水箱在模拟浅滩等藻类生长的海洋环境中用施肥装置施肥，对藻类生长和藻类颜色的影响进行了验证试验。紫菜色浅等异常生长情况与缺少铁、磷、氮等营养盐分有很大关系。钢渣中含有丰富的易溶于海水的铁分，将钢渣和腐殖土混合制成的施肥装置和附着紫菜胞子的网安装在模拟水箱中，利用水温计、微量元素测量仪等仪器，定期测定模拟水箱海水中含有的元素及其浓度等水质数据，将这些数据与紫菜的生长状况进行对照分析，确认了施肥装置对促进藻类生长的有效性和安全性（见图4）。
目前新日铁正在进行提高钢渣附加值的试验开发工作，主要开发内容是在更加接近实际海域的模拟试验环境中，考察钢渣对海洋生态系统长期变化的影响和氧化钙改质土对人造浅滩地质改良的效果，以及氧化钙改质土在地震灾后重建中的用途。
5 利用环境技术解决全球范围内钢铁生产的环境课题
新日铁环境技术开发的优势在于研究与实用化相结合，新日铁建立了基于分子结构解析的煤炭改质等探求原理的基础性研究和在公司内将这些研究成果进行实机验证试验的工艺研究和设备开发体制。此外，新日铁在对世界上规模最大的反应器——高炉的长期研究开发中积累了丰富的科学研发手段和方法，这也是解决环境问题的优势所在。
信息来源：《世界金属导报》
