在河钢集团张宣科技厂区，一条横跨空中的银色管道格外引人注目。管道内，富氢气体被源源不断地输送到120米高的氢冶金竖炉中。数小时后，这些气体将完成一场神奇的冶炼变革：将铁矿石转化为纯铁，整个反应过程排放的只有水蒸气，实现了从源头降碳的近零碳冶炼革命。


这是河北省科学技术厅专项支持的全球首例氢冶金示范工程，该项目采用全球首创的“富氢零重整”直接还原技术，将传统冶炼带入绿色低碳的新纪元。


在氢冶金生产现场，河钢集团张宣科技氢冶金公司副总经理李晓兵向记者展示了一瓶黑灰色的小球，也就是直接还原铁（DRI）产品。“可别小看它们，它们凝结着低碳冶金的尖端技术。”李晓兵介绍，与传统高炉长流程工艺相比，每吨直接还原铁可减少二氧化碳排放70%以上，全年减排总量高达80万吨，相当于塞罕坝机械林场一年的固碳量。


不远处的特材生产线上，这些氢基DRI被投入近零碳排电弧炉，通过快速成渣脱磷、低氧化性强还原脱硫及分阶段底吹搅拌深脱气等核心技术的净化作用，钢水纯净度达到国际先进水平。


而高纯度的绿色高端材料，也逐步破解我国材料领域的“卡脖子”难题——这里生产的新型殷钢，其输电容量比普通材料提高了2至3倍，有效解决了高端导线材料价格高昂的行业共性难题，被喻为输电导线领域“皇冠上的明珠”；另一款超低温高强韧无磁不锈钢材料，可在零下268.8摄氏度的极寒环境中服役，突破了国外的长期垄断，被应用在清洁能源解决方案的关键核心部件，为我国核聚变技术奠定了关键基石。


“过去生产这类顶级高端材料，面临诸多瓶颈。如今通过氢基竖炉-电弧炉新型短流程工艺，杂质含量大幅降低，产品性能实现了大幅跃升。”河钢集团张宣科技技术中心副主任王建忠介绍。


为什么开放了应用场景，创新的步子就跑起来？面对记者提问，王建忠道出其中的关键：“氢基竖炉-近零碳排电弧炉短流程是冶炼行业研发的重点，也是共性难点，单靠一家企业力量很难突破。在省科技厅支持下，我们主动开放场景，与北京科技大学等高校院所共建了‘绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室’等3个国家级中试基地、5个省部级实验室，汇聚了北京科技大学、中国科学院等院校的顶尖智慧。他们带来的新视角、新工具、新模型，帮助我们快速突破精准控氮、杂质协同净化等技术难题，显著缩短技术成熟周期。”


通过开放场景，张宣科技与合作单位共享数据、开放设备接口、对接联盟资源，吸引和凝聚产业链上下游的企业共同参与，推动产业链各环节技术创新，抢占全球低碳冶金技术制高点。


北京科技大学碳中和研究院教授魏光升是此次场景项目技术团队的负责人，他认为，一项技术在实验室取得理想数据后，在实践中能否成功，必须经受大规模、连续化工业环境的检验。张宣科技开放真实产线，就是“终极考场”。在这里，理论模型和创新工艺获得了最真实、最全面的验证，驱动科研方向迭代升级，解决了大量产业真问题。


产学研深度融合，协同创新不断结出硕果，双方研发的全球首例“氢基竖炉-近零碳排电弧炉”新型短流程工艺，被中国钢铁工业协会确定为世界前沿八大低碳共性技术方向之一，并荣获世界钢铁协会“低碳生产卓越成就奖”，为我国钢铁工业实现碳中和目标提供了重要的工艺路径。


与此同时，张宣科技的绿电项目也在稳步推进——即将建成的200标准立方米/小时绿电制氢项目可将氢气全部注入氢冶金生产，验证"绿电-绿氢-绿色材料"全流程绿色生产模式的技术可行性。


以场景创新为支点，推动行业低碳转型，除张宣科技的氢冶金场景外，河钢集团还聚焦行业提质增效与智能化转型核心诉求，开放了涵盖"钢轧一体化质量AI全流程监控""钢材表面缺陷视觉智能监测"等15个关键技术应用场景，以场景创新破解发展共性痛点，加速整个钢铁行业的智能化升级进程。


从传统钢铁到绿色材料，一块钢的绿色蜕变，背后是政、企、学、研协同创新的生动实践。河北氢基"绿钢"正以其创新优势和环保特性，加速驶向世界舞台。


编辑：戴婧霄

来源：冀云
原标题：场景创新 赋能产业⑤丨绿氢驱动 零碳冶炼