老鋼鐵基地怎樣長出“近零碳工廠”

　　——九問河北鋼鐵如何煥新①

　　編者按

　　習近平總書記強調，發展新質生產力不是忽視、放棄傳統產業，要防止一哄而上、泡沫化，也不要搞一種模式。

　　中國鋼鐵看河北。鋼鐵業是河北的支柱產業之一，直接關系到全省經濟社會發展和生態環境改善。以科技創新引領、以環保績效創A倒逼……河北鋼鐵不再是“傻大黑粗”的舊模樣，正在高端化、智能化、綠色化的道路上堅定前行。

　　即日起，河北日報推出《九問河北鋼鐵如何煥新》全媒體系列報道，記者深入全省各地鋼鐵企業，進車間、看產品、問變化，記錄鋼鐵業向新而行的轉型探索，講述新形勢下河北鋼鐵的創新故事。敬請關注。

　　3月21日，張宣科技技術人員在檢查氫冶金設備運行情況。 河北日報記者 貢憲云 攝

　　3月21日，在位于張家口市的河鋼集團張宣高科科技有限公司（以下簡稱“張宣科技”）采訪時，記者發現一塊紅色牌子懸掛在墻上，上面寫著13個大字：近零碳排電弧爐煉鋼中試基地。

　　鋼鐵業是典型的高耗能高排放行業。這里咋做到近零碳排？

　　懷著好奇心，記者走進基地大門，只見生產線上，挺立著3個呈壺狀的大家伙，不斷“吃”進一堆堆灰黑色顆粒，最終“吐”出方塊狀、圓柱狀模具鋼鍛件。

　　“這3個大家伙分別叫電弧爐、鋼包精煉爐、真空精煉爐，探索應用了無碳氫氧燒嘴、低碳高效泡沫渣等一系列非涉碳技術，整體工藝被稱為‘三聯’工藝，實現了冶煉過程近零碳排。”張宣科技特材研制公司技術部副部長張利江說。

　　如今，“三聯”工藝已在特材行業小有名氣，公司一些客戶簽訂訂單時，特別點名必須采用“三聯”工藝進行生產。

　　“三聯”工藝只是近零碳排生產的一部分。那些看似普通的灰黑色顆粒，來頭更大，是張宣科技鼎鼎有名的氫冶金產線產出的直接還原鐵，生產全程無污染，堪稱“國內獨一份”。

　　原料綠色、工藝綠色，中試基地產出的“綠鋼”，賣火了！

　　除了國內模具廠外，他們生產的“綠鋼”還銷往東南亞，首批34噸產品3月18日已發貨，正在趕制第二批產品。

　　從氫冶金再到特材綠色制造，張利江用了一句頗有哲理性的話來概括：“綠色具有傳遞性。”

　　以氫冶金示范工程達產達效為契機，張宣科技探索建設我國鋼鐵工業首個“近零碳工廠”，加快綠色轉型之路。

　　“萬事開頭難。”回顧氫冶金的創新歷程，張宣科技氫冶金作業區作業長李利杰深有感觸。

　　張宣科技前身是河鋼集團宣鋼公司。這是一家有著百年歷史的老鋼鐵基地，曾為中國鋼鐵工業發展作出歷史性貢獻。2021年9月，這家企業退出高爐轉爐傳統鋼鐵冶煉裝備的同時，也在苦苦思索今后的出路問題。

　　鋼鐵行業是碳減排的“主戰場”。多年來，鋼企傳統方式節能減排的空間越來越小，要實現更進一步綠色轉型，必須突破舊思維、開辟新賽道。

　　氫冶金，以“氫”代“碳”作為還原劑進行冶煉，可使鋼鐵生產擺脫對化石能源的依賴，從源頭上解決碳排放問題，是未來鋼鐵行業發展的重要方向。

　　同時，鋼鐵冶煉副產品焦爐煤氣中富含氫氣，河北具有制取氫氣的豐富資源和現實條件。

　　既有前瞻性，又有可行性。敢闖敢干、先行先試，張宣科技成為國內氫冶金領域第一個“吃螃蟹者”。

　　經過一年多的建設，2022年12月，張宣科技全球首例120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通，我國鋼鐵行業由“碳冶金”向“氫冶金”轉變邁出關鍵性步伐。

　　“這是鋼鐵綠色冶煉技術的顛覆性創新。”李利杰解釋，傳統煉鐵工藝是鐵礦石和焦炭反應，將鐵礦石中的氧化鐵變成鐵水。而氫冶金通過焦爐煤氣制取氫氣，氫與球團（由鐵礦石等制成的冶金原料）反應，生成直接還原鐵，全程無污染。

　　3月21日，張宣科技技術人員在檢查高端材料產品質量。 河北日報記者 貢憲云 攝

　　科技創新之路并非坦途。

　　由于進口氫冶金設備是以天然氣為氣基設計的，而張宣科技是以焦爐煤氣為氣基進行生產，帶來很多“水土不服”的問題。

　　試生產階段，設備無計劃停機多，啟機時間也長。每次停機，物料全部排空，帶來極大的損失。

　　為此，他們對入爐氣流量、頂溫、焦爐煤氣補給量等參數進行調整，并對排料工序進行優化，一次次試驗。最難的一次，光調一個參數他們就花了3個月。

　　氫冶金工序復雜，操作畫面80多個，關鍵參數10多個。經過對各參數反復調試，到2023年5月，該示范工程實現了安全順利連續生產。

　　氫冶金產線運行時，需要先對焦爐煤氣進行凈化，去除硫、萘等對冶煉有害的物質。然而，這些有害物質的分子大小不一樣，脫除標準各不相同，確定工藝路線非常艱難。

　　大分子怎么除？小分子又怎么除？經過上百次討論，他們確定了使用分級、分段吸附的深度凈化和再生回收方案。如今，凈化回收的硫、萘等物質變廢為寶，增加了企業收益。

　　“每項規程后面都有一個故事。”李利杰給記者拿來一本厚厚的氫冶金技術操作規程，這是一年多來生產和技術團隊通力合作的創新結晶。

　　記者翻閱了一下，該規程共有200頁，7個大項上百個小項，從開機點火、進料排料到常見故障排查等，各項規定相當細致。

　　獨創的精細化操作規程，促進了產品質量提升。張宣科技直接還原鐵關鍵指標達到世界先進水平，年碳減排量可達80萬噸。

　　在“雙碳”大背景下，鋼鐵下游行業越來越關注鋼材產品的碳排放量，一些汽車企業已要求鋼鐵供應商提供汽車板產品的生命周期評價報告，并提出“綠鋼”要求。

　　圍繞構建綠色材料供應鏈，張宣科技累計開發精密合金、耐蝕合金等綠色高端新材料60余種，客戶包括特斯拉、大眾等世界馳名企業。

　　一盤更大的棋正在謀劃布局。

　　特鋼棒材技改工程開始設備安裝、綠色汽車板單流板坯連鑄機加緊建設……新的一年，更多綠色高端新材料項目將在張宣科技加速落地。

　　“等明年再來時，你會看到更大的變化。”李利杰告訴記者，他們正與上下游企業、高校、科研院所聯手，重點建設氫冶金、新能源、新材料等五大產業園，打造中國首個鋼鐵工業綠色轉型示范區，持續釋放綠色發展新動能。

　　記者手記

　　顛覆性創新更需要“闖拼干”

　　氫冶金，是鋼鐵行業發展史上具有里程碑意義的工程。

　　在張宣科技采訪時，談起最早參與氫冶金示范工程的情景，該公司技術和生產人員不約而同地提到了一個字：難。

　　難在哪兒？

　　國外氫冶金通常用天然氣制取氫氣。然而，我國天然氣儲量低、價格高。結合當地資源稟賦，張宣科技選擇采用焦爐煤氣作為氫氣來源。這樣的氫冶金工藝，屬于顛覆性創新，全球沒有成熟經驗可循，只有自己摸索。

　　剛上手時，公司大多數人對進口設備和全新工藝知之甚少。可是，他們并沒有被困難嚇倒，一邊請教專家，一邊查閱資料，邊試邊學，在荊棘中穿行，這才從無到有闖出一條新路。

　　從氫冶金設備安裝完畢，到產線熱試，那是項目投產前的關鍵時間。4個多月時間，很多人拼了，主動放棄休息時間，吃住在工地，熬得眼都紅腫了。

　　為了氫冶金產線如期投產，不少人排出時間表、立下軍令狀，掛圖作戰、大干實干，逐個節點推進，逐個難題攻關。

　　張宣科技建設“近零碳工廠”的故事告訴我們，科技創新是發展新質生產力的核心要素，但創新之路不會一帆風順。針對原創性、顛覆性科技創新，更需要發揮“闖”的勇氣、“拼”的狀態、“干”的勁頭，打好關鍵核心技術攻堅戰，集合優勢力量解決“卡脖子”問題。

　　記者印象深刻的是，在氫冶金示范工程建設中，他們發揮“闖拼干”精神，實現了很多創舉。比如，增加二氧化碳捕集和精制系統、研制氮氣密封筒倉等。“加快實現高水平科技自立自強，需要深耕關鍵點，做到觸類旁通、一通百通，這是一個不懈奮斗的過程。”該企業一名專家這樣說。（河北日報記者 貢憲云）