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
3月21日，張宣科技技術(shù)人員在檢查氫冶金設(shè)備運行情況。 河北日報記者 貢憲云攝
編者按
習近平總書記強調(diào),，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力不是忽視,、放棄傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，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(yè)是河北的支柱產(chǎn)業(yè)之一，直接關(guān)系到全省經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善,。以科技創(chuàng)新引領(lǐng),、以環(huán)保績效創(chuàng)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(yè)，進車間,、看產(chǎn)品,、問變化，記錄鋼鐵業(yè)向新而行的轉(zhuǎn)型探索,，講述新形勢下河北鋼鐵的創(chuàng)新故事,。敬請關(guān)注。
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(fā)現(xiàn)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(yè)是典型的高耗能高排放行業(yè),。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(chǎn)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(yīng)用了無碳氫氧燒嘴,、低碳高效泡沫渣等一系列非涉碳技術(shù)，整體工藝被稱為‘三聯(lián)’工藝,，實現(xiàn)了冶煉過程近零碳排,。”張宣科技特材研制公司技術(shù)部副部長張利江說。
如今,，“三聯(lián)”工藝已在特材行業(yè)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(lián)”工藝進行生產(chǎn),。
“三聯(lián)”工藝只是近零碳排生產(chǎn)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(chǎn)線產(chǎn)出的直接還原鐵,，生產(chǎn)全程無污染,，堪稱“國內(nèi)獨一份”。
原料綠色,、工藝綠色,，中試基地產(chǎn)出的“綠鋼”，賣火了,！
除了國內(nèi)模具廠外,，他們生產(chǎn)的“綠鋼”還銷往東南亞,，首批34噸產(chǎn)品3月18日已發(fā)貨,，正在趕制第二批產(chǎn)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(chǎn)達效為契機，張宣科技探索建設(shè)我國鋼鐵工業(yè)首個“近零碳工廠”,，加快綠色轉(zhuǎn)型之路,。
“萬事開頭難。”回顧氫冶金的創(chuàng)新歷程,，張宣科技氫冶金作業(yè)區(qū)作業(yè)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(yè)發(fā)展作出歷史性貢獻,。2021年9月，這家企業(yè)退出高爐轉(zhuǎn)爐傳統(tǒng)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(yè)是碳減排的“主戰(zhàn)場”。多年來,，鋼企傳統(tǒng)方式節(jié)能減排的空間越來越小,，要實現(xiàn)更進一步綠色轉(zhuǎn)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(chǎn)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(yè)發(fā)展的重要方向,。
同時,，鋼鐵冶煉副產(chǎn)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(xiàn)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(nèi)氫冶金領(lǐng)域第一個“吃螃蟹者”,。
經(jīng)過一年多的建設(shè)，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(yè)由“碳冶金”向“氫冶金”轉(zhuǎn)變邁出關(guān)鍵性步伐。
“這是鋼鐵綠色冶煉技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新,。”李利杰解釋,，傳統(tǒng)煉鐵工藝是鐵礦石和焦炭反應(yīng)，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(yīng)，生成直接還原鐵,，全程無污染,。
科技創(chuàng)新之路并非坦途。
由于進口氫冶金設(shè)備是以天然氣為氣基設(shè)計的,，而張宣科技是以焦爐煤氣為氣基進行生產(chǎn),，帶來很多“水土不服”的問題。
試生產(chǎn)階段,，設(shè)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(shù)進行調(diào)整,，并對排料工序進行優(yōu)化,，一次次試驗。最難的一次,，光調(diào)一個參數(shù)他們就花了3個月,。
氫冶金工序復(fù)雜，操作畫面80多個,，關(guān)鍵參數(shù)10多個,。經(jīng)過對各參數(shù)反復(fù)調(diào)試，到2023年5月,，該示范工程實現(xiàn)了安全順利連續(xù)生產(chǎn),。
氫冶金產(chǎn)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(zhì),。然而，這些有害物質(zhì)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(jīng)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(zhì)變廢為寶，增加了企業(yè)收益,。
“每項規(guī)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(shù)操作規(guī)程，這是一年多來生產(chǎn)和技術(shù)團隊通力合作的創(chuàng)新結(jié)晶,。
記者翻閱了一下,，該規(guī)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(guī)定相當細致,。
獨創(chuàng)的精細化操作規(guī)程,，促進了產(chǎn)品質(zhì)量提升。張宣科技直接還原鐵關(guān)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(yè)越來越關(guān)注鋼材產(chǎn)品的碳排放量,，一些汽車企業(yè)已要求鋼鐵供應(yīng)商提供汽車板產(chǎn)品的生命周期評價報告,，并提出“綠鋼”要求。
圍繞構(gòu)建綠色材料供應(yīng)鏈,，張宣科技累計開發(fā)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(yè),。
一盤更大的棋正在謀劃布局,。
特鋼棒材技改工程開始設(shè)備安裝、綠色汽車板單流板坯連鑄機加緊建設(shè)……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(yè)、高校,、科研院所聯(lián)手,，重點建設(shè)氫冶金、新能源,、新材料等五大產(chǎn)業(yè)園,，打造中國首個鋼鐵工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型示范區(qū)，持續(xù)釋放綠色發(fā)展新動能,。（河北日報記者貢憲云）
記者手記
顛覆性創(chuàng)新更需要“闖拼干”
貢憲云
氫冶金,，是鋼鐵行業(yè)發(fā)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(shù)和生產(chǎn)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(jié)合當?shù)刭Y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(chuàng)新，全球沒有成熟經(jīng)驗可循,，只有自己摸索,。
剛上手時，公司大多數(shù)人對進口設(shè)備和全新工藝知之甚少,?？墒牵麄儾]有被困難嚇倒,，一邊請教專家,，一邊查閱資料，邊試邊學(xué)，在荊棘中穿行,，這才從無到有闖出一條新路,。
從氫冶金設(shè)備安裝完畢，到產(chǎn)線熱試,，那是項目投產(chǎn)前的關(guān)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(chǎn)線如期投產(chǎn),，不少人排出時間表、立下軍令狀,，掛圖作戰(zhàn),、大干實干，逐個節(jié)點推進,，逐個難題攻關(guān),。
張宣科技建設(shè)“近零碳工廠”的故事告訴我們，科技創(chuàng)新是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素,，但創(chuàng)新之路不會一帆風順,。針對原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新,，更需要發(fā)揮“闖”的勇氣、“拼”的狀態(tài),、“干”的勁頭,，打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)，集合優(yōu)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(shè)中，他們發(fā)揮“闖拼干”精神,，實現(xiàn)了很多創(chuàng)舉,。比如，增加二氧化碳捕集和精制系統(tǒng),、研制氮氣密封筒倉等,。“加快實現(xiàn)高水平科技自立自強，需要深耕關(guān)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(yè)一名專家這樣說,。
