在河鋼集團(tuán)張宣科技廠區(qū)，一條橫跨空中的銀色管道格外引人注目。管道內(nèi)，富氫氣體被源源不斷地輸送到120米高的氫冶金豎爐中。數(shù)小時(shí)后，這些氣體將完成一場神奇的冶煉變革：將鐵礦石轉(zhuǎn)化為純鐵，整個(gè)反應(yīng)過程排放的只有水蒸氣，實(shí)現(xiàn)了從源頭降碳的近零碳冶煉革命。

這是河北省科學(xué)技術(shù)廳專項(xiàng)支持的全球首例氫冶金示范工程，該項(xiàng)目采用全球首創(chuàng)的“富氫零重整”直接還原技術(shù)，將傳統(tǒng)冶煉帶入綠色低碳的新紀(jì)元。

在氫冶金生產(chǎn)現(xiàn)場，河鋼集團(tuán)張宣科技?xì)湟苯鸸靖笨偨?jīng)理李曉兵向記者展示了一瓶黑灰色的小球，也就是直接還原鐵（DRI）產(chǎn)品。“可別小看它們，它們凝結(jié)著低碳冶金的尖端技術(shù)。”李曉兵介紹，與傳統(tǒng)高爐長流程工藝相比，每噸直接還原鐵可減少二氧化碳排放70%以上，全年減排總量高達(dá)80萬噸，相當(dāng)于塞罕壩機(jī)械林場一年的固碳量。

不遠(yuǎn)處的特材生產(chǎn)線上，這些氫基DRI被投入近零碳排電弧爐，通過快速成渣脫磷、低氧化性強(qiáng)還原脫硫及分階段底吹攪拌深脫氣等核心技術(shù)的凈化作用，鋼水純凈度達(dá)到國際先進(jìn)水平。

技術(shù)人員在觀察真空感應(yīng)爐爐內(nèi)冶煉情況。長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 李代姣 攝

而高純度的綠色高端材料，也逐步破解我國材料領(lǐng)域的“卡脖子”難題——這里生產(chǎn)的新型殷鋼，其輸電容量比普通材料提高了2至3倍，有效解決了高端導(dǎo)線材料價(jià)格高昂的行業(yè)共性難題，被喻為輸電導(dǎo)線領(lǐng)域“皇冠上的明珠”；另一款超低溫高強(qiáng)韌無磁不銹鋼材料，可在零下268.8攝氏度的極寒環(huán)境中服役，突破了國外的長期壟斷，被應(yīng)用在清潔能源解決方案的關(guān)鍵核心部件，為我國核聚變技術(shù)奠定了關(guān)鍵基石。

“過去生產(chǎn)這類頂級高端材料，面臨諸多瓶頸。如今通過氫基豎爐-電弧爐新型短流程工藝，雜質(zhì)含量大幅降低，產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)了大幅躍升。”河鋼集團(tuán)張宣科技技術(shù)中心副主任王建忠介紹。

技術(shù)人員在調(diào)整冶煉參數(shù)。長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 李代姣 攝

為什么開放了應(yīng)用場景，創(chuàng)新的步子就跑起來？面對記者提問，王建忠道出其中的關(guān)鍵：“氫基豎爐-近零碳排電弧爐短流程是冶煉行業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)，也是共性難點(diǎn)，單靠一家企業(yè)力量很難突破。在省科技廳支持下，我們主動開放場景，與北京科技大學(xué)等高校院所共建了‘綠色低碳鋼鐵冶金全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室’等3個(gè)國家級中試基地、5個(gè)省部級實(shí)驗(yàn)室，匯聚了北京科技大學(xué)、中國科學(xué)院等院校的頂尖智慧。他們帶來的新視角、新工具、新模型，幫助我們快速突破精準(zhǔn)控氮、雜質(zhì)協(xié)同凈化等技術(shù)難題，顯著縮短技術(shù)成熟周期。”

通過開放場景，張宣科技與合作單位共享數(shù)據(jù)、開放設(shè)備接口、對接聯(lián)盟資源，吸引和凝聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)共同參與，推動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)創(chuàng)新，搶占全球低碳冶金技術(shù)制高點(diǎn)。

特種材料研究制造調(diào)度室內(nèi)，工作人員制定排產(chǎn)計(jì)劃。長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 李代姣 攝

北京科技大學(xué)碳中和研究院教授魏光升是此次場景項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，他認(rèn)為，一項(xiàng)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室取得理想數(shù)據(jù)后，在實(shí)踐中能否成功，必須經(jīng)受大規(guī)模、連續(xù)化工業(yè)環(huán)境的檢驗(yàn)。張宣科技開放真實(shí)產(chǎn)線，就是“終極考場”。在這里，理論模型和創(chuàng)新工藝獲得了最真實(shí)、最全面的驗(yàn)證，驅(qū)動科研方向迭代升級，解決了大量產(chǎn)業(yè)真問題。

產(chǎn)學(xué)研深度融合，協(xié)同創(chuàng)新不斷結(jié)出碩果，雙方研發(fā)的全球首例“氫基豎爐-近零碳排電弧爐”新型短流程工藝，被中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會確定為世界前沿八大低碳共性技術(shù)方向之一，并榮獲世界鋼鐵協(xié)會“低碳生產(chǎn)卓越成就獎”，為我國鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供了重要的工藝路徑。

與此同時(shí)，張宣科技的綠電項(xiàng)目也在穩(wěn)步推進(jìn)——即將建成的200標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)綠電制氫項(xiàng)目可將氫氣全部注入氫冶金生產(chǎn)，驗(yàn)證"綠電-綠氫-綠色材料"全流程綠色生產(chǎn)模式的技術(shù)可行性。

以場景創(chuàng)新為支點(diǎn)，推動行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，除張宣科技的氫冶金場景外，河鋼集團(tuán)還聚焦行業(yè)提質(zhì)增效與智能化轉(zhuǎn)型核心訴求，開放了涵蓋"鋼軋一體化質(zhì)量AI全流程監(jiān)控""鋼材表面缺陷視覺智能監(jiān)測"等15個(gè)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用場景，以場景創(chuàng)新破解發(fā)展共性痛點(diǎn)，加速整個(gè)鋼鐵行業(yè)的智能化升級進(jìn)程。

從傳統(tǒng)鋼鐵到綠色材料，一塊鋼的綠色蛻變，背后是政、企、學(xué)、研協(xié)同創(chuàng)新的生動實(shí)踐。河北氫基"綠鋼"正以其創(chuàng)新優(yōu)勢和環(huán)保特性，加速駛向世界舞臺。