如何在老钢铁基地培育“近零碳工厂”
3月21日，张选科技技术人员在检查氢冶金设备运行情况。河北日报记者 龚先云 摄
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3月21日，记者在张家口电弧炉炼钢试点基地采访时发现，墙上挂着一块红色的牌子，上面写着13个大字：“近零碳排放电弧炉炼钢试点基地”。
钢铁行业是典型的高耗能、高排放行业，如何实现近零碳排放？
出于好奇，记者走进基地大门，只见三台大型锅状机器矗立在生产线上，不断“吃”着一堆堆灰黑色的颗粒，最后“吐出”一块块方形、圆柱形的模具钢锻件。
“这三个大家伙分别叫电弧炉、钢包精炼炉和真空精炼炉，探索应用了无碳氢氧燃烧器、低碳高效泡沫渣等一系列不涉及碳的技术，整体工艺叫‘三重组合’，实现了冶炼过程碳排放接近零。”技术部副主任张利江说。
如今，“三连杆”工艺在特种材料行业已经家喻户晓，公司一些客户在签订订单时，专门要求采用“三连杆”工艺进行生产。
“三联”工艺只是近零碳排放生产的一部分，那些看似普通的灰黑色颗粒，却有更大的由来，它就是章轩科技著名的氢冶金生产线生产的直接还原铁，生产过程零污染，堪称“全国唯一”。
原料绿色、工艺绿色，中试基地生产的“绿色钢材”畅销！
他们生产的“绿色钢材”除了国内模具厂外，还销往东南亚，第一批34吨产品已于3月18日发货，第二批产品正在赶制生产。
从氢冶金到特种材料绿色制造，张利江用一句哲学话来概括：“绿色是可迁移的”。
以氢能冶金示范项目达产达效为契机，彰化科技探索建设我国钢铁行业首个“近零碳工厂”，加速推进绿色转型之路。
“万事开头难。”回顾氢冶金的创新历程，章玄科技氢冶金运营区运营经理李丽杰感触颇深。
章轩科技前身是。这是一个拥有百年历史的老钢铁基地，为中国钢铁工业的发展做出了历史性的贡献。2021年9月，这家公司退出了高炉、转炉这些传统的炼钢设备，也在艰难思考未来的出路。
钢铁行业是碳减排“主战场”，多年来，钢铁企业通过传统方式节能减排的空间越来越小，要实现进一步绿色转型，必须突破旧思维，开辟新赛道。
氢能冶金以“氢”代替“碳”作为还原剂进行冶炼，可以使钢铁生产摆脱对化石能源的依赖，从源头解决碳排放问题，是未来钢铁行业发展的重要方向。
同时，钢铁冶炼副产品焦炉煤气中含有丰富的氢气，河北省具有丰富的氢气资源和生产氢气的现实条件。
既有前瞻性，又有可行性，敢于冒险、先试先试，章轩科技成为国内首个氢能冶金领域的“先行者”。
经过一年多建设，2022年12月，张选科技全球首个120万吨氢冶金示范项目一期全面并网，标志着我国钢铁工业由“碳冶金”向“氢冶金”转型迈出关键一步。
“这是绿色钢铁冶炼技术的颠覆性创新。”李立杰解释道，传统炼铁工艺是铁矿石与焦炭反应，将铁矿石中的氧化铁变成铁水。氢气冶金是利用焦炉煤气产生氢气，氢气与球团（由铁矿石等制成的冶金原料）反应生成直接还原铁，整个过程无污染。
技术创新之路并不平坦。
由于进口的氢冶金设备是基于天然气设计的，而章宣技术以焦炉煤气作为生产基础，因此带来了不少“水土不服”的问题。
在试生产阶段，设备非计划停机多次，开机时间较长，每次设备停机，物料全部流出，损失巨大。
为此，他们调整了入口煤气流量、炉顶温度、焦炉煤气供给量等参数，优化了出炉工艺，反复试验，最艰难的时候，调整一个参数花了三个小时。
氢冶金工艺流程复杂，操作画面达80余道，关键参数达10余个，经过各项参数反复调试，至2023年5月，示范项目实现安全平稳连续生产。
氢冶生产线投产时，需要先对焦炉煤气进行净化处理，除去其中的硫、萘等对冶炼有害的物质，但这些有害物质分子大小不一，去除标准也各有不同，因此确定工艺路线的难度很大。
大分子怎么除？小分子怎么除？经过上百次讨论，他们确定了采用分级分段吸附的深度净化再生回收方案，如今净化回收的硫磺、萘等物质变废为宝，增加了企业利润。
“每一道工序背后都有一个故事。”李丽杰递给记者一本厚厚的氢冶金技术操作规程，这是生产、技术团队一年多来共同努力的成果。
记者翻看发现，该规定足足有200页，涵盖7大项、数百项小项，从启动点火、进料排料到常见故障处理，每一项规定都相当详细。
独创的精细化操作流程促进了产品质量的提升，章轩科技直接还原铁关键指标达到世界先进水平，年减排碳可达80万吨。
在“双碳”大背景下，钢铁下游行业对钢铁产品的碳排放越来越重视，部分汽车企业已要求钢铁供应商提供汽车板产品的生命周期评估报告，提出“绿色钢铁”要求。
彰轩科技专注于打造绿色材料供应链，研发了精密合金、耐蚀合金等60余种绿色高端新材料，客户包括特斯拉、大众等全球知名企业。
一场更大的棋局正在筹划中。
特钢棒材技改项目已开始设备安装，绿色汽车板单流板坯连铸机正在加快建设……新的一年，更多绿色、高端新材料项目将在章轩科技加速落地。
“明年回来，会看到更大的变化。”李立杰告诉记者，他们正联合上下游企业、高校、科研院所，重点建设氢能冶金、新能源、新材料等五大产业园区，打造我国首个钢铁行业绿色转型示范区，为钢铁行业不断释放绿色发展新动力。
记者笔记
颠覆性创新需要艰苦努力
龚先云
氢能冶金是钢铁工业发展史上一个里程碑式的项目。
掌旋科技在采访中河北钢材价格，谈及最早参与氢能冶金示范项目的情况，公司的技术和生产人员不约而同地提到一个词：难。
有啥困难？
国外氢能冶金通常采用天然气制氢，而我国天然气储量少，价格高，考虑到当地资源禀赋，章轩科技选择采用焦炉煤气作为氢源，这一氢能冶金工艺属于颠覆性创新河北钢材价格，国际上尚无其他氢能冶金工艺，目前尚无成熟经验可循，只能自行探索。
创业之初，公司大部分人对进口设备和全新技术知之甚少，但他们没有被困难吓倒，向专家请教、查阅资料，不断摸索，披荆斩棘，闯出了一条新路。
从氢冶设备安装完毕到生产线热试，那是项目投产前的关键时刻，四个多月的时间，很多人干劲十足，自愿放弃休息时间，吃住都在工地，眼睛红肿着。
为了让氢冶金生产线如期投产，很多人制定时间表、下达军令状，按计划作业，艰苦奋斗，每个节点逐一推进，每个难题逐一攻克。
章玄科技建设“近零碳工厂”的故事告诉我们，技术创新是发展新优质生产力的核心要素，但创新之路不会一帆风顺。对于原创性、颠覆性技术创新，更需要发挥“突破”精神，勇于创新、敢于拼搏，艰苦奋斗，攻克关键核心技术难题，凝聚力量破解“瓶颈”难题。
给记者留下深刻印象的是，在氢冶金示范项目建设中，他们发挥“艰苦奋斗”精神，取得了许多开创性的成果，比如增加了二氧化碳捕集精制系统、开发了氮气密封筒仓等。“加快实现高水平的自力更生和科技强国，需要深入钻研重点，并应用到其他领域，这是一个不懈奋斗的过程。”该公司一位专家说。
