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老鋼鐵基地怎樣長出“近零碳工(gōng)廠”
文章來源:河北(běi)日報       發布時間:2024-04-19

習近平總書(shū)記強調,發展新質生(shēng)産力不是忽視、放(fàng)棄傳統産業,要防止一(yī)哄而上、泡沫化,也不要搞一(yī)種模式。

中(zhōng)國鋼鐵看河北(běi)。鋼鐵業是河北(běi)的支柱産業之一(yī),直接關系到全省經濟社會發展和生(shēng)态環境改善。以科技創新引領、以環保績效創A倒逼……河北(běi)鋼鐵不再是“傻大(dà)黑粗”的舊(jiù)模樣,正在高端化、智能化、綠色化的道路上堅定前行。

即日起,本報推出《九問河北(běi)鋼鐵如何煥新》全媒體(tǐ)系列報道,記者深入全省各地鋼鐵企業,進車(chē)間、看産品、問變化,記錄鋼鐵業向新而行的轉型探索,講述新形勢下(xià)河北(běi)鋼鐵的創新故事。敬請關注。

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(xià)簡稱“張宣科技”)采訪時,記者發現一(yī)塊紅色牌子懸挂在牆上,上面寫着13個大(dà)字:近零碳排電弧爐煉鋼中(zhōng)試基地。

鋼鐵業是典型的高耗能高排放(fàng)行業。這裏咋做到近零碳排?

懷着好奇心,記者走進基地大(dà)門,隻見生(shēng)産線上,挺立着3個呈壺狀的大(dà)家夥,不斷“吃”進一(yī)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(dà)家夥分(fēn)别叫電弧爐、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(yī)系列非涉碳技術,整體(tǐ)工(gōng)藝被稱爲‘三聯’工(gōng)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(gōng)藝已在特材行業小(xiǎo)有名氣,公司一(yī)些客戶簽訂訂單時,特别點名必須采用“三聯”工(gōng)藝進行生(shēng)産。

“三聯”工(gōng)藝隻是近零碳排生(shēng)産的一(yī)部分(fēn)。那些看似普通的灰黑色顆粒,來頭更大(dà),是張宣科技鼎鼎有名的氫冶金産線産出的直接還原鐵,生(shēng)産全程無污染,堪稱“國内獨一(yī)份”。

原料綠色、工(gōng)藝綠色,中(zhōng)試基地産出的“綠鋼”,賣火(huǒ)了!

除了國内模具廠外(wài),他們生(shēng)産的“綠鋼”還銷往東南(nán)亞,首批34噸産品3月18日已發貨,正在趕制第二批産品。

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

以氫冶金示範工(gōng)程達産達效爲契機,張宣科技探索建設我(wǒ)國鋼鐵工(gōng)業首個“近零碳工(gōng)廠”,加快綠色轉型之路。

“萬事開(kāi)頭難。”回顧氫冶金的創新曆程,張宣科技氫冶金作業區作業長李利傑深有感觸。

張宣科技前身是河鋼集團宣鋼公司。這是一(yī)家有着百年曆史的老鋼鐵基地,曾爲中(zhōng)國鋼鐵工(gōng)業發展作出曆史性貢獻。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,也在苦苦思索今後的出路問題。

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(xiǎo),要實現更進一(yī)步綠色轉型,必須突破舊(jiù)思維、開(kāi)辟新賽道。

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

同時,鋼鐵冶煉副産品焦爐煤氣中(zhōng)富含氫氣,河北(běi)具有制取氫氣的豐富資(zī)源和現實條件。

既有前瞻性,又(yòu)有可行性。敢闖敢幹、先行先試,張宣科技成爲國内氫冶金領域第一(yī)個“吃螃蟹者”。

經過一(yī)年多的建設,2022年12月,張宣科技全球首例120萬噸氫冶金示範工(gōng)程一(yī)期全線貫通,我(wǒ)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颠覆性創新。”李利傑解釋,傳統煉鐵工(gōng)藝是鐵礦石和焦炭反應,将鐵礦石中(zhōng)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(shēng)成直接還原鐵,全程無污染。

科技創新之路并非坦途。

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

試生(shēng)産階段,設備無計劃停機多,啓機時間也長。每次停機,物(wù)料全部排空,帶來極大(dà)的損失。

爲此,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(gōng)序進行優化,一(yī)次次試驗。最難的一(yī)次,光調一(yī)個參數他們就花了3個月。

氫冶金工(gōng)序複雜(zá),操作畫面80多個,關鍵參數10多個。經過對各參數反複調試,到2023年5月,該示範工(gōng)程實現了安全順利連續生(shēng)産。

氫冶金産線運行時,需要先對焦爐煤氣進行淨化,去(qù)除硫、萘等對冶煉有害的物(wù)質。然而,這些有害物(wù)質的分(fēn)子大(dà)小(xiǎo)不一(yī)樣,脫除标準各不相同,确定工(gōng)藝路線非常艱難。

大(dà)分(fēn)子怎麽除?小(xiǎo)分(fēn)子又(yòu)怎麽除?經過上百次讨論,他們确定了使用分(fēn)級、分(fēn)段吸附的深度淨化和再生(shēng)回收方案。如今,淨化回收的硫、萘等物(wù)質變廢爲寶,增加了企業收益。

“每項規程後面都有一(yī)個故事。”李利傑給記者拿來一(yī)本厚厚的氫冶金技術操作規程,這是一(yī)年多來生(shēng)産和技術團隊通力合作的創新結晶。

記者翻閱了一(yī)下(xià),該規程共有200頁,7個大(dà)項上百個小(xiǎo)項,從開(kāi)機點火(huǒ)、進料排料到常見故障排查等,各項規定相當細緻。

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

在“雙碳”大(dà)背景下(xià),鋼鐵下(xià)遊行業越來越關注鋼材産品的碳排放(fàng)量,一(yī)些汽車(chē)企業已要求鋼鐵供應商(shāng)提供汽車(chē)闆産品的生(shēng)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(kāi)發精密合金、耐蝕合金等綠色高端新材料60餘種,客戶包括特斯拉、大(dà)衆等世界馳名企業。

一(yī)盤更大(dà)的棋正在謀劃布局。

特鋼棒材技改工(gōng)程開(kāi)始設備安裝、綠色汽車(chē)闆單流闆坯連鑄機加緊建設……新的一(yī)年,更多綠色高端新材料項目将在張宣科技加速落地。

“等明年再來時,你會看到更大(dà)的變化。”李利傑告訴記者,他們正與上下(xià)遊企業、高校、科研院所聯手,重點建設氫冶金、新能源、新材料等五大(dà)産業園,打造中(zhōng)國首個鋼鐵工(gōng)業綠色轉型示範區,持續釋放(fàng)綠色發展新動能。

記者手記

颠覆性創新更需要“闖拼幹”

貢憲雲

氫冶金,是鋼鐵行業發展史上具有裏程碑意義的工(gōng)程。

在張宣科技采訪時,談起最早參與氫冶金示範工(gōng)程的情景,該公司技術和生(shēng)産人員(yuán)不約而同地提到了一(yī)個字:難。

難在哪兒?

國外(wài)氫冶金通常用天然氣制取氫氣。然而,我(wǒ)國天然氣儲量低、價格高。結合當地資(zī)源禀賦,張宣科技選擇采用焦爐煤氣作爲氫氣來源。這樣的氫冶金工(gōng)藝,屬于颠覆性創新,全球沒有成熟經驗可循,隻有自己摸索。

剛上手時,公司大(dà)多數人對進口設備和全新工(gōng)藝知(zhī)之甚少。可是,他們并沒有被困難吓倒,一(yī)邊請教專家,一(yī)邊查閱資(zī)料,邊試邊學,在荊棘中(zhōng)穿行,這才從無到有闖出一(yī)條新路。

從氫冶金設備安裝完畢,到産線熱試,那是項目投産前的關鍵時間。4個多月時間,很多人拼了,主動放(fàng)棄休息時間,吃住在工(gōng)地,熬得眼都紅腫了。

爲了氫冶金産線如期投産,不少人排出時間表、立下(xià)軍令狀,挂圖作戰、大(dà)幹實幹,逐個節點推進,逐個難題攻關。

張宣科技建設“近零碳工(gōng)廠”的故事告訴我(wǒ)們,科技創新是發展新質生(shēng)産力的核心要素,但創新之路不會一(yī)帆風順。針對原創性、颠覆性科技創新,更需要發揮“闖”的勇氣、“拼”的狀态、“幹”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,在氫冶金示範工(gōng)程建設中(zhōng),他們發揮“闖拼幹”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(yī)通百通,這是一(yī)個不懈奮鬥的過程。”該企業一(yī)名專家這樣說。


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