“近零碳”工厂打造绿色高端材料矩阵

　　近日，河钢集团张宣科技研发的材料厚度尺寸达到400至450毫米的大型绿色模具材料，通过检验并成功交付，即将出口欧洲。

　　该产品不仅实现高端制造领域关键材料的自主可控，更以技术创新助力上下游企业绿色供应链体系的加速构建，增强了张宣科技绿色低碳新材料在市场的竞争力。

　　走向市场，产品的触角最为敏锐。产品的低碳化、绿色化，正在成为高端客户选材的重要因素。具有前沿科技含量和绿色低碳属性的产品，才能向“新”攀高，登上制造业的“塔尖”。

　　在“双碳”目标引领下，张宣科技紧抓京津冀协同发展、国家级可再生能源示范区、中国首个钢铁工业绿色转型示范区三大战略机遇，聚焦“氢冶金+高端材料”双轮驱动，以打造“近零碳”工厂为战略愿景，持续领跑新赛道，开创了一条“以氢代煤”的绿色冶金新路径。

　　氢冶金实践

　　探索钢铁工业的绿色未来

　　氢能是21世纪全球公认的最具发展潜力的清洁能源，氢冶金是钢铁行业绿色低碳发展的重要技术路径。

　　2022年12月16日，全球首例120万吨氢冶金示范工程一期在河钢集团张宣科技全线贯通，至今已稳定运行2年多时间。该示范工程是中国钢铁史乃至世界钢铁史上由传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变的重要里程碑，引领钢铁行业迈入“以氢代煤”冶炼“绿钢”的时代。

　　能源绿色、工艺绿色、产品绿色，让河钢集团氢冶金示范工程不断绽放新活力、赋能新发展。

　　充分发挥“氢冶金低碳技术重点实验室”优势，定位于氢基竖炉、富氢喷吹和新工艺流程方面的基础研究与中试实验，形成了一批氢冶金绿色低碳冶炼方面的共性和专有核心技术，包括焦炉煤气的深度净化技术、“二氧化碳脱除+二氧化碳精制”的碳捕集再加工利用技术、氢基竖炉高效稳定生产技术、公辅及原料相关的其他核心技术。

　　其中，首次在氢基直接还原工厂中引入整套的CCUS（碳捕集、利用和封存）装置，可以在原基础上进一步降低吨DRI产品直接碳排放约15%，并且制成的二氧化碳产品还可出售，创造良好经济效益。

　　截至5月底，张宣科技已申报氢冶金相关专利75项，获得专利授权29项，同时启动编制国家及行业标准11项。今年年初，张宣科技申报的《氢基竖炉-电弧炉短流程绿色低碳高端材料生产技术》成功入选“2024企业绿色低碳发展优秀实践案例”。

　　张宣科技的氢冶金实践不仅为企业自身转型升级开辟了新路径，也为中国钢铁行业实现“双碳”目标提供了可复制的解决方案。随着氢冶金技术的不断成熟和推广应用，其经济性和环境效益将进一步提升，有望在未来成为钢铁生产的主流工艺之一。

　　技术创新

　　构建“近零碳”生产体系

　　在张宣科技的十里钢城，令人印象最深刻的就是巍然矗立的氢基竖炉。作为氢冶金示范工程的核心设备，在其内部高温高压环境下，铁矿石与氢气发生反应，生成直接还原铁和水。

　　“以氢代煤”，带来的是冶金工业能源结构、工艺结构颠覆性的变革。

　　2024年3月29日，张宣科技“氢基竖炉-近零碳排电弧炉新型短流程技术开发与应用项目”正式启动，这一全球首例项目，被列为国家发展改革委核心技术攻关专项，并获得国家奖补专项资金。

　　该项目围绕冶炼过程碳近零、能量来源碳近零、原料生产碳近零三大目标，有效填补了我国钢铁工业面向碳中和目标的工艺路径空白。

　　张宣科技以打造“近零碳”工厂为战略愿景，正在从多个维度持续发力：在工艺流程方面，优化了氢冶金与电弧炉短流程的协同匹配，提高能源利用效率；在能源结构方面，积极布局绿色能源，利用光伏、风能等可再生能源，配套“光-电”绿色能源系统；在氢能供应方面，实施1200标准立方米/小时绿电制氢项目，打通了绿电绿氢耦合冶金示范通道；在产品结构方面，扩大绿色高端材料比重，提升产品附加值；在技术创新方面，加强产学研合作，攻克更多氢冶金关键技术难题。

　　2024年10月，张宣科技科技创新产业园建成投用，引来多名两院院士、30余名专家学者调研交流。产业园内建立的“绿色冶金全国重点实验室”等3个国家级重点实验室中试基地、“河北省氢冶金低碳技术重点实验室”等5个省部级科创平台，不仅成为技术成果转化平台、新产业孵化中心和新型冶金专业人才实训基地，更是布局钢铁工业未来的“智囊”资源和新场景。

　　张宣科技在数字化转型方面也走在前列。公司持续深化DeepSeek（深度求索）大语言模型与质量智能管控系统融合升级，集成了计划发送、订单执行、过程跟踪、质量追溯、数据分析等功能，实现了关键信息的实时追踪与集中展示，为生产高效组织、精控产品质量、数据溯源提供了可靠支持。

　　这些技术创新共同构建了一个完整的“近零碳”生产体系，使张宣科技在探索实现全绿氢近零碳氢冶金技术方面迈出了重要一步，并荣登“2024年度钢铁行业绿色低碳引领十大事件”榜单。

　　产品升级

　　绿色高端材料矩阵成型

　　6月10日，，由河钢集团张宣科技-北京科技大学共建的氢能装备材料前沿技术研究中心正式投入运行。

　　该中心将聚焦应用于管道输氢、高压储氢等领域的先进材料的制备研发与性能验证，通过打通“研发-转化-应用”链条，打造氢能装备材料技术高地，为我国氢能规模化应用和绿色冶金技术迭代提供支撑。这也是张宣科技推动科技创新赋能产业创新的又一实践。

　　科技创新最终要体现在产品竞争力上。近年来，河钢集团坚持“高端化、智能化、绿色化”发展方向，持续构建低碳排放钢、绿钢、近零碳排钢产品矩阵，为用户提供绿色低碳材料创新方案。

　　在张宣科技生产车间，随着产线技术人员轻点鼠标，只见火焰切割机的两个切枪步调一致地由两侧向中心行走，在两簇火焰闪耀下，绿色高端材料切割下线。这道工序被称为“绿色切割”，它以水替代丙烷作为燃料，分解为氢气和氧气，在切割作业时生成水，整个过程不产生二氧化碳。

　　聚焦国家战略需求及先进制造业发展方向，张宣科技依托氢冶金示范工程生产DRI的低碳排放、高纯净度等优势，行业首创氢冶金+EAF+LF+VOD工艺（三联工艺）并率先在特材行业推进低碳产品研发应用，打造绿色高端材料产品品牌。

　　制造流程绿色、生产过程减碳，张宣科技绿色模具钢材料品质达到国内领先，成功替代进口；超低温高强韧无磁不锈钢材料成功应用“人造太阳”升级项目，攻克了极低温环境下材料高强度与高韧性无法兼顾的世界性难题，为核聚变能源发展铺就关键基石。

　　目前，张宣科技已成功开发60多个高技术含量、高附加值新材料，材料类型涵盖模具材料、高温合金、镍基合金、因瓦合金等产品矩阵，应用领域向内燃机、航空航天、高端模具、能源电力等领域扩充。同时，顺利通过IAFT16949汽车用钢质量管理体系认证，4类产品获“冶金绿色产品认证”，通过碳足迹认证的高端材料获得全球贸易的“绿色身份证”。绿色高端材料已稳定供应特斯拉、宝马、国家电网、中国石化等知名客户。

　　向新逐绿，“氢”启未来。河钢集团正以氢冶金技术为支点，撬动钢铁工业的绿色革命。

　　文/记者刘艳惠

　　图/通讯员罗文琛