全球首條氫冶金綠色汽車板連鑄生產(chǎn)線投產(chǎn)

“近零碳”汽車板，給企業(yè)帶來什么

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2024年12月16日，全球首條氫冶金綠色汽車板連鑄生產(chǎn)線在河鋼集團(tuán)張宣高科科技有限公司投產(chǎn)。

這是一條近零碳排放的生產(chǎn)線，它打通了氫冶金電爐生產(chǎn)汽車板的低碳技術(shù)路線，生產(chǎn)的汽車板產(chǎn)品碳排放幾近于零。

工藝“含綠量”提升產(chǎn)品“含金量”，新下線的汽車板產(chǎn)品成為同類產(chǎn)品中的佼佼者。在低碳變革和國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的背景下，該產(chǎn)品擁有廣闊市場(chǎng)。

對(duì)企業(yè)而言，汽車板產(chǎn)線投產(chǎn)完善了產(chǎn)品布局，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能翻倍，是其從普鋼向特鋼轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

近零碳排放的汽車板

2024年12月16日上午，河鋼集團(tuán)張宣高科科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“張宣科技”）的汽車板坯連鑄車間內(nèi)站滿了工人，當(dāng)?shù)谝粔K火紅的汽車板坯從切割機(jī)出來，順著輥道移動(dòng)從人們身旁經(jīng)過時(shí)，大家紛紛舉起手機(jī)拍照，記錄下這個(gè)重要時(shí)刻。

當(dāng)天上午，全球首條氫冶金綠色汽車板連鑄生產(chǎn)線在這里建成投產(chǎn)。

順著輥道，鋼坯流向庫房。在庫房，記者仔細(xì)打量下線的第一批汽車板鋼坯，鋼坯長(zhǎng)9米，寬1.6米，重量約30噸，看起來跟一般鋼坯沒什么不同。

“這可不是普通的汽車板鋼坯，它采用氫基豎爐和近零碳排電弧爐工藝，生產(chǎn)出的是近零碳的綠色汽車板?！睆埿萍继劁摴究偨?jīng)理助理徐鵬說。

近零碳的綠色汽車板是怎樣煉成的？首先要回到它的源頭氫冶金。

從汽車板坯連鑄車間出來，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就能看到一座高聳的氫基豎爐。它高近120米，是氫冶金項(xiàng)目的核心裝置，豎爐周圍簇?fù)硪粋€(gè)個(gè)銀白色的反應(yīng)罐，密布的管道將它們連接。正是這座裝置，取代了原來的高爐。

氫冶金與高爐煉鐵的本質(zhì)不同，是采用氫氣作為還原劑和過程燃料，大大降低了碳排放。

“傳統(tǒng)高爐煉鐵是鐵礦石和焦炭反應(yīng)，反應(yīng)過程排放大量的二氧化碳等氣體。而氫冶金是用氫氣代替焦炭對(duì)鐵礦石直接還原，生成的副產(chǎn)物只有水。”張宣科技?xì)湟苯鸸練湟苯鹱鳂I(yè)區(qū)責(zé)任工程師楊澎介紹。

氫冶金的減排比例有多大？一組數(shù)據(jù)可以說明。

高爐冶煉，每生產(chǎn)一噸汽車板用鋼，約排放2噸二氧化碳，其中有1.6噸至1.7噸在高爐環(huán)節(jié)產(chǎn)生。改用氫冶金的方式，二氧化碳減排比例超過70%，二氧化硫、氮氧化合物、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上。

氫基豎爐完成了對(duì)高爐的替代，電爐取代的是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐。

電爐使用氫冶金產(chǎn)品和廢鋼進(jìn)行冶煉，相較于傳統(tǒng)的“高爐—轉(zhuǎn)爐”流程，無需使用燃煤和焦炭，從而減少了能源消耗和碳排放。

“‘氫基豎爐—近零碳電爐’是一種新型短流程工藝，張宣科技是這項(xiàng)工藝的首創(chuàng)者，該工藝于2024年3月正式啟用，它極低的碳排放量為綠色汽車板的誕生奠定了基礎(chǔ)。”徐鵬說。

推動(dòng)汽車板達(dá)到近零碳排放仍有空間。

2024年9月，張宣科技進(jìn)行了一次氫冶金環(huán)節(jié)應(yīng)用綠氫作為還原氣的試驗(yàn)，獲得成功。試驗(yàn)中，當(dāng)把氫氣的來源置換成了綠氫后，氫冶金環(huán)節(jié)的碳排放幾近于零。

同樣是使用清潔能源，未來，電爐環(huán)節(jié)使用的電也可以置換成綠電。

“張家口地區(qū)綠電資源豐富，可直接使用，也可制備綠氫。隨著清潔能源在冶煉中的全面應(yīng)用，‘綠電—綠氫—綠鋼’模式即將成為現(xiàn)實(shí)?！毙禊i說。

據(jù)了解，張宣科技目前正在發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，打造集光伏、風(fēng)電等項(xiàng)目為一體的綠電能源開發(fā)基地。不久的將來，基地發(fā)出的綠電將用于汽車板產(chǎn)線的生產(chǎn)。

“含綠量”提升“含金量”

2024年12月20日10點(diǎn)，汽車板生產(chǎn)線的電爐中控室內(nèi)，煉鋼程序即將啟動(dòng)。在自動(dòng)化程序的控制下，廢鋼和指甲蓋大小的黑色球狀金屬被投入電爐內(nèi)。

這些黑色小球是氫冶金產(chǎn)出的DRI產(chǎn)品，也叫直接還原鐵。正是它的加入，決定了即將走下產(chǎn)線的汽車板的“含金量”。

汽車板屬于高端材料，對(duì)鋼的品質(zhì)、純凈度要求較高。如果全部使用廢鋼做原料，各類雜質(zhì)含量高且很難去除，生產(chǎn)的鋼材品質(zhì)難以達(dá)到要求。

“氫冶金DRI產(chǎn)品金屬化率達(dá)94%，純度高、品質(zhì)好，可作為生產(chǎn)高端鋼材的潔凈原料。在廢鋼中配加一定比例的DRI產(chǎn)品，生產(chǎn)出的汽車板銅、鎳等殘余元素含量低，磷、硫等有害元素遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝，無論是成分指標(biāo)還是性能指標(biāo)，都達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平?！睆埿萍继劁摴究偨?jīng)理助理李安說。

當(dāng)前，鋼鐵冶煉全面轉(zhuǎn)向電爐煉鋼，但廢鋼參差不齊的品質(zhì)導(dǎo)致鋼材品質(zhì)難以控制，已經(jīng)成為行業(yè)難題。以氫冶金的DRI產(chǎn)品為原料，生產(chǎn)出的高品質(zhì)汽車板產(chǎn)品，不但具有“含綠量”，更具備“含金量”。

一系列智能化手段的運(yùn)用，也將綠色汽車板的“含金量”不斷提升。

“目前正在生產(chǎn)的這款汽車板，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，碳元素含量應(yīng)控制在0.06%至0.09%之間。我們利用模型煉鋼，將碳元素含量穩(wěn)定在0.08%，達(dá)到了這塊汽車板的最佳性能?！崩畎舱f。

在電爐車間，煉鋼程序啟動(dòng)后，智能模型自動(dòng)計(jì)算出一爐鋼所需的原料、能源的量，并在煉鋼過程中根據(jù)爐內(nèi)溫度實(shí)時(shí)調(diào)整添加量。

“以往，煉鋼環(huán)節(jié)全憑工人的經(jīng)驗(yàn)，要靠肉眼觀察判斷爐內(nèi)溫度，進(jìn)而調(diào)整用料。如此辦法，既不準(zhǔn)確，又有延時(shí)。使用模型煉鋼，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼水溫度、成分、均勻性的精準(zhǔn)控制，確保出品的穩(wěn)定和高質(zhì)量。”李安說。

在汽車板生產(chǎn)線，類似的智能模型幾乎貫穿了所有環(huán)節(jié)，通過精細(xì)控制，不但降低了能耗，也將汽車板的品質(zhì)提升到了新高度。

這次投產(chǎn)的汽車板，在生產(chǎn)線中還配備了質(zhì)量跟蹤智能系統(tǒng)，所生產(chǎn)的每一塊鋼坯都有自己的“身份證”。用了哪些原料、配比如何，數(shù)據(jù)可追溯。

隨著汽車板產(chǎn)線投產(chǎn)，河鋼集團(tuán)已經(jīng)具備了向?qū)汃R、奔馳、沃爾沃等下游高端客戶供應(yīng)全流程綠色汽車板的能力。

其實(shí)早在2022年8月，河鋼集團(tuán)便與寶馬集團(tuán)簽署《打造綠色低碳鋼鐵供應(yīng)鏈合作備忘錄》，寶馬成為河鋼綠色低碳鋼鐵的第一家客戶。

“在碳達(dá)峰碳中和背景下，汽車制造行業(yè)越來越關(guān)注鋼材的碳排放量，未來，產(chǎn)品能不能被客戶接納，既要看鋼材品質(zhì)，也要看制造流程是否綠色，生產(chǎn)過程是否有減碳措施?，F(xiàn)在，一些汽車企業(yè)已經(jīng)要求鋼鐵供應(yīng)商提供產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)報(bào)告，明確提出‘綠鋼’要求?！毙禊i說。

對(duì)張宣科技而言，“綠鋼”需求無疑是一個(gè)好消息，它將汽車板產(chǎn)品在綠色低碳方面的優(yōu)勢(shì)，最終轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品上的競(jìng)爭(zhēng)力。

綠色高品質(zhì)汽車板，或?qū)閺埿萍即蜷_一個(gè)更大的市場(chǎng)。

目前，我國汽車出口量已經(jīng)躍居全球第一，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模尤其是新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng)，對(duì)高品質(zhì)汽車板鋼材需求很大。

“綠色高品質(zhì)汽車板有廣闊的市場(chǎng)。產(chǎn)線投產(chǎn)后，我們一方面計(jì)劃拓展汽車板的產(chǎn)品種類，另一方面研究通過優(yōu)化流程、運(yùn)用科技手段，生產(chǎn)排放更低、品質(zhì)更高的汽車板產(chǎn)品，在未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得優(yōu)勢(shì)。”徐鵬說。

綠色低碳轉(zhuǎn)型前景更廣

當(dāng)火紅的汽車板坯經(jīng)過人們身旁時(shí)，張宣科技特鋼公司汽車板坯連鑄作業(yè)長(zhǎng)李玉祥也站在人群中，一張手機(jī)拍下的照片被他反復(fù)翻看。

李玉祥是一個(gè)老河鋼宣鋼（張宣科技前身）人，這樣的照片對(duì)他有特別的意義。在他看來，汽車板產(chǎn)線投產(chǎn)是企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型路上的一座里程碑。

2021年9月，河鋼宣鋼開啟綠色低碳轉(zhuǎn)型之路。2023年5月，隨著氫冶金示范工程一期達(dá)產(chǎn)，張宣科技以氫冶金DRI產(chǎn)品為依托，正式開始由制造普通鋼材向發(fā)展特鋼轉(zhuǎn)型。隨后，不斷推出新的特鋼特材品種。

“在特鋼領(lǐng)域，目前形成了軸承鋼、磨球鋼、齒輪鋼、石油機(jī)械用鋼幾大品類，產(chǎn)品已經(jīng)打入歐美市場(chǎng)。在特材領(lǐng)域，開發(fā)了因瓦合金、哈氏合金、耐蝕合金等60多種高端特種材料，應(yīng)用于航空航天、核電等領(lǐng)域?！睆埿萍技夹g(shù)中心研發(fā)部部長(zhǎng)劉軍會(huì)說。

日益豐富的產(chǎn)品譜系不斷為特鋼家族添磚加瓦，而綠色汽車板這個(gè)重量級(jí)產(chǎn)品的加入，讓企業(yè)特鋼產(chǎn)品體系趨于完善。

“汽車用鋼需要滿足更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如高強(qiáng)度、良好的可塑性、抗腐蝕性等，能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽車板，是鋼企技術(shù)能力的體現(xiàn)。在向優(yōu)特鋼轉(zhuǎn)型的過程中，汽車用鋼是必須攻下的一道關(guān)。”李玉祥說。

如今，看著已經(jīng)成體系的優(yōu)特鋼產(chǎn)品布局，李玉祥回想當(dāng)初，宣鋼只有普鋼，而且一度只有建筑用螺紋鋼這一類鋼材，他沒想到產(chǎn)品轉(zhuǎn)型之路走得這么快。

對(duì)張宣科技而言，汽車板投產(chǎn)不僅豐富了產(chǎn)品種類，更重要的意義是打通了氫冶金生產(chǎn)汽車板的技術(shù)路線，為打開低碳汽車板市場(chǎng)提供了技術(shù)和生產(chǎn)能力的支撐。

在鋼材市場(chǎng)，特鋼特材產(chǎn)品多屬于小眾品類，技術(shù)含量高，能賣出好價(jià)格，但市場(chǎng)需求小。比如一些航空級(jí)別的特材產(chǎn)品，一個(gè)訂單可能只有幾十噸，甚至幾噸。相比之下，綠色汽車板市場(chǎng)需求量很大，成為一線鋼企競(jìng)逐的重要領(lǐng)域。

“汽車板產(chǎn)線投產(chǎn)后，我們已形成年產(chǎn)300萬噸高端、綠色鋼鐵材料的生產(chǎn)能力。而隨著產(chǎn)品格局和生產(chǎn)能力的形成，企業(yè)向特鋼的轉(zhuǎn)型已見成效?！崩钣裣檎f。

李玉祥表示，氫冶金是撬動(dòng)變革的起點(diǎn)，它開啟了一條傳統(tǒng)鋼企綠色低碳轉(zhuǎn)型的賽道，而汽車板的投產(chǎn)是一個(gè)標(biāo)志性事件，讓大家確信基于氫冶金的低碳之路前景更加寬廣。

轉(zhuǎn)型是否成功，市場(chǎng)最有說服力。張宣科技以氫冶金主導(dǎo)的綠色變革，正在逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可和接受。

自從2022年12月氫冶金示范工程一期貫通以來，這個(gè)全球獨(dú)創(chuàng)的項(xiàng)目吸引了一批批參觀者。從去年開始，劉軍會(huì)發(fā)現(xiàn)參觀者有了變化：“以前來參觀的多是專家學(xué)者、行業(yè)同仁，他們對(duì)新技術(shù)感興趣。而今，越來越多下游客戶來參觀，不但問技術(shù)，還咨詢產(chǎn)品，十分關(guān)注產(chǎn)品參數(shù)?！?/p>

劉軍會(huì)透露，從汽車板產(chǎn)線籌備一直到正式投產(chǎn)，有車企全程跟蹤產(chǎn)品的碳排放和質(zhì)量性能問題。

另一個(gè)反饋來自市場(chǎng)銷售人員。2023年，當(dāng)?shù)谝慌鷼湟苯鹛劁撎夭漠a(chǎn)品投入市場(chǎng)時(shí)，少有人問津。但如今，銷售人員再向客戶推薦時(shí)，認(rèn)可度高了許多，還有客戶主動(dòng)來咨詢相關(guān)產(chǎn)品。

“以汽車板投產(chǎn)為契機(jī)，我們將繼續(xù)發(fā)揮綠色轉(zhuǎn)型先行一步的優(yōu)勢(shì)，加快推進(jìn)氫冶金產(chǎn)品的核心技術(shù)攻關(guān)，拓展優(yōu)特鋼產(chǎn)品譜系，全力競(jìng)逐綠鋼市場(chǎng)，打造綠色低碳鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈?！眲④姇?huì)說。（記者魏雨）

一線感言

打好產(chǎn)品牌，也要打好服務(wù)牌

河鋼集團(tuán)張宣高科科技有限公司在轉(zhuǎn)型中，一方面從制造普通鋼材轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展優(yōu)特鋼，另一方面，確定了從鋼鐵制造商向服務(wù)商的轉(zhuǎn)型。

如多數(shù)鋼企一樣，曾經(jīng)的宣鋼（張宣科技前身）是一個(gè)生產(chǎn)主導(dǎo)型的企業(yè)。產(chǎn)品生產(chǎn)出來，就會(huì)有采購商上門采購。而今，隨著賣方市場(chǎng)變成買方市場(chǎng)，供銷模式也發(fā)生了變化。

“鋼材市場(chǎng)逐漸進(jìn)入定制化銷售階段，要先拿到訂單，再根據(jù)客戶需求生產(chǎn)。優(yōu)特鋼與普通鋼材不一樣，品種多、用途廣泛，客戶對(duì)不同規(guī)格、品質(zhì)鋼材的需求會(huì)多種多樣?！睆埿萍技夹g(shù)中心研發(fā)部部長(zhǎng)劉軍會(huì)說。

成為服務(wù)商，首要的就是靠近客戶。企業(yè)市場(chǎng)部門近幾年的一個(gè)變化是，原來業(yè)務(wù)員基本在廠內(nèi)，等著客戶上門，現(xiàn)在多一半時(shí)間出去跑市場(chǎng)，了解客戶需求。

不久前，劉軍會(huì)去邢臺(tái)市臨西縣參加了一場(chǎng)產(chǎn)品對(duì)接會(huì)。臨西是國內(nèi)重要的軸承生產(chǎn)基地，對(duì)鋼材的需求量很大。以往，軸承企業(yè)用的多是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格鋼材，這對(duì)生產(chǎn)不同品類的軸承產(chǎn)品并不利。比如，高端機(jī)械和兒童玩具的軸承都用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鋼材，可能會(huì)造成高端機(jī)械軸承質(zhì)量不佳或者兒童玩具軸承質(zhì)量溢出。

“這次對(duì)接會(huì)，就是針對(duì)客戶不同類型的軸承產(chǎn)品，推出不同規(guī)格的鋼材，幫助企業(yè)生產(chǎn)更高質(zhì)量的產(chǎn)品，以及避免不必要的鋼材浪費(fèi)，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本?！眲④姇?huì)說。

做好服務(wù)者角色，企業(yè)的研發(fā)也跟著轉(zhuǎn)變。以前，研發(fā)一個(gè)新品種，需要幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間。而今，只要客戶提出需求，最快幾天就能完成研發(fā)，盡早投入生產(chǎn)，交付客戶。

做好服務(wù)者，還要有為客戶著想的服務(wù)意識(shí)，打造服務(wù)品牌。

去年年底，山東的一家石油機(jī)械企業(yè)采購張宣科技鋼材制作的抽油桿產(chǎn)品發(fā)生斷裂，劉軍會(huì)趕去客戶那里排查原因。排查發(fā)現(xiàn)，不是鋼材質(zhì)量的問題，而是生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)置有問題。

排除了自家產(chǎn)品質(zhì)量問題，劉軍會(huì)本來可以返回，但他和團(tuán)隊(duì)選擇留下來。他們利用自己的資源找設(shè)備，協(xié)助客戶測(cè)量溫度，確定理論參數(shù)，改進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)，最終幫助客戶解決了問題。

“如今的鋼鐵行業(yè)，既要打好產(chǎn)品牌，也要打好服務(wù)牌，服務(wù)型制造能為企業(yè)爭(zhēng)取更大的市場(chǎng)。通過向鋼鐵服務(wù)商轉(zhuǎn)型，可以實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)制造業(yè)向現(xiàn)代服務(wù)業(yè)與先進(jìn)制造業(yè)融合轉(zhuǎn)變?！眲④姇?huì)說。（記者魏雨）

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