全球首條氫冶金綠色汽車板連鑄生產線投產

“近零碳”汽車板，給企業帶來什麼

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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線在河鋼集團張宣高科科技有限公司投產。

這是一條近零碳排放的生產線，它打通了氫冶金電爐生產汽車板的低碳技術路線，生產的汽車板產品碳排放幾近於零。

工藝“含綠量”提升產品“含金量”，新下線的汽車板產品成為同類產品中的佼佼者。在低碳變革和國內汽車產業大發展的背景下，該產品擁有廣闊市場。

對企業而言，汽車板產線投產完善了產品布局，實現了產能翻倍，是其從普鋼向特鋼轉型的關鍵。

近零碳排放的汽車板

2024年12月16日上午，河鋼集團張宣高科科技有限公司（以下簡稱“張宣科技”）的汽車板坯連鑄車間內站滿了工人，當第一塊火紅的汽車板坯從切割機出來，順著輥道移動從人們身旁經過時，大家紛紛舉起手機拍照，記錄下這個重要時刻。

當天上午，全球首條氫冶金綠色汽車板連鑄生產線在這裡建成投產。

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

“這可不是普通的汽車板鋼坯，它採用氫基豎爐和近零碳排電弧爐工藝，生產出的是近零碳的綠色汽車板。”張宣科技特鋼公司總經理助理徐鵬說。

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，遠遠就能看到一座高聳的氫基豎爐。它高近120米，是氫冶金項目的核心裝置，豎爐周圍簇擁一個個銀白色的反應罐，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不同，是採用氫氣作為還原劑和過程燃料，大大降低了碳排放。

“傳統高爐煉鐵是鐵礦石和焦炭反應，反應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鐵礦石直接還原，生成的副產物隻有水。”張宣科技氫冶金公司氫冶金作業區責任工程師楊澎介紹。

氫冶金的減排比例有多大？一組數據可以說明。

高爐冶煉，每生產一噸汽車板用鋼，約排放2噸二氧化碳，其中有1.6噸至1.7噸在高爐環節產生。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。

氫基豎爐完成了對高爐的替代，電爐取代的是傳統的轉爐。

電爐使用氫冶金產品和廢鋼進行冶煉，相較於傳統的“高爐—轉爐”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，張宣科技是這項工藝的首創者，該工藝於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。”徐鵬說。

推動汽車板達到近零碳排放仍有空間。

2024年9月，張宣科技進行了一次氫冶金環節應用綠氫作為還原氣的試驗，獲得成功。試驗中，當把氫氣的來源置換成了綠氫后，氫冶金環節的碳排放幾近於零。

同樣是使用清潔能源，未來，電爐環節使用的電也可以置換成綠電。

“張家口地區綠電資源豐富，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用，‘綠電—綠氫—綠鋼’模式即將成為現實。”徐鵬說。

據了解，張宣科技目前正在發展新能源產業，打造集光伏、風電等項目為一體的綠電能源開發基地。不久的將來，基地發出的綠電將用於汽車板產線的生產。

“含綠量”提升“含金量”

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

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

汽車板屬於高端材料，對鋼的品質、純淨度要求較高。如果全部使用廢鋼做原料，各類雜質含量高且很難去除，生產的鋼材品質難以達到要求。

“氫冶金DRI產品金屬化率達94%，純度高、品質好，可作為生產高端鋼材的潔淨原料。在廢鋼中配加一定比例的DRI產品，生產出的汽車板銅、鎳等殘余元素含量低，磷、硫等有害元素遠低於傳統工藝，無論是成分指標還是性能指標，都達到行業領先水平。”張宣科技特鋼公司總經理助理李安說。

當前，鋼鐵冶煉全面轉向電爐煉鋼，但廢鋼參差不齊的品質導致鋼材品質難以控制，已經成為行業難題。以氫冶金的DRI產品為原料，生產出的高品質汽車板產品，不但具有“含綠量”，更具備“含金量”。

一系列智能化手段的運用，也將綠色汽車板的“含金量”不斷提升。

“目前正在生產的這款汽車板，按照國家標准，碳元素含量應控制在0.06%至0.09%之間。我們利用模型煉鋼，將碳元素含量穩定在0.08%，達到了這塊汽車板的最佳性能。”李安說。

在電爐車間，煉鋼程序啟動后，智能模型自動計算出一爐鋼所需的原料、能源的量，並在煉鋼過程中根據爐內溫度實時調整添加量。

“以往，煉鋼環節全憑工人的經驗，要靠肉眼觀察判斷爐內溫度，進而調整用料。如此辦法，既不准確，又有延時。使用模型煉鋼，實現了對鋼水溫度、成分、均勻性的精准控制，確保出品的穩定和高質量。”李安說。

在汽車板生產線，類似的智能模型幾乎貫穿了所有環節，通過精細控制，不但降低了能耗，也將汽車板的品質提升到了新高度。

這次投產的汽車板，在生產線中還配備了質量跟蹤智能系統，所生產的每一塊鋼坯都有自己的“身份証”。用了哪些原料、配比如何，數據可追溯。

隨著汽車板產線投產，河鋼集團已經具備了向寶馬、奔馳、沃爾沃等下游高端客戶供應全流程綠色汽車板的能力。

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

“在碳達峰碳中和背景下，汽車制造行業越來越關注鋼材的碳排放量，未來，產品能不能被客戶接納，既要看鋼材品質，也要看制造流程是否綠色，生產過程是否有減碳措施。現在，一些汽車企業已經要求鋼鐵供應商提供產品生命周期評價報告，明確提出‘綠鋼’要求。”徐鵬說。

對張宣科技而言，“綠鋼”需求無疑是一個好消息，它將汽車板產品在綠色低碳方面的優勢，最終轉化成產品上的競爭力。

綠色高品質汽車板，或將為張宣科技打開一個更大的市場。

目前，我國汽車出口量已經躍居全球第一，國內汽車產業規模尤其是新能源汽車產業規模快速增長，對高品質汽車板鋼材需求很大。

“綠色高品質汽車板有廣闊的市場。產線投產后，我們一方面計劃拓展汽車板的產品種類，另一方面研究通過優化流程、運用科技手段，生產排放更低、品質更高的汽車板產品，在未來市場競爭中贏得優勢。”徐鵬說。

綠色低碳轉型前景更廣

當火紅的汽車板坯經過人們身旁時，張宣科技特鋼公司汽車板坯連鑄作業長李玉祥也站在人群中，一張手機拍下的照片被他反復翻看。

李玉祥是一個老河鋼宣鋼（張宣科技前身）人，這樣的照片對他有特別的意義。在他看來，汽車板產線投產是企業綠色轉型路上的一座裡程碑。

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

“在特鋼領域，目前形成了軸承鋼、磨球鋼、齒輪鋼、石油機械用鋼幾大品類，產品已經打入歐美市場。在特材領域，開發了因瓦合金、哈氏合金、耐蝕合金等60多種高端特種材料，應用於航空航天、核電等領域。”張宣科技技術中心研發部部長劉軍會說。

日益豐富的產品譜系不斷為特鋼家族添磚加瓦，而綠色汽車板這個重量級產品的加入，讓企業特鋼產品體系趨於完善。

“汽車用鋼需要滿足更高的質量標准，如高強度、良好的可塑性、抗腐蝕性等，能生產優質汽車板，是鋼企技術能力的體現。在向優特鋼轉型的過程中，汽車用鋼是必須攻下的一道關。”李玉祥說。

如今，看著已經成體系的優特鋼產品布局，李玉祥回想當初，宣鋼隻有普鋼，而且一度隻有建筑用螺紋鋼這一類鋼材，他沒想到產品轉型之路走得這麼快。

對張宣科技而言，汽車板投產不僅豐富了產品種類，更重要的意義是打通了氫冶金生產汽車板的技術路線，為打開低碳汽車板市場提供了技術和生產能力的支撐。

在鋼材市場，特鋼特材產品多屬於小眾品類，技術含量高，能賣出好價格，但市場需求小。比如一些航空級別的特材產品，一個訂單可能隻有幾十噸，甚至幾噸。相比之下，綠色汽車板市場需求量很大，成為一線鋼企競逐的重要領域。

“汽車板產線投產后，我們已形成年產300萬噸高端、綠色鋼鐵材料的生產能力。而隨著產品格局和生產能力的形成，企業向特鋼的轉型已見成效。”李玉祥說。

李玉祥表示，氫冶金是撬動變革的起點，它開啟了一條傳統鋼企綠色低碳轉型的賽道，而汽車板的投產是一個標志性事件，讓大家確信基於氫冶金的低碳之路前景更加寬廣。

轉型是否成功，市場最有說服力。張宣科技以氫冶金主導的綠色變革，正在逐漸被市場認可和接受。

自從2022年12月氫冶金示范工程一期貫通以來，這個全球獨創的項目吸引了一批批參觀者。從去年開始，劉軍會發現參觀者有了變化：“以前來參觀的多是專家學者、行業同仁，他們對新技術感興趣。而今，越來越多下游客戶來參觀，不但問技術，還咨詢產品，十分關注產品參數。”

劉軍會透露，從汽車板產線籌備一直到正式投產，有車企全程跟蹤產品的碳排放和質量性能問題。

另一個反饋來自市場銷售人員。2023年，當第一批氫冶金特鋼特材產品投入市場時，少有人問津。但如今，銷售人員再向客戶推薦時，認可度高了許多，還有客戶主動來咨詢相關產品。

“以汽車板投產為契機，我們將繼續發揮綠色轉型先行一步的優勢，加快推進氫冶金產品的核心技術攻關，拓展優特鋼產品譜系，全力競逐綠鋼市場，打造綠色低碳鋼鐵產業鏈。”劉軍會說。（記者魏雨）

一線感言

打好產品牌，也要打好服務牌

河鋼集團張宣高科科技有限公司在轉型中，一方面從制造普通鋼材轉變為發展優特鋼，另一方面，確定了從鋼鐵制造商向服務商的轉型。

如多數鋼企一樣，曾經的宣鋼（張宣科技前身）是一個生產主導型的企業。產品生產出來，就會有採購商上門採購。而今，隨著賣方市場變成買方市場，供銷模式也發生了變化。

“鋼材市場逐漸進入定制化銷售階段，要先拿到訂單，再根據客戶需求生產。優特鋼與普通鋼材不一樣，品種多、用途廣泛，客戶對不同規格、品質鋼材的需求會多種多樣。”張宣科技技術中心研發部部長劉軍會說。

成為服務商，首要的就是靠近客戶。企業市場部門近幾年的一個變化是，原來業務員基本在廠內，等著客戶上門，現在多一半時間出去跑市場，了解客戶需求。

不久前，劉軍會去邢台市臨西縣參加了一場產品對接會。臨西是國內重要的軸承生產基地，對鋼材的需求量很大。以往，軸承企業用的多是標准規格鋼材，這對生產不同品類的軸承產品並不利。比如，高端機械和兒童玩具的軸承都用一個標准的鋼材，可能會造成高端機械軸承質量不佳或者兒童玩具軸承質量溢出。

“這次對接會，就是針對客戶不同類型的軸承產品，推出不同規格的鋼材，幫助企業生產更高質量的產品，以及避免不必要的鋼材浪費，從而降低企業生產成本。”劉軍會說。

做好服務者角色，企業的研發也跟著轉變。以前，研發一個新品種，需要幾個月甚至更長時間。而今，隻要客戶提出需求，最快幾天就能完成研發，盡早投入生產，交付客戶。

做好服務者，還要有為客戶著想的服務意識，打造服務品牌。

去年年底，山東的一家石油機械企業採購張宣科技鋼材制作的抽油杆產品發生斷裂，劉軍會趕去客戶那裡排查原因。排查發現，不是鋼材質量的問題，而是生產系統設置有問題。

排除了自家產品質量問題，劉軍會本來可以返回，但他和團隊選擇留下來。他們利用自己的資源找設備，協助客戶測量溫度，確定理論參數，改進生產系統，最終幫助客戶解決了問題。

“如今的鋼鐵行業，既要打好產品牌，也要打好服務牌，服務型制造能為企業爭取更大的市場。通過向鋼鐵服務商轉型，可以實現從傳統制造業向現代服務業與先進制造業融合轉變。”劉軍會說。（記者魏雨）

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