全球首条氢冶金绿色汽车板连铸生产线投产
“近零碳”汽车板，给企业带来什么
2024年12月16日上午，全球首条氢冶金绿色汽车板连铸生产线在河钢集团张宣高科科技有限公司投产。河钢集团供图
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2024年12月16日，全球首条氢冶金绿色汽车板连铸生产线在河钢集团张宣高科科技有限公司投产。
这是一条近零碳排放的生产线，它打通了氢冶金电炉生产汽车板的低碳技术路线，生产的汽车板产品碳排放几近于零。
工艺“含绿量”提升产品“含金量”，新下线的汽车板产品成为同类产品中的佼佼者。在低碳变革和国内汽车产业大发展的背景下，该产品拥有广阔市场。
对企业而言，汽车板产线投产完善了产品布局，实现了产能翻倍，是其从普钢向特钢转型的关键。
近零碳排放的汽车板
2024年12月16日上午，河钢集团张宣高科科技有限公司（以下简称“张宣科技”）的汽车板坯连铸车间内站满了工人，当第一块火红的汽车板坯从切割机出来，顺着辊道移动从人们身旁经过时，大家纷纷举起手机拍照，记录下这个重要时刻。
当天上午，全球首条氢冶金绿色汽车板连铸生产线在这里建成投产。
顺着辊道，钢坯流向库房。在库房，记者仔细打量下线的第一批汽车板钢坯，钢坯长9米，宽1.6米，重量约30吨，看起来跟一般钢坯没什么不同。
“这可不是普通的汽车板钢坯，它采用氢基竖炉和近零碳排电弧炉工艺，生产出的是近零碳的绿色汽车板。”张宣科技特钢公司总经理助理徐鹏说。
近零碳的绿色汽车板是怎样炼成的？首先要回到它的源头氢冶金。
从汽车板坯连铸车间出来，远远就能看到一座高耸的氢基竖炉。它高近120米，是氢冶金项目的核心装置，竖炉周围簇拥一个个银白色的反应罐，密布的管道将它们连接。正是这座装置，取代了原来的高炉。
2024年12月20日，河钢集团张宣高科科技有限公司汽车板生产线电炉中控室内，工作人员在监控炼钢情况。河北日报记者魏雨摄
氢冶金与高炉炼铁的本质不同，是采用氢气作为还原剂和过程燃料，大大降低了碳排放。
“传统高炉炼铁是铁矿石和焦炭反应，反应过程排放大量的二氧化碳等气体。而氢冶金是用氢气代替焦炭对铁矿石直接还原，生成的副产物只有水。”张宣科技氢冶金公司氢冶金作业区责任工程师杨澎介绍。
氢冶金的减排比例有多大？一组数据可以说明。
高炉冶炼，每生产一吨汽车板用钢，约排放2吨二氧化碳，其中有1.6吨至1.7吨在高炉环节产生。改用氢冶金的方式，二氧化碳减排比例超过70%，二氧化硫、氮氧化合物、烟粉尘排放分别减少30%、70%和80%以上。
氢基竖炉完成了对高炉的替代，电炉取代的是传统的转炉。
电炉使用氢冶金产品和废钢进行冶炼，相较于传统的“高炉—转炉”流程，无需使用燃煤和焦炭，从而减少了能源消耗和碳排放。
“‘氢基竖炉—近零碳电炉’是一种新型短流程工艺，张宣科技是这项工艺的首创者，该工艺于2024年3月正式启用，它极低的碳排放量为绿色汽车板的诞生奠定了基础。”徐鹏说。
推动汽车板达到近零碳排放仍有空间。
2024年9月，张宣科技进行了一次氢冶金环节应用绿氢作为还原气的试验，获得成功。试验中，当把氢气的来源置换成了绿氢后，氢冶金环节的碳排放几近于零。
同样是使用清洁能源，未来，电炉环节使用的电也可以置换成绿电。
“张家口地区绿电资源丰富，可直接使用，也可制备绿氢。随着清洁能源在冶炼中的全面应用，‘绿电—绿氢—绿钢’模式即将成为现实。”徐鹏说。
据了解，张宣科技目前正在发展新能源产业，打造集光伏、风电等项目为一体的绿电能源开发基地。不久的将来，基地发出的绿电将用于汽车板产线的生产。
“含绿量”提升“含金量”
2024年12月20日10点，汽车板生产线的电炉中控室内，炼钢程序即将启动。在自动化程序的控制下，废钢和指甲盖大小的黑色球状金属被投入电炉内。
这些黑色小球是氢冶金产出的DRI产品，也叫直接还原铁。正是它的加入，决定了即将走下产线的汽车板的“含金量”。
汽车板属于高端材料，对钢的品质、纯净度要求较高。如果全部使用废钢做原料，各类杂质含量高且很难去除，生产的钢材品质难以达到要求。
“氢冶金DRI产品金属化率达94%，纯度高、品质好，可作为生产高端钢材的洁净原料。在废钢中配加一定比例的DRI产品，生产出的汽车板铜、镍等残余元素含量低，磷、硫等有害元素远低于传统工艺，无论是成分指标还是性能指标，都达到行业领先水平。”张宣科技特钢公司总经理助理李安说。
当前，钢铁冶炼全面转向电炉炼钢，但废钢参差不齐的品质导致钢材品质难以控制，已经成为行业难题。以氢冶金的DRI产品为原料，生产出的高品质汽车板产品，不但具有“含绿量”，更具备“含金量”。
2024年12月16日上午，全球首条氢冶金绿色汽车板连铸生产线在河钢集团张宣高科科技有限公司投产。河钢集团供图
一系列智能化手段的运用，也将绿色汽车板的“含金量”不断提升。
“目前正在生产的这款汽车板，按照国家标准，碳元素含量应控制在0.06%至0.09%之间。我们利用模型炼钢，将碳元素含量稳定在0.08%，达到了这块汽车板的最佳性能。”李安说。
在电炉车间，炼钢程序启动后，智能模型自动计算出一炉钢所需的原料、能源的量，并在炼钢过程中根据炉内温度实时调整添加量。
“以往，炼钢环节全凭工人的经验，要靠肉眼观察判断炉内温度，进而调整用料。如此办法，既不准确，又有延时。使用模型炼钢，实现了对钢水温度、成分、均匀性的精准控制，确保出品的稳定和高质量。”李安说。
在汽车板生产线，类似的智能模型几乎贯穿了所有环节，通过精细控制，不但降低了能耗，也将汽车板的品质提升到了新高度。
这次投产的汽车板，在生产线中还配备了质量跟踪智能系统，所生产的每一块钢坯都有自己的“身份证”。用了哪些原料、配比如何，数据可追溯。
随着汽车板产线投产，河钢集团已经具备了向宝马、奔驰、沃尔沃等下游高端客户供应全流程绿色汽车板的能力。
其实早在2022年8月，河钢集团便与宝马集团签署《打造绿色低碳钢铁供应链合作备忘录》，宝马成为河钢绿色低碳钢铁的第一家客户。
“在碳达峰碳中和背景下，汽车制造行业越来越关注钢材的碳排放量，未来，产品能不能被客户接纳，既要看钢材品质，也要看制造流程是否绿色，生产过程是否有减碳措施。现在，一些汽车企业已经要求钢铁供应商提供产品生命周期评价报告，明确提出‘绿钢’要求。”徐鹏说。
对张宣科技而言，“绿钢”需求无疑是一个好消息，它将汽车板产品在绿色低碳方面的优势，最终转化成产品上的竞争力。
绿色高品质汽车板，或将为张宣科技打开一个更大的市场。
目前，我国汽车出口量已经跃居全球第一，国内汽车产业规模尤其是新能源汽车产业规模快速增长，对高品质汽车板钢材需求很大。
“绿色高品质汽车板有广阔的市场。产线投产后，我们一方面计划拓展汽车板的产品种类，另一方面研究通过优化流程、运用科技手段，生产排放更低、品质更高的汽车板产品，在未来市场竞争中赢得优势。”徐鹏说。
绿色低碳转型前景更广
当火红的汽车板坯经过人们身旁时，张宣科技特钢公司汽车板坯连铸作业长李玉祥也站在人群中，一张手机拍下的照片被他反复翻看。
李玉祥是一个老河钢宣钢（张宣科技前身）人，这样的照片对他有特别的意义。在他看来，汽车板产线投产是企业绿色转型路上的一座里程碑。
2021年9月，河钢宣钢开启绿色低碳转型之路。2023年5月，随着氢冶金示范工程一期达产，张宣科技以氢冶金DRI产品为依托，正式开始由制造普通钢材向发展特钢转型。随后，不断推出新的特钢特材品种。
2024年12月20日拍摄的河钢集团张宣高科科技有限公司氢冶金作业区。河北日报记者魏雨摄
“在特钢领域，目前形成了轴承钢、磨球钢、齿轮钢、石油机械用钢几大品类，产品已经打入欧美市场。在特材领域，开发了因瓦合金、哈氏合金、耐蚀合金等60多种高端特种材料，应用于航空航天、核电等领域。”张宣科技技术中心研发部部长刘军会说。
日益丰富的产品谱系不断为特钢家族添砖加瓦，而绿色汽车板这个重量级产品的加入，让企业特钢产品体系趋于完善。
“汽车用钢需要满足更高的质量标准，如高强度、良好的可塑性、抗腐蚀性等，能生产优质汽车板，是钢企技术能力的体现。在向优特钢转型的过程中，汽车用钢是必须攻下的一道关。”李玉祥说。
如今，看着已经成体系的优特钢产品布局，李玉祥回想当初，宣钢只有普钢，而且一度只有建筑用螺纹钢这一类钢材，他没想到产品转型之路走得这么快。
对张宣科技而言，汽车板投产不仅丰富了产品种类，更重要的意义是打通了氢冶金生产汽车板的技术路线，为打开低碳汽车板市场提供了技术和生产能力的支撑。
在钢材市场，特钢特材产品多属于小众品类，技术含量高，能卖出好价格，但市场需求小。比如一些航空级别的特材产品，一个订单可能只有几十吨，甚至几吨。相比之下，绿色汽车板市场需求量很大，成为一线钢企竞逐的重要领域。
“汽车板产线投产后，我们已形成年产300万吨高端、绿色钢铁材料的生产能力。而随着产品格局和生产能力的形成，企业向特钢的转型已见成效。”李玉祥说。
李玉祥表示，氢冶金是撬动变革的起点，它开启了一条传统钢企绿色低碳转型的赛道，而汽车板的投产是一个标志性事件，让大家确信基于氢冶金的低碳之路前景更加宽广。
转型是否成功，市场最有说服力。张宣科技以氢冶金主导的绿色变革，正在逐渐被市场认可和接受。
自从2022年12月氢冶金示范工程一期贯通以来，这个全球独创的项目吸引了一批批参观者。从去年开始，刘军会发现参观者有了变化：“以前来参观的多是专家学者、行业同仁，他们对新技术感兴趣。而今，越来越多下游客户来参观，不但问技术，还咨询产品，十分关注产品参数。”
刘军会透露，从汽车板产线筹备一直到正式投产，有车企全程跟踪产品的碳排放和质量性能问题。
另一个反馈来自市场销售人员。2023年，当第一批氢冶金特钢特材产品投入市场时，少有人问津。但如今，销售人员再向客户推荐时，认可度高了许多，还有客户主动来咨询相关产品。
“以汽车板投产为契机，我们将继续发挥绿色转型先行一步的优势，加快推进氢冶金产品的核心技术攻关，拓展优特钢产品谱系，全力竞逐绿钢市场，打造绿色低碳钢铁产业链。”刘军会说。（河北日报记者 魏 雨）
一线感言
打好产品牌，也要打好服务牌
河钢集团张宣高科科技有限公司在转型中，一方面从制造普通钢材转变为发展优特钢，另一方面，确定了从钢铁制造商向服务商的转型。
如多数钢企一样，曾经的宣钢（张宣科技前身）是一个生产主导型的企业。产品生产出来，就会有采购商上门采购。而今，随着卖方市场变成买方市场，供销模式也发生了变化。
“钢材市场逐渐进入定制化销售阶段，要先拿到订单，再根据客户需求生产。优特钢与普通钢材不一样，品种多、用途广泛，客户对不同规格、品质钢材的需求会多种多样。”张宣科技技术中心研发部部长刘军会说。
成为服务商，首要的就是靠近客户。企业市场部门近几年的一个变化是，原来业务员基本在厂内，等着客户上门，现在多一半时间出去跑市场，了解客户需求。
不久前，刘军会去邢台市临西县参加了一场产品对接会。临西是国内重要的轴承生产基地，对钢材的需求量很大。以往，轴承企业用的多是标准规格钢材，这对生产不同品类的轴承产品并不利。比如，高端机械和儿童玩具的轴承都用一个标准的钢材，可能会造成高端机械轴承质量不佳或者儿童玩具轴承质量溢出。
“这次对接会，就是针对客户不同类型的轴承产品，推出不同规格的钢材，帮助企业生产更高质量的产品，以及避免不必要的钢材浪费，从而降低企业生产成本。”刘军会说。
做好服务者角色，企业的研发也跟着转变。以前，研发一个新品种，需要几个月甚至更长时间。而今，只要客户提出需求，最快几天就能完成研发，尽早投入生产，交付客户。
做好服务者，还要有为客户着想的服务意识，打造服务品牌。
去年年底，山东的一家石油机械企业采购张宣科技钢材制作的抽油杆产品发生断裂，刘军会赶去客户那里排查原因。排查发现，不是钢材质量的问题，而是生产系统设置有问题。
排除了自家产品质量问题，刘军会本来可以返回，但他和团队选择留下来。他们利用自己的资源找设备，协助客户测量温度，确定理论参数，改进生产系统，最终帮助客户解决了问题。
“如今的钢铁行业，既要打好产品牌，也要打好服务牌，服务型制造能为企业争取更大的市场。通过向钢铁服务商转型，可以实现从传统制造业向现代服务业与先进制造业融合转变。”刘军会说。（文/河北日报记者 魏 雨）
