黨的二十大報告提出，加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，推動經(jīng)濟社會發(fā)展綠色化、低碳化是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。昌黎縣興國精密機件有限公司（以下簡稱興國公司）積極籌劃從傳統(tǒng)“碳冶金”轉(zhuǎn)向新型“低碳?xì)湟苯稹保ㄟ^在冶煉過程中以氫代碳的方式，增加清潔能源在鋼鐵生產(chǎn)過程中的使用比例，爭做鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展引領(lǐng)者，打造冀東北地區(qū)能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整新基地。

　　校企協(xié)同 搭建氫冶金前沿技術(shù)研發(fā)平臺

　　圖為富氫低碳冶煉熱模擬實驗系統(tǒng)。（興國公司 供圖）

　　上海大學(xué)在氫冶金領(lǐng)域有著深厚的理論和技術(shù)積累與行業(yè)影響力。2019年，興國公司和上海大學(xué)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，提出聯(lián)合共建以40立方米試驗高爐為核心的富氫低碳冶煉熱模擬試驗系統(tǒng)平臺，建設(shè)氫冶金低碳技術(shù)研發(fā)中心，開發(fā)建設(shè)我國氫冶金技術(shù)中試基地，研發(fā)先進(jìn)的氫冶金技術(shù)，推進(jìn)氫冶金低碳冶煉技術(shù)的完善、成熟和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　在2021年河北省重點研發(fā)計劃資助（項目名稱為“先進(jìn)氫冶金技術(shù)與工藝開發(fā)試驗研究”）和2021年上海市首批雙碳專項項目資助（項目名稱為“高爐富氫低碳冶煉關(guān)鍵工藝技術(shù)研究與示范”）的支持下，興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合共建了“可調(diào)控、可打開、可剖析”的氫冶金低碳技術(shù)研發(fā)試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備有儲輸一體化供氫系統(tǒng)，以及齊備的在線檢測與取樣系統(tǒng)，覆蓋爐體修復(fù)期、中試冶煉期、正式冶煉期和解剖期等完整的試驗階段。

　　通過打造開放性專業(yè)化實驗高爐通用技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)平臺，興國公司和上海大學(xué)聚焦氫冶金低碳冶煉前沿技術(shù)，研制冶金大科學(xué)裝置，突破相關(guān)核心技術(shù)，致力于建成開放性高爐科學(xué)創(chuàng)新中心、氫冶金標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)基地和工業(yè)節(jié)能綠色示范基地，引領(lǐng)鋼鐵冶金技術(shù)革新，全面踐行綠色發(fā)展理念，促進(jìn)低碳循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。

　　首次試驗 構(gòu)建富氫冶煉技術(shù)理論和工藝原型

　　圖為高爐爐料解剖實物圖。（興國公司 供圖）

　　2021年12月28日，興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊在完成前期的全焦和富氧噴煤試驗基礎(chǔ)上，向40立方米的試驗高爐中成功注入純氫氣，進(jìn)入“以氫代碳”的富氫冶煉試驗階段。這是中國首次以純氫為噴吹氣源、進(jìn)行高爐富氫冶煉技術(shù)開發(fā)試驗。富氫冶煉試驗純氫氣的噴吹量達(dá)每小時1800立方米，噸鐵250立方米。近兩個月的工業(yè)試驗結(jié)果表明，高爐富氫冶煉可降低焦比10%以上，達(dá)到減少二氧化碳排放量10%以上和鐵產(chǎn)量增加13%以上（大幅提高高爐利用系數(shù)）的預(yù)期效果，節(jié)能降碳效果顯著。同時，該試驗項目也為之后鋼鐵生產(chǎn)中大規(guī)模安全使用氫氣積累了經(jīng)驗。

　　在完成高爐富氫冶煉熱態(tài)試驗后，該研發(fā)團(tuán)隊向爐內(nèi)注入氣—液混合氮，對試驗高爐內(nèi)熱態(tài)爐料進(jìn)行快速“冷凍”，完整保留了爐內(nèi)物料變化細(xì)節(jié)。依托可解剖打開式爐體結(jié)構(gòu)，該研發(fā)團(tuán)隊對“冷凍”后的試驗高爐進(jìn)行了歷時3個月的解剖工作，獲取了高爐塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口區(qū)、死料柱、渣鐵層等關(guān)鍵物料樣品及相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過“打開高爐黑箱”，徹底弄清楚了富氫對高爐爐料結(jié)構(gòu)和性狀變化的作用規(guī)律，構(gòu)建了完整的高爐富氫低碳煉鐵過程技術(shù)理論和工藝原型。

　　應(yīng)用推廣 助力鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展

　　圖為綠氫制-儲-用共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)基地牌。（興國公司 供圖）

　　在半工業(yè)化試驗和工業(yè)化推廣應(yīng)用中，興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊獲發(fā)明專利授權(quán)5項；圍繞鋼鐵企業(yè)大規(guī)模供氫和高爐富氫技術(shù)操作，獲軟件著作權(quán)2項。在豐富的理論和扎實的實踐基礎(chǔ)上，上海大學(xué)牽頭，聯(lián)合寶鋼股份、中冶賽迪、興國公司、同濟大學(xué)等完成《氫冶金 高爐噴氫技術(shù)規(guī)范》（標(biāo)準(zhǔn)編號：T/CSTE 0208—2022）和《氫冶金 高爐噴吹氫氣工程設(shè)計規(guī)范》（標(biāo)準(zhǔn)編號：T/CSTE 0209—2022）兩項團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，已在全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺發(fā)布，有效推動了高爐富氫低碳冶煉技術(shù)的工業(yè)化普及應(yīng)用，助力鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

　　在取得半工業(yè)化試驗成果的基礎(chǔ)上，興國公司積極謀劃，規(guī)劃建設(shè)光伏/風(fēng)電綠電電解水制氫（日產(chǎn)氫30萬立方米及日產(chǎn)氧15萬立方米）—規(guī)模化適量儲氫—富氫冶煉項目，在現(xiàn)有450立方米鑄造生鐵高爐開展富氫富氧噴吹冶煉的工業(yè)化推廣應(yīng)用，預(yù)計于2023年底運行。

　　該項目將進(jìn)一步探索降碳節(jié)能的方向和途徑，打通工業(yè)規(guī)模的綠氫制—儲—用一體化工藝，形成光伏/風(fēng)力發(fā)電—電解水制氫—氫冶金的可再生清潔能源就地大規(guī)模儲能、消納和利用的示范典型，預(yù)計每年降低二氧化碳排放20萬噸，節(jié)能降碳效果顯著，同時電解水系統(tǒng)制得的綠氫還可供應(yīng)氫燃料汽車電池、配套建設(shè)的加氫站等，形成區(qū)域優(yōu)質(zhì)綠色氫源供應(yīng)能力。

　　延鏈補鏈 打造高端裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地

　　圖為干凈整潔的興國公司廠區(qū)。（興國公司 供圖）

　　興國公司致力于從“綠色底色”轉(zhuǎn)向“綠色競爭力”，基于高爐富氫冶煉生產(chǎn)得到的高品質(zhì)鑄造用鐵水原料，建設(shè)以高端材料制造和綠色能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)利用為核心的科技創(chuàng)新企業(yè)，樹立鋼鐵冶金鑄造行業(yè)低碳高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的典范。

　　在原廠址、原有產(chǎn)能和裝備的基礎(chǔ)上，興國公司新建年產(chǎn)50萬噸高端球墨鑄鋼、鑄鐵產(chǎn)線，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于冶金、機械制造、汽車及模具領(lǐng)域，通過技術(shù)轉(zhuǎn)型升級、裝備工藝升級、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)延鏈、補鏈、強鏈，由傳統(tǒng)的鑄造生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級為技術(shù)先進(jìn)、工藝領(lǐng)先、產(chǎn)品優(yōu)良、資源高效利用、環(huán)保節(jié)能的新型冶煉深加工生產(chǎn)企業(yè)，打造高端裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地。

　　在興國公司與上海大學(xué)的良好合作下，雙方用學(xué)科鏈、專業(yè)鏈支撐創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，共同完成引進(jìn)技術(shù)消化吸收和自主創(chuàng)新，促使興國公司實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新能力的突破性提高，形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的氫冶金低碳冶煉、特殊鋼生產(chǎn)等技術(shù)。

　　未來，興國公司將持續(xù)聚焦綠色低碳、節(jié)能高效、循環(huán)經(jīng)濟，堅持科技引領(lǐng)、創(chuàng)新發(fā)展，推進(jìn)“綠色興國、質(zhì)量興國、低碳興國”建設(shè)。