本報通訊員 宋超
2023年12月1日，河鋼集團邯鋼公司熱鍍鋅板、冷軋板兩款典型產品通過文件審核和現(xiàn)場審核，獲得國際權威檢測認證機構南德意志集團頒發(fā)的產品碳足跡核查聲明書，這是對邯鋼評估產品全生命周期碳足跡報告能力的肯定。這一成績的背后，凝聚著邯鋼技術人員在開發(fā)低碳排放汽車用鋼方面的諸多智慧和辛勤汗水。
共建共享 用好數(shù)據(jù)庫助力清潔低耗生產
2023年12月10日上午，邯鋼技術中心新技術研究所所長丁劍剛一到公司就聯(lián)系邯鋼邯寶煉鋼廠轉爐作業(yè)區(qū)的技術人員，約定一同前往煉鋼現(xiàn)場，驗證“減少高碳排放合金料加入量”的攻關效果。“推進綠色低碳生產是我的本職工作，我把‘減少高碳排放合金料加入量’作為重點攻關課題。鋼鐵產品生命周期評價軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫就是我實現(xiàn)攻關目標的‘法寶’。”丁劍說。
鋼鐵產品生命周期評價軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫是在河鋼集團統(tǒng)一領導下，邯鋼參與研發(fā)的一款具有自主知識產權的軟件平臺。依托該平臺，鋼企可開展降碳潛力分析、降碳技術篩選、減排目標設定、低碳產品設計等場景應用，制訂和實施低碳產品生產方案，更好滿足客戶對低碳產品、低碳認證等方面的需求。
“在參與研發(fā)鋼鐵產品生命周期評價軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫的過程中，我們團隊完成了3個年度的鋼鐵制造全流程中涉及的原輔料、運輸、能源介質等9大類碳數(shù)據(jù)收集工作，開發(fā)了數(shù)據(jù)質量評價、碳足跡結果不確定度分析等模型化方法，建立了產品碳足跡計算、工序貢獻率及分析模型。同時，我們針對燃料、熔劑、動力介質、副產品進行生命周期碳排放因子測算，建立了適應國情的11大類排放因子數(shù)據(jù)庫。”丁劍自豪地說。
在使用該平臺測算邯寶煉鋼廠合金料碳排放過程中，丁劍和同事們提出了某高強汽車鋼產品合金料替代及減量化方案。此舉通過減少電解錳和鈮鐵消耗，可使噸鋼生產成本降低200多元，產品噸鋼碳排放量減少4.5%。他們還開展了工藝優(yōu)化降碳工作，將某高端熱軋產品由“LF+RH”（鋼包精煉爐+真空精煉爐）雙精煉工藝調整為“單LF”精煉工藝，噸鋼降本60元，噸鋼碳排放量減少2.7%。
創(chuàng)新工藝 生產降碳30%以上汽車鋼
“‘雙碳’背景下，下游產業(yè)鏈提出供應低碳排放鋼鐵產品、量化評估鋼鐵產品全生命周期碳足跡的新需求，一些歐美汽車主機廠相繼把產品碳足跡納入鋼鐵產品評價和采購指標……”2023年12月19日下午，利用集體學習時間，邯鋼技術中心煉鋼所所長高福彬給同事們講起“降碳”生產的緊迫性和重要性。
回憶其近一年的工作，高福彬最引以為傲的事情就是，和同事們共同開發(fā)出“高爐—轉爐”長流程工藝下降碳30%以上的汽車鋼。“那一個多月里，我們夙興夜寐，完成了以前想都不敢想的工藝創(chuàng)新。”高福彬回憶道。
2023年6月初，邯鋼技術中心接到邯鋼公司通知，協(xié)同邯鋼邯寶煉鋼廠等相關單位，建立由研發(fā)、技術、生產骨干組成的攻關團隊，全面啟動“高爐—轉爐”長流程工藝下大廢鋼比生產低碳排放汽車鋼攻關。
降碳30%以上、公司內此前未有先例供參考……一個個困難擺在眼前，勇于挑戰(zhàn)、敢想敢干的高福彬和其所在的攻關團隊沒有退縮，毅然接下了這項艱巨的任務。利用邯鋼參與研發(fā)的鋼鐵產品生命周期評價軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫，高福彬和同事們開展降碳潛力分析、降碳技術篩選等，制訂低碳排放產品生產方案。“有了集團打造的強大技術‘武器’，我們豁然開朗。”他說。
那段時間，高福彬一有空就“纏著”平臺開發(fā)工作的重要參與者丁劍“討教”，和丁劍一起尋找“降碳突破口”。最終，他們利用產品碳足跡核算優(yōu)勢，開展降碳改進潛力分析，篩選出了關鍵降碳技術和改進指標。
隨后，高福彬帶領攻關團隊開始測算不同轉爐爐料熱平衡。他們在測算過程中發(fā)現(xiàn)，在配吃氫基DRI（直接還原鐵）、高硅鐵塊等發(fā)熱劑條件下，轉爐熱量不夠。“這樣不僅會影響鋼水質量，而且會增加生產成本。我們必須進行更為細致的測算。”他們又對鐵水、石灰、輕燒白云石、鐵礦石等10多種物料逐個進行梳理分析，尋找突破點，并制訂了詳實的試驗方案。
“為不影響正常生產，試驗必須一次成功。當時我生怕自己哪點沒想到，導致試驗失敗。”高福彬深有感觸地說。為確保入爐鐵水溫度達標、試驗一次成功，他們嚴格落實鐵水包加蓋制度，并提高鐵水運輸效率，同時優(yōu)化煉鋼冷料加入量。
2023年7月24日，他們最終將鐵水溫度提至超過設定目標值，很好地彌補了轉爐熱平衡損失，成功將轉爐廢鋼比提升至30%以上，實現(xiàn)了汽車鋼降碳30%以上的目標。
“雖然初戰(zhàn)告捷，但任重道遠。后續(xù)，我們還要瞄準擴大降碳30%以上汽車鋼爐次、讓更多鋼種走進降碳隊伍、增加產品‘綠元素’，開展進一步攻關，為集團搶占未來發(fā)展制高點貢獻更多力量。”談到以后的工作目標，高福彬如是說。
協(xié)同研發(fā) 促產業(yè)鏈上下游合作共贏
2023年12月8日上午，丁劍再次撥通了某國際知名汽車零部件制造企業(yè)材料主管的電話，和對方溝通下一步工作計劃。“非常感謝你們6月份到訪，為我們提供了碳足跡研究進展和低碳產品設計規(guī)劃。希望以后咱們能建立定期交流機制，協(xié)同開發(fā)具有全生命周期減碳優(yōu)勢的低碳排放材料，合作共贏發(fā)展。”對方在通話中向丁劍表達了強烈的合作意向。
鋼企不僅要為下游企業(yè)提供鋼鐵產品，而且要為他們提供技術服務，身為低碳排放技術研發(fā)人員的丁劍瞄準了市場。“自2022年初，受終端客戶需求影響，部分汽車行業(yè)客戶不僅要求鋼企提供鋼鐵產品碳足跡指標和認證報告，而且要求我們提供產品降碳規(guī)劃。”丁劍說，“這些變化對鋼企既是挑戰(zhàn)，又是深化客我合作的難得機遇。”
2023年6月份，邯鋼技術中心新技術研究所聯(lián)合邯鋼汽車用鋼研發(fā)團隊走訪了某國際知名汽車零部件制造企業(yè)。對方向邯鋼提出了共同開發(fā)低碳排放產品的請求，而丁劍也向客戶簡要介紹了邯鋼在此方面的技術優(yōu)勢和成功案例，獲得了客戶高度認可。
2023年，丁劍帶領團隊研發(fā)指標降碳敏感性分析法，向各生產廠征集各工序攻關指標，查詢可收集到的行業(yè)先進值，依據(jù)降碳指標進行改進潛力分析，篩選出對產品碳足跡影響較大的50余項指標進行排序，得到關鍵降碳指標，確定了碳減排實施路徑和不同降碳比例下的低碳產品生產方案。同時，丁劍與同事們加強走訪下游客戶，分享產品碳減排信息，協(xié)助各汽車主機廠、配套廠啟動產品碳核算，共同研究低碳排放產品實施路徑。
目前，邯鋼已聯(lián)合部分車企開展了與EVI（供應商先期介入）相結合的低碳產品生態(tài)設計和工藝優(yōu)化，完成了某款熱銷車型的整車碳足跡計算及輕量化減碳概念設計。“開展上下游協(xié)同降碳技術合作，建設綠色低碳鋼鐵產業(yè)鏈，將進一步助力企業(yè)市場開拓和產品效益提升。”丁劍說。
《中國冶金報》（2024年01月04日 04版四版）
