以氢焕新 绿铸高端——看张宣科技如何让钢铁“绿”得有价值、有竞争力

日前，《中国冶金报》记者走进河钢集团张宣科技——全球首例120万吨氢冶金示范工程诞生地，120米高的氢基竖炉巍然矗立，只见绿草如茵，不见焦炭煤烟；只闻蝉叫鸟鸣，不闻机械轰鸣。

产线上，氢基DRI（直接还原铁）沿着输送带按照入炉配比投入近零碳排电弧炉，生产出的绿钢不仅满足高端制造对绿色材料的需求，还漂洋过海、撬动欧洲高端市场。

河钢集团党委书记、董事长刘键指出，向高端化跃升是钢铁行业“强筋健骨”的必由之路，更是推动中国制造勇立潮头的时代担当。张宣科技“氢冶金—高纯原料—高端材料”这一核心价值链，为中国钢铁工业高质量发展蹚出了一条可复制、可推广、可借鉴的创新之路。

“近零碳”在这里从愿景变为现实

3年前，张宣科技凭借120万吨氢冶金示范工程的投产，竖立起中国钢铁工业由传统碳冶金向新型氢冶金转变的重要里程碑。但氢基DRI只是绿色原料，要把它变成绿钢，还需要一场冶炼工艺的革命。

在张宣科技近零碳排电弧炉产线，《中国冶金报》记者见证了“吞氢吐绿”的神奇一幕：氢基DRI沿着输送皮带快速进入炉内，电极缓缓蠕动，有节奏的电弧声响彻现场，DRI迅速熔化。“我们首创了‘氢基竖炉—近零碳排电弧炉’新型短流程工艺技术。”张宣科技特钢公司副总经理徐鹏介绍，氢基DRI添加比例已从最初的10%提升至35%，最高可达50%，钢水纯净度进一步提高，且全程做到近零碳排放。

然而，“全球首例”的这条近零碳排短流程工艺之路并非坦途。DRI配比的提高，曾是一个棘手难题。该公司成立攻关小组，深入研究DRI在电弧炉内的熔化原理，逐步优化各钢种DRI和废钢配比。另一个难点是炉渣外排时机，这直接关系到DRI的使用效果。该公司通过调整供氧和喷碳模型，优化DRI加料系统，通过实施高效炉渣分离等技术，最终攻克了这一难关。

“智慧”的加入，让绿色冶炼更上一层楼。“智能化系统是随着氢冶金、近零碳排电弧炉等项目同步规划建设的。而且在后续运行过程中，根据生产工艺实际，技术部门开展了大量迭代升级工作，形成了适配工艺质量管控的绿色低碳短流程智能化体系。目前，覆盖10万余个数据点位的智能化系统如同神经网络一样，贯穿绿色生产和高端制造全过程。”张宣科技计控中心主任李全钢介绍。

在李全钢的电脑屏幕上，近零碳排产线数字孪生系统清晰呈现：“氢冶金—近零碳排电炉冶炼模型”正在运行，数字化让生产全流程“活”了起来。在钢水取样环节，机器人挥臂定时取样，化验结果实时报出。“以前，取样、检验、结果传输就要等10分钟以上，现在系统可以实时显示。”他介绍，“冶炼—取样—化验—监测”全工序联动，形成闭环。

产线200余项智能系统、工艺操作优化创新，推动绿色冶炼不断迈上新台阶。“通过废钢料型视觉识别系统、炉渣预测模型、电极智能控制系统等一系列智能化工艺机理模型、大数据模型应用，不仅缩短了冶炼时间，还实现吨钢电耗下降5%以上。”李全钢说。

绿色能源供给同样不可或缺。走进张宣科技特材研制公司，《中国冶金报》记者不仅看到一张张高精尖产品展板，还看到厂房顶上一排排光伏板在阳光下熠熠生辉。“我们的厂房屋顶都上了光伏发电项目。”该公司副总经理王超介绍。

据悉，2025年，张宣科技年采购绿电4.94亿千瓦时，占外购电量的29.48%。2026年2月份，其“绿电直连示范项目”获河北省发展改革委批复，率先打造“绿电—绿氢—绿钢”全流程近零碳产业协同模式，深入推进近零碳工厂建设。

“绿色生产力也是新质生产力。”张宣科技技术质量部副部长耿兴广说。凭借从原料到能源再到工艺的全链条绿色属性，张宣科技吨钢碳排放较传统工艺降低70%以上，“近零碳”在这里从愿景变为现实。

令人振奋的是，2024年9月份，张宣科技在国际上首次实现绿氢冶金工业化生产，成功验证了“绿电—绿氢—绿钢”全流程技术可行性。

如今，氢基竖炉—近零碳排电弧炉工艺已连续稳定运行3年有余，工艺气体利用率提升至99%的历史高位，DRI金属化率稳定保持在94%以上，一级品率达100%。与传统长流程相比，该工艺每年可减少碳排放80万吨，相当于塞罕坝林场1年的固碳量，减排比例达70%以上。

用绿钢叩开全球市场大门

当前，高端制造对材料的性能、纯净度、一致性提出了更高要求，还对供应链的绿色低碳属性提出明确诉求，市场已从“价格竞争”转向“价值竞争”“绿色竞争”。面对日益激烈的市场竞争形势，张宣科技选择用绿钢叩开全球市场大门。

“现在跟过去完全不一样了。”耿兴广感慨道，“企业的定位开始从‘材料供应商’向‘高端绿色低碳材料服务商’转变了。”

2025年3月份，意大利一家客商来到上海。负责外贸订单的河钢国际宣化分公司出口科科长龚彦红闻讯带着销售团队主动前去对接。以往的商业洽谈，谈的是产品性能、规格和价格，而这次，客商对氢冶金技术问得特别细致，最终提出一个额外要求——采购的绿钢产品要提供EPD（环境产品声明）认证。

“可见，碳减排正从‘加分项’变为‘入场券’。”耿兴广说。面对欧盟CBAM（碳边境调节机制）的正式实施，越来越多的客户要求提供产品碳足迹数据。张宣科技依托河钢WesCarber碳中和数字化平台，较早开展了碳足迹管理探索，积累了丰富经验。

经过一段时间的努力，一份翔实的EPD认证通过相关方审核。2025年7月份，1万吨绿钢出口欧洲的订单正式签订——这是河钢首个氢冶金绿钢出口大单。“这个订单具有标志性意义，彰显了河钢绿钢的全球竞争力，为产品打进欧洲市场开辟了新路径。”张宣科技特钢公司副总经理徐鹏说。

截至目前，张宣科技多个绿色高端材料通过EPD认证。今年初以来，河钢绿色高端材料出口订单总量达20余万吨。

除海外市场的认可外，张宣科技在高端特种材料国产替代领域同样表现亮眼。其研发的DYR8525sup高性能热作模具材料，凭借优良的韧性及抗疲劳性能成功替代进口，无缺口冲击功350J平均值远超行业常规标准；自研气阀合金材料可替代进口GH4080A、Inconel751牌号产品，用其制成的零部件服役寿命延长25%以上，性价比显著。

让技术从“跟跑”到“领跑”

张宣科技特材产线创新“一炉双模”连浇技术，实现多规格产品同炉次顺序生产，短周期交付；绿色模具材料的氧、氮含量分别控制在10ppm、90ppm以内，同比分别降低20%、18%，达到行业先进水平。

“得益于DRI球团的高纯净度和先进特种材料冶炼装备，我们的热作模具钢寿命优势显著，多个牌号的模具钢实现替代进口。”王超介绍。

截至目前，张宣科技已开发出70多个高技术含量、高附加值的新材料，广泛应用于航空航天、核电等领域。其中，G60S合金关键性能指标对标国内头部特钢企业，成为航空轴承国产化备选核心材料；氧化物弥散强化高温合金（ODS）在国内首次实现吨级规模化制备，填补了国内空白。在绿色高端产品开发上，今年上半年，张宣科技累计开发3130M抽油杆材料、20MnCr5汽车齿轮材料、座椅滑轨结构件等新规格材料20余个，其中首次开发的有12个。

在山东某客户生产现场，张宣科技技术团队发现客户在磨球材料成型工艺和热处理技术上遇到瓶颈问题。该公司技术中心副主任王建忠带领团队为客户量身定制了系统性解决方案，使材料冲击韧性同步提升。“整套技术方案帮我们从根本上解决了问题，这样的深度服务让我们合作更有信心。”客户如此评价道。

这种“产品+技术+服务”的深度绑定模式，让张宣科技从单纯的供应商变成了客户的“技术合伙人”。截至目前，张宣科技累计为客户提供“量体裁衣”式技术服务300余次。

技术的底座需要以规则与标准的形式进行固化。“目前，我们已申请氢冶金相关专利89项，获得授权33项；申报氢冶金技术相关标准11项，立项7项。”王建忠介绍。

“从技术领先到标准引领，从产品出海到规则输出，我们正在完成一场更高维度的跨越。”王建忠说。

全球首例“氢基竖炉—近零碳排电弧炉新型短流程技术开发与应用”项目被列为国家发展改革委核心技术攻关专项，获专项资金9522万元。包含承担氢冶金领域“循环经济关键技术与装备”国家重点专项在内，张宣科技已研发形成国内首套具有自主知识产权的HyMEX?新型氢冶金—电炉短流程技术体系，具备了技术产业化输出能力。

“现在的氢基竖炉与3年前大不相同，不仅仅是设备国产化率超86%，而且大量自研智能化手段的采用让其更高效、更智能了。”张宣科技氢冶金公司副总经理徐润益说。

意大利特诺恩公司相关负责人称赞道：“这里是迄今见到运行最好的氢冶金工厂。”这句来自全球顶尖冶金技术合作方的评价，或许是对张宣科技这场绿色革命最好的注脚。

2023年11月份，张宣科技踏上建设中国首个钢铁工业绿色转型示范区的新征程。从“传统钢铁的跟随者”到“绿色低碳的先锋标杆”，这家百年企业用一场颠覆性变革证明：钢铁可以“变绿”，而且可以“绿”得有价值、有竞争力。