党的二十大报告提出，加快发展方式绿色转型，推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。昌黎县兴国精密机件有限公司（以下简称兴国公司）积极筹划从传统“碳冶金”转向新型“低碳氢冶金”，通过在冶炼过程中以氢代碳的方式，增加清洁能源在钢铁生产过程中的使用比例，争做钢铁行业绿色低碳转型发展引领者，打造冀东北地区能源转型、产业结构调整新基地。

　　校企协同 搭建氢冶金前沿技术研发平台

　　图为富氢低碳冶炼热模拟实验系统。（兴国公司 供图）

　　上海大学在氢冶金领域有着深厚的理论和技术积累与行业影响力。2019年，兴国公司和上海大学签订战略合作协议，提出联合共建以40立方米试验高炉为核心的富氢低碳冶炼热模拟试验系统平台，建设氢冶金低碳技术研发中心，开发建设我国氢冶金技术中试基地，研发先进的氢冶金技术，推进氢冶金低碳冶炼技术的完善、成熟和大规模产业化应用。

　　在2021年河北省重点研发计划资助（项目名称为“先进氢冶金技术与工艺开发试验研究”）和2021年上海市首批双碳专项项目资助（项目名称为“高炉富氢低碳冶炼关键工艺技术研究与示范”）的支持下，兴国公司与上海大学联合共建了“可调控、可打开、可剖析”的氢冶金低碳技术研发试验系统。该系统配备有储输一体化供氢系统，以及齐备的在线检测与取样系统，覆盖炉体修复期、中试冶炼期、正式冶炼期和解剖期等完整的试验阶段。

　　通过打造开放性专业化实验高炉通用技术开发系统平台，兴国公司和上海大学聚焦氢冶金低碳冶炼前沿技术，研制冶金大科学装置，突破相关核心技术，致力于建成开放性高炉科学创新中心、氢冶金标准研发基地和工业节能绿色示范基地，引领钢铁冶金技术革新，全面践行绿色发展理念，促进低碳循环经济发展。

　　首次试验 构建富氢冶炼技术理论和工艺原型

　　图为高炉炉料解剖实物图。（兴国公司 供图）

　　2021年12月28日，兴国公司与上海大学联合研发团队在完成前期的全焦和富氧喷煤试验基础上，向40立方米的试验高炉中成功注入纯氢气，进入“以氢代碳”的富氢冶炼试验阶段。这是中国首次以纯氢为喷吹气源、进行高炉富氢冶炼技术开发试验。富氢冶炼试验纯氢气的喷吹量达每小时1800立方米，吨铁250立方米。近两个月的工业试验结果表明，高炉富氢冶炼可降低焦比10%以上，达到减少二氧化碳排放量10%以上和铁产量增加13%以上（大幅提高高炉利用系数）的预期效果，节能降碳效果显著。同时，该试验项目也为之后钢铁生产中大规模安全使用氢气积累了经验。

　　在完成高炉富氢冶炼热态试验后，该研发团队向炉内注入气—液混合氮，对试验高炉内热态炉料进行快速“冷冻”，完整保留了炉内物料变化细节。依托可解剖打开式炉体结构，该研发团队对“冷冻”后的试验高炉进行了历时3个月的解剖工作，获取了高炉块状带、软熔带、滴落带、风口区、死料柱、渣铁层等关键物料样品及相关数据信息，通过“打开高炉黑箱”，彻底弄清楚了富氢对高炉炉料结构和性状变化的作用规律，构建了完整的高炉富氢低碳炼铁过程技术理论和工艺原型。

　　应用推广 助力钢铁行业绿色低碳发展

　　图为绿氢制-储-用共性关键技术与装备研发基地牌。（兴国公司 供图）

　　在半工业化试验和工业化推广应用中，兴国公司与上海大学联合研发团队获发明专利授权5项；围绕钢铁企业大规模供氢和高炉富氢技术操作，获软件著作权2项。在丰富的理论和扎实的实践基础上，上海大学牵头，联合宝钢股份、中冶赛迪、兴国公司、同济大学等完成《氢冶金 高炉喷氢技术规范》（标准编号：T/CSTE 0208—2022）和《氢冶金 高炉喷吹氢气工程设计规范》（标准编号：T/CSTE 0209—2022）两项团体标准，已在全国团体标准信息平台发布，有效推动了高炉富氢低碳冶炼技术的工业化普及应用，助力钢铁行业绿色低碳高质量发展。

　　在取得半工业化试验成果的基础上，兴国公司积极谋划，规划建设光伏/风电绿电电解水制氢（日产氢30万立方米及日产氧15万立方米）—规模化适量储氢—富氢冶炼项目，在现有450立方米铸造生铁高炉开展富氢富氧喷吹冶炼的工业化推广应用，预计于2023年底运行。

　　该项目将进一步探索降碳节能的方向和途径，打通工业规模的绿氢制—储—用一体化工艺，形成光伏/风力发电—电解水制氢—氢冶金的可再生清洁能源就地大规模储能、消纳和利用的示范典型，预计每年降低二氧化碳排放20万吨，节能降碳效果显著，同时电解水系统制得的绿氢还可供应氢燃料汽车电池、配套建设的加氢站等，形成区域优质绿色氢源供应能力。

　　延链补链 打造高端装备制造业生产基地

　　图为干净整洁的兴国公司厂区。（兴国公司 供图）

　　兴国公司致力于从“绿色底色”转向“绿色竞争力”，基于高炉富氢冶炼生产得到的高品质铸造用铁水原料，建设以高端材料制造和绿色能源产业开发利用为核心的科技创新企业，树立钢铁冶金铸造行业低碳高质量转型发展的典范。

　　在原厂址、原有产能和装备的基础上，兴国公司新建年产50万吨高端球墨铸钢、铸铁产线，产品可广泛应用于冶金、机械制造、汽车及模具领域，通过技术转型升级、装备工艺升级、产品转型升级，实现延链、补链、强链，由传统的铸造生产企业转型升级为技术先进、工艺领先、产品优良、资源高效利用、环保节能的新型冶炼深加工生产企业，打造高端装备制造业生产基地。

　　在兴国公司与上海大学的良好合作下，双方用学科链、专业链支撑创新链和产业链，共同完成引进技术消化吸收和自主创新，促使兴国公司实现技术创新能力的突破性提高，形成了拥有自主知识产权的氢冶金低碳冶炼、特殊钢生产等技术。

　　未来，兴国公司将持续聚焦绿色低碳、节能高效、循环经济，坚持科技引领、创新发展，推进“绿色兴国、质量兴国、低碳兴国”建设。