盛夏炙阳，创新涌动。在临沂临港经济开发区的中国钢研纯氢多稳态竖炉示范线基地内，56米高的竖炉静默矗立，中控室大屏上数据如溪流般跃动，自动化输送带将氧化球团送入反应器，泛着金属光泽的海绵铁在终端缓缓成型。
在这里，传统高炉被银白色氢基竖炉取代，颠覆了人们对传统冶金行业的固有认知。奥秘藏在竖炉内部——球团矿如沙漏般从顶部缓缓下落，高温纯氢则如火焰般自底部逆流而上，二者在炉内相遇瞬间，铁氧化物被还原为金属铁，唯一副产品只有水蒸气。“用氢气替代焦炭，彻底斩断碳排放链条”，项目工程师沈朋飞解释。
这项颠覆性技术的核心，是中国钢研团队自主研发的纯氢高温逆流还原工艺。中国钢研氢冶金中心总设计师周和敏介绍：“国外技术用煤气混合氢，本质仍是‘高碳炼铁’，而我们是真正的零碳。”
中国钢研团队首创纯氢高温逆流还原工艺。采用竖式反应器（竖炉），实现“物料从上往下、热氢气从下往上”的逆流换热还原过程。球团原料通过垂直皮带输送至56米平台，自上而下进入竖炉，高温氢气从炉底注入，两者在炉内发生还原反应，铁氧化物被还原为金属铁（海绵铁），唯一产物为水，全程无二氧化碳排放，真正实现零碳冶炼。
在中控室内，一块巨大的显示屏实时跳动着各项数据。操作人员轻点鼠标，就能远程调控整个生产流程。项目工程师李逸介绍：“这里的关键是纯氢高温加热技术。”
传统工艺难以将氢气加热到千度以上，但中国钢研自主研发的专利技术突破了材料限制，让纯氢在炉内释放出强大的还原能量。从原料筛分、皮带输送到炉内反应、产品冷却，每一个环节都凝聚着创新智慧，整套装备国产化率达100%，彻底摆脱了对国外技术的依赖。
荣耀背后，是二十载的艰难求索。早在20世纪90年代，中国钢研就开始了氢冶金基础研究。1999年，徐匡迪院士在香山会议上提出了铁矿氢还原工艺设想。2020年，在“双碳”目标驱动下，中国钢研联合临港区抓住新能源发展机遇，重启纯氢冶金研发，于2021年在临港启动5万吨级示范线建设，组建核心研发团队。2024年1月首次试运行，7月通过中国金属学会验收。目前，该项目已入列国务院国资委战新产业首批“百大工程”。
这一突破性进展的落地，与临港区高度集聚的钢铁产业集群和“钢-焦-化-氢”一体化布局形成深度协同，依托“4+2”现代产业体系，构建起从原料供应到终端应用的完整产业闭环。“技术研发+产业应用”的耦合，让示范线不仅成为技术验证平台，更成为临港区钢铁产业向“氢冶金-绿制造”转型的核心引擎。
从理论设想到实验探索，从技术瓶颈突破到示范线成功运行，中国钢研在纯氢冶金领域走出了一条自主创新的道路，引领临港钢铁行业向“零碳未来”大步迈进。（通讯员丁凯凤）
编辑：科技 来源：大众网
