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以“含绿量”提升“含金量” ——邯钢开发低碳排放汽车用钢建立绿色产业链侧记

浏览: 来源: 时间:2024-01-09
邯钢镀锌板、邯钢锌铝镁经销商表示,创新工艺生产降碳30%以上汽车钢双碳背景下,下游产业链提出供应低碳排放钢铁产品量化评估钢铁产品全生命周期碳足迹的新需求,一些欧美汽车主机厂相继把产品碳足迹纳入钢铁产品评价和采购指标

  2023年12月1日,河钢集团邯钢公司热镀锌板、冷轧板两款典型产品通过文件审核和现场审核,获得国际权威检测认证机构南德意志集团颁发的产品碳足迹核查声明书,这是对邯钢评估产品全生命周期碳足迹报告能力的肯定。这一成绩的背后,凝聚着邯钢技术人员在开发低碳排放汽车用钢方面的诸多智慧和辛勤汗水。

  共建共享 用好数据库助力清洁低耗生产
  2023年12月10日上午,邯钢技术中心新技术研究所所长丁剑刚一到公司就联系邯钢邯宝炼钢厂转炉作业区的技术人员,约定一同前往炼钢现场,验证“减少高碳排放合金料加入量”的攻关效果。“推进绿色低碳生产是我的本职工作,我把‘减少高碳排放合金料加入量’作为重点攻关课题。钢铁产品生命周期评价软件系统及数据库就是我实现攻关目标的‘法宝’。”丁剑说。
  钢铁产品生命周期评价软件系统及数据库是在河钢集团统一领导下,邯钢参与研发的一款具有自主知识产权的软件平台。依托该平台,钢企可开展降碳潜力分析、降碳技术筛选、减排目标设定、低碳产品设计等场景应用,制订和实施低碳产品生产方案,更好满足客户对低碳产品、低碳认证等方面的需求。
  “在参与研发钢铁产品生命周期评价软件系统及数据库的过程中,我们团队完成了3个年度的钢铁制造全流程中涉及的原辅料、运输、能源介质等9大类碳数据收集工作,开发了数据质量评价、碳足迹结果不确定度分析等模型化方法,建立了产品碳足迹计算、工序贡献率及分析模型。同时,我们针对燃料、熔剂、动力介质、副产品进行生命周期碳排放因子测算,建立了适应国情的11大类排放因子数据库。”丁剑自豪地说。
  在使用该平台测算邯宝炼钢厂合金料碳排放过程中,丁剑和同事们提出了某高强汽车钢产品合金料替代及减量化方案。此举通过减少电解锰和铌铁消耗,可使吨钢生产成本降低200多元,产品吨钢碳排放量减少4.5%。他们还开展了工艺优化降碳工作,将某高端热轧产品由“LF+RH”(钢包精炼炉+真空精炼炉)双精炼工艺调整为“单LF”精炼工艺,吨钢降本60元,吨钢碳排放量减少2.7%。
  创新工艺 生产降碳30%以上汽车钢
  “‘双碳’背景下,下游产业链提出供应低碳排放钢铁产品、量化评估钢铁产品全生命周期碳足迹的新需求,一些欧美汽车主机厂相继把产品碳足迹纳入钢铁产品评价和采购指标……”2023年12月19日下午,利用集体学习时间,邯钢技术中心炼钢所所长高福彬给同事们讲起“降碳”生产的紧迫性和重要性。
  回忆其近一年的工作,高福彬最引以为傲的事情就是,和同事们共同开发出“高炉—转炉”长流程工艺下降碳30%以上的汽车钢。“那一个多月里,我们夙兴夜寐,完成了以前想都不敢想的工艺创新。”高福彬回忆道。
  2023年6月初,邯钢技术中心接到邯钢公司通知,协同邯钢邯宝炼钢厂等相关单位,建立由研发、技术、生产骨干组成的攻关团队,全面启动“高炉—转炉”长流程工艺下大废钢比生产低碳排放汽车钢攻关。
  降碳30%以上、公司内此前未有先例供参考……一个个困难摆在眼前,勇于挑战、敢想敢干的高福彬和其所在的攻关团队没有退缩,毅然接下了这项艰巨的任务。利用邯钢参与研发的钢铁产品生命周期评价软件系统及数据库,高福彬和同事们开展降碳潜力分析、降碳技术筛选等,制订低碳排放产品生产方案。“有了集团打造的强大技术‘武器’,我们豁然开朗。”他说。
  那段时间,高福彬一有空就“缠着”平台开发工作的重要参与者丁剑“讨教”,和丁剑一起寻找“降碳突破口”。最终,他们利用产品碳足迹核算优势,开展降碳改进潜力分析,筛选出了关键降碳技术和改进指标。
  随后,高福彬带领攻关团队开始测算不同转炉炉料热平衡。他们在测算过程中发现,在配吃氢基DRI(直接还原铁)、高硅铁块等发热剂条件下,转炉热量不够。“这样不仅会影响钢水质量,而且会增加生产成本。我们必须进行更为细致的测算。”他们又对铁水、石灰、轻烧白云石、铁矿石等10多种物料逐个进行梳理分析,寻找突破点,并制订了详实的试验方案。
  “为不影响正常生产,试验必须一次成功。当时我生怕自己哪点没想到,导致试验失败。”高福彬深有感触地说。为确保入炉铁水温度达标、试验一次成功,他们严格落实铁水包加盖制度,并提高铁水运输效率,同时优化炼钢冷料加入量。
  2023年7月24日,他们最终将铁水温度提至超过设定目标值,很好地弥补了转炉热平衡损失,成功将转炉废钢比提升至30%以上,实现了汽车钢降碳30%以上的目标。
  “虽然初战告捷,但任重道远。后续,我们还要瞄准扩大降碳30%以上汽车钢炉次、让更多钢种走进降碳队伍、增加产品‘绿元素’,开展进一步攻关,为集团抢占未来发展制高点贡献更多力量。”谈到以后的工作目标,高福彬如是说。
  协同研发 促产业链上下游合作共赢
  2023年12月8日上午,丁剑再次拨通了某国际知名汽车零部件制造企业材料主管的电话,和对方沟通下一步工作计划。“非常感谢你们6月份到访,为我们提供了碳足迹研究进展和低碳产品设计规划。希望以后咱们能建立定期交流机制,协同开发具有全生命周期减碳优势的低碳排放材料,合作共赢发展。”对方在通话中向丁剑表达了强烈的合作意向。
  钢企不仅要为下游企业提供钢铁产品,而且要为他们提供技术服务,身为低碳排放技术研发人员的丁剑瞄准了市场。“自2022年初,受终端客户需求影响,部分汽车行业客户不仅要求钢企提供钢铁产品碳足迹指标和认证报告,而且要求我们提供产品降碳规划。”丁剑说,“这些变化对钢企既是挑战,又是深化客我合作的难得机遇。”
  2023年6月份,邯钢技术中心新技术研究所联合邯钢汽车用钢研发团队走访了某国际知名汽车零部件制造企业。对方向邯钢提出了共同开发低碳排放产品的请求,而丁剑也向客户简要介绍了邯钢在此方面的技术优势和成功案例,获得了客户高度认可。
  2023年,丁剑带领团队研发指标降碳敏感性分析法,向各生产厂征集各工序攻关指标,查询可收集到的行业先进值,依据降碳指标进行改进潜力分析,筛选出对产品碳足迹影响较大的50余项指标进行排序,得到关键降碳指标,确定了碳减排实施路径和不同降碳比例下的低碳产品生产方案。同时,丁剑与同事们加强走访下游客户,分享产品碳减排信息,协助各汽车主机厂、配套厂启动产品碳核算,共同研究低碳排放产品实施路径。
  目前,邯钢已联合部分车企开展了与EVI(供应商先期介入)相结合的低碳产品生态设计和工艺优化,完成了某款热销车型的整车碳足迹计算及轻量化减碳概念设计。“开展上下游协同降碳技术合作,建设绿色低碳钢铁产业链,将进一步助力企业市场开拓和产品效益提升。”丁剑说。