上海节能技术展关注到在钢铁行业绿色转型浪潮中，氢能冶金技术正迎来重要突破。最新的氢基还原工艺通过纳米级表面处理技术，为高端硅钢生产提供了全新的技术路径，展现出显著的能效提升和品质改善效果。

高纯氢制备与循环利用系统

核心技术创新始于高纯氢的制备环节。通过多级变压吸附工艺，系统能够从焦炉煤气中提取纯度达99.99%以上的高纯氢，每小时产能达2000立方米。该工艺采用分子筛选择性吸附技术，有效分离氢气中的杂质组分，确保氢气的超高纯度。

更具创新性的是，系统建立了完整的氢能循环利用体系。提氢后的残余气体通过智能管网系统被重新输送至其他工序，作为清洁能源继续使用。这种"吃干榨尽"的资源化利用模式，构建了从制氢、用氢到余能回收的全流程闭环系统，显著提升了能源利用效率。

氢基还原工艺的技术突破

在硅钢热处理环节，氢基还原工艺展现出独特优势。当带钢以每秒3米的速度通过退火炉时，高纯氢与带钢表面发生精准的氧化还原反应。氢气分子在纳米尺度上选择性去除表面氧化层，实现深度还原的同时保持基材零损伤。

该工艺的核心在于精确控制氢气浓度、温度和反应时间三大参数。通过智能化控制系统，确保还原反应在最佳条件下进行，既彻底去除表面氧化物，又避免过度渗氢导致的材料性能下降。经此处理后的硅钢表面光洁度可达镜面级标准，表面粗糙度控制在0.1微米以内。

材料性能的显著提升

氢基还原工艺带来的材料性能改善尤为显著。处理后的无取向硅钢铁损值大幅降低，电磁性能得到明显提升。这主要得益于两个方面的技术突破：一是表面氧化层的彻底去除减少了涡流损耗；二是氢气的还原作用改善了晶界结构，优化了磁畴分布。

实验数据显示，采用氢基还原工艺的硅钢产品，铁损值较传统工艺降低15%以上，磁感应强度提升8%。这些性能改进直接转化为终端产品的能效提升，特别是在新能源汽车驱动电机领域，可使电机效率提升2-3个百分点，有效延长续航里程。

智能化控制系统

全流程智慧管控系统是氢基还原工艺的重要支撑。系统通过部署在产线各关键节点的传感器网络，实时监测氢气浓度、温度、压力等工艺参数，并基于人工智能算法进行动态优化调整。

系统特别开发了氢气流场模拟模块，能够精准预测退火炉内氢气分布状态，确保带钢表面各点都能获得均匀的还原效果。同时，系统还建立了工艺参数与产品质量的关联模型，实现基于目标产品特性的工艺参数自动寻优。

低碳生产示范线的创新设计

新一代硅钢低碳生产示范线在现有技术基础上进行了多项创新。其中最具特色的是氢能回收系统的引入，该系统通过特殊设计的废气处理装置，将使用过的氢气进行纯化再生，实现氢资源的循环利用。

示范线还创新性地将氢基还原与热处理工艺深度整合，通过优化炉体结构和气流组织，使氢气消耗量降低20%，同时提高还原效率30%。这种一体化设计不仅减少了设备占地面积，更实现了能耗的显著降低。

上海节能技术展了解到该技术路径的成功实践，为钢铁行业提供了一条可行的深度脱碳路径。随着氢能成本的持续下降和工艺的不断优化，氢基还原技术有望在高端钢材生产领域获得更广泛应用，推动钢铁行业向绿色化、高端化持续迈进。

来源：中国钢铁新闻网

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