旋转的爱

视频丨“新”钢铁是怎样炼成的？_我的网站

一 |     　　讯 8月14日，青海省政府新闻办举行青海省“开局起步‘十五五’”主题系列新闻发布会海南州专场。    如今，从航空航天到深海装备，对高性能钢的需求越来越迫切。

二 | 　　会上，海南州委常委、州人民政府常务副州长孙军霞介绍，海南州作为青海省国家清洁能源产业高地的核心承载区，目前已经成功构建了水电、风电、光伏、光热、储能“五位一体”的清洁能源发展格局，多能互补、协同发展的产业态势已经全面成型。现如今，清洁能源产业已经成为海南州培育新质生产力、推动绿色高质量发展、实现绿色崛起的核心支柱产业。

三 | 唐山的一间钢铁实验室正尝试用一种新思路来补上这块短板。未来五年，将坚定不移推进清洁能源强州战略，围绕基地建设、多能互补、电网升级、算电协同等关键环节，着眼国家所需、青海所能、海南所谋，加快经济社会发展全面绿色转型。海南州规划，到“十五五”末，全州清洁能源装机达到6800万千瓦。总台央视记者 宋文瑾：一把钢做的锤子和每天都需要承载成千上万吨列车来回碾压的特种钢材，二者同样是钢，差别怎么这么大？其实是因为它们的成分和制作工艺的不同。实现这个目标，将着重从四个方面做好工作。　　致力于基地加外送，扩展绿电输送新通道。将高标准、高质量推进海南清洁能源基地建设和青粤直流特高压外送通道建设，确保2029年顺利建成投运，让优质清洁的高原绿电，源源不断输送到粤港澳大湾区。

四 | 同时，依托茨哈峡、尔多两大优质大型水电资源开发，聚力打造水风光一体化综合能源基地，构建“多基地并联、多通道协同”的绿电外送新格局，持续扩大高原绿电东送、南送规模，进一步夯实海南州清洁能源基底。从生活中常见的自行车、汽车到深海装备、航空航天等等都需要用到特种钢材。最常用的制作方法是往钢里添加大量的合金元素，但其中有不少合金元素都需依赖国外进口，且价格昂贵。一个实验室提出了一种新路径，不需要往里面添加大量的合金元素也能造出高性能的钢铁。　　致力于储能调供需，稳固能源运行新底盘。

五 | 这台透射电镜能把样本放大到上百万倍。研究人员盯着的正是这些原子的“队形”。

六 | 钢之所以硬和韧，秘密都藏在这里。哪怕只是挪动几个原子的位置，钢的性能都可能大不一样。

七 | 将统筹布局、系统推进，打造以抽水蓄能为主体、新型储能和光热储能为补充的多层次、多元化能源调节保障体系，全面提升高海拔电网的调峰、调频和备用支撑能力，让电力系统运行更高效、更稳定。　　在抽水蓄能方面，加快同德抽水蓄能电站进度，力争哇让抽水蓄能电站“十五五”末实现首台机组并网发电；持续推进龙羊峡、茨哈峡、多隆（共和）、尔多抽水蓄能电站纳入国家抽水蓄能中长期发展规划，加快推进前期工作，进一步提升电网接纳新能源的能力。总台央视记者 宋文瑾：在钢的原子世界里，理想状态下原子的排列应该是规整的，但是在热加工过程中可能会出现碳化物。碳化物虽然会让钢的耐磨性提升，但是也会让钢变脆，还会因为受力产生片状的结构，叫孪晶，它属于钢的一种缺陷。

八 | 但是现在科研人员通过提升工艺可以定制这些缺陷，比如让孪晶把碳化物包裹起来，相当于给它穿上了一层防护铠甲，让钢变得既耐磨又有韧性。

九 | 把原本的缺陷变成了提升钢铁性能的帮手，这个叫作力学冶金技术，科研人员把这个称为化瑕为玉。

十 | 　　在新型储能方面，大力发展电化学、液流电池、重力储能、压缩二氧化碳等多元化新型储能，建成海南清洁能源基地配套电化学储能项目，形成长短时储能互补搭配的良好格局，持续优化电源结构。　　在光热发电方面，依托州内优质光热资源，紧扣青海省打造“中国光热之都”的总体目标，分批布局、示范引领，落地一批调节型光热项目，力争“十五五”期间光热装机突破200万千瓦，进一步提升新能源发电的稳定性和可调性。　　致力于算力拓路径，培育绿电消纳新场景。统筹科学开发和合理消纳，以建设数智化坚强电网为核心目标，持续完善五级电网网架结构。计划2027年开工建设兴和750千伏变电站，实施海西至海南750千伏电网加强工程，推动全州电网分层分区、高效协同、安全稳定运行。这样的微观变化究竟是怎么实现的呢？热模拟实验机像一位“原子级的指挥官”，能精准控制温度、压力、反应时间等因素来调节原子排布。　　充分发挥海南州“冷、凉、干、净”的独特气候优势，大力培育算力产业，推动绿电就地就近消纳，实现清洁能源、数字产业双向赋能，力争到“十五五”末，全社会用电量突破38亿千瓦时。研究人员会通过智能分析模型找出最理想的“排兵布阵”方案。此外，将大力推广“绿电直连”新模式，深化算电协同、飞地经济融合发展，招引一批算力项目和新能源装备制造企业，让绿电更好地服务于本地及周边市州产业发展，最大化盘活绿电资源。　　致力于地热促产业，开辟清洁能源新赛道。力学冶金技术造出的钢铁，它的性能究竟如何？还得靠实验数据说话。燕赵钢铁实验室执行主任 杨志南：常规处理后材料很快就断裂了，而3GPa的钢铁材料它承受了很长的拉伸应变，断裂应变达到了将近11%，抗拉强度达到了3050兆帕。将构建地热资源勘查、技术研发、发电应用、多元利用的全产业链发展体系。一方面，常态化开展地热资源精细勘查和潜力评估，搭建本地专业化地热技术研发平台，夯实产业发展基础；另一方面，集中攻坚地热发电核心技术，加大与国家科研机构和高校的合作力度，推动地热开发技术取得新突破，为商业化利用奠定坚实基础。同时，将持续拓展地热应用场景，不断扩大城镇地热集中供热覆盖范围，创新打造更多“地热+”产业发展模式，推动地热资源科学、集约、可持续利用，全力培育极具海南特色的绿色产业增长极。

十一 | 比如，一个1平方厘米面积大小的钢片能够承受住30吨的重物。过去想要让钢又强又韧，得往钢里添加总量超过30%合金，算下来一吨的成本往往要几万元起步，而力学冶金技术通过精准调控微观缺陷，把合金元素的总用量压到约5%。版权申明：凡注有“”或电头为“”的稿件，均为独家版权所有，未经许可不得转载或镜像；授权转载必须注明来源为“”，并保留“”的电头。    。燕赵钢铁实验室执行主任 杨志南：我们通过中试平台把实验室里的技术放大，在放大过程中还会出现一系列的问题，在这里把问题解决掉，最终能够为技术走到实际产线中奠定基础。截至目前，燕赵钢铁实验室已经有40多项绿色化、智能化、高端化的科研成果走出实验室，在河钢、首钢、敬业、冀南等钢铁企业落地应用，一块块“实验室里的钢”正逐渐变成生产线上的钢、大国重器里的钢。好钢用在刀刃上从大海深处到雪域高原，那些最吃劲的工程正是高性能钢真正的试金石。接下来跟随记者走出实验室，看力学冶金技术如何在工程现场接受考验。总台央视记者 宋文瑾：我的身旁是一大片海上风电场。风电机的塔筒足有20多层楼高，是钢制的；坐落于海床上的导管架有近50米，也是钢制的。由于海上的风很大，而且它们常年泡在海水里，这就对于钢的性能提出了很大的要求。华北理工大学冶金学院教授 敬业集团特聘专家 张朋：风电钢主要讲究它的综合力学性能，主要包括强度、韧性，在风中来回摇摆不会产生脆断；还有耐腐蚀性，不会在海水里快速地发生腐蚀，能够进一步提升寿命。研究人员给记者算了一笔账，一台海上风电机要用钢数百吨，换上力学冶金技术生产的高性能钢，钢板可以做得更薄，合金用量也大幅减少。一台机组省下来的成本少则几万元，多则十几万。

十二 | 放眼全国已经建成的数百座海上风电场，这笔账加起来相当可观。而钢的考验不仅在海上，高原铁路上的钢还要面对另一番挑战。高原环境紫外线强、昼夜温差大、地壳运动活跃、养护维修不便，一系列因素都给钢提出了很高的要求。通过力学冶金技术，研究人员做出了一种高性能铁路钢，专门应对高原这种“千锤百炼”的服役环境。

十三 | 中国工程院院士 燕赵钢铁实验室教授 张福成：利用我们的技术制造的辙叉服役寿命比普通辙叉提高了三倍，是原来辙叉寿命的四倍。变废为宝 以技术书写未来工业绿色答卷更强的钢、更大的工程背后还藏着一道更难的题——如何能变得更绿色、更环保。

十四 | 钢铁与有色冶金每年产生数以亿吨计的工业固废，长期堆存难以消纳，是世界级的环保难题。能不能把这些“废料”重新变成资源？总台央视记者 宋文瑾：这些红彤彤的粉末别看颜色漂亮，它的处理可是世界级的难题。它的名字叫赤泥，是生产氧化铝的副产物，每生产一吨氧化铝就会产生1.5吨左右的赤泥。

十五 | 它具有很强的污染性、强碱性，而且有很多重金属元素，目前全球堆放了50亿吨赤泥，而中国堆放了超16亿吨。其实单论赤泥的成分，里面含有很多高价值的金属元素，比如炼钢必备的铁，但是拿磁铁却什么也吸不上来。这是因为里面各项金属元素成分非常难以分离。但实验室取得了新突破，通过一个设备就能让它变废为宝。燕赵钢铁实验室熔盐固态电解技术负责人 梁精龙：它主要是把工业固废赤泥通过通电打破里面的结构。赤泥里边最主要的成分是三价铁，可以通过电解的形式让它转化成四氧化三铁。它的磁性很强，之后可以通过磁选的形式把磁铁矿分出来，直接用到钢铁领域。电解反应让赤泥里的铁被“改造”成强磁性物质，更容易被分离回收，铝、钛、钴、钪这些金属也会在溶液或渣中富集回收。

十六 | 一捧工业固废进到实验室出来的就是铁、铝、钛等这些有价值的资源产品。

十七 | 如今，这套技术已经在中试平台完成了更大规模的试验。燕赵钢铁实验室熔盐固态电解技术负责人 梁精龙：它已经可以达到300公斤，应该是世界上最大的。我们大体估算过，大概一吨赤泥可以产0.4吨的铁矿石铁矿粉，还可以产100公斤的氧化铝，最后渣子含钛能够达到25%到30%。研究人员告诉记者，整个反应能耗低，不烧煤、不排二氧化碳，还大大降低了赤泥的碱度，达到对水土完全无害的水平。对积存了超16亿吨赤泥的中国来说，这意味着堆了半个多世纪的“红色大山”不再只是环境的负担，而是一座待开采的“矿山”。与此同时，实验室对钢铁的探索还在继续，让钢回归本“素”：少加合金、少掺杂质、少排碳，给整个钢铁行业找一条更轻、更净、更绿的路。中国工程院院士 燕赵钢铁实验室教授 张福成：新时代钢铁的发展方向就是低碳、绿色、智能和高质量。我们提出了钢铁素化科学与技术，实现的性能达到了目前整个钢铁领域追求的强度的极限。面向国家的重大战略、重大工程，高原铁路、风电钢还有汽车钢都实现了规模化的生产，使钢铁的成本得到了降低，性能同时也得到了提升。在这里，缺陷可以化瑕为玉，废料可以变废为宝，传统产业也能长出“新质生产力”。钢铁素化科学与技术——这是新时代钢铁的方向，也是燕赵钢铁实验室交给未来的一份答卷。（总台央视记者 朱江 张伟 宋文瑾 王刚 李天雷）。

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Published on:14:18:50