钢铁是工业的“骨骼”,曾因高能耗、高排放成为绿色转型的难题。在轰鸣的车间与静谧的实验室之间,安徽工业大学冶金工程学院博士生范春龙用数年时间完成了一场贯穿产学研的“科研折返跑”。作为中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划的入选者,他将国家“双碳”目标铭记于心,将青春汗水洒向烟气治理与钢渣资源化的攻关一线,真正把论文写进了产业转型的绿色篇章。
扎根现场破解难题
“选择钢铁低碳研究,既因安徽钢铁企业集中,烟气治理、钢渣利用需求迫切,也想为家乡钢铁企业的绿色转型出力。”范春龙坚持朴素的科研观:问题要从生产中来,成果要到生产中去。2022年夏天,他跟随导师团队深入铜陵一家铜再生企业,扎根生产一线长达三个月,攻坚有毒物二噁英与挥发性有机化合物VOCs的减排技术。
“车间和实验室完全不同,高温、噪声、复杂的工况......许多在实验室里设想完美的方案,一到现场就会遇到各种意料之外的挑战”。最棘手的是废铜热解油易冷凝堵塞抑制剂的喷头,从而影响治理的连续性。范春龙与企业工程师采集了不同工况下污染物的排放数据,分析了上百个样品,最终认识到传统末端治理技术存在局限,将喷洒点位调整至高温区,改用防粘附的脉冲喷头,并增加实时监测的清堵机制,最终破解难题。
由此,范春龙创新性地提出“过程抑制+末端减排”一体化控制思路。经过反复试验与优化,该技术最终实现二噁英与VOCs减排率超过95%的突破,达到行业先进水平。凭借显著的绿色低碳效益,该成果入选2024年度全国行业十大绿色低碳示范工程。
实验熔炉攻坚技术
科研之路从无坦途。在探索钢渣显热回收与固碳改性技术的初期,范春龙连续开展了60余次实验,却始终难以稳定回收热能。“那段时间最为煎熬。”他回忆道,“每次实验都要在近1500℃的高温熔渣环境中持续数小时,可得到的数据却总不理想。”面对僵局,他选择回归根本,重新研读文献,系统调整方案。
“直到第43次实验,发现某种添加剂能提升钢渣铸块的强度和固碳转化率,我立刻抓住这个细节改思路。”整整半年,范春龙白天实验,夜晚分析数据、查阅资料,循环往复。最终,通过引入新型添加剂并优化铸块结构,他成功研发出了基于熔渣铸块的显热回收协同固碳改性新技术。
该技术可高效回收钢渣中60%以上的显热,实现超过90%的固碳转化率,同步提升渣体性能,使其能直接用于功能填料生产,真正做到了“余热回收、渣体改性、CO2封存”三重效益一体化。目前,该技术已在宝武集团、中天钢铁等钢铁企业推广应用,单厂用这项技术每年能节约数千吨标准煤,降低数百万元能源成本,直接契合了企业降本增效的需求。
论文写在产业一线
截至目前,范春龙已在《Chem. Eng. 》《Sep. Purif. Technol.》等TOP期刊发表SCI、EI论文14篇,其中以第一作者发表8篇;申请发明专利16项,授权2项。“技术不能只停留在论文和专利里,要能解决企业难题、创造价值才算真有用。”如今,他的研究工作贯通了从基础理论探索、关键技术研发到工程化应用的全链条创新体系。
谈及未来,范春龙规划清晰:“继续深耕冶金固废资源化,把现有技术打磨得更成熟、更经济,让更多企业用得起;尝试将技术应用到其他工业领域的固废处置上,实现价值最大化。”对于同样想投身冶金或低碳领域的青年学生,他建议:“多去企业一线,那里有最真实的需求,能让科研不跑偏。”
在安徽推进“三地一区”建设、加速产业绿色转型的浪潮中,范春龙以脚步丈量需求,用实干破解难题。他把青春理想融入产业发展,为钢铁行业“低碳革命”注入青春动能,也书写出新时代安徽青年服务家乡、助力国家战略的青春答卷。这份扎根实际、务实创新的科研初心,必将指引他在钢铁绿色低碳转型的道路上走得更稳、更远。
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范春龙在对实验样品进行测试
(特约通讯员 吴 巍 记者 谢婷婷实习生 汤 甜)
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