该炉壁枪的研发测试是欧盟资助的协作项目组成部分，由意大利独立测试、检验、认证及工程咨询服务机构RINA统筹协调，合作伙伴包括西马克集团、日本Nippon Gases、德国亚琛工业大学、意大利钢铁企业Pittini、西班牙CELSA集团及意大利AFV Gruppo Beltrame。该项目"开发并实现电弧炉液态钢生产用氢基炉壁枪应用——DevH2forEAF-GA编号：101034081"旨在研发并验证一种可从天然气无缝切换至100%氢气的强韧多燃料型炉壁枪，使电弧炉（EAF）能够将氢气作为主燃料或辅助燃料，从而降低炼钢过程中的直接二氧化碳排放。
西马克集团主导炉壁枪设计，将热力学与动力学建模结合先进CFD（计算流体动力学）仿真技术，确保在严苛电弧炉工况下实现优化燃烧及机械热力学韧性。
成功之路
验证计划在意大利贝加莫达尔米纳的 RINA 燃烧试验站启动。试验功率由 1 MW 增至 3 MW，氢气掺量从 0% 提升至 100%，在受控条件下评估炉壁枪的运行稳定性、火焰特性、传热性能及响应行为。该阶段验证了预测模型并为工业试验参数提供了依据，为在生产环境中实现可扩展应用奠定了基础。
2024年10月底，初步工业示范在意大利奥索普（Osoppo）Pittini集团旗下的Ferriere Nord公司展开。为期两天的试验中，炉壁枪运行平稳，在约3 MW功率下氢气含量迅速从0%提升至100%，并在部分时段达到4 MW。若干炉次仅使用西马克 H2燃烧器冶炼，其他炉壁枪被关闭，从而实现了氢燃烧与传统燃烧的直接对比。试验验证了炉壁枪的机械与热稳定性，并在实际电弧炉运行中展示出稳定性能，包括快速燃料切换和可靠的火焰稳定性。
Ferriere Nord 的试验为在工业熔炼工序中优化控制策略、燃料管理、安全规程和氢气物流提供了宝贵的运行数据。测试结果进一步巩固了该炉壁枪在常规生产中的实用性，并推动了合作项目向更广泛应用迈进。
基于上述成果，2025年4月在巴塞罗那CELSA集团进行的测试，于另一真实电弧炉环境中验证了工业级性能。西马克H2炉壁枪连续运行两天，输出功率超过4MW，并实现了从天然气到100%氢气的无缝切换。巴塞罗那测试证实，只要解决现场集成问题，氢基炉壁枪已具备投入商业生产环境的条件。
对绿色炼钢的意义
此次工业示范标志着电炉炼钢脱碳进程的关键突破。将氢基炉壁枪集成至电弧炉，既能大幅削减化石燃料相关的二氧化碳排放，又能保持工厂的灵活性和生产效率。对于追求绿色钢铁目标的生产商而言，西马克氢基炉壁枪提供了无需重构炉体的实用化氢能集成路径。该炉壁枪技术支持渐进式氢能采用，既能适应供应波动，又可在低碳氢可用时灵活使用，同时确保运行完整性与稳定性能。
其多燃料特性亦支持务实的转型策略：钢铁企业可逐步混入氢气，优化燃料成本，并在能源转型期间降低风险。此外，工业化部署为积累安全、物流及工艺集成经验提供了平台，这对行业更广泛应用具有重要价值。经过实验室验证及两轮重大工业应用验证，西马克 H2炉壁枪的技术成熟度已实现重大突破。
于生产用电弧炉中采用氢气燃烧在技术上是可行的、安全的，并且在实际工厂中、不同额定功率下实施的可靠性已获全面验证。西马克集团已突破概念验证阶段，为钢铁企业提供了切实可行的方案，助力其加速脱碳进程并迈入电炉炼钢的氢能时代。
技术亮点
- 宽功率范围适用性：经实验室1MW至工业环境4MW验证，具备高效传热性能，适用于所有氢气比例。
- 燃料全谱兼容：实现天然气至100%氢气的无缝可控切换，燃烧稳定性与火焰效率不受影响。
- 坚固设计：炉壁枪及辅助系统展现出卓越的机械与热力韧性，可承受电弧炉热辐射及燃料成分与功率的反复瞬态变化。