通讯员李梓瑄 记者毕浩洋
2026年，对冶金与能源学院教师张伟来说，是极不平凡的一年。
9月，首届中澳绿铁技术院士专家研讨会暨2026届中澳绿铁青年科学家引领计划启动仪式在上海举行。中国仅有6位青年科学家入选该计划，张伟便是其中之一。同期，他入围了斯坦福大学与爱思唯尔（Elsevier）联合发布的2026年“全球前2%顶尖科学家榜单”。
面对接连而来的荣誉，张伟说：“感到惊喜和幸运。”而熟悉他的人知道，这份幸运背后，是一颗埋了十几年的“怀疑的种子”，是一场从实验室到钢厂的产学研接力，更是一份从导师身上接过来、又传递给学生的温暖。
一颗“怀疑的种子”长成原创理论
张伟的科研故事，始于求学时的一次“较真”。
“铁氧化物还原反应的热力学优势区图是炼铁学的经典理论，也是学习的重难点。我当时初步核算了一下教材上的数据，发现这个存在了100多年的经典理论竟然无法自圆其说。”
在导师邹宗树教授鼓励下，他花两周时间编写了一个热力学计算软件，又做了一些探索性实验，最终发表4篇EI论文和1篇SCI论文。虽然当时受博士课题重点限制，只能“浅尝辄止”，但怀疑的种子已经种下。如今，他仍指导博士生继续这一工作，已在权威SCI期刊发表两篇最新论文。张伟说：“我们的最终目标是完整地提出自己的理论体系，并改写国内外的冶金学教材。”
这种“从根上追问”的习惯，后来延续到富氢高炉研究中。面对如何预测新工艺间接还原度的难题，教材束手无策，全球论文众说纷纭。苏联拉姆公式虽被广泛引用，却误差太大，连拉姆教授本人也持保留意见。
张伟读博期间独创的间接还原度控制方程，被昆士兰大学Geoff Wang教授团队在氢冶金研究中完全采纳。这个方程，源于团队对氧气高炉的前沿探索。当时国内起步早、比较领先，大概2011、2012年，全球范围内做这个方向研究的人很少，相关工业实验也都是在他们之后才开展的。没有前人研究成果可以参考，教材、文献里也没有现成内容，只能自己摸索研究。因为起步早，团队率先建立了这套方程。但他仍觉得“不够完美”，又和武汉科技大学资深炼铁专家毕学工教授探讨，共同署名在权威期刊《钢铁》上首次发表论文，提出应用机器学习预测富氢高炉冶炼行为的方法。
最终，团队首创将机器学习模型与炼铁机理模型结合，以晋南富氢高炉工业数据为主，综合世界各国工业试验数据训练学习，建立多源富氢条件下的间接还原度预测模型，预测误差在3%以内。相关成果被认为达到世界领先水平。这套模型，相当于给高炉装上了“智慧大脑”。
让“清洁血液”流进高炉、走进生产线
在武汉科技大学从事博士后研究期间，张伟继续低碳炼铁研究。经薛正良教授、张一敏教授牵线，他结识张文海院士团队，并在张院士指导下攻关闪速炼铁新工艺的渗碳问题。
这是一项基础研究。该工艺由张文海院士提出，非常前沿，当时全世界都没有成熟投产的案例，只能通过理论研究和实验一步步验证可行性。面对未知，张伟毅然接下这项课题。
“那是我科研生涯获得的第一笔经费，我非常珍惜这次做项目的机会。”张伟回忆道。当时团队主要开展了碳相关的实验研究。有了经费支持和院士指导，张伟的研究逐步推进。以此为起点，他沿着理论计算、实验探索、仿真模拟的路径持续推进，落脚点始终是服务炼铁。在他看来，科研价值最终要体现在应用实效上。
从闪速炼铁起步，张伟的研究始终围着炼铁转。传统高炉靠焦炭和煤粉冶炼，碳排放高；富氢高炉则在高炉风口喷吹焦炉煤气、氢气、天然气、欧冶炉煤气等富氢气体，替代部分焦炭和喷吹煤粉，相当于给高炉换上“清洁血液”。氧气高炉则通过改变炉内气相组分，部分或全部弃用氮气，炉顶煤气经碳捕集后再从风口喷吹，形成“碳捕集+碳循环”新流程，理论上甚至可实现九成碳减排。
实验室里的构想，最终要过生产线这一关。经过国内外多家企业的中试和工业化应用，数据显示，与传统高炉相比，富氢高炉可减少约10%的碳排放。
好消息接踵而来。“多源富氢喷吹的长流程炼铁关键技术研发与应用”项目荣获2026年冶金科学技术奖三等奖。这是武汉科技大学冶金系炼铁方向数十年来首次以第一完成单位、第一完成人身份，在冶金行业最高科技奖项评选中取得突破。
奖项背后，是一组来自生产一线的数据。张伟团队已在宝钢股份、晋南钢铁等企业开展多源富氢喷吹工业试验，实现连续喷氢4年，喷氢系统年利用率达90%，富氢喷吹高炉利用系数达3.5 t/(m³·d)。近4年，相关技术已为晋南钢铁新增利润4.4亿元，实现CO₂减排6%—10%，SOₓ、NOₓ、VOCs等污染物排放减少5%—10%。其中，山西晋南钢铁的高炉富氢工业化生产，是全球少有的能持续数年盈利的氢冶金案例。
面对未来，张伟并不回避困难：“氢冶金目前尚处于建设期，还未到丰收期。”但他相信，正是这种从实验室到生产线的长期坚守，才让“清洁血液”真正流进了高炉。
薪火相传：火种往下传，队伍上一线
高难度的研究带来的是高强度的工作。支撑张伟前进的，是他的“引路人”和“接棒人”。
“我的三位导师邹宗树教授、薛正良教授、Henrik Saxén教授，他们都和我父亲那一辈年龄相仿。他们年轻时的科学仪器设备还很落后，遇到的困难肯定比我还多，但从他们身上很少看到失落、悲观等负面情绪。三位导师温暖的笑容、坚毅的品格和宽厚的人品一直是我的精神支柱。”
张伟说，他一直想把导师带给他的那份温暖传下去。实验卡住、研究遇到瓶颈时，他常提醒自己：老师不能先绕着困难走。老师若先找退路，学生就容易学会绕路；老师肯往前多蹚一步，学生才敢跟着闯。他要把导师传给他的那团火，再传给自己的学生。
如今，他指导的学生在各类比赛中屡获大奖，多名学生获国家奖学金。2026届硕士毕业生李翔鲲以第一作者身份在自然指数（Nature Index）收录期刊发表论文，打破冶金系炼铁方向历史纪录。李翔鲲提交的论文初稿存在逻辑断层、图表标注不规范等问题，张伟逐处批注，连漏写的标点也不放过；严谨之外，他又包容学生的研究节奏，叮嘱学生注意休息，自己却加班到凌晨改论文。李翔鲲在致谢中写道，真正的师者风范，是给学生足够的空间扎根，而非逼迫他们开花；他将铭记张伟“做人要有敬畏，做事要有依据”的教诲，以敬畏立心、以依据立行，在科研一线接续深耕。
谈及冶金学科的发展，张伟认为，“夕阳产业”的说法并不成立。冶金古老，却天然是交叉学科，正与化学、计算机、人工智能等加速融合；学校开设“冶金+信息”双学位班，正是着眼未来的布局。随着氢能、人工智能、机器人等新技术进入，冶金还会迎来新突破。但这条路并不轻松——除了本专业理论，学生还要掌握大量相邻学科知识，综合能力要求更高。
从质疑百年经典理论，到为高炉换上“清洁血液”与“智慧大脑”，张伟的科研故事既是一个人的成长，也映照着一群人的接力。高炉需要“清洁血液”，学科需要“智慧大脑”，而比技术更长久的，是那团从导师手中接过、又在学生手中亮起来的火。眼下，他依然守着高炉、带着学生，把一个个更绿色、更智能的方案，往生产线上推。火种没有声音，但高炉知道它来过。
