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      1. 新聞資訊

        中國鋼鐵“十三五”科技發展成就和“十四五”創新方向

        友發鋼管集團——連續15年位列中國企業500強    丨    2021.02.24    丨    1671

        “‘十三五’期間,我國鋼鐵工業依靠科技創新引領行業高質量發展,重大科技成果不斷涌現,科技實力和創新能力顯著增強,科技創新為促進中國鋼鐵工業既大又強發展增添了勃勃生機,為打造制造強國奠定了堅實基礎?!比涨?,中國鋼鐵工業協會科技環保部主任姜尚清在接受記者專訪時表示。

        回望“十三五”

        鋼鐵業為中國制造提供了關鍵材料支撐

        去年5月12日,習近平總書記考察山西時,走進太鋼不銹鋼精密帶鋼有限公司,為太鋼自主研發生產的“手撕鋼”(寬幅精密帶鋼箔材)點贊,在行業內引起極大反響?!笆炙轰摗币驗楣に囯y度大,產品質量要求高,此前核心制造技術一直掌握在德國、日本等國家手中。事實上,“手撕鋼”只是“十三五”我國鋼鐵工業科技創新的一個縮影。

        姜尚清告訴記者,為支持“中國名片”走向世界,鋼鐵人緊跟需求,研發突破了一個又一個鋼鐵新材料,解決了一個又一個“卡脖子”產品生產難題。除了“手撕鋼”,“十三五”期間一批鋼鐵高端產品成功用于特高壓變電站、“華龍一號”核電機組、雪龍2號等“大國重器”和中俄東線天然氣管道、亞馬爾液化天然氣項目、烏東德和白鶴灘水電站等重大工程建設以及國防軍工領域。國產大飛機起落架用鋼、高鐵輪對用鋼、高鐵轉向架用鋼也已具備了國產化替代能力,為大飛機和高鐵制造全面實現關鍵部件國產化奠定了堅實基礎?!皼]有關鍵材料的突破,就沒有中國制造的強大。中國鋼鐵已具備為中國制造業‘強筋壯骨’持續提供高品質材料支撐的能力?!彼@樣強調。

        姜尚清表示,近年來,鋼鐵行業突破了一批關鍵產品的制約,帶動并支撐了下游用鋼產業的發展和升級換代,為實現制造業向產業鏈中高端攀升奠定了基礎。經過幾代鋼鐵人的不斷努力,中國鋼鐵工業科技水平得到提高。伴隨產業技術裝備水平提升和質量體系的不斷完善,鋼鐵行業產品結構得到優化,鋼材產品質量大幅度提升,滿足了國民經濟產業結構演變帶來的消費結構變化,促進了中國制造業向產業鏈中高端攀升。一是我國高性能鋼材的生產和應用比例顯著提高,帶動并支撐了下游用鋼產業的發展和升級換代。二是鋼鐵工業緊跟市場需求,在新材料研發和解決“卡脖子”產品生產難題方面不斷取得突破,一些產品已實現由跟隨向領跑的跨越。目前,我國生產的汽車用鋼、大型變壓器用電工鋼、高性能長輸管線用鋼、高速鋼軌、建筑橋梁用鋼等鋼鐵產品已穩步進入國際第一梯隊。

        姜尚清舉例說,中國寶武QP1500等第三代高強度汽車鋼的研發應用,為汽車輕量化提供了10%~20%的減重空間,也使我國高強度汽車鋼技術達到世界領先水平,目前,汽車鋼品種規格已滿足歐美、日、韓汽車和自主汽車品牌需求,高性能汽車鋼的開發應用為降低油耗、減少排放提供了支撐。再比如,我國鋼鐵企業自主研發生產的高鋼級X80管線鋼,不僅支撐了我國西氣東輸、中俄東線等管道建設,也成功助推我國長距離油氣管道建設與輸送技術實現由跟隨向領跑的跨越。中俄東線所需的直徑1422毫米、壁厚21.4毫米鋼管用X80鋼板,全部實現國產化。

        這些高端鋼鐵材料的成功研制和批量生產,離不開鋼鐵行業工藝流程技術與裝備的不斷創新。姜尚清告訴記者,“十三五”期間,鋼鐵行業通過一批關鍵技術的研發應用,不僅進一步提升了我國鋼鐵制造水平,而且支撐了產業發展的轉型升級。目前,我國鋼鐵工業基本實現了焦化、造塊、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等主要工序主體技術裝備的國產化,大型冶金設備國產化率達95%以上(按重量計算),噸鋼投資額明顯下降。隨著山東日照、寶武湛江等多個大型鋼鐵基地的建成投產,我國已經形成全世界規模*大、現代化程度*高的鋼鐵生產體系。我國鋼鐵技術裝備不但基本實現了自主可控,而且伴隨著“一路一帶”項目走出國門,實現了中國鋼鐵科技進步成果與世界共享。

        “與自然社會和諧友好是鋼鐵工業可持續發展的必要條件,低碳綠色發展是鋼鐵工業實現轉型升級高質量發展的關鍵。為此,鋼鐵行業主動作為,以科技創新賦能綠色發展,重點開發應用了一批節能環保新技術、新設施,大力推進超低排放改造,取得顯著成效?!苯星褰榻B,到2020年底,重點統計鋼鐵企業平均噸鋼綜合能耗、噸鋼二氧化硫排放量、噸鋼煙粉塵排放量明顯下降。一些鋼鐵企業在污染物治理設施應用和單位排放強度方面已達到世界先進水平,涌現出一批綠色花園式工廠、清潔生產環境友好型工廠。

        智能制造為鋼鐵工業高質量發展助力。智能制造是推動傳統制造業質量變革、效率變革、動力變革,實現高質量發展的重要引擎,將智能化融入鋼鐵制造和運營決策過程中,做到“精準、高效、優質、低耗、安全、環?!?,全面提升發展水平,實現鋼鐵行業高質量發展已經成為共識。目前,鋼鐵行業正在積極探索轉型升級方案,加速布局智能化鋼鐵制造。在智能車間、智慧礦山、大規模定制等方面,鋼鐵行業布局了多個智能制造試點示范和新模式項目,有效提高了生產效率、產品質量和企業經營管理水平。鋼鐵企業紛紛聚焦集控技術、智能裝備技術、大數據技術、人工智能技術、移動物聯網技術、工業網絡安全技術、虛擬制造技術等技術的研究,并探索在研發、能源管控、質量控制、運行管理等方面的應用。姜尚清告訴記者,寶武、沙鋼、南鋼等企業建立了“黑燈工廠”和智能車間,已實現24小時運轉不需多人值守。寶武韶鋼建立鋼鐵一體化智能管控平臺,50個作業區精簡為18個,42個分散的中控室優化為1個集控中心統一控制,436名操作人員撤離3D區域,鐵水成本降低10元~50元/噸鐵,實現生產高效安全協同;寶鋼股份制定了以“四個一律”為目標的智能制造實施路徑,即現場操控一律集中、操作崗位一律采用機器人、運維監測一律遠程、服務環節一律上線,在整體架構方面形成了智能工廠、智慧運營、協同生態3個層次,其寶山基地工廠已入選世界經濟論壇發布的全球“燈塔工廠”名單。

        展望“十四五”

        以綠色化和智能化為核心主題,瞄準關鍵短板發力

        姜尚清指出,今年是“十四五”開局之年,鋼鐵行業也站在了新的歷史交匯點上,科技創新也被提高到前所未有的高度。但鋼鐵工業科技創新在關鍵核心技術領域,創新短板依然突出。原創性技術成果不足、基礎理論產業融通技術研究還有待加強、一些前沿技術核心技術關鍵技術缺失、資源能源限制嚴重、智能化仍需深入等問題還存在,一批急需的關鍵高端產品仍需進口。

        “特別是由于長期以來粗放式發展積累下來的深層次矛盾,迫使我國鋼鐵工業在面對國際技術飛速進步和市場環境深刻變化時,需要更加重視科技進步。這些都是我們實現高質量發展、從鋼鐵大國邁向鋼鐵強國必須解決的問題?!苯星灞硎?。

        談及“十四五”期間我國鋼鐵行業科技創新的主要任務和方向,姜尚清認為,從創新上說我國鋼鐵工業要有能力引領世界鋼鐵工業科技發展潮流,要有能力研發先進產品保障下游產業發展需求,要有能力保持鋼鐵工業持續發展能力,要有能力為中國和世界的發展做出不可替代的貢獻。這就需要我們以自主可控為戰略基點,以綠色化和智能化為核心主題,瞄準關鍵短板發力,構建創新生態圈,走好科技創新之路。

        一是要將短板技術攻關作為科技創新的主攻方向。目前我國進口的鋼材中,仍有約20%尚未實現自主可控,雖然量只有200多萬噸,但多用于國內重點工程、重大裝備、國防軍工等關鍵領域,極易受制于人。特別是在航空軸承、航天發動機、時速350千米以上高鐵行走及制動部件、630攝氏度以上超超臨界火電機組、第四代核電機組、5G及信息產業關鍵部件、高技術船舶及海工裝備等制造用關鍵鋼鐵材料領域,還存在短板,需要行業加強攻關,填補空白。

        此外,我國在低碳冶金、近終形制造、智能制造等技術方面仍處于跟隨狀態,部分核心檢測和控制裝備仍依賴進口。在可以預見的時間內,鋼鐵仍將為世界發展和人類進步發揮不可替代的作用,但防腐、耐蝕、成型、焊接等應用技術與鋼鐵材料發展結合不緊密,限制了鋼材應用范圍。

        鋼鐵工業要實現從跟跑到領跑世界鋼鐵工業的跨越,從根本上將科技創新“補短板”“強基礎”“促提升”統籌推進,既要集中力量攻克一批“卡脖子”鋼鐵材料和核心技術,又要加強基礎研究和應用基礎研究,還要通過前瞻性、原創性的創新成果擴大、增強產品開發、產業升級的先發優勢和后續勁頭。下一步,我們要強化戰略導向和目標引導,瞄準科技前沿,*終實現核心技術的迭代升級與引領。

        二是要將綠色化和智能化作為科技發展的兩大主題。鋼鐵行業是我國排放工業煙氣、消耗資源、產生固廢的主要行業之一。目前,我國鋼鐵生產仍以傳統高爐流程為主,電爐短流程比例不足10%?!笆奈濉逼陂g,我國將全面推動鋼鐵行業超低排放,但是在鋼鐵超低排放改造實施過程中,還存在相關技術儲備不足、現有技術投資運行成本高昂、忽視非常規污染物等問題。2020年9月,習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論會上鄭重提出,中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。同時,在全球*嚴格的鋼鐵環境保護標準倒逼下,我國已經掌握了部分世界領先的節能減排技術。面對并存的機遇與挑戰,我國鋼鐵工業需要順勢而為,力爭引領世界鋼鐵工業綠色發展。一方面,鋼鐵企業要圍繞煙氣治理、固體廢棄物綜合利用、節能降耗等重點領域自主開發新技術新工藝;另一方面,要合理提升電爐短流程比例,研發低碳冶金新技術,拓展節能減排新途徑,實現鋼鐵工業綠色可持續發展。

        近年來,智能制造在全球范圍內快速發展,對產業發展、分工格局和推動形成新的生產方式、產業形態、商業模式帶來重要影響。我國目前多數鋼鐵企業還停留在兩化融合階段,生產過程中大數據等智能化技術未能充分應用,存在重智能硬件基礎建設、輕智能系統集成升級,以及企業智能提升動力不足等問題。鋼鐵工業需要充分把握新一代信息技術帶來的產業革命契機,將智能傳感器、第五代移動通信、物聯網、工業互聯網、人工智能、數字孿生、大數據與云計算等智能化技術融入鋼鐵制造和運營決策過程中,全面培育鋼鐵發展新動能,搶占未來發展制高點,打造我國鋼鐵行業競爭新優勢。

        “總之,我們要加快建立具有自主知識產權的鋼鐵材料體系,實現高端裝備、重大工程的關鍵鋼鐵材料自主可控和可持續創新能力提升。以綠色化、智能化為牽引,構建鋼鐵與下游產業、社會及自然融合發展的生態圈,實現高質量發展?!苯星?后強調。

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