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“十四五”鋼鐵工業(yè)科技創(chuàng)新方向:以綠色化和智能化為核心主題,瞄準關鍵短板發(fā)力

2021-02-24 10:25:00

 中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
 記者 朱曉波
 
  “‘十三五’期間,我國鋼鐵工業(yè)依靠科技創(chuàng)新引領行業(yè)高質量發(fā)展,重大科技成果不斷涌現(xiàn),科技實力和創(chuàng)新能力顯著增強,科技創(chuàng)新為促進中國鋼鐵工業(yè)既大又強發(fā)展增添了勃勃生機,為打造制造強國奠定了堅實基礎?!敝袊撹F工業(yè)協(xié)會科技環(huán)保部主任姜尚清在接受《中國冶金報》記者專訪時表示。
 
  回望“十三五”
  鋼鐵業(yè)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(fā)生產(chǎn)的“手撕鋼”(寬幅精密帶鋼箔材)點贊,在行業(yè)內(nèi)引起極大反響?!笆炙轰摗币驗楣に囯y度大,產(chǎn)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(yè)科技創(chuàng)新的一個縮影。
  姜尚清告訴《中國冶金報》記者,為支持 “中國名片”走向世界,鋼鐵人緊跟需求,研發(fā)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(chǎn)品生產(chǎn)難題。除了“手撕鋼”, “十三五”期間一批鋼鐵高端產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)化替代能力,為大飛機和高鐵制造全面實現(xiàn)關鍵部件國產(chǎn)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(yè)‘強筋壯骨’持續(xù)提供高品質材料支撐的能力?!彼@樣強調(diào)。
  姜尚清表示,近年來,鋼鐵行業(yè)突破了一批關鍵產(chǎn)品的制約,帶動并支撐了下游用鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級換代,為實現(xiàn)制造業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈中高端攀升奠定了基礎。經(jīng)過幾代鋼鐵人的不斷努力,中國鋼鐵工業(yè)科技水平得到提高。伴隨產(chǎn)業(yè)技術裝備水平提升和質量體系的不斷完善,鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品結構得到優(yōu)化,鋼材產(chǎn)品質量大幅度提升,滿足了國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構演變帶來的消費結構變化,促進了中國制造業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈中高端攀升。一是我國高性能鋼材的生產(chǎn)和應用比例顯著提高,帶動并支撐了下游用鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級換代。二是鋼鐵工業(yè)緊跟市場需求,在新材料研發(fā)和解決“卡脖子”產(chǎn)品生產(chǎn)難題方面不斷取得突破,一些產(chǎn)品已實現(xiàn)由跟隨向領跑的跨越。目前,我國生產(chǎn)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(chǎn)品已穩(wěn)步進入國際第一梯隊。
  姜尚清向《中國冶金報》記者舉例說,中國寶武QP1500等第三代高強度汽車鋼的研發(fā)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(guī)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(fā)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(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)國產(chǎn)化。
  這些高端鋼鐵材料的成功研制和批量生產(chǎn),離不開鋼鐵行業(yè)工藝流程技術與裝備的不斷創(chuàng)新。姜尚清告訴《中國冶金報》記者,“十三五”期間,鋼鐵行業(yè)通過一批關鍵技術的研發(fā)應用,不僅進一步提升了我國鋼鐵制造水平,而且支撐了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的轉型升級。目前,我國鋼鐵工業(yè)基本實現(xiàn)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(chǎn)化,大型冶金設備國產(chǎn)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(chǎn),我國已經(jīng)形成全世界規(guī)模最大、現(xiàn)代化程度最高的鋼鐵生產(chǎn)體系。我國鋼鐵技術裝備不但基本實現(xiàn)了自主可控,而且伴隨著“一路一帶”項目走出國門,實現(xiàn)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(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件,低碳綠色發(fā)展是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)轉型升級高質量發(fā)展的關鍵。為此,鋼鐵行業(yè)主動作為,以科技創(chuàng)新賦能綠色發(fā)展,重點開發(fā)應用了一批節(jié)能環(huán)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(tǒng)計鋼鐵企業(yè)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(yè)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(xiàn)出一批綠色花園式工廠、清潔生產(chǎn)環(huán)境友好型工廠。
  智能制造為鋼鐵工業(yè)高質量發(fā)展助力。智能制造是推動傳統(tǒng)制造業(yè)質量變革、效率變革、動力變革,實現(xiàn)高質量發(fā)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(yōu)質、低耗、安全、環(huán)?!?,全面提升發(fā)展水平,實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)高質量發(fā)展已經(jīng)成為共識。目前,鋼鐵行業(yè)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(guī)模定制等方面,鋼鐵行業(yè)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(chǎn)效率、產(chǎn)品質量和企業(yè)經(jīng)營管理水平。鋼鐵企業(yè)紛紛聚焦集控技術、智能裝備技術、大數(shù)據(jù)技術、人工智能技術、移動物聯(lián)網(wǎng)技術、工業(yè)網(wǎng)絡安全技術、虛擬制造技術等技術的研究,并探索在研發(fā)、能源管控、質量控制、運行管理等方面的應用。姜尚清告訴《中國冶金報》記者,寶武、沙鋼、南鋼等企業(yè)建立了“黑燈工廠”和智能車間,已實現(xiàn)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(yè)區(qū)精簡為18個,42個分散的中控室優(yōu)化為1個集控中心統(tǒng)一控制,436名操作人員撤離3D區(qū)域,鐵水成本降低10元~50元/噸鐵,實現(xiàn)生產(chǎn)高效安全協(xié)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(xiàn)場操控一律集中、操作崗位一律采用機器人、運維監(jiān)測一律遠程、服務環(huán)節(jié)一律上線,在整體架構方面形成了智能工廠、智慧運營、協(xié)同生態(tài)3個層次,其寶山基地工廠已入選世界經(jīng)濟論壇發(fā)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(fā)力
 
  姜尚清指出,今年是“十四五”開局之年,鋼鐵行業(yè)也站在了新的歷史交匯點上,科技創(chuàng)新也被提高到前所未有的高度。但鋼鐵工業(yè)科技創(chuàng)新在關鍵核心技術領域,創(chuàng)新短板依然突出。原創(chuàng)性技術成果不足、基礎理論產(chǎn)業(yè)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(chǎn)品仍需進口。
  “特別是由于長期以來粗放式發(fā)展積累下來的深層次矛盾,迫使我國鋼鐵工業(yè)在面對國際技術飛速進步和市場環(huán)境深刻變化時,需要更加重視科技進步。這些都是我們實現(xiàn)高質量發(fā)展、從鋼鐵大國邁向鋼鐵強國必須解決的問題?!苯星灞硎尽?/div>
  談及“十四五”期間我國鋼鐵行業(yè)科技創(chuàng)新的主要任務和方向,姜尚清認為,從創(chuàng)新上說我國鋼鐵工業(yè)要有能力引領世界鋼鐵工業(yè)科技發(fā)展潮流,要有能力研發(fā)先進產(chǎn)品保障下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,要有能力保持鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展能力,要有能力為中國和世界的發(fā)展做出不可替代的貢獻。這就需要我們以自主可控為戰(zhàn)略基點,以綠色化和智能化為核心主題,瞄準關鍵短板發(fā)力,構建創(chuàng)新生態(tài)圈,走好科技創(chuàng)新之路。
  一是要將短板技術攻關作為科技創(chuàng)新的主攻方向。目前我國進口的鋼材中,仍有約20%尚未實現(xiàn)自主可控,雖然量只有200多萬噸,但多用于國內(nèi)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(fā)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(chǎn)業(yè)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(yè)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(tài),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(nèi),鋼鐵仍將為世界發(fā)展和人類進步發(fā)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(fā)展結合不緊密,限制了鋼材應用范圍。
  鋼鐵工業(yè)要實現(xiàn)從跟跑到領跑世界鋼鐵工業(yè)的跨越,從根本上將科技創(chuàng)新“補短板”“強基礎”“促提升”統(tǒng)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(chuàng)性的創(chuàng)新成果擴大、增強產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)業(yè)升級的先發(fā)優(yōu)勢和后續(xù)勁頭。下一步,我們要強化戰(zhàn)略導向和目標引導,瞄準科技前沿,最終實現(xiàn)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(fā)展的兩大主題。鋼鐵行業(yè)是我國排放工業(yè)煙氣、消耗資源、產(chǎn)生固廢的主要行業(yè)之一。目前,我國鋼鐵生產(chǎn)仍以傳統(tǒng)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(yè)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(xiàn)有技術投資運行成本高昂、忽視非常規(guī)污染物等問題。2020年9月,習近平主席在第七十五屆聯(lián)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(xiàn)碳中和。同時,在全球最嚴格的鋼鐵環(huán)境保護標準倒逼下,我國已經(jīng)掌握了部分世界領先的節(jié)能減排技術。面對并存的機遇與挑戰(zhàn),我國鋼鐵工業(yè)需要順勢而為,力爭引領世界鋼鐵工業(yè)綠色發(fā)展。一方面,鋼鐵企業(yè)要圍繞煙氣治理、固體廢棄物綜合利用、節(jié)能降耗等重點領域自主開發(fā)新技術新工藝;另一方面,要合理提升電爐短流程比例,研發(fā)低碳冶金新技術,拓展節(jié)能減排新途徑,實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。
  近年來,智能制造在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展、分工格局和推動形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式帶來重要影響。我國目前多數(shù)鋼鐵企業(yè)還停留在兩化融合階段,生產(chǎn)過程中大數(shù)據(jù)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(tǒng)集成升級,以及企業(yè)智能提升動力不足等問題。鋼鐵工業(yè)需要充分把握新一代信息技術帶來的產(chǎn)業(yè)革命契機,將智能傳感器、第五代移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)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(fā)展新動能,搶占未來發(fā)展制高點,打造我國鋼鐵行業(yè)競爭新優(yōu)勢。
“總之,我們要加快建立具有自主知識產(chǎn)權的鋼鐵材料體系,實現(xiàn)高端裝備、重大工程的關鍵鋼鐵材料自主可控和可持續(xù)創(chuàng)新能力提升。以綠色化、智能化為牽引,構建鋼鐵與下游產(chǎn)業(yè)、社會及自然融合發(fā)展的生態(tài)圈,實現(xiàn)高質量發(fā)展?!苯星遄詈髲娬{(diào)。 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:楊珊山

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