鋼鐵行業(yè)2015-2025年技術發(fā)展預測昆明彩鋼夾芯板
1鋼鐵行業(yè)技術發(fā)展現狀
1.1現狀與成就
1996年我國鋼產量歷史性地突破1億t，躍居世界位。之后，在經濟發(fā)展和固定資產投資增長的拉動下，我國鋼產量出現階梯增長，2013年達到了7.79億t，連續(xù)多年成為世界產鋼大國。中國鋼鐵工業(yè)技術的進步有力支撐了行業(yè)發(fā)展，取得了顯著的成績，主要體現在如下方面：
1)品種結構不斷改善，產品質量得到提升
我國鋼鐵工業(yè)的持續(xù)增長有力支撐了國民經濟的發(fā)展，尤其是大量鋼鐵產品的成功自主生產，為國民經濟各主要用鋼產業(yè)的發(fā)展和升級換代提供了保障。我國鋼鐵產品的開發(fā)能力不斷增強，一批自主開發(fā)的關鍵鋼材品種達到國際先進水平，成功研制和生產出了一大批鋼鐵精品，如高速鐵路用百米重軌，高鋼級油氣輸送管線，高牌號無取向硅鋼和高磁感取向硅鋼，高級不銹鋼，超深井、耐腐蝕、抗擠毀油套管、大規(guī)格鎳基合金油管及核電蒸汽發(fā)生器用管等。
2)基本實現工藝流程裝備的大型化、自動化、國產化
大中型企業(yè)主體設備已達國際先進水平，一些工藝創(chuàng)新已經進入世界先進行列，已基本實現鋼鐵制造主要工藝技術和主體裝備的國產化，其中大型冶金設備國產化率達90%以上，噸鋼投資明顯下降。具備自主建設世界年產千萬噸級現代化鋼廠的能力，新一代鋼鐵流程工藝和裝備技術實現產業(yè)化，大中型鋼鐵企業(yè)主流程工藝和裝備基本實現了基礎及過程二級計算機自動控制，工廠級、公司級的三、四級計算機管理和控制也在許多工廠中實現。
煉鐵領域，高爐煉鐵整體工藝、裝備及生產技術處于世界先進水平。高爐大型化取得顯著進展，目前，超過75%的鐵水是由1000m3以上高爐生產，大中型高爐利用系數、風溫已優(yōu)于國外水平。國產的無料鐘爐頂設備、銅冷卻壁設備已在大型高爐上得到成功應用，高爐爐頂煤氣分析、高爐冷卻水高精度溫差和熱流強度監(jiān)測、風口燃燒監(jiān)測等技術在大型高爐上成功應用。自主研發(fā)的大型燒結、焦化設備和技術也已達到國際先進水平。
煉鋼領域，我國轉爐生產流程工藝與裝備技術進步明顯，初步建立起“鐵水預處理、轉爐煉鋼、鋼水精煉、恒拉速連鑄”四位一體的潔凈鋼生產流程體系，并實現了有效運行，成為鋼水質量提高，產品結構優(yōu)化的可靠基礎。轉爐全自動吹煉技術和“負能”煉鋼技術迅速發(fā)展并取得重大進步。一些企業(yè)正在積極嘗試頂底復吹轉爐雙渣、留渣工藝的探索，也在加緊試驗應用穩(wěn)定造渣、滑動水口出鋼等技術。電弧爐方面，我國已具備集束氧槍技術裝備的自主研發(fā)制造能力。我國鋼水精煉系統工藝和裝備已可立足國內，RH工藝裝備實現了出口，裝備制造達到了世界先進水平。恒拉速連鑄、薄板坯連鑄等技術的突破與提升促進了我國連鑄水平的提高。
軋鋼領域，我國大部分軋鋼企業(yè)裝備了先進的生產線和生產設備，大型冷連軋機、熱連軋機、高速線材軋機、三輥軋管機、超快速冷卻裝置等一大批先進裝備基本實現了國產化或自主集成，出現了寶鋼“先進高強度薄帶鋼制造技術”、漣鋼“薄板坯連鑄連軋半無頭軋制技術”等一批具有自主知識產權的技術裝備成果。
3)節(jié)能減排、資源綜合利用技術得到廣泛應用
近年來，我國鋼鐵工業(yè)以裝備大型化、現代化和采用先進技術促進節(jié)能減排。設備主體設施工序能耗、噸鋼綜合能耗不斷下降。鋼鐵工業(yè)重點推廣應用了以“三干三利用”為代表的重點領域節(jié)能減排措施，產生了較好的效果。污染綜合治理與能源梯級利用系統優(yōu)化，能源管控中心等技術推廣應用，大大地提高了鋼鐵行業(yè)的清潔生產技術水平，行業(yè)綜合能耗以及主要污染物排放大幅下降。
4)加大了礦產資源開發(fā)及利用技術的研究，為國內資源保障提供了支撐
在礦產資源方面，采礦技術與采場結構大型化相適應，采礦裝備大型化、系列化、自動化趨勢明顯，尤其是在自動控制、優(yōu)化控制及遠程控制方面取得較大突破，遙控采礦、無人工作面等在國內已有應用。貧赤鐵礦選礦技術取得重大突破，開發(fā)了高效圓錐破碎機、高壓輥磨機、大型攪拌磨等新型高效節(jié)能裝備，不斷推進破碎機、球磨機、浮選機等裝備的大型化。
貧鐵礦石開發(fā)與利用方面，大型鐵礦山露天井下協同開采及風險防控技術首創(chuàng)了露天井下協同開采理論與技術，創(chuàng)新了高陡邊坡穩(wěn)定性三維評價預警防控技術，防止了大型露天礦開采過程中重大地質災害；系統集成并開發(fā)了電磁場等強干擾環(huán)境下采空區(qū)探測及預警風險防控技術，將眾多隱患禁區(qū)轉變?yōu)榭捎觅Y源區(qū)，達到國際領先水平。
隨著我國鋼鐵工業(yè)的技術進步，前沿性和前瞻性技術逐漸成為鋼鐵科技創(chuàng)新的重要內容，并已取得部分技術國際領先的成績，如國際上先進的熔融還原技術已在國內率先實現產業(yè)化，一些關鍵技術得到不斷改進；薄帶鑄軋技術的開發(fā)、薄板坯半無頭連鑄連軋技術、非石化能源在鋼廠規(guī)模應用等也處在國際先進行列。
1.2技術發(fā)展趨勢
進入新世紀，特別是“十二五”以來，中國乃至世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化。冶金原料資源開發(fā)殆盡、現有資源質量下降、原燃料價格高漲、二氧化碳減排及環(huán)境負荷問題、來自其他材料的替代等壓力，都對鋼鐵工業(yè)提出了更為苛刻的要求。在這個大背景下，鋼鐵產業(yè)技術的發(fā)展也順應新一輪的科技革命和產業(yè)的發(fā)展，相應地出現了新的趨勢，即強調在滿足下游行業(yè)用鋼需求的基礎上實現以資源、環(huán)境友好為導向的高效流程工藝與產品生產制造技術的研發(fā)。主要表現在：
1)鋼鐵制造流程高效、綠色、可循環(huán)
雖然世界鋼鐵產業(yè)尚未出現具有突破性的新的制造流程，但立足于高效、綠色流程體系的建立，世界鋼鐵業(yè)已在開展相應的核心技術研究，并將研發(fā)的重點放在了節(jié)能減排、降低成本以及提高企業(yè)競爭力等方面。而且，減少碳排放是當今世界的熱點議題。近年來，歐盟、日本、美國等國家和地區(qū)的鋼鐵工業(yè)，通過研發(fā)新的低碳技術以應對未來的“碳挑戰(zhàn)”。為此，歐盟投入巨資開展了低碳技術研究，內容包括提高能源使用效率、增加可再生能源所占比例、低碳發(fā)電、溫室氣體減排技術等，并結合鋼鐵工業(yè)實際實施了超低二氧化碳煉鋼項目(ULCOS)。日本實施了“環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術項目(COURSE50)"，主要開展減少高爐二氧化碳排放量技術和從高爐煤氣中分離、回收二氧化碳技術開發(fā)。美國主要通過提高能源效率實現二氧化碳減排，正在進行的研究包括利用熔融氧化物電解(MOE)方式分離鐵，利用氫或其他燃料煉鐵。近年來，我國鋼鐵工業(yè)也愈加重視低碳技術和短流程工藝的研發(fā)，在薄帶鑄軋技術、熔融還原技術、無頭軋制技術等方面做出了大量的探索。
2)鋼鐵材料高性能、低成本、高質量、近終型、易加工
為保持鋼鐵材料作為基礎原材料的主導地位，提高世界鋼鐵工業(yè)的競爭力，國內外鋼鐵企業(yè)都在積極利用工藝技術的進步開發(fā)研究高技術含量、高附加值、低成本產品。如高強度鋼(HSS)和超高強度鋼(AHSS)品種，少鎳少鉬的高耐蝕新型不銹鋼，長壽命、抗疲勞的軸承鋼以及工模具鋼，具有耐腐蝕、耐火、耐熱、耐低溫、耐磨、抗震等功能的建筑用鋼、裝備制造用鋼以及交通用鋼，具有抗壓、防爆功能的容器鋼、裝甲鋼，具有止裂功能的特厚板以及適應不同應用要求的復合材料等。而成型方式和工藝技術的進步將進一步推動鋼鐵材料的發(fā)展，材料的高性能、多功能不僅對成型工藝提出了較高的要求，而對應用技術和應用環(huán)境的匹配陛和融合性的要求也越來越突出。因此，未來鋼鐵材料的研究，在充分考慮材料本身的同時更加強調應用技術和應用環(huán)境與應用條件的協同發(fā)展。
3)兩化融合驅動鋼鐵制造智能化、定制化
鋼鐵工業(yè)的信息化水平，不僅是改變傳統鋼鐵產業(yè)的銳利武器，也是衡量鋼鐵生產現代化水平的重要標志。而鋼鐵工業(yè)要滿足可持續(xù)協調發(fā)展的要求，必須在信息化和工業(yè)化深度融合的基礎上，加快實現自動化、網絡化、智能化制造進程，這是鋼鐵行業(yè)提高自身競爭力的戰(zhàn)略選擇，也是我國乃至世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要動力。
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