鋼鐵行業(yè)2015-2025年技術(shù)發(fā)展預(yù)測云南彩鋼板

　　1鋼鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　1.1現(xiàn)狀與成就

　　1996年我國鋼產(chǎn)量歷史性地突破1億t，躍居世界位。之后，在經(jīng)濟發(fā)展和固定資產(chǎn)投資增長的拉動下，我國鋼產(chǎn)量出現(xiàn)階梯增長，2013年達到了7.79億t，連續(xù)多年成為世界產(chǎn)鋼大國。中國鋼鐵工業(yè)技術(shù)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(xiàn)在如下方面：

　　1)品種結(jié)構(gòu)不斷改善，產(chǎn)品質(zhì)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(jīng)濟的發(fā)展，尤其是大量鋼鐵產(chǎn)品的成功自主生產(chǎn)，為國民經(jīng)濟各主要用鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級換代提供了保障。我國鋼鐵產(chǎn)品的開發(fā)能力不斷增強，一批自主開發(fā)的關(guān)鍵鋼材品種達到國際先進水平，成功研制和生產(chǎn)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(xiàn)工藝流程裝備的大型化、自動化、國產(chǎn)化

　　大中型企業(yè)主體設(shè)備已達國際先進水平，一些工藝創(chuàng)新已經(jīng)進入世界先進行列，已基本實現(xiàn)鋼鐵制造主要工藝技術(shù)和主體裝備的國產(chǎn)化，其中大型冶金設(shè)備國產(chǎn)化率達90%以上，噸鋼投資明顯下降。具備自主建設(shè)世界年產(chǎn)千萬噸級現(xiàn)代化鋼廠的能力，新一代鋼鐵流程工藝和裝備技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，大中型鋼鐵企業(yè)主流程工藝和裝備基本實現(xiàn)了基礎(chǔ)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(xiàn)。

　　煉鐵領(lǐng)域，高爐煉鐵整體工藝、裝備及生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)，大中型高爐利用系數(shù)、風(fēng)溫已優(yōu)于國外水平。國產(chǎn)的無料鐘爐頂設(shè)備、銅冷卻壁設(shè)備已在大型高爐上得到成功應(yīng)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(fēng)口燃燒監(jiān)測等技術(shù)在大型高爐上成功應(yīng)用。自主研發(fā)的大型燒結(jié)、焦化設(shè)備和技術(shù)也已達到國際先進水平。

　　煉鋼領(lǐng)域，我國轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)進步明顯，初步建立起“鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐煉鋼、鋼水精煉、恒拉速連鑄”四位一體的潔凈鋼生產(chǎn)流程體系，并實現(xiàn)了有效運行，成為鋼水質(zhì)量提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可靠基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)爐全自動吹煉技術(shù)和“負能”煉鋼技術(shù)迅速發(fā)展并取得重大進步。一些企業(yè)正在積極嘗試頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐雙渣、留渣工藝的探索，也在加緊試驗應(yīng)用穩(wěn)定造渣、滑動水口出鋼等技術(shù)。電弧爐方面，我國已具備集束氧槍技術(shù)裝備的自主研發(fā)制造能力。我國鋼水精煉系統(tǒng)工藝和裝備已可立足國內(nèi)，RH工藝裝備實現(xiàn)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(shù)的突破與提升促進了我國連鑄水平的提高。

　　軋鋼領(lǐng)域，我國大部分軋鋼企業(yè)裝備了先進的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)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(xiàn)了國產(chǎn)化或自主集成，出現(xiàn)了寶鋼“先進高強度薄帶鋼制造技術(shù)”、漣鋼“薄板坯連鑄連軋半無頭軋制技術(shù)”等一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備成果。

　　3)節(jié)能減排、資源綜合利用技術(shù)得到廣泛應(yīng)用云南彩鋼板

　　近年來，我國鋼鐵工業(yè)以裝備大型化、現(xiàn)代化和采用先進技術(shù)促進節(jié)能減排。設(shè)備主體設(shè)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(yīng)用了以“三干三利用”為代表的重點領(lǐng)域節(jié)能減排措施，產(chǎn)生了較好的效果。污染綜合治理與能源梯級利用系統(tǒng)優(yōu)化，能源管控中心等技術(shù)推廣應(yīng)用，大大地提高了鋼鐵行業(yè)的清潔生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)資源開發(fā)及利用技術(shù)的研究，為國內(nèi)資源保障提供了支撐云南彩鋼板

　　在礦產(chǎn)資源方面，采礦技術(shù)與采場結(jié)構(gòu)大型化相適應(yīng)，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(nèi)已有應(yīng)用。貧赤鐵礦選礦技術(shù)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(xié)同開采及風(fēng)險防控技術(shù)首創(chuàng)了露天井下協(xié)同開采理論與技術(shù)，創(chuàng)新了高陡邊坡穩(wěn)定性三維評價預(yù)警防控技術(shù)，防止了大型露天礦開采過程中重大地質(zhì)災(zāi)害；系統(tǒng)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(yù)警風(fēng)險防控技術(shù)，將眾多隱患禁區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎觅Y源區(qū)，達到國際領(lǐng)先水平。

　　隨著我國鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進步，前沿性和前瞻性技術(shù)逐漸成為鋼鐵科技創(chuàng)新的重要內(nèi)容，并已取得部分技術(shù)國際領(lǐng)先的成績，如國際上先進的熔融還原技術(shù)已在國內(nèi)率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，一些關(guān)鍵技術(shù)得到不斷改進；薄帶鑄軋技術(shù)的開發(fā)、薄板坯半無頭連鑄連軋技術(shù)、非石化能源在鋼廠規(guī)模應(yīng)用等也處在國際先進行列。

　　1.2技術(shù)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(xiàn)有資源質(zhì)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(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展也順應(yīng)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相應(yīng)地出現(xiàn)了新的趨勢，即強調(diào)在滿足下游行業(yè)用鋼需求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)以資源、環(huán)境友好為導(dǎo)向的高效流程工藝與產(chǎn)品生產(chǎn)制造技術(shù)的研發(fā)。主要表現(xiàn)在：云南彩鋼板

　　1)鋼鐵制造流程高效、綠色、可循環(huán)

　　雖然世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)尚未出現(xiàn)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(yīng)的核心技術(shù)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(dāng)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(shù)以應(yīng)對未來的“碳挑戰(zhàn)”。為此，歐盟投入巨資開展了低碳技術(shù)研究，內(nèi)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(shù)等，并結(jié)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(shù)項目(COURSE50)"，主要開展減少高爐二氧化碳排放量技術(shù)和從高爐煤氣中分離、回收二氧化碳技術(shù)開發(fā)。美國主要通過提高能源效率實現(xiàn)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(shù)和短流程工藝的研發(fā)，在薄帶鑄軋技術(shù)、熔融還原技術(shù)、無頭軋制技術(shù)等方面做出了大量的探索。

　　2)鋼鐵材料高性能、低成本、高質(zhì)量、近終型、易加工

　　為保持鋼鐵材料作為基礎(chǔ)原材料的主導(dǎo)地位，提高世界鋼鐵工業(yè)的競爭力，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)都在積極利用工藝技術(shù)的進步開發(fā)研究高技術(shù)含量、高附加值、低成本產(chǎn)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(yīng)不同應(yīng)用要求的復(fù)合材料等。而成型方式和工藝技術(shù)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(yīng)用技術(shù)和應(yīng)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(diào)應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境與應(yīng)用條件的協(xié)同發(fā)展。

　　3)兩化融合驅(qū)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(tǒng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的銳利武器，也是衡量鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。而鋼鐵工業(yè)要滿足可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的要求，必須在信息化和工業(yè)化深度融合的基礎(chǔ)上，加快實現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)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。

　　目前，世界先進國家強調(diào)人性化、安全化的管理模式，實現(xiàn)生產(chǎn)高度自動化，在向著“無人化”車間邁進。生產(chǎn)車間采用信息化管理系統(tǒng)對車間作業(yè)計劃進行數(shù)字化、智能化管理，其終發(fā)展方向是少人甚至是無人化運作模式�！盁o人化”車間是制造業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)化向現(xiàn)代工業(yè)化轉(zhuǎn)型的重要體現(xiàn)，其示范和推廣應(yīng)用對于提升鋼鐵制造業(yè)的整體技術(shù)水平具有重要的戰(zhàn)略意義。

　　另外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也將是鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個重點，利用無線傳感器達到、快速化檢測與控制，將生產(chǎn)線裝備各類信息進行整合。很多國外鋼鐵企業(yè)已經(jīng)搭建了融合核心業(yè)務(wù)的信息網(wǎng)，成為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要設(shè)施，為生產(chǎn)線的高度信息化管理奠定了堅實的硬件基礎(chǔ)。很多發(fā)達國家已經(jīng)把物聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在冶金裝備研發(fā)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)也擁有較大的應(yīng)用空間。借助于先進的物聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)可以自動、實時、準確、詳細地獲取鋼鐵生產(chǎn)中各方面的信息，并有效進行篩選與集成，為企業(yè)提供系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)源，還為企業(yè)管理與系統(tǒng)維護提供更好的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)已經(jīng)成為鋼鐵強國的“必爭之地”。

　　智能機器人和無人控制系統(tǒng)的應(yīng)用�，F(xiàn)在世界先進國家正在展開對工業(yè)智能化制高點的爭奪，特別是日本，對于工業(yè)機器人的研究已經(jīng)開展了幾十年，遠遠領(lǐng)先國際平均水平。目前在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中智能機器人應(yīng)用較少，各大公司正在競相開發(fā)這一領(lǐng)域，智能機器人和全工序無人控制系統(tǒng)將是未來一段時間應(yīng)關(guān)注的另一個重點領(lǐng)域。

　　1.3現(xiàn)存主要問題

　　1)資源、環(huán)境的制約

　　2012年，我國進口鐵礦石7.44億t，對外依存度高達68%，過高的對外依賴不僅制約了我國鋼鐵工業(yè)的競爭力，同時也威脅著國家經(jīng)濟安全。通過有效的技術(shù)手段提高自有礦產(chǎn)資源的開采效率和利用率，是我國鋼鐵工業(yè)良性安全發(fā)展的基本保證。另外，鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國總能耗的1/8左右，污染物排放占全國的1/6左右，巨大的排放總量加重了環(huán)境的負荷，影響了人類的生存空間。隨著國家環(huán)保法的公布和新的排放標(biāo)準的實施，鋼鐵企業(yè)將普遍面臨著環(huán)保不達標(biāo)的壓力，而化解這些壓力的根本出路是通過技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用減少企業(yè)的排放量。

　　2)制造流程效率和能效水平低

　　我國鋼鐵生產(chǎn)單體工序能效和整體流程效率偏低，雖然在某幾項單體工序上指標(biāo)也能達到國際水平，但單體新技術(shù)和新裝備基本都依靠引進，或者是引進后再逐漸國產(chǎn)化，缺乏原創(chuàng)性和前沿性的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)出，很難進一步提升，更談不上整個制造流程上的革新。加強先進制造流程技術(shù)研究，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)與智能化技術(shù)進一步完善現(xiàn)有流程界面技術(shù)，是實現(xiàn)鋼鐵流程高效率、高能效的重要支撐。

　　3)市場同質(zhì)化競爭加劇，以創(chuàng)新為主導(dǎo)的差異化不明顯

　　近幾年來，產(chǎn)品定位的同質(zhì)化加劇了市場的同質(zhì)化競爭。在這種情況下，多數(shù)企業(yè)開始考慮推行差異化發(fā)展戰(zhàn)略。差異化的形成依賴于企業(yè)的自主創(chuàng)新能力和生產(chǎn)制造能力，包括新產(chǎn)品、新材料的開發(fā)和持續(xù)提升能力，這就要求企業(yè)不僅要有捕捉市場需求包括未來需求的能力，并將需求快速轉(zhuǎn)化為能夠滿足應(yīng)用的產(chǎn)品的能力，更要求企業(yè)能有創(chuàng)造需求，建立新的產(chǎn)品消費市場的能力，圍繞國民經(jīng)濟發(fā)展需要，滿足相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷提升的需求是鋼鐵企業(yè)的責(zé)任。

　　4)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性較差

　　目前，我國一些鋼材產(chǎn)品的好指標(biāo)已能達到國際先進水平，但就產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性來看，一些產(chǎn)品批次間質(zhì)量波動較大。提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，一方面要強化生產(chǎn)流程的穩(wěn)定性和生產(chǎn)系統(tǒng)的、匹配；另一方面要加強產(chǎn)品制造過程的質(zhì)量控制，實現(xiàn)產(chǎn)品微觀組織的在線閉環(huán)控制；另外，加大產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也是實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的關(guān)鍵。同時，加快新工藝的開發(fā)，實現(xiàn)工藝對質(zhì)量的保證，可以從根本上解決產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性問題。

　　2鋼鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展目標(biāo)及方向

　　2.1發(fā)展思路

　　為貫徹落實《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，以世界鋼鐵工業(yè)技術(shù)為目標(biāo)，以流程優(yōu)化和實現(xiàn)鋼鐵制造三項功能為重點，突破制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)，不斷推進產(chǎn)品品種質(zhì)量、工藝技術(shù)和標(biāo)準的升級，通過原創(chuàng)性科技創(chuàng)新和信息化技術(shù)的深度融合，構(gòu)建我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)體系，提升我國鋼鐵工業(yè)競爭力。

　　2.2發(fā)展總體目標(biāo)

　　未來5-10年我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是，在重點企業(yè)、重點技術(shù)、重點產(chǎn)品和重大先進裝備技術(shù)方面的技術(shù)創(chuàng)新取得突破性進展，切實推動我國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵陛和共性技術(shù)的發(fā)展，提升自主創(chuàng)新能力，在一批前沿技術(shù)研發(fā)上有所突破，并實現(xiàn)部分關(guān)鍵原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　。云南彩鋼板云南彩鋼板