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高端化、绿色化
发布日期:2022-05-21 01:51   来源:未知   阅读:

  钢铁原材料广泛服务于国民经济各行业,既可以作为原材料用于其他工业产品的生产、制造等,又能直接用于建筑、装饰行业及生产日常生活用品,是工业生产的“粮食”和社会生活中的必需品。

  日前,继工信部联合科技部、自然资源部印发《“十四五”原材料工业发展规划》(以下简称《规划》)之后,工信部、国家发改委、生态环境部又联合发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》),廓清钢铁工业实现高质量发展的目标和路径,明确提出力争到2025年,钢铁工业基本形成布局结构合理、资源供应稳定、技术装备先进、质量品牌突出、智能化水平高、全球竞争力强、绿色低碳可持续的高质量发展格局。

  我国是钢铁生产大国,“十三五”以来,粗钢产量接连迈上新台阶,2020年达10.65亿吨,占世界粗钢产量的57%,连续25年稳居全球钢铁生产第一位。在“十四五”期间,钢铁工业发展面临哪些新机遇和新挑战?该如何实现高质量发展?科技日报记者3月27日就这些问题对相关专家进行了采访。

  冶金工业规划研究院总工程师、俄罗斯自然科学院外籍院士李新创在接受记者采访时表示,钢铁产业是支撑我国经济快速发展的重要基础产业,同时也是我国典型的技术密集型、最具全球竞争力的产业。

  李新创说,当前,我国钢铁工业已经达到了“5G水平”,即“好产品、好规模、好价格、好服务、好品牌”,拥有最大、最活跃的内需市场,最全、最完整的产业体系,最多、最丰富的人才资源,最新、最先进的技术装备,最快、最及时的客户服务等,是我国制造业门类之中最具全球竞争力的行业。

  厚度小于0.05毫米的宽幅超薄精密不锈带钢是航空航天、军工核电、高端电子、新能源等高端领域的关键基础材料,一直以来仅有日本等少数国家可以生产,且宽度不足400毫米,价格极高,并被限制向我国前沿领域出口。

  太原钢铁(集团)有限公司(以下简称太钢集团)联合太原理工大学、燕山大学等单位经过多年努力,突破板形及厚度精度控制,钢质纯净度控制,轧制穿带和长线退火过程中的抽带、断带、折印、高平整度、高表面质量等关键技术,成功开发出厚度小于0.02毫米的宽幅超薄精密不锈带钢系列产品。

  A4纸的厚度有0.1毫米,厚度小于0.02毫米的宽幅超薄精密不锈带钢,相当于A4纸厚度的1/5,轻轻一撕就能撕开,被形象地称作“手撕钢”。

  除了自主研发的手撕钢在国际上首次实现厚度仅0.02毫米、宽度达640毫米外,太钢集团等还在生产技术上实现了多项突破,比如基于边界积分的压扁计算方法、耦合辊系变形和金属塑性成形工艺;以复合性多曲线锥度辊系配置、高强韧钛合金轧辊设计和多轧程板形动态控制为核心的成套轧制技术;多点转矩平衡补偿、非线性卷取张力动态调整的热处理线张力精准控制技术,这些技术解决了宽幅超薄精密不锈带钢长线退火过程中断带、折印及塌卷等世界性难题,实现了2吨以上的大卷重超薄带高效连续稳定生产。此外,太钢集团等还开发出软态、高硬高弹等性能调控技术,形成了20余种特殊功能的系列产品。

  太钢集团等在手撕钢的研发和生产中,已形成了一整套具有自主知识产权的关键工艺技术,获得发明专利44项,发布2项行业标准,其所生产的宽幅超薄精密不锈带钢的国内市场占有率达70%,产品应用于华为、恩力能源等高端制造企业的柔性显示屏、储能电池等项目,为中国高端制造提供了基础材料保障,并出口美、德等国家。

  通过技术创新,钢铁材料供给质量大幅提高。李新创说,目前我国22大类钢铁产品中有19类自给率超过100%、3类超过98.8%。汽车用钢、高牌号电工钢、高性能长输管线用钢、高速钢轨、建筑桥梁用钢等产品已稳步进入国际第一梯队。从绿色发展看,2020年,全国重点大中型企业吨钢综合能耗已下降到545千克标煤,全国超过230家钢铁企业约6.5亿吨粗钢产能正在实施超低排放改造等。

  不过,《规划》指出,我国原材料工业短板和瓶颈依然突出,存在中低端产品严重过剩与高端产品供给不足并存、关键材料核心工艺技术与装备自主可控水平不高、绿色低碳发展任重道远等问题。

  “‘十四五’时期我国将持续推进新型工业化和城镇化建设,对钢铁材料的需求仍将处于高位,钢铁生产消费总体仍将维持10亿吨规模的高位水平。”李新创说,但下游用钢行业的消费变化将倒逼钢铁产品结构调整和转型升级,促使钢铁工业发展由投资驱动、规模扩张向供给高端化过渡。这主要表现在3个方面,即按照产业链安全、自主可控的产业发展要求,关键核心零部件用钢的国产化将成为新产品开发的重中之重;下游行业升级过程中对钢材产品的个性化、定制化需求逐步增加,上下游产业联合研发攻关形成的新需求将成为新的增长点;建筑、机械、汽车、造船等传统用钢行业对产品质量的稳定性、适用性和可靠性提出新要求。

  《规划》围绕发展目标,提出了高端化、合理化、绿色化、数字化、安全化等“五化”重点任务。李新创说,要不断提高供给高端化水平,其中包括先进基础材料高端产品质量稳定性、可靠性、适用性明显提升,部分前沿新材料品种实现量产和典型应用,突破一批重点战略领域关键基础材料等;持续优化产业结构,延续2013年以来严禁新增钢铁产能要求,保持产能利用率在合理区间;《规划》提出“智能制造能力成熟度”“数控化率”“数字化”“网络化”等关键指标,要求建设“智能制造示范工厂”“工业物联网平台”等,促进钢铁行业实施智能制造升级;高度重视安全问题,要求解决产业链上的断点、堵点,特别是要加强资源保障体系建设和核心装备技术自主可控能力,通过装备升级、工艺设计等手段筑牢安全生产底线、提升安全生产管控能力等。

  “这就要求钢铁工业不断增强创新能力,加大研发投入力度,加快高端钢铁材料的研发和量产进程。”李新创说,针对航空航天、高铁、电力装备、海洋工程等国防军工、重大工程、国家战略领域涉及的关键钢铁材料,特别是我国正在研发还不具备批量生产能力的材料,需加强产学研用深度融合,形成攻克核心技术的强大合力,加快填补国内空白,提升关键材料保障能力;对于高铁车轴、车轮、转向架用钢、飞机起落架用钢等已具备生产能力,但产品推广应用较少的钢材品种,建议加强对钢材服役数据的积累和分析,将相关问题和经验及时反馈到产品研发中,提升产品质量和稳定性;对已具备生产能力,但稳定性不足的产品,需加强材料基础研究及夹杂物控制、洁净钢冶炼等关键工艺技术研发,提升产品质量一致性,促进高端钢材产品的有效供给能力。

  针对《规划》提出的绿色化任务,李新创表示,“十四五”期间需要大力开发和推广绿色低碳产品,为下游用户提供绿色用钢解决方案,促进高强高韧、轻量化、长寿命、可循环的绿色低碳钢铁产品的应用,从而促进钢铁工业高质量发展。

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