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(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,重大科技成果不斷涌現,科技實(shí)力和創(chuàng )新能力顯著(zhù)增強,科技創(chuàng )新為促進(jìn)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(shí)基礎?!敝袊撹F工業(yè)協(xié)會(huì )科技環(huán)保部主任姜尚清在接受《中國冶金報》記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示。
回望“十三五”,鋼鐵業(yè)為中國制造提供了關(guān)鍵材料支撐
去年5月12日,習近平總書(shū)記考察山西時(shí),走進(jìn)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(diǎn)贊,在行業(yè)內引起極大反響?!笆炙轰摗币驗楣に囯y度大,產(chǎn)品質(zhì)量要求高,此前核心制造技術(shù)一直掌握在德國、日本等國家手中。事實(shí)上,“手撕鋼”只是“十三五”我國鋼鐵工業(yè)科技創(chuàng )新的一個(gè)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(gè)又一個(gè)鋼鐵新材料,解決了一個(gè)又一個(gè)“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(xiàn)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(lǐng)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(shí)現關(guān)鍵部件國產(chǎn)化奠定了堅實(shí)基礎?!皼](méi)有關(guān)鍵材料的突破,就沒(méi)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’持續提供高品質(zhì)材料支撐的能力?!彼@樣強調。
姜尚清表示,近年來(lái),鋼鐵行業(yè)突破了一批關(guān)鍵產(chǎn)品的制約,帶動(dòng)并支撐了下游用鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級換代,為實(shí)現制造業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈中高端攀升奠定了基礎。經(jīng)過(guò)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(shù)裝備水平提升和質(zhì)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(zhì)量大幅度提升,滿(mǎn)足了國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構演變帶來(lái)的消費結構變化,促進(jìn)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(zhù)提高,帶動(dòng)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(chǎng)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(shí)現由跟隨向領(lǐng)跑的跨越。目前,我國生產(chǎn)的汽車(chē)用鋼、大型變壓器用電工鋼、高性能長(cháng)輸管線(xiàn)用鋼、高速鋼軌、建筑橋梁用鋼等鋼鐵產(chǎn)品已穩步進(jìn)入國際第一梯隊。
姜尚清向《中國冶金報》記者舉例說(shuō),中國寶武QP1500等第三代高強度汽車(chē)鋼的研發(fā)應用,為汽車(chē)輕量化提供了10%~20%的減重空間,也使我國高強度汽車(chē)鋼技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平,目前,汽車(chē)鋼品種規格已滿(mǎn)足歐美、日、韓汽車(chē)和自主汽車(chē)品牌需求,高性能汽車(chē)鋼的開(kāi)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(xiàn)鋼,不僅支撐了我國西氣東輸、中俄東線(xiàn)等管道建設,也成功助推我國長(cháng)距離油氣管道建設與輸送技術(shù)實(shí)現由跟隨向領(lǐng)跑的跨越。中俄東線(xiàn)所需的直徑1422毫米、壁厚21.4毫米鋼管用X80鋼板,全部實(shí)現國產(chǎn)化。
這些高端鋼鐵材料的成功研制和批量生產(chǎn),離不開(kāi)鋼鐵行業(yè)工藝流程技術(shù)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(guò)一批關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)應用,不僅進(jìn)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(shí)現了焦化、造塊、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等主要工序主體技術(shù)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(zhù)山東日照、寶武湛江等多個(gè)大型鋼鐵基地的建成投產(chǎn),我國已經(jīng)形成全世界規模最大、現代化程度最高的鋼鐵生產(chǎn)體系。我國鋼鐵技術(shù)裝備不但基本實(shí)現了自主可控,而且伴隨著(zhù)“一路一帶”項目走出國門(mén),實(shí)現了中國鋼鐵科技進(jìn)步成果與世界共享。
“與自然社會(huì )和諧友好是鋼鐵工業(yè)可持續發(fā)展的必要條件,低碳綠色發(fā)展是鋼鐵工業(yè)實(shí)現轉型升級高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。為此,鋼鐵行業(yè)主動(dòng)作為,以科技創(chuàng )新賦能綠色發(fā)展,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)應用了一批節能環(huán)保新技術(shù)、新設施,大力推進(jìn)超低排放改造,取得顯著(zhù)成效?!苯星褰榻B,到2020年底,重點(diǎn)統計鋼鐵企業(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(jìn)水平,涌現出一批綠色花園式工廠(chǎng)、清潔生產(chǎn)環(huán)境友好型工廠(chǎng)。
智能制造為鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展助力。智能制造是推動(dòng)傳統制造業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革,實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎,將智能化融入鋼鐵制造和運營(yíng)決策過(guò)程中,做到“精準、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、環(huán)?!?,全面提升發(fā)展水平,實(shí)現鋼鐵行業(yè)高質(zhì)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(chē)間、智慧礦山、大規模定制等方面,鋼鐵行業(yè)布局了多個(gè)智能制造試點(diǎn)示范和新模式項目,有效提高了生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平。鋼鐵企業(yè)紛紛聚焦集控技術(shù)、智能裝備技術(shù)、大數據技術(shù)、人工智能技術(shù)、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò )安全技術(shù)、虛擬制造技術(shù)等技術(shù)的研究,并探索在研發(fā)、能源管控、質(zhì)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(chǎng)”和智能車(chē)間,已實(shí)現24小時(shí)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(gè)作業(yè)區精簡(jiǎn)為18個(gè),42個(gè)分散的中控室優(yōu)化為1個(gè)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(shí)現生產(chǎn)高效安全協(xié)同;寶鋼股份制定了以“四個(gè)一律”為目標的智能制造實(shí)施路徑,即現場(chǎng)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(wù)環(huán)節一律上線(xiàn),在整體架構方面形成了智能工廠(chǎng)、智慧運營(yíng)、協(xié)同生態(tài)3個(gè)層次,其寶山基地工廠(chǎng)已入選世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的全球“燈塔工廠(chǎng)”名單。
展望“十四五”,以綠色化和智能化為核心主題,瞄準關(guān)鍵短板發(fā)力
姜尚清指出,今年是“十四五”開(kāi)局之年,鋼鐵行業(yè)也站在了新的歷史交匯點(diǎn)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(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域,創(chuàng )新短板依然突出。原創(chuàng )性技術(shù)成果不足、基礎理論產(chǎn)業(yè)融通技術(shù)研究還有待加強、一些前沿技術(shù)核心技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)缺失、資源能源限制嚴重、智能化仍需深入等問(wèn)題還存在,一批急需的關(guān)鍵高端產(chǎn)品仍需進(jìn)口。
“特別是由于長(cháng)期以來(lái)粗放式發(fā)展積累下來(lái)的深層次矛盾,迫使我國鋼鐵工業(yè)在面對國際技術(shù)飛速進(jìn)步和市場(chǎng)環(huán)境深刻變化時(shí),需要更加重視科技進(jìn)步。這些都是我們實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展、從鋼鐵大國邁向鋼鐵強國必須解決的問(wèn)題?!苯星灞硎?。
談及“十四五”期間我國鋼鐵行業(yè)科技創(chuàng )新的主要任務(wù)和方向,姜尚清認為,從創(chuàng )新上說(shuō)我國鋼鐵工業(yè)要有能力引領(lǐng)世界鋼鐵工業(yè)科技發(fā)展潮流,要有能力研發(fā)先進(jìn)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略基點(diǎn),以綠色化和智能化為核心主題,瞄準關(guān)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(shù)攻關(guān)作為科技創(chuàng )新的主攻方向。目前我國進(jìn)口的鋼材中,仍有約20%尚未實(shí)現自主可控,雖然量只有200多萬(wàn)噸,但多用于國內重點(diǎn)工程、重大裝備、國防軍工等關(guān)鍵領(lǐng)域,極易受制于人。特別是在航空軸承、航天發(fā)動(dòng)機、時(shí)速350千米以上高鐵行走及制動(dòng)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(guān)鍵部件、高技術(shù)船舶及海工裝備等制造用關(guān)鍵鋼鐵材料領(lǐng)域,還存在短板,需要行業(yè)加強攻關(guān),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(shù)方面仍處于跟隨狀態(tài),部分核心檢測和控制裝備仍依賴(lài)進(jìn)口。在可以預見(jiàn)的時(shí)間內,鋼鐵仍將為世界發(fā)展和人類(lèi)進(jìn)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(shù)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(shí)現從跟跑到領(lǐng)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”統籌推進(jìn),既要集中力量攻克一批“卡脖子”鋼鐵材料和核心技術(shù),又要加強基礎研究和應用基礎研究,還要通過(guò)前瞻性、原創(chuàng )性的創(chuàng )新成果擴大、增強產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)升級的先發(fā)優(yōu)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,最終實(shí)現核心技術(shù)的迭代升級與引領(lǐng)。
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(dòng)鋼鐵行業(yè)超低排放,但是在鋼鐵超低排放改造實(shí)施過(guò)程中,還存在相關(guān)技術(shù)儲備不足、現有技術(shù)投資運行成本高昂、忽視非常規污染物等問(wèn)題。2020年9月,習近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論會(huì )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(shí)現碳中和。同時(shí),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(lǐng)先的節能減排技術(shù)。面對并存的機遇與挑戰,我國鋼鐵工業(yè)需要順勢而為,力爭引領(lǐng)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、節能降耗等重點(diǎn)領(lǐng)域自主開(kāi)發(fā)新技術(shù)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(shù),拓展節能減排新途徑,實(shí)現鋼鐵工業(yè)綠色可持續發(fā)展。
近年來(lái),智能制造在全球范圍內快速發(fā)展,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展、分工格局和推動(dòng)形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式帶來(lái)重要影響。我國目前多數鋼鐵企業(yè)還停留在兩化融合階段,生產(chǎn)過(guò)程中大數據等智能化技術(shù)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(yè)智能提升動(dòng)力不足等問(wèn)題。鋼鐵工業(yè)需要充分把握新一代信息技術(shù)帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)革命契機,將智能傳感器、第五代移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數字孿生、大數據與云計算等智能化技術(shù)融入鋼鐵制造和運營(yíng)決策過(guò)程中,全面培育鋼鐵發(fā)展新動(dòng)能,搶占未來(lái)發(fā)展制高點(diǎn),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(shí)現高端裝備、重大工程的關(guān)鍵鋼鐵材料自主可控和可持續創(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(huì )及自然融合發(fā)展的生態(tài)圈,實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展?!苯星遄詈髲娬{。