2017年鋼鐵行業(yè)科技創(chuàng)新情況綜述

李 煜 余 璐

2017年鋼鐵行業(yè)圍繞國民經(jīng)濟發(fā)展大局，推進供給側結構性改革，深入實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，積極拓展科技發(fā)展空間，著力完善科技創(chuàng)新體制機制，科技創(chuàng)新能力和應用水平顯著提升，科技創(chuàng)新環(huán)境持續(xù)優(yōu)化，科技創(chuàng)新亮點不斷彰顯，有力推進了鋼鐵工業(yè)轉型發(fā)展。

一、支撐化解鋼鐵過剩產(chǎn)能工作推進

2017年，鋼鐵行業(yè)積極貫徹落實黨中央國務院關于化解鋼鐵過剩產(chǎn)能，推進鋼鐵工業(yè)供給側結構性改革的工作部署，強化技術引領作用，淘汰落后產(chǎn)能。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會會同其他有關協(xié)（學）會議，研究發(fā)布了《關于支持打擊“地條鋼”、界定工頻和中頻感應爐使用范圍的意見》（鋼協(xié)〔2017〕23號），從技術角度明確提出了“地條鋼”的界定依據(jù)，鋼鐵煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能和脫困發(fā)展工作部際聯(lián)席會，在《關于做好2017年鋼鐵煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展工作的意見》中采用了這一界定依據(jù)，有效促進“地條鋼”落后產(chǎn)能徹底退出歷史舞臺。與此同時，鋼鐵行業(yè)嚴格執(zhí)行環(huán)保、質量、能耗、技術、水耗、安全等法律法規(guī)、強制性標準和產(chǎn)業(yè)政策，配合有關部門提高相關技術標準，依法依規(guī)整改、關停、清退了一批落后產(chǎn)能。2017年，鋼鐵工業(yè)全年化解粗鋼產(chǎn)能5500萬噸，同時實現(xiàn)1.4億噸“地條鋼”產(chǎn)能全面出清，有效凈化了市場環(huán)境，先進產(chǎn)能、優(yōu)勢產(chǎn)能得到發(fā)揮，行業(yè)發(fā)展質量明顯提升。

二、夯實行業(yè)創(chuàng)新基礎

2017年鋼鐵行業(yè)整體效益顯著提升，行業(yè)創(chuàng)新積極性明顯提高，各鋼鐵企業(yè)圍繞國家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)轉型升級要求加大科技創(chuàng)新投入，本文重點調研的29家鋼鐵企業(yè)總體研發(fā)投入強度達到1.77%，研發(fā)經(jīng)費總額較上年增加了18.34%。見圖-1。

圖1 2017年部分鋼鐵企業(yè)研發(fā)經(jīng)費年度增長率

2017年，鋼鐵行業(yè)在中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會組織協(xié)調下，積極主動與有關部委溝通配合，參與國家發(fā)改委《增強制造業(yè)核心競爭力重大技術裝備專項實施方案》，工信部《產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術發(fā)展指南（2017年）》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》、《2017年度新材料領域重點目錄》、《重大短板裝備專項工程重點方向》、《重大技術裝備自主創(chuàng)新指導目錄》、《2018年智能制造新模式應用項目重點方向》等文件的研究和制定工作，依托國家政策、資金，推進重點工藝技術和品種攻關。據(jù)不完全統(tǒng)計，鋼鐵行業(yè)全年直接承擔國家重點研發(fā)計劃項目共17個，涉及財政經(jīng)費3.6億元。

2017年，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會會同中國金屬學會組織召開了“2017年鋼鐵行業(yè)科技創(chuàng)新大會”，會議編制了鋼鐵工業(yè)技術創(chuàng)新成果匯編、鋼鐵企業(yè)技術創(chuàng)新經(jīng)驗總結交流材料匯編等材料，有關專家、企業(yè)圍繞行業(yè)重點創(chuàng)新方向和創(chuàng)新經(jīng)驗開展交流，23個“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目進行技術研討，構建了行業(yè)創(chuàng)新工作交流平臺。

截至2017年底，鋼鐵行業(yè)累計建成國家重點實驗室20個，國家工程研究中心14個，國家工程實驗室5個，國家企業(yè)技術中心42家。組成了上下游產(chǎn)學研用協(xié)同的國家產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略試點聯(lián)盟4個，重點培育聯(lián)盟1個，鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略試點聯(lián)盟4個，重點培育聯(lián)盟2個。大部分中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會會員企業(yè)（以下簡稱鋼協(xié)會員企業(yè)）都建立了企業(yè)技術中心或研究院。行業(yè)科技創(chuàng)新體系進一步得到完善。

三、主要生產(chǎn)工序技術水平提升

2017年隨著鋼鐵行業(yè)供給側結構性改革工作的推進，一批落后裝備退出市場，同時為提高競爭力，各鋼鐵企業(yè)也加大了先進工藝的研發(fā)和應用力度，帶動了行業(yè)關鍵工序技術經(jīng)濟指標的整體提升。

國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2017年全國生鐵產(chǎn)量為71075.92萬噸，比上年同期提高1.83%。鋼協(xié)會員企業(yè)生鐵產(chǎn)量62151.43萬噸，比上年同期提高2.15%。高爐煉鐵的生產(chǎn)技術指標得到改善，表現(xiàn)在風溫和煤比的提高、休風率的改進、燃料比的下降、利用系數(shù)和生產(chǎn)率的提升。見表1。

2017年，全國粗鋼產(chǎn)量為83172.80萬噸，比2016年增加5.67%。鋼協(xié)會員企業(yè)粗鋼產(chǎn)量66070萬噸，比2016年增加6.91%，其中轉爐鋼產(chǎn)量為62785.65萬噸，比2016年增加6.66%。由于國家取締“地條鋼”，流向鋼協(xié)會員企業(yè)的廢鋼增加，價格處于低位，全年電爐鋼產(chǎn)量為3261.01萬噸，較2016年增加了11.74%。轉爐鋼方面，各鋼鐵企業(yè)圍繞“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(chǎn)流程體系，開展的工藝優(yōu)化取得顯著成績，成為鋼坯質量提高的可靠基礎。中國寶武優(yōu)化轉爐雙渣法工藝，進一步提升雙渣法比例。攀鋼高鉻型釩鈦磁鐵礦高效冶煉關鍵技術研究取得重大突破，開發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權的高鉻型釩鈦磁鐵礦高爐-轉爐冶金分離成套技術。太鋼開發(fā)了“超純凈含Ti鐵素體不銹鋼脫氧及夾雜物控制技術”，實現(xiàn)鑄坯T.[O]≤20ppm。河鋼通過連鑄過程控制鋼水二次氧化技術和連鑄坯重壓下技術應用，全面提升連鑄坯質量。首鋼通過降低轉爐出鋼溫度，提升產(chǎn)線生產(chǎn)效率。興澄特鋼軸承鋼達到了[O]≤5ppm、[Ti]≤10ppm、[Ca]≤2ppm和DS≤0.5級的超高純凈度水平。電爐鋼方面，中冶賽迪研發(fā)了CISDI-Green EAF電爐，利用電爐冶煉的煙氣余熱預熱廢鋼并兼顧二噁英治理，降低了能源消耗和有害污染物排放。

近年來，我國集中建設投產(chǎn)了一批軋鋼生產(chǎn)線，基本上集成了當代最先進的技術，以熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線為例，包括直接軋制、板坯定寬壓力機和在線調寬技術、中間坯頭尾和邊部加熱技術、高壓水除磷、熱卷箱技術、在線磨輥技術、液壓AGC系統(tǒng)、板形控制系統(tǒng)、交流傳動系統(tǒng)、高效軋后冷卻（包括超快冷）技術、全液壓強力卷取機、高質量平整系統(tǒng)和剪切后殘余應力控制的橫切機組等，為各鋼鐵企業(yè)高檔鋼材的開發(fā)和智能化提升提供了良好的基礎。此外，中國寶武、沙鋼、東北大學等單位正在積極開展薄帶鑄軋技術研究，有望使軋鋼技術出現(xiàn)新的突破。

四、推進關鍵鋼材品種研發(fā)和生產(chǎn)

2017年，鋼鐵行業(yè)貫徹落實黨中央、國務院關于抓好“去產(chǎn)能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板”五大供給側結構性改革的決策部署，在全面推進“去產(chǎn)能”的同時，不遺余力“補短板”，圍繞高質量發(fā)展，鋼鐵行業(yè)繼續(xù)加大產(chǎn)品創(chuàng)新力度，企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品銷售占營業(yè)收入比例逐年增加，并在關鍵鋼材品種研發(fā)和生產(chǎn)方面取得實質性突破。見表2。

北京科技大學李曉剛團隊關于處理“腐蝕大數(shù)據(jù)”理論層面的關鍵研究以及北京科技大學呂昭平研究組與合作者關于利用高密度共格納米析出相來強韌化超高強合金的設計思想研發(fā)新一代超高強鋼的研究，相繼在《Nature》上發(fā)表，為鋼鐵材料的進一步發(fā)展提供了理論支撐。

中國寶武的新一代超高強汽車板QP980GA、薄規(guī)格取向硅鋼B20R065、低噪音取向硅鋼B27R095-LM、耐蝕用馬氏體不銹鋼復合板、首鋼新能源汽車用無取向電工鋼、本鋼2000MPa級熱沖壓成型鋼等新產(chǎn)品實現(xiàn)全球首發(fā)。太鋼的筆尖用特殊不銹鋼、鞍鋼超寬厚壁X80管線鋼、興澄特鋼的高性能彈簧圓鋼、中國寶武、鞍鋼自主研發(fā)的最大厚度90毫米極限規(guī)格超大型集裝箱船用止裂鋼等產(chǎn)品成功替代進口，填補了國內空白。包鋼開發(fā)了稀土鋼軌、稀土風電用鋼等稀土鋼新產(chǎn)品，攀鋼開發(fā)了系列鈦材，使我國特色資源的高值化利用水平得到提升。此外，東北特鋼、中國寶武、鞍鋼、南鋼、馬鋼、河鋼、興澄特鋼、中國鋼研等企業(yè)研制的一批高端產(chǎn)品成功應用于國產(chǎn)航母、“華龍一號”核電機組、C919大型客機、“藍鯨1號”半潛式超深水鉆井平臺、天宮二號、天舟一號、長征七號、中國標準動車組、港珠澳大橋等工程和裝備，為國防軍工發(fā)展、國家重大工程建設和下游用戶的提升提供了材料保障。

表1 2017年中鋼協(xié)會員單位煉鐵工序主要指標

五、綠色化、智能化發(fā)展情況

當前全球正處于大發(fā)展、大調整、大變革的時代，對于鋼鐵等制造行業(yè)轉型升級來說，綠色和智能是兩大基本要素。

2017年，鋼鐵行業(yè)承受著前所未有的綠色發(fā)展壓力。政府推動環(huán)保督查的常態(tài)化、日?；?，特別是對污染物排放較大的工業(yè)領域，限產(chǎn)、停產(chǎn)成為主要的控制措施，新修訂并于2018年正式實施的《環(huán)境保護稅法》將使企業(yè)因排放產(chǎn)生的經(jīng)濟成本大幅增加，通過技術創(chuàng)新推動行業(yè)綠色化發(fā)展已成為共識。為此，鋼鐵行業(yè)重點圍繞焦爐煙氣脫硫脫硝、半干法脫硫+燒結選擇性催化還原、組合式脫硫脫硝脫二噁英、轉爐半干法除塵、轉爐渣輥壓破碎-余熱有壓熱悶、高爐渣干法?；?、熱態(tài)高爐熔渣在線制粒狀棉、轉爐煙氣高效余熱回收、燒結廢氣余熱循環(huán)利用、燒結豎罐式余熱回收、焦爐荒煤氣顯熱回收等難點技術開展工業(yè)化試驗及應用研究。在此基礎上，有關企業(yè)紛紛加大綠色升級力度，安鋼投入近30億元進行焦化、燒結、煉鋼等工序的環(huán)保改造提升;太鋼投資1.1億元完成封閉料場建設;本鋼投資5億元進行電場改造;寶鋼湛江基地完成“焦燒區(qū)域余熱蒸汽效能提升”、“改善厚板LDG混合裝置能力”、“電廠低負荷·兩磨“運行”等節(jié)能項目，全年節(jié)標煤9.9萬噸。鞍鋼開展了焦爐脫硫脫硝工程、燒結活性炭脫硫改造等工程。在全行業(yè)的共同努力下，行業(yè)節(jié)能減排指標整體得到改善。見表3。

2017年鋼鐵行業(yè)以兩化融合為基礎，充分發(fā)揮現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新型技術優(yōu)勢，推動鋼鐵智能化建設。中國寶武、首鋼與百度合作，江蘇永鋼與華為合作，探索和深化人工智能、大數(shù)據(jù)與云服務應用，研發(fā)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、模型工具、質量檢測等關鍵技術與產(chǎn)品。中國寶武、南鋼、首鋼、山鋼等企業(yè)開展了無人化料場和智慧化成品庫建設和推進機器人應用于“3D”(危險、骯臟、重復）作業(yè)崗位等研究。行業(yè)層面開展了中國寶武、鞍鋼、河鋼、太鋼等企業(yè)智能制造示范，南鋼智能制造新模式研究，通過示范項目實施企業(yè)制造水平大幅提升，中國寶武熱軋智能車間工序能耗、內部質量損失分別下降6.5%、30.6%，勞動效率提升11%。

表2 2011-2016年中鋼協(xié)會員企業(yè)新產(chǎn)品產(chǎn)出情況 億元，%

表3 2015-2017年鋼協(xié)會員企業(yè)節(jié)能環(huán)保指標情況 %

六、標準化工作情況

2017年，鋼鐵行業(yè)圍繞國家重點項目和下游用戶用鋼需求，積極開展標準制修訂工作。在中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會歸口管理下，全國鋼標準化技術委員會（以下簡稱鋼標委）共組織完成150項國家標準、169項行業(yè)標準、13項國家標準英文翻譯項目的申報工作，其中128項獲正式立項。2017年共有215項鋼鐵標準獲批發(fā)布，其中國家標準137項，行業(yè)標準78項。組織完成了35項國家標準和2項國家標準計劃的復審工作。組織形成了三批共40項中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會團體標準的立項工作,目前已制定發(fā)布了7項。

截止到2017年底，由全國鋼標委歸口的現(xiàn)行標準總數(shù)1581項，其中國家標準971項，行業(yè)標準610項；基礎標準92項，產(chǎn)品標準817項，方法標準588項，其他標準84項。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會組織會員企業(yè)制定團體標準7項。鋼鐵行業(yè)標準化體系正向著層次分明、結構合理、專業(yè)配套、可操作性強、技術水平較高的目標穩(wěn)步邁進。

七、科技獎勵情況

2017年冶金科學技術獎授獎項目78項，其中特等獎1項、一等獎15項、二等獎22項、三等獎40項。鋼鐵行業(yè)由寶武集團、鞍鋼集團、首鋼集團、太鋼集團等多家企業(yè)以及東北大學、中南大學、鋼鐵研究總院等高校、研究院所完成的7個項目獲得2017年度國家科學技術獎，其中國家技術發(fā)明獎2項，國家科學技術進步獎5項。