鋼鐵行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展方向

高一郎

（營口市鋼鐵和鎂產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)發(fā)展中心，遼寧 營口 115000）

我國鋼鐵行業(yè)在今后可能較長時(shí)間內(nèi)處在“三低一高”的發(fā)展新常態(tài)。為滿足新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求，鋼鐵行業(yè)需要打破被動(dòng)經(jīng)營的局面，因此需要通過技術(shù)創(chuàng)新來推動(dòng)鋼鐵行業(yè)快速調(diào)整結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)型升級(jí)。推進(jìn)自主創(chuàng)新、提升生產(chǎn)技術(shù)水平，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措和提質(zhì)增效的必要途徑。當(dāng)前國內(nèi)鋼鐵工業(yè)正深入進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改革，而科技進(jìn)步是其重要的著力點(diǎn)。而科技進(jìn)步的基本思想為相關(guān)企業(yè)努力提高創(chuàng)新能力，重視綠色制造、智能制造的研究和發(fā)展，提升相關(guān)產(chǎn)品的供給水平，最終打造可持續(xù)發(fā)展、國際競爭力強(qiáng)的現(xiàn)代化鋼鐵制造業(yè)。但相比發(fā)達(dá)國家，我國相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用發(fā)展較緩，自20 世紀(jì)初美國等國家就開始積極研究相關(guān)的技術(shù)理論，到上世紀(jì)中后期相關(guān)的研究呈現(xiàn)出十分多元的發(fā)展局面，而我國對(duì)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新在上世紀(jì)末才逐漸興起，也取得了一定的成果，不過由于缺少歷史基礎(chǔ)導(dǎo)致一些技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用存在一些問題。因此，需要切實(shí)的結(jié)果我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展方向，合理的在相關(guān)的方向進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能推動(dòng)相關(guān)企業(yè)健康、長遠(yuǎn)發(fā)展。

一、我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營內(nèi)容較為多樣，涵蓋鋼、鐵、鋁合金等產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營等各項(xiàng)工作，而鋼、鐵等是國家多項(xiàng)建設(shè)必不可少的材料，因此鋼鐵行業(yè)的發(fā)展成為我國工業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)，而鋼、鐵等的生產(chǎn)總值也成為衡量國家綜合生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)水平的重要體現(xiàn)，是保證城鎮(zhèn)化建設(shè)快速發(fā)展及實(shí)現(xiàn)全面小康社會(huì)的基礎(chǔ)和保障。我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)在持續(xù)快速增長中，相關(guān)單位對(duì)每年的鋼鐵年生產(chǎn)總值、銷售數(shù)額都有具體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，整體表明新世紀(jì)以來我國每年的總生產(chǎn)值和銷售額都超過萬億，每年的生產(chǎn)增長率也十分客觀。

目前我國鋼鐵工業(yè)正在逐漸崛起，而世界鋼鐵業(yè)處于第四次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和整合的節(jié)點(diǎn)，全球鋼鐵存在產(chǎn)能過剩、市場競爭激烈，但顧客需求多樣化、高檔化，全面對(duì)環(huán)境保護(hù)也日益重視，相關(guān)的規(guī)定對(duì)鋼鐵生產(chǎn)更為嚴(yán)格，鋼鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展面臨新一輪的挑戰(zhàn)。因此，加快技術(shù)創(chuàng)新，成為當(dāng)今我國及世界鋼鐵行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。具體而言，目前國內(nèi)的鋼鐵工業(yè)的技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在自動(dòng)化方向的發(fā)展，國內(nèi)相關(guān)的鋼鐵設(shè)計(jì)專業(yè)也開始重視電氣、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等技術(shù)的教學(xué)，許多鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)也在積極地使用這些高技術(shù)人才和相關(guān)技術(shù)，使得許多先進(jìn)的自動(dòng)化裝置被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，包括自動(dòng)檢測儀表、傳動(dòng)控制裝置、PLC 等電子器件和設(shè)備，機(jī)器人、專家系統(tǒng)、模糊控制、CIMS 等技術(shù)也逐漸在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，逐漸推動(dòng)我國鋼鐵行業(yè)快速發(fā)展。

二、我國鋼鐵行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新探究

（一）節(jié)能減排集成技術(shù)

節(jié)能減排集成技術(shù)由“三干”技術(shù)、“三利用”技術(shù)組成，具體包括高溫高壓鍋爐干法熄焦、煤氣干法除塵、轉(zhuǎn)爐煤氣除塵等干法技術(shù)和冶金煤氣、水與高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣等綜合利用技術(shù)，如首鋼實(shí)現(xiàn)了特大型的高爐煤氣全干除塵技術(shù)和鐵水三脫冶煉工藝環(huán)境下的大型轉(zhuǎn)爐煤氣除塵技術(shù)。

（二）高爐高風(fēng)溫技術(shù)

國內(nèi)先進(jìn)的高爐風(fēng)溫一般超過1250℃，需要應(yīng)用到熱風(fēng)爐高風(fēng)溫技術(shù)，包括摻燒高熱值煤氣及低熱值煤氣的高效利用、熱風(fēng)爐預(yù)熱、熱風(fēng)爐仿真、高溫空氣預(yù)熱、智能控制、防止拱頂爐應(yīng)力腐蝕、熱風(fēng)管道的輸送高等技術(shù)和高風(fēng)溫管道的配套設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)及相關(guān)操作技術(shù)。

（三）高爐長壽技術(shù)

我國高爐的平均使用壽命與先進(jìn)高爐的爐齡目標(biāo)有較大差距，一般一代爐的壽命少于10 年。影響高爐長壽的因素有：高爐設(shè)計(jì)、新建及大修時(shí)采用的爐型、材料及設(shè)備制造的質(zhì)量，高爐的冷卻系統(tǒng)也將對(duì)其使用壽命產(chǎn)生重要影響；良好的高爐建設(shè)水平是保證高爐使用質(zhì)量的前提，而穩(wěn)定的合理的高爐操作，使用優(yōu)質(zhì)的燃料是維持高爐處于較好使用狀態(tài)的重要條件，有效的爐體保養(yǎng)、維護(hù)技術(shù)也是十分必要的。根據(jù)其影響因素，提升高爐長壽的技術(shù)包括全爐體冷卻、無料鐘爐頂構(gòu)件，及更具煤氣流分布控制爐身負(fù)荷等操作技術(shù)，加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)的水質(zhì)控制和爐缸侵蝕監(jiān)測也是十分必要的。

（四）生產(chǎn)及管理中的智能化技術(shù)

電氣自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)發(fā)展，使得生產(chǎn)及其管理過程向智能化方向發(fā)展，生產(chǎn)過程中的智能技術(shù)包括自動(dòng)化控制、高爐專家操作系統(tǒng)、燒結(jié)機(jī)的智能閉環(huán)系統(tǒng)、自動(dòng)煉鋼、爐燃燒控制及熱連軋、冷連軋控制等智能化系統(tǒng)，而動(dòng)態(tài)控制及在線檢測、數(shù)據(jù)分析、安全報(bào)警的相關(guān)技術(shù)使得生產(chǎn)管理過程更為智能。

（五）燒結(jié)新型粘結(jié)劑開發(fā)技術(shù)

通過在燒結(jié)混合料中添加粘結(jié)劑，可使混合料中不同類型的顆粒更好的接觸，提升混合料的整體的強(qiáng)度、粒級(jí)，可以提高燒結(jié)料的透氣性。如配加生石灰，可明顯的提升燒結(jié)生產(chǎn)率及質(zhì)量。日本相關(guān)專家開發(fā)了APD 分散劑，確保了超細(xì)顆粒能均勻、充分分布于混合料，新日鐵等公司在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新了相關(guān)制粒工藝。而我國鞍鋼等鋼鐵集團(tuán)也對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，如開發(fā)了新型絡(luò)合化的鎂質(zhì)高效燒結(jié)粘結(jié)劑，實(shí)驗(yàn)證明其能明顯提高燒結(jié)料層透氣性，當(dāng)該粘結(jié)劑的配加量達(dá)到適宜比例是，燒結(jié)生產(chǎn)率約提升6%以上。

（六）爐料MgO 添加技術(shù)

適量的MgO 及添加技術(shù)能提升燒結(jié)礦冶金性能及生產(chǎn)質(zhì)量。鞍鋼的相關(guān)研究表明，燒結(jié)礦中的MgO 含量不合理，將影響燒結(jié)礦產(chǎn)的質(zhì)量，導(dǎo)致燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度變差。鞍鋼在高爐爐料的MgO 添加方式方面進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，減少鎂石粉的配比，最終表明合理的降低MgO含量，可一定程度提升燒結(jié)的強(qiáng)度。

三、鋼鐵業(yè)的發(fā)展方向探究

（一）綠色制造

綠色制造是我國鋼鐵業(yè)未來重要的發(fā)展方向，包括相關(guān)設(shè)計(jì)、資源采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸、資源回收再利用等環(huán)節(jié)，都需要重視具體工作對(duì)環(huán)境的影響。如建設(shè)綠色的鋼鐵物流體系，降低原燃料及產(chǎn)品在運(yùn)輸、儲(chǔ)存等過程中的消耗，綠色制造則要求采用綠色、可循環(huán)的生產(chǎn)技術(shù)及流程，因此需要相關(guān)的企業(yè)改造傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程，重視技術(shù)、裝備的創(chuàng)新升級(jí)，達(dá)到清潔、高效生產(chǎn)，減少生產(chǎn)過程的空氣污染和廢棄物。對(duì)廢棄物，應(yīng)當(dāng)建立再利用及無害化處理體系。鞍鋼在綠色制造方面的發(fā)展，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)方面的創(chuàng)新，鞍鋼以可持續(xù)發(fā)展為指導(dǎo)思想，保證生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)用性的基礎(chǔ)上，重視環(huán)境安全、資源再利用及生態(tài)平衡，綜合提升了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，如今已成為遼寧省的經(jīng)濟(jì)示范企業(yè)。

（二）信息化、智能化

鋼鐵行業(yè)向智能化方向發(fā)展是必然的，而信息化的發(fā)展能使鋼鐵生產(chǎn)管理等過程向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，使得相關(guān)管理更為及時(shí)、有效，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用也是打造協(xié)同制造、個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維等自動(dòng)化生產(chǎn)及管理體系的必要途徑。鋼鐵企業(yè)利用大數(shù)據(jù)、智能化通信、云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，需要因地制宜地，根據(jù)自身的產(chǎn)業(yè)鏈及生產(chǎn)需求打造相應(yīng)的信息綜合服務(wù)平臺(tái)。鋼鐵企業(yè)于用戶、原料供應(yīng)商更多的共享數(shù)據(jù)，能有效減少行業(yè)無序競爭，控制產(chǎn)能過剩等問題。鞍鋼在智能、信息化技術(shù)方面的應(yīng)用和創(chuàng)新也十分多樣，其技術(shù)創(chuàng)新的主體由單一企業(yè)向群體轉(zhuǎn)變，技術(shù)創(chuàng)新則重視集約化的發(fā)展，在相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用及改進(jìn)過程中，堅(jiān)持原始創(chuàng)新及消化再創(chuàng)新、集成創(chuàng)新等原則進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在燒結(jié)工藝、原料準(zhǔn)備等方面均有技術(shù)創(chuàng)新，取得了許多自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，如今已具備了全流程的自主集成生產(chǎn)能力。鞍鋼在技術(shù)創(chuàng)新上積極發(fā)展，并與國內(nèi)其他重點(diǎn)制造企業(yè)積極合作，包括在燒結(jié)、煉鋼、軋鋼等生產(chǎn)過程進(jìn)行合作，帶動(dòng)國內(nèi)整個(gè)鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速創(chuàng)新，也推進(jìn)了冶金重大裝備的國產(chǎn)化發(fā)展，促進(jìn)相關(guān)企業(yè)積極應(yīng)用國內(nèi)自主的技術(shù)成果。另外，技術(shù)的創(chuàng)新也將推動(dòng)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行制度創(chuàng)新。

結(jié)束語

綜上所述，我國鋼鐵行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展日新月異，相關(guān)企業(yè)需建立合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理制度，重視企業(yè)合作和自主技術(shù)研發(fā)，才能快速在各方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，取得自主性強(qiáng)的研究成果，推動(dòng)我國鋼鐵行業(yè)向綠色、智能化方向更快更好發(fā)展，使鋼鐵行業(yè)更好發(fā)展，使鋼鐵行業(yè)更好地推動(dòng)我國相關(guān)建設(shè)快速發(fā)展。