‘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(xiàn)，科技實力和創(chuàng)新能力顯著增強，科技創(chuàng)新為促進中國鋼鐵工業(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基礎(chǔ)。”日前，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會科技環(huán)保部主任姜尚清在接受記者專訪時表示。
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(xí)近平總書記考察山西時，走進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）點贊，在行業(yè)內(nèi)引起極大反響。“手撕鋼”因為工藝難度大，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。事實上，“手撕鋼”只是“十三五”我國鋼鐵工業(yè)科技創(chuàng)新的一個縮影。
姜尚清告訴記者，為支持“中國名片”走向世界，鋼鐵人緊跟需求，研發(fā)突破了一個又一個鋼鐵新材料，解決了一個又一個“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(shè)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(zhuǎn)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現(xiàn)關(guān)鍵部件國產(chǎn)化奠定了堅實基礎(chǔ)。“沒有關(guān)鍵材料的突破，就沒有中國制造的強大。中國鋼鐵已具備為中國制造業(yè)‘強筋壯骨’持續(xù)提供高品質(zhì)材料支撐的能力。”她這樣強調(diào)。
姜尚清表示，近年來，鋼鐵行業(yè)突破了一批關(guān)鍵產(chǎn)品的制約，帶動并支撐了下游用鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級換代，為實現(xiàn)制造業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈中高端攀升奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過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(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，鋼材產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提升，滿足了國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變帶來的消費結(jié)構(gòu)變化，促進了中國制造業(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(yīng)用比例顯著提高，帶動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)品已實現(xiàn)由跟隨向領(lǐng)跑的跨越。目前，我國生產(chǎn)的汽車用鋼、大型變壓器用電工鋼、高性能長輸管線用鋼、高速鋼軌、建筑橋梁用鋼等鋼鐵產(chǎn)品已穩(wěn)步進入國際第一梯隊。
姜尚清舉例說，中國寶武QP1500等第三代高強度汽車鋼的研發(fā)應(yīng)用，為汽車輕量化提供了10%～20%的減重空間，也使我國高強度汽車鋼技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平,目前，汽車鋼品種規(guī)格已滿足歐美、日、韓汽車和自主汽車品牌需求，高性能汽車鋼的開發(fā)應(yīng)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管線鋼，不僅支撐了我國西氣東輸、中俄東線等管道建設(shè)，也成功助推我國長距離油氣管道建設(shè)與輸送技術(shù)實現(xiàn)由跟隨向領(lǐng)跑的跨越。中俄東線所需的直徑1422毫米、壁厚21.4毫米鋼管用X80鋼板，全部實現(xiàn)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。姜尚清告訴記者，“十三五”期間，鋼鐵行業(yè)通過一批關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，不僅進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(zhuǎn)型升級。目前，我國鋼鐵工業(yè)基本實現(xiàn)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(shè)備國產(chǎn)化率達95%以上（按重量計算），噸鋼投資額明顯下降。隨著山東日照、寶武湛江等多個大型鋼鐵基地的建成投產(chǎn)，我國已經(jīng)形成全世界規(guī)模最大、現(xiàn)代化程度最高的鋼鐵生產(chǎn)體系。我國鋼鐵技術(shù)裝備不但基本實現(xiàn)了自主可控，而且伴隨著“一路一帶”項目走出國門，實現(xiàn)了中國鋼鐵科技進步成果與世界共享。
“與自然社會和諧友好是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，低碳綠色發(fā)展是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。為此，鋼鐵行業(yè)主動作為，以科技創(chuàng)新賦能綠色發(fā)展，重點開發(fā)應(yīng)用了一批節(jié)能環(huán)保新技術(shù)、新設(shè)施，大力推進超低排放改造，取得顯著成效。”姜尚清介紹，到2020年底，重點統(tǒng)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(shè)施應(yīng)用和單位排放強度方面已達到世界先進水平，涌現(xiàn)出一批綠色花園式工廠、清潔生產(chǎn)環(huán)境友好型工廠。
智能制造為鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展助力。智能制造是推動傳統(tǒng)制造業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，實現(xiàn)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決策過程中，做到“精準(zhǔn)、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、環(huán)保”，全面提升發(fā)展水平，實現(xiàn)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(zhuǎn)型升級方案，加速布局智能化鋼鐵制造。在智能車間、智慧礦山、大規(guī)模定制等方面，鋼鐵行業(yè)布局了多個智能制造試點示范和新模式項目，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(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、移動物聯(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(yīng)用。姜尚清告訴記者，寶武、沙鋼、南鋼等企業(yè)建立了“黑燈工廠”和智能車間，已實現(xiàn)24小時運轉(zhuǎn)不需多人值守。寶武韶鋼建立鋼鐵一體化智能管控平臺，50個作業(yè)區(qū)精簡為18個，42個分散的中控室優(yōu)化為1個集控中心統(tǒng)一控制，436名操作人員撤離3D區(qū)域，鐵水成本降低10元~50元/噸鐵，實現(xiàn)生產(chǎn)高效安全協(xié)同；寶鋼股份制定了以“四個一律”為目標(biāo)的智能制造實施路徑，即現(xiàn)場操控一律集中、操作崗位一律采用機器人、運維監(jiān)測一律遠(yuǎn)程、服務(wù)環(huán)節(jié)一律上線，在整體架構(gòu)方面形成了智能工廠、智慧運營、協(xié)同生態(tài)3個層次，其寶山基地工廠已入選世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的全球“燈塔工廠”名單。
展望“十四五”
以綠色化和智能化為核心主題，瞄準(zhǔn)關(guān)鍵短板發(fā)力
姜尚清指出，今年是“十四五”開局之年，鋼鐵行業(yè)也站在了新的歷史交匯點上，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(chǔ)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(yán)重、智能化仍需深入等問題還存在，一批急需的關(guān)鍵高端產(chǎn)品仍需進口。
“特別是由于長期以來粗放式發(fā)展積累下來的深層次矛盾，迫使我國鋼鐵工業(yè)在面對國際技術(shù)飛速進步和市場環(huán)境深刻變化時，需要更加重視科技進步。這些都是我們實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、從鋼鐵大國邁向鋼鐵強國必須解決的問題。”姜尚清表示。
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(rèn)為，從創(chuàng)新上說我國鋼鐵工業(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(xù)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(zhàn)略基點，以綠色化和智能化為核心主題，瞄準(zhǔn)關(guān)鍵短板發(fā)力，構(gòu)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。目前我國進口的鋼材中，仍有約20%尚未實現(xiàn)自主可控，雖然量只有200多萬噸，但多用于國內(nèi)重點工程、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)動機、時速350千米以上高鐵行走及制動部件、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進口。在可以預(yù)見的時間內(nèi)，鋼鐵仍將為世界發(fā)展和人類進步發(fā)揮不可替代的作用，但防腐、耐蝕、成型、焊接等應(yīng)用技術(shù)與鋼鐵材料發(fā)展結(jié)合不緊密，限制了鋼材應(yīng)用范圍。
鋼鐵工業(yè)要實現(xiàn)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(chǔ)”“促提升”統(tǒng)籌推進，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(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，還要通過前瞻性、原創(chuàng)性的創(chuàng)新成果擴大、增強產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)業(yè)升級的先發(fā)優(yōu)勢和后續(xù)勁頭。下一步，我們要強化戰(zhàn)略導(dǎo)向和目標(biāo)引導(dǎo)，瞄準(zhǔn)科技前沿，最終實現(xiàn)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(tǒng)高爐流程為主，電爐短流程比例不足10%。“十四五”期間，我國將全面推動鋼鐵行業(yè)超低排放，但是在鋼鐵超低排放改造實施過程中，還存在相關(guān)技術(shù)儲備不足、現(xiàn)有技術(shù)投資運行成本高昂、忽視非常規(guī)污染物等問題。2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論會上鄭重提出，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。同時，在全球最嚴(yán)格的鋼鐵環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)倒逼下，我國已經(jīng)掌握了部分世界領(lǐng)先的節(jié)能減排技術(shù)。面對并存的機遇與挑戰(zhàn)，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(jié)能降耗等重點領(lǐng)域自主開發(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(jié)能減排新途徑，實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。
近年來，智能制造在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展、分工格局和推動形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式帶來重要影響。我國目前多數(shù)鋼鐵企業(yè)還停留在兩化融合階段，生產(chǎn)過程中大數(shù)據(jù)等智能化技術(shù)未能充分應(yīng)用，存在重智能硬件基礎(chǔ)建設(shè)、輕智能系統(tǒng)集成升級，以及企業(yè)智能提升動力不足等問題。鋼鐵工業(yè)需要充分把握新一代信息技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)革命契機，將智能傳感器、第五代移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)與云計算等智能化技術(shù)融入鋼鐵制造和運營決策過程中，全面培育鋼鐵發(fā)展新動能，搶占未來發(fā)展制高點，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(quán)的鋼鐵材料體系，實現(xiàn)高端裝備、重大工程的關(guān)鍵鋼鐵材料自主可控和可持續(xù)創(chuàng)新能力提升。以綠色化、智能化為牽引，構(gòu)建鋼鐵與下游產(chǎn)業(yè)、社會及自然融合發(fā)展的生態(tài)圈，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。”姜尚清最后強調(diào)。
