用高新和先进适用技术改造提升钢铁行业

    中国钢铁工业已连续6年钢产量超亿吨，铁、钢、连铸坯、钢材产量都居世界第一，2000年钢产量达12850万t，占世界钢产量的15.4％。2001年初步统计达到14893万t，占世界钢产量的18％左右，在世界上第一次实现年增钢材、连铸坯都超过2000万t。
    中国钢铁工业通过加快进行结构调整优化，一直保持着高速增长势头，已形成了一批世界先进水平的产品、工艺技术、装备和以71家重点钢铁生产企业和企业集团为核心，包括矿山、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢，相关的铁合金、耐火材料、炭素制品、冶金石灰及地质勘探，工程设计，建筑安装，冶金设备制造与维修，科学研究等部门构成的完整工业体系。2000年全行业资本总计超过9300亿元，拥有近千家企业。从业人员约200万人 。可以预料，新世纪中，钢铁工业作为国民经济用量最大，不可完全替代的基础性、结构性、功能性材料――钢材的生产行业，将继续发挥其重要的作用。
    面对着入世后经济全球化的影响，中国钢铁工业要在国内外市场上应对全面的挑战，必须在继续进行结构调整，全面提高质量，进一步节能降耗，降低成本，大力提高市场竞争能力上进行努力。尤其是为了适应采用高新技术和先进适用实用技术改造钢铁工业的要求，必须加快淘汰仍占钢铁生产能力7％～10％的落后的小钢铁企业和土焦，热烧结，化铁炼钢等落后的工艺与装备；必须坚持系统精料方针，既为充分利用宝贵的资源又为稳定生产工艺，有效地利用信息技术，为实现智能化生产创造良好的基础；必须建立产学研相结合，大幅度增加技术创新资金的投入强度，努力做好引进技术消化吸收及主要立足自主开发创新的有效机制；必须树立从产品设计，资源开发及充分利用，高效生产，尽可能少排放或“零”排放，排放物资源化、无害化处理到提高钢铁产品“绿色度”的可持续发展体系。
    新世纪世界和中国钢铁行业的技术发展趋势集中反映在两个方面，一是以钢铁生产流程的连续化、紧凑化为基本特征各类高效率（主要是大型化、高速化、组合多功能化、连续化、专业化、长寿化）、低消耗（主要是节水、资源最大限度利用和综合利用、节能、二次资源利用）、优品质（主要是信息科技主导的各类生产过程，管理过程的全面自控，工艺及装备的全面在线动态监测、分析）、高新和先进适用技术的系统应用，二是更好地满足高效、低耗、优质、智能控制要求，具有多学科综合特性的各类前沿科技开发（主要有近终型连铸连轧、熔融还原、半凝固加工、电磁冶金、钢铁工业生态园等技术），加快了产业化的进展。总的来说，就是确保钢铁工业在新世纪中实现可持续发展。
    关于采用高新技术和先进适用技术改造提升钢铁行业有很多工作需要抓紧完成，本文仅就推广应用信息技术；研究开发钢铁工业的先进适用技术；研制开发关键品种三个方面，择要简述，与同行进行探讨。
    （1）推广应用信息技术
    现代钢铁生产流程连续紧凑，生产高速高效，产品质量优化和不断降低消耗，降低成本，实现清洁生产日益提高的要求，已不可能依靠人在生产过程中的即时反应与操作来稳定地实现。只有依靠以信息科技为主导的钢铁生产全过程自动控制，智能控制与管理信息化技术，才能有效地保证钢铁生产适应市场变化的需求，科学决策，合理制订调整计划，提高效率，精确地按设计目标控制各类工艺参数，及时监测与调整设备运行，从而消除各类管理工作的失误及工艺操作、设备运行和产品质量事故，使生产过程达到成熟稳定，真正实现高效、优质、低耗、低成本、高效益的目标。冶金自动化已成为钢铁生产不可缺少、不可替代的重要组成部分，是衡量钢铁企业现代化生产水平的标志，将大大提升钢铁行业的档次水平。重点有3个，即全面提高生产基础自动化水平；全面推广生产过程与自动控制及工艺控制智能化；大力推广管理信息化。
    ――全面提高基础自动化水平
    关键是开发与推广应用适应钢铁高温、粉尘、潮湿环境，满足生产高速连续的要求，能可靠运行的一次监测仪表；快速进行数据采集、分析的全数字化、智能化PLC及控制执行机构；通过现场总线、以太网等先进的高速传输网络，实现与过程级控制计算机的有效连接这三个方面。要在矿、铁、钢、轧四个主流程工序中，全面实现基础级自动控制。并加快在铁合金、耐材等相关行业普及基础级控制。重点应是开发应用各种成分、温度、质量的连续、在线的直接测量。监测分析技术与装备及基础级自控设备的数字化。
    ――全面推广生产过程全自动控制和生产工艺控制智能化
    这是提升钢铁行业生产水平档次的重要技术。重点是在基础自动化水平提高的条件下，广泛采用专家系统，神经元网络，模糊控制等技术实现生产过程的全动态、连续、智能化控制。重点是开发动态控制模型，建立工程软件平台，实现工艺最优化，质量监测预报与反馈控制。
    ――开发与应用钢铁信息管理系统技术
    关键是建立财务成本管理为中心的计算机控制系统，与基础级、过程控制形成一体化的网络体系。重点建立企业决策信息支持系统；企业与区域性管控一体化系统CIMS或MIS系统；企业财务成本预测模型；供应与销售电子商务系统；建设智能化管理钢厂的示范工程试点。
    (2)研究开发钢铁工业先进适用技术提升钢铁行业的重点
    除了信息技术外，钢铁行业的高新技术和先进适用技术对行业优化，水平档次的提高也起着重要的作用。这类技术在行业主流程中量大、面广，具有推动行业优化的高水平，有的就是具有行业特点的高新技术，有的则属前沿科技范围，需加强研究，尤其应加大成果应用、产业化的开发工作力度。大致可分为6类。
    ――提高流程连续、紧凑水平的关键技术
    重点有近终形连铸、连铸坯热送热装、无头或准无头轧制等。
    ――高效生产技术
    重点有高效选矿技术、小球烧结和厚料层烧结技术、高效冶炼技术(高炉、转炉、电炉、精炼)、高效连铸技术、高效和高精度轧制技术。这一类技术一般都配合有工序过程及终点的连续监测、运态控制，并要求实现高生产速率和高质量的有效统一。
    ――材料和设备的长寿技术
    这类技术不但提高了生产过程的连续性、提高了生产效率，还从本质上意味着大幅度降低消耗和污染，是钢铁行业生产挡次提升的重要技术。重点有高炉长寿(≥10年)系统技术；转炉复吹溅渣长寿(≥10000炉)；电炉10000炉；中间包长寿(≥30小时/次)；结晶器长寿(≥2000炉/次)；轧辊长寿等。耐火材料(主要是更长寿、无污染、功能化)、铁合金(主要是低杂质)、保护渣(主要适应优质钢和高效连铸要求)生产优化技术也是主要的支撑技术。
    ――洁净钢生产系统技术
    这是保证钢铁产品优质，降低系统生产成本的重大先进适用技术。重点有包括废钢处理技术、铁水预处理技术在内的“精料”技术；冶炼炉终点精确控制技术；钢水精炼直至中间包、结晶器冶金技术；生产全过程防止再次污染技术。尤其突出生产高附加值钢材的纯净钢技术软件的开发。
    ――节能降耗、资源综合利用、二次资源利用与污染治理技术
    这是实现清洁生产和钢铁行业可持续发展的关键技术。重点有以干法除尘、汽化冷却代替水冷，水处理与循环利用等技术为主的系统节水技术；以干熄焦、高炉炉顶压差发电、双预热蓄热式加热炉与热风炉、炉渣烟尘回收利用、冶金气体(主要是煤气、CO2气、H2)回收、提纯、综合利用为主的系统节能环保技术；金属矿产资源(如包钢、攀钢)的综合利用技术等。要加快推进14个清洁生产示范工厂的建设。
    ――钢铁生产的前沿技术
    重点是近终形连铸连轧向薄带、丝、管、型材的深入开发；半凝固加工；电磁与磁冶金；融熔还原；连续炼钢；钢铁工业生态园系统技术；纳米科技在钢铁生产中的应用等。
    (3)研制开发主导产品和装备改造提升钢铁行业的重点
    中国钢铁工业在入世后，钢材贸易面对的挑战主要来自高品质的板带材和特殊性能的钢材品种，另外占钢铁生产最大比例的型材、线材及其制品也有一个产品升级、提高性能挡次、满足国民经济各个部门不断提高的要求的问题，这方面我们已经面临激烈竞争，必须在确保与国外产品同等性能基础上大幅度降低成本，才能在国内市场上顶住冲击，并逐步走向世界。另外，一批重大装备的开发上也必须取得进展，才能使钢铁工业的结构调整与技术改造大幅度降低成本，提高竞争能力。主要产品和关键装备是钢铁行业挡次水平的窗口型标志，也是同高新技术与先进适用技术改造提升行业水平的工作重点。
    ――提升主导产品工作重点
    从行业现状分析，反映行业水平挡次的主导产品有三类，即高精度、高附加值板材产品；专用钢和特殊钢产品；提高档次的型、线材产品。
    板材：要结合纯净钢生产技术，高精度轧制技术在宝钢、武钢等重点薄带生产厂，中厚板、宽厚板生产厂的普遍应用，重点抓好热轧板、冷轧板、镀锌板、彩涂板和特殊用途中板、厚板品种的产量扩大，品种增加、质量提高。其中薄规格热轧板代冷轧板和直接镀层的产品，要结合投产的几条薄板坯连铸连轧生产线品种开发，作为重点抓好。
    专用钢和特殊钢产品：要大力优化生产流程，开发软件平台，批量稳定地生产不锈钢冷轧薄板，高精度管、线材；冷轧硅钢；石油管线钢；轴承钢；齿轮钢；电站用钢等专用钢和特殊钢。
    提高质量和性能档次的型线品种：400MPa强度级别的Ⅲ级钢筋；高强度丝用钢；H型钢等。
    ――研制开发关键装备重点
    我国钢铁工业的关键设备虽已基本可以立足国内，但成套性差是一个突出问题，这是提升钢铁行业档次的限制性环节之一。因此，必须和机械与信息行业合作，大力发展有系统性的钢铁生产专用设备。
    重点有：大洋采矿系统设备；干熄焦和炉顶压差发电成套设备；薄板坯、薄带坯连铸连轧成套设备；大功率交、直流电炉供、配电成套设备；热连轧、冷连轧成套设备；全数字化自动检测与控制设备等。
    总的目标是达到设计总负责，工程总承包、关键设备制造具有竞争能力的水平。
    通过应用以信息科技为核心的现代高新技术与先进适用技术改造优化的中国钢铁行业，必将以清洁生产与优质产品的全新面貌，以更低的生产成本在入世后的激烈竞争中，始终保持发展的活力，赢得挑战的胜利。