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钢铁十年科技发展成就辉煌

行业上下游中国仪表网2012年11月08日 14:40人气:20619

  十六大以来的十年,是钢铁工业为国民经济发展作出重大贡献的十年,是我国钢铁工业推进结构调整、促进行业发展最快的十年,是为钢铁工业实现由大到强转变奠定坚实基础的十年,也是科技支撑钢铁工业发展成效显著的十年。
  
  这十年,钢铁工业满足了我国国民经济发展的需要,为保增长作出了巨大的贡献;这十年,钢铁工业装备大型化、现代化取得重大进展;这十年,钢铁工业紧随下游行业快速发展和优化升级的步伐,产品市场占有率不断提高;这十年,钢铁工业自主创新能力提升,创新体系逐步完善,突破了一批关键核心技术;这十年,钢铁工业节能减排工作进步显著,吨钢综合能耗指标大幅度下降。
  
  钢铁工业支持了国家重大工程建设和下游产业发展
  
  十年间,钢铁工业以满足国家重大工程和下游产业需要为出发点,依靠企业自主创新和国家科技支撑计划“高品质特殊钢技术开发”、“高效节约型建筑用钢产品开发及应用研究”等项目的支持和带动,开展相关基础理论研究、关键工艺技术开发并形成产业化示范,将成果辐射、应用于其他品种开发中,整体提高我国钢材品种的研发、生产水平,加速钢铁产业品种结构调整步伐,同时深化应用技术研究和环境协调化钢铁材料制备技术研究。
  
  十年间,我国钢材自给率和占有率不断提高,自给率从2001年的88.9%提高到2011年的103.93%;占有率从84.3%提高到2010年的98.16%。钢铁工业在解决经济发展对品种数量需要的同时,钢材品种结构不断优化,产品质量得到了明显改善,不仅彻底改变了我国扁平材品种数量供需矛盾突出的局面,而且基本满足了下游行业对材料质量性能不断提升的要求,促进了钢铁品种结构优化。
  
  钢铁工业紧随下游行业快速发展和优化升级的步伐,通过产品结构调整和新产品开发,满足了西气东输、三峡水电站、高铁、核电站建设,以及北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等重点领域和重大工程的要求。
  
  铁路方面:时速350公里高速钢轨全部实现国产化。
  
  电力方面:实现了具有自主知识产权的高档取向硅钢批量生产并已替代进口用于50万伏以上等级的超高压大型变压器,标志着我国已掌握了高端取向硅钢技术,成为世界上少数能生产这一级别产品的国家之一;水电用钢方面,开发出水轮机组蜗壳用钢,突破了国外技术壁垒,填补了国内空白;核电用钢方面,开发的包括核电蒸汽发生器用690U型管、核反应堆安全壳、核电常规岛主设备及其配套系列用钢,已在核电建设中得到应用。
  
  石化方面:实现了大型原油储罐用调质高强度钢国产化研发,保障了国家石油战略储备库重点工程建设;依托西气东输工程,我国管线钢研发生产水平取得重大突破,其中X80级管线钢已实现国产化,并成功试制生产出X120级管线钢;低温用钢研发取得重大突破,一些企业相继开发出LNG工程用低温钢板并已通过相关部门的认证,并用于建造大型低温储罐和低温压力容器。
  
  汽车方面:宝钢高强度钢板专用生产线建成投产,开发品种最高强度级别已达到1470MPa;鞍钢开发的低碳低硅无铝(低铝)钢板已应用于一汽马自达、奔腾系列,实现了轻量化;72A、82A帘线钢通过世界著名钢帘线生产厂家的质量认证。
  
  桥梁方面:武钢生产的第五代桥梁钢已经在芜湖长江大桥、京沪高铁南京大胜关铁路桥、杭州湾大桥等60余座大型及特大型铁路、公路及跨海钢结构桥梁上应用。
  
  冶金工程方面:首钢京唐5500立方米高炉以及宝钢、鞍钢、沙钢、太钢、马钢等20多家钢厂的大型高炉建设,全部采用了国产高炉炉壳钢板,累计用量达数十万吨。
  
  大型钢结构建筑工程方面:北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等重大工程建设所需的各类钢材,基本实现了国产化,其中我国自主开发的Q460E-Z35高层建筑用特厚板(厚度110mm)成功应用于奥运场馆“鸟巢”的建设。
  
  与此同时,在国家科技支撑计划“高品质特殊钢技术开发”、“高效节约型建筑用钢产品开发及应用研究”等项目支持和带动下,新产品开发工作取得了突出进展,特别是重点领域所需关键钢材品种开发有了重大突破。
  
  “高品质特殊钢技术开发”项目重点突破了低镍铁素体不锈钢板带材、超超临界火电机组用关键锅炉管材、节能微合金非调质钢棒材、高品质模具钢锻材和粉末冶金高速钢复杂型材、LNG工程用低温钢板、煤机用高强度中厚板、ASP-冷轧流程生产汽车薄板、超高强度高疲劳性能丝材制品等品种及生产工艺成套关键技术,在我国建立了高品质特殊钢管材、板带材、中板、棒材、锻材、复杂型材和钢丝制品等专业化示范生产基地9个,生产线19条,有效提升现有产品的工艺技术和生产装备,通过成果产业化和技术辐射,以点带面推动企业及行业综合竞争力迅速登上新台阶。
  
  “高效节约型建筑用钢产品开发及应用研究”项目开展了冶炼、轧制及应用技术研究,形成了具有自主知识产权的高效节约型建筑用钢低成本生产成套核心技术,建成了热轧钢筋、热轧H型钢、高速线材3条示范生产线;成功开发出3大系列13项高效节约型建筑用钢产品,并实现了工业化批量生产和应用。同时,促进了我国建筑用钢的升级换代。
  
  钢铁工业关键工艺技术与装备国产化进展迅速
  
  十年间,钢铁工业在引进、消化、吸收的基础上,通过自主创新和系统集成,逐步实现了各主要生产工序主体装备的国产化,形成自主知识产权,进而依托现代化钢铁厂的建设,形成可循环钢铁流程工程示范,进一步实现各先进技术的集成与系统优化,构建集钢铁产品制造功能、能源转换功能、消纳废弃物功能于一身的现代化钢铁厂。
  
  在“十五”期间的“重大装备国产化”科研攻关的带动下,我国中小型冶金装备可全部实现国产化,大型冶金装备国产化率可达到90%以上,吨钢投资明显下降,满足和推动了钢铁工业快速发展的需要。
  
  以一重和鞍钢联手研发的鞍钢西区500万吨精品钢材基地中的2150mm热连轧机组为例。该项目在消化吸收的基础上,对总体方案、重要设备进行了多项再创新,结束了我国不能自主设计和制造现代化大型热连轧机的历史,同时标志着我国在大型热连轧机组上具备了成套能力,实现了大型冶金成套设备具有自主知识产权的目标。据了解,当时由国外技术总成,合作制造一套2150mm热连轧机生产线,约需人民币60亿元,而独立自主设计制造该热连轧机生产线仅需人民币28亿元。
  
  与此同时,我国钢铁工业工艺技术装备水平不断提升,主要技术经济指标不断改善,生产效率明显提高。
  
  “十一五”期间我国大型高炉的技术经济指标达到甚至部分超过世界水平;转炉钢铁料消耗进一步降低,以终点控制为核心的转炉自动化控制水平不断提高;钢铁企业普遍重视二次精炼技术,满足了不同类型产品的批量生产要求,达到超低氧、超低碳和超低硫等高品质洁净钢生产水平;部分关键品种的生产工艺技术水平已在世界处于领先地位。据统计,到2010年底,我国共有1000立方米级以上高炉260多座,宝钢4966立方米高炉、首钢京唐5500立方米高炉和沙钢5800立方米高炉的投产更使得我国特大型高炉在世界范围占有一席之地。总体来看,1000立方米级以上高炉的利用系数、燃料比、高炉风温等技术指标与国外相当,部分指标处于领先水平。重点企业先进高炉的燃料比已经达到480千克/吨左右,首钢京唐5500立方米高炉热风炉实现国内最高的1300℃风温,一批先进高炉的煤气利用率达到了50%以上。高炉自动化操作水平普遍提升,高炉过程计算机的采用率已达到约80%,数学模型及专家系统等过程优化系统的采用率已达到29.7%。
  
  “十一五”期间,我国建成投产了首钢京唐300吨、鞍钢鲅鱼圈260吨、邯郸西区300吨和马钢300吨等当代世界最先进的大型炼钢转炉。我国100吨以上转炉和50吨以上超高功率电炉基本达到国外同类装备的先进水平,已成为我国炼钢生产的主体设备,并基本实现了炼钢-精炼-连铸-热轧一对一最佳经济规模的工艺装备配置。鞍钢、首钢、马钢、邯钢等企业新建的大型化装备、工艺配备已实现了现代化、高效化、自动化炼钢生产模式。炼钢系统普遍采用了铁水预处理技术、新型的转炉顶底复吹技术、计算机和副枪自动化炼钢技术、完善的二次精炼技术及转炉烟气干法除尘技术,电炉超高功率高阻抗技术、电炉铁水热装技术,并研究应用了铁水直运技术、转炉双联冶炼技术、转炉蒸汽回收再利用技术等。
  
  “十一五”期间,我国轧钢工艺技术装备实现了跨越式发展,建成投产了一批现代化轧钢生产线。到2010年底,我国已拥有热轧宽带钢轧机72套,中厚板轧机71套,冷连轧宽带钢轧机(含酸洗轧机联合机组)50余条,热轧无缝钢管生产装置126套,其中比较先进的77套。
  
  此外,国家科技支撑计划———“新一代可循环钢铁流程工艺技术”项目,以循环经济为理念,旨在将钢铁厂从单一生产钢铁产品功能拓展到生产钢铁产品、能源转换和社会废弃物消纳的三大功能。经过近5年的攻关,该项目已取得重要进展,相关成果已经在曹妃甸首钢京唐钢厂得到应用。一些关键技术,例如超大型高炉工序系统工艺技术、高炉炉顶煤气余压发电(TRT)配干法除尘技术、转炉煤气干法除尘及回收技术、焦炉高温高压干熄焦技术、烧结机烧结工序余热余能利用技术、一包到底式钢包快速周转技术、铸轧一体化节能技术和综合能源管理技术等可循环钢铁流程技术的研发均取得重要突破。在国内实现5500m3超大型高炉、300t转炉分步炼钢、钢水快速精炼、高速连铸、全干法除尘、炉渣和粉尘再资源化、海水淡化等相关技术相结合的全新工艺路线,在吨钢能耗、吨钢新水消耗、水循环利用率、吨钢粉尘排放、吨钢SO2排放、吨钢CO2排放和余热余能自发电比例等技术经济指标上达到预定目标。
  
  十年间,钢铁工业开发节能减排工艺,从提高能源一次使用效率和二次能源回收率,从节水、环境友好、资源循环利用入手,通过开发、推广以“三干三利用”为代表的节能减排技术,实现钢铁产品的绿色制造,促进企业与社会、环境和谐发展。尤其是在“十一五”期间,钢铁行业节能减排技术研发突飞猛进,实施成效明显。干法熄焦、高炉煤气干式除尘数量与能力居世界第一,转炉煤气干法除尘,水循环综合利用,以高炉渣、转炉渣为代表的固体废弃物的综合利用,以副产煤气为代表的二次能源利用均取得较大进展,主要节能减排指标与世界先进水平的差距大幅缩小。与2002年相比,重点统计钢铁企业2011年吨钢综合能耗由803千克标煤/吨降至601.72千克标煤/吨。
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