钢铁工业的现状、发展与技术创新中国金属学会翁宇庆

中国金属学会翁宇庆2内容一、钢铁工业的现状及近几年的主要成果二、钢铁工业技术创新主要特点的探讨三、近几年中国钢铁工业技术创新发展方向分析30501001502002501990199119921993199419951996199719981999200020012002年Mt.百万吨200020012002消费量141.2173.2211.2同比增长%6.822.721.9钢产量128.5151.6181.6同比增长%3.6718.019.4消费量钢产量1.钢材消费量的不断增长中国已成为全球最大的钢材消费国4中国已成为全球最大钢铁生产国2.钢产量020406080100120140160180200220187118761881188618911896190119061911191619211926193119361941194619511956196119661971197619811986199119962001年Mt.美国日本前苏联/独联体中国前苏联1988,163Mt.美国1973年,136.8Mt.日本1973年,119.3Mt.中国2002年,181.1Mt.1871~2002年美国、日本、前苏联/独联体和中国的粗钢产量对比501020304019901991199219931994199519961997199819992000200120023.进出口量中国已成为全球最大钢材进口国出口进口2002年进口量(百万吨)国家钢材钢坯总计中国24.494.629.09美国20.708.128.80610.2829.0126.3111.735.0524.0112.4716.521.221.32.37.116.65010203090919293949596979899200020012002利润(10亿元)10002000300040005000平均价格(元/吨)050100150200250300350年吨钢利润，元结构调整、政府支持和企业努力，使钢铁工业效益开始恢复性增加。7二、钢铁工业技术创新的现状及近几年的主要成果1.中国钢铁工业技术创新的现状1)已开始进入技术创新全面繁荣的新时期2)共性技术不断优化和应用，已成为企业通过技术改造提高竞争能力的关键3)前沿技术不断取得进展81)中国钢铁工业技术创新开始进入全面繁荣新时期0501001501990199519992001bil.Yuan(RMB)86bil.￥71.6bil.￥99.9bil.￥143.4bil.￥(10.4bil.$)(8.6bil.$)(12bil.$)(17.3bil.$)I.十年来的投资情况新增热轧板1370万吨新增冷轧板683万吨新增镀锌板247万吨新增轿车板28万吨新增不锈板100万吨（市场占有率从6%提高到80%）新增高品质薄板252万吨750亿投资完成后，对比1999年的产量：9II.新工艺新装备研究与成果产业化的步伐加快到2002年10月止：我国达到国内先进／国际水平的主要装备率为：炼铁高炉30.1％炼钢转炉43.9％电炉22.2％连铸机74.8％轧钢小型棒材轧机～20％中厚板轧机47.5％薄板轧机71.9％热轧无缝钢管轧机60.6％10III.世界主要钢铁企业研发投入比较（1999年）宝钢蒂森克鲁伯美钢联川崎制铁Corus印度钢铁公司日本钢管新日铁里瓦集团浦项制钢LNM集团阿尔贝德集团于齐诺公司00.20.40.60.811.21.41.61.8占销售额的百分比%2000年统计技术开发支出前十名的企业为：宝、武、首、鞍、太、马、济、华菱、天铁、沙钢，这十家的R/D支出占全行业的73%；但有9个企业的R/D支出在20万元/年以下；有30个企业的R/D支出为零。11IV.新一代钢铁材料理论研究和实践同步发展新一代钢铁材料的研发队伍参加单位参与研究的大学和研究院人员：182人，其中：8位院士56位教授占30.7%48位专家占26.4%19位工程师占14.4%59位博士生占32.5%参加研究的企业人员超过200人。投入政府5000万企业＞2.2亿5所大学：北京科技大学、东北大学、清华大学、北京工业大学、西安交通大学4个研究院所：钢铁研究总院、中科院金属所、北京机电研究所、石油天然气总公司管材研究所13家钢铁企业（企业集团）：宝钢、武钢、鞍钢、首钢、攀钢、唐钢、淮阴钢厂、珠江钢厂、本钢、大连钢厂、上五、三明、包钢。4个钢材用户(汽车厂、建设部门)我国是超细晶钢研发工作第一批走向工业化的国家。12V.应用信息技术提升钢铁行业水平研究不断取得新成果钢铁企业信息化管理系统MIS→DSS（决策支持系统）→CIMSES（专家系统）MRP（制造资源计划）Ⅱ→ERP（企业资源计划）供应链管理（SCM）客户关系管理（CRM）电子商务网络资源开放式网络联系模型（OSI）局域网→局域网互联→互联网13国家经贸委统计1990～2000年仅连铸、喷煤、小型连轧、综合节能四项共性技术应用，优化技术经济指标就降低成本480亿元。占同期行业成本降低总额的63％。连铸和小型连轧国产化技术水平提高，分别降低单位投资成本54％和50％。10年投资钢铁工业4006亿元，技改占80％，新建仅20％，新增能力8200万吨，4800元／吨，仅为世界平均水平55％从世界范围和中国的实践可见，随着新技术的不断采用，不但优化了工艺流程和技经指标，吨钢能力投资不是增加而是减少，大大提高了行业竞争能力。2)共性技术不断优化和应用，已成为企业通过技术改造提高竞争能力的关键14科技进步使技改投资费用明显下降转炉利用系数提高，增加炼钢能力3046万吨／年，节省100吨级转炉34座建设费用76亿元高炉利用系数提高，少建1200M3级高炉26座，节约投资115亿元。喷煤比提高，节焦712万吨，少建50孔6米焦炉14座，节约投资23亿元三项统计节约投资214亿元15近终形连铸连轧技术成功开发应用，迅速发展新一代钢铁材料理论和应用实践不断取得重大进展，一大批品种国内研发、生产成功（X70，680MPa船板，航天、核级高洁净钢，汽车用IF钢，双相钢，TRIP钢，国防军工用特殊钢等）信息化技术和数字化控制技术应用实现跨越式发展3)近几年前沿技术的研发不断取得重大进展16I.炼钢在高效化、大型化、精炼比提高等方面取得进展转炉利用系数居国际领先地位：≤30t转炉利用系数＞50t/t.d电炉大型化：电炉总数由1561台（1990年）减少为179台（2000年），但产量从1402万t（1990年）提高到2020万t（2000年）。铁水预处理比由3.1%（1990年）、精炼比由2.8%提高到25%以上（2001年）。自动控制技术（终点温度/ΔC%命中率）、高精度检测分析（痕量分析）进入国际先进水平。炼钢节能（煤气回收、负能炼钢、电炉废钢预热），排放物无害化、资源化（固体渣基本回收）取得突破性进展。2.中国钢铁工业技术创新的主要成果1)六项重要工艺共性技术迅速发展17II.连铸比与连铸技术水平同步提高1996年以来以国产技术和装备为核心，连续7年实现年增铸坯量千万吨级的高速发展。2001年与2002年增量均超过2800万吨／年，创世界纪录。年份199019951996199719981999200020012002全国连铸比%22.746.453.360.768.877.3881.989.4493.16钢铁行业连铸比％25.0751.0460.0768.777.6187.6286.9789.4494.190年代以来中国连铸比的变化18高效连铸技术普遍应用近40％铸机得到改造，包括新建铸机，半数以上铸机实现高效化生产。一些厂实现7～10天连续浇铸的生产组织方式，作业率大大提高。铸坯无清理率普遍＞90％，为热送热装打好基础，铸速和单流产量普遍提高50～80％电磁连铸技术研究与应用有显著提高15~16万t/年20世纪90年代8~10万t/年20世纪80年代5~6万t/年20世纪70年代方坯铸机的单流产量铸坯断面尺寸与铸速的关系19薄板坯连铸连轧紧凑流程迅速进入世界先进行列到2005年总能力将达到1300万吨／年以上，占世界1／4，单位生产线产量迅速达到同类生产线饱和水平，品种优化和扩大，质量不断提高。序号企业炼钢炉连铸机板坯尺寸(mm)设计能力（万t/年）轧机最终产品尺寸(mm)均热炉投产日期1珠钢150t电炉1流立弯型CSP50×950~1350806机架CSP1.27（最小）辊底炉191.8m1998.112邯钢100t转炉1流立弯型CSP50~70×980~15601231+6机架CSP1.2（最小）辊底炉191.8m1999.123包钢210t转炉2流立弯型CSP70×900~16802006机架CSP1.2（最小）辊底炉200.8m×2,摆动联接2001.44唐钢150t转炉1流直弧形FTSR90~70、65×850~16801202+5机架达涅利/三菱0.8~6辊底炉187.8m2002.125马钢100t转炉2流立弯型CSP90~70、65×900~16002207机架CSP0.8~8辊底炉270m×2,摆动联接2003.126涟源90t转炉1流立弯型CSP70、55×900~16001307机架CSP0.8~12.7辊底炉291.8m2004.47鞍钢90t转炉1流直弧形CONROLL135(100~150)×900~16201001+6机架ASP1.3（最小）步进炉2000.720问题探讨0204060801001972197419761978198019821984198619881990年份炉外精炼比和连铸比（%）连铸比%转炉钢精炼比%电炉钢精炼比%连铸比转炉钢精练比电炉钢精练比020406080100199019911992199319941995199619971998199920002001年份炉外精炼比（%）连铸比（%）吹氩喂丝比（%）吹氩喂丝比连铸比炉外精炼比日本炉外精练比和连铸比逐年增长的趋势图中国炉外精练比、连铸比和吹氩喂丝比增长趋势图炉外精炼水平与连铸生产发展要求不适应。21问题探讨（续）高效连铸的发展重点还有分歧。工序作业率%1999年2000年2001年2002年转炉71.1871.7879.4982.24电炉64.3766.2970.4271.10连铸66.1463.1764.7863.79薄板坯连铸连轧的品种质量适应范围有不同看法。年代世界连铸平均作业率%70年代中期35~3880年代末~6090年代＞90特钢连铸比远远低于全国平均值，已成为发展瓶颈之一。22高炉喷煤技术日趋成熟III.炼铁技术有了进一步的发展10001020104010601080110019951996199719981999200020012002年高炉风温℃1995~2002年大中型企业高炉风温的变化12.2212.4312.1913.72111213141995年2000年2001年2002年%54.8656.8158.1457.3352545658601995年2000年2001年2002年%1995~2002年大中型企业入炉矿品位的变化1995~2002年大中型企业冶金焦灰分的变化原燃料质量、风温、富氧程度提高为高炉大喷煤量创造了有利条件。23形成我国特色的喷煤工艺技术。降低生产成本和投资成本，减轻环境负荷中速磨代替球磨，提高煤粉制造能力，降低噪音和电耗，简化流程，降低投资和成本；三级收粉改一级；间接喷煤改直喷；多管喷吹改单管喷吹；开发了分配器等8项专有技术。2450.851.150.553.761.358.57283.6991101181221250204060801001201401990199119921993199419951996199719981999200020012002年喷煤比（kg/t）1990～2001年大中型钢铁企业吨铁平均喷煤量的变化我国高炉喷煤与国外比较12220310505010