我国轧钢技术正逐渐进入部分自主创新阶段
发布人:      发布时间:2018年12月10日      来源:      字体大小:
“改革开放40年来,我们取得了长足的进步,到目前为止,传统的、常用的轧钢生产技术装备已经初步实现了国产化。正是由于有了这种成套大型技术装备的国产化,才有了我国钢铁工业的大发展。”近日,北京科技大学教授唐荻在接受《中国冶金报》记者采访时,对改革开放40年来我国轧钢技术取得的发展成就这样总结道。 轧钢技术有五大发展阶段 唐荻指出,20世纪70年代,我国通过仿制苏联20世纪50年代的装备,建设了本钢1700毫米热连轧工程、攀钢1450毫米热连轧工程,还独立设计了舞阳钢铁4200毫米宽厚板工程。这些设备建成后,产品档次、质量水平普遍不高,运行也不十分稳定,甚至达不到原来苏联老设备的水平。 1978年,国内可以称得上现代化轧钢装备的,只有1978年12月份投产的武钢“新三轧”生产装备,即武钢的1700毫米热连轧、1700毫米冷连轧和硅钢生产线工程。“那个年代绝大多数的地方企业完全不可能有现代化的轧钢装备,主体装备是我国在1960年后研发的装备,主要是2300毫米三辊劳特式中板轧机、250(300)毫米横列式小型轧机、76毫米无缝钢管轧机以及叠轧薄板轧机。这些轧机只达到了20世纪初甚至更早的技术水平。”唐荻说。 唐荻回顾改革开放40年轧钢技术发展的历程,认为改革开放以后,轧钢技术的发展可以分为5个阶段:一是大规模引进阶段;二是系统的消化、吸收、学习阶段;三是提高制造水平、持续推广阶段;四是部分创新阶段;五是自主研发、系统创新阶段。 第一阶段基本上是技术全面引进。其中最重要的是宝钢一期的引进,几乎所有的主装备、配套装备全部来自引进,当时很多企业的装备也都走的这条路,例如棒材、高速线材、无缝钢管轧机、宽厚板轧机等。 第二阶段,国内轧钢技术装备国产化最早获得成功的是20世纪80年代初的棒材连轧生产线,随后,20世纪80年代末我国成功实现了高速线材轧机的国产化,2000年成功实现了热连轧宽带钢轧机的国产化,2001年成功实现了宽厚板轧机的国产化,2004年成功实现了无缝钢管轧机的国产化,2009年成功实现了冷连轧机的国产化,等等。 第三阶段,国产设备可以基本满足产品的性能需求,得到国内用户的认可,并开始大规模推广使用。 “最近几年,我国轧钢技术正逐渐进入部分自主创新阶段,虽刚刚起步,但可以表明一个新的阶段正在开始。当然,自主研发、系统创新阶段我们还没达到,应该在未来会实现。”唐荻强调。 轧钢技术装备国产化成就有目共睹 “在轧钢行业的发展过程中,我国轧钢技术装备不断实现国产化,技术水平也在不断提高。”唐荻介绍了轧钢技术装备国产化过程中的里程碑事件。 成套轧钢装备国产化取得的第一个成果是小型棒材轧机。20世纪80年代初期,北京钢铁学院(后更名为北京科技大学)率先研发成功短应力线轧机,冶金部设备研究院、北京钢铁设计研究总院随后都推出各自的成套小型棒材轧机生产线,从此,国产的棒材轧机成套装备基本可以立足国内。目前,国内可以制造成套小型轧机的企业有20余家。此外,高速线材轧机成套技术装备的国产化约始于20世纪80年代末,目前,我国的哈飞、西冶都可以提供现代化的成套高速线材轧机装备。 国产化取得突破的第二个成果是热连轧宽带钢成套设备。在20世纪90年代末,在鞍钢的现代化改造中,热连轧宽带钢成套设备国产化的目标得以初步实现,由鞍钢、北科大、一重共同完成了第一套机械设备、自动化控制系统和模型全部国产化的现代化热连轧宽带钢轧机的建设。此后,莱钢1500毫米热连轧、日照钢铁1580毫米热连轧、济钢1700毫米热连轧、重钢1780毫米热连轧、鞍钢2250毫米热连轧等机组均成功建设。目前,传统热连轧宽带钢轧机已经完全可以自主制造,并且占据了国内绝大多数的市场份额。2017年,青山集团、一重、北京科技大学在印尼合作建设的1780毫米不锈钢热连轧机成功投产,这是我国在现代化热连轧机成套技术装备出口方面,迈出的有意义的一步。 另一个重要成果是宽厚板轧机的国产化。第一套国产的现代化宽厚板轧机是2001年济钢的3500毫米宽厚板轧机,随后,我国于2005年建成了邯钢3500毫米的宽厚板轧机,于2009年建成了汉冶3800毫米宽厚板轧机。这些轧机的建设使我国在宽厚板轧机成套技术装备方面取得了重要的进步。特别要提到的是,和宽厚板轧机配套的在线和离线的成套热处理设备。从20世纪90年代末起,鞍钢的4200毫米宽厚板轧机上就有鞍钢、北科大共同研发成功的加密管层流的成套控制冷却设备。此后,东北大学、北京科技大学都研发了更加先进的热处理设备,为宽厚板质量的提升做出了贡献。 2004年,国内第一套代表先进无缝钢管技术水平的国产化连轧机组,在无锡希姆莱斯石油管制造企业投产。到目前为止,国内设备制造企业已经能够生产大部分无缝钢管生产需要的技术装备。 在冷连轧成套装备的国产化方面,2009年,宝钢联合一重、西重所等单位在宝钢梅山钢铁公司建设了完全自主设计、独立制造的成套冷轧装备,其工艺和设备达世界一流水平。这套冷轧装备实现了完全意义上的自主化和自主集成,从研发、设计、制造到调试、运行等机组建设的各个环节,从工艺、机械到电气、仪表、计算机等各个专业,全都实现了自主化。梅钢1420酸洗连轧机组采用五机架六辊UCM轧机(万能凸度轧机),轧机出口最高速度1700米/分;设计产品最薄厚度0.18毫米(厚度0.18毫米~2.0毫米,宽度700毫米~1300毫米),产能85万吨/年。 改革开放40年来,我国轧钢生产技术装备取得了长足的进步。唐荻举例说,20世纪90年代初期,国内某钢铁企业引进一套现代化的热连轧机,约90亿元人民币;在我们实现热连轧机国产化后,一套这样的轧机国内制造仅在16亿元人民币左右。其他各种轧钢的成套装备情况都类似。正因为如此,企业买得起、用得起,才有了我们今天每年8亿吨的钢铁产量。 在品种研发与生产方面,现在我国海工钢厚度能够达到大于380毫米,桥梁钢厚度可以达到115毫米,性能可以达到420兆帕,管线钢(X80)的厚度可以达到30毫米以上,国际领先。汽车结构钢(热成型钢)强度可以达到1800兆帕,冷轧板强度最高可以达到大于1200兆帕。热轧带钢方面,可以大批量生产的带钢最薄为0.8毫米,实现了以热代冷。现在一重和北科大轧制中心正在建设世界最宽的2550毫米热连轧带钢机组。此外,一重和北科大在印尼也建成了中国出口国外的第一条现代化的1780毫米热连轧带钢轧机。 全行业轧钢技术进步十分突出 唐荻指出,改革开放以来,全行业的技术进步和成绩也十分突出。 一是技术人员和技术队伍日益成为企业提高竞争力的重要力量。许多企业技术中心在企业发展中的作用越来越大,技术人员越来越成为核心力量,重视技术人员的企业竞争力明显提高。 二是经过近20多年的引进消化再创新,重大冶金装备的国产化工作有了长足进步。目前绝大多数装备可以自给自足,甚至一些非常先进的装备也能够生产。由于国产化的成功大大降低了设备价格,使很多企业买得起先进装备。 三是目前我国很多产品产量世界第一,近年来一些企业开始引领世界产品研发的潮流,越来越多的世界首发产品开始出现。 四是钢铁行业的研究队伍快速发展。一些大学、研究院所、大型企业的技术中心都建立了非常强大的钢铁研发队伍。现在,我国从事钢铁技术研究的专家、技术人员队伍在世界居第一位,并且这支队伍的层次很高、年纪很轻、配置合理,对于今后的技术发展作用不可估量。 五是通过大规模的技术升级和装备更新,我国的钢铁生产装备发生了质的变化,我国主要钢企的技术装备绝大多数是最近10年内新建的。可以说,世界最新、最好的冶金生产设备都在中国。 六是各大学、研究院所和一些大型企业的实验室在近年进行了大规模实验设备更新。我国钢铁行业实验装备在世界上也最先进、最齐全、最完善。但是,属于自己研发的实验装备不多。 七是随着技术研发与市场、企业竞争力的结合越来越紧密,我国钢铁技术服务、研发模式正在转变,从“国外做什么,我做什么”的模式,转变为“市场、用户需要什么,我做什么”的模式。钢铁企业从只研发钢铁产品,转变为可以为用户提供技术,更好地为用户服务。 近年来,轧钢领域技术的发展成就有目共睹。例如,宝钢建成了世界首条高强度冷轧柔性连退线、国内首条具有自主知识产权的双辊薄带连铸连轧线、世界最薄的取向硅钢生产技术,天津中重科技建成了世界最大、自主研发的连轧H型钢生产线,太钢建成了世界首条全连续、全工序不锈钢冷轧线,首钢完成了基于正向设计的重卡轻量化设计与钢种开发,等等。 迈入钢铁强国的路径 唐荻指出,虽然经过改革开放40年的发展,我国的轧钢装备技术总体看解决了有无的问题,但是这些装备技术基本是来自国外,自己独创的不多,且国外一直在发展新技术,如棒线材的在线固溶、等温处理,薄板坯连轧的无头轧制等。我国装备、工艺、产品综合发展水平较低,理论、技术创新均较弱,基本没有引领的技术。 唐荻认为,未来轧钢技术的发展方向包括:连续化、短流程、近终型加工、多工序集成加工(高效化)、全流程质量与性能控制、智能化(无人车间、机器人应用)、产品性能综合发展(质量稳定、强韧化、功能化)、绿色化(去酸洗、余热利用)、用户技术开发逐步系统化。 唐荻指出,要实现钢铁强国的目标,需要具备以下7个条件。一是有一定的产量,特别是一些有特色的产品有一定的量。二是钢铁产品的品种齐全,可以满足国民经济各个行业需求,没有短板。三是某些特色产品质量、性能是世界顶级的,长期稳定,成为他国学习的标杆,并且在国际市场上成为无可替代的抢手货。四是有一流的人才培养机制、技术研发团队、实验装备,并且这些实验设备主要是自主设计,针对特定功能需要而制造,这才能保证最前沿的研究。五是钢铁行业要不断推陈出新,有新成果问世,新理念、新理论、新工艺、新标准、新技术等都引领世界。六是新的理论能有新装备支撑,能实现新产品的研发,并且该装备能推向国际市场,产品、装备能形成国际新标准。七是整体发展均衡。 唐荻强调,钢铁企业需朝以下方向努力: 一是精细化的研究工作。现在解决了有无的问题,但是一些产品性能的稳定性差,主要是对最终影响质量的因素把握有所欠缺,对关键环节控制不够造成的。“因此,为提高质量,特别是提高质量的稳定性,我们需要做精细的工作,认真研究各工艺环节、各装备环节的核心技术,抓住核心,精确控制。”他强调。 二是加强工艺与装备研发,差异化从装备做起。装备是优质产品的基础,想要有差异化的产品,只有创造差异化的装备才行,所以在技术革新上下功夫,在装备改造上下功夫就是重要途径。 三是加强科研协同创新和综合创新工作。现在技术提升的难度越来越大,涉及的领域越来越综合。比如,品种质量提高,涉及的技术领域有材料、冶金、轧钢、自动化、机械设备等,多学科协同的工作越来越重要。另外,钢铁工业的技术研发本身就是一个很古老的学科领域,要想有新的发展,一定要强化基础理论的突破,在此基础上进行应用技术的研发,才能推动整体的进步。同时,技术与装备研发必须加强,没有装备一切都是空的,而在这方面我们也非常弱。 四是改变考核标准和评价体系。一些大学关注的是论文,而不关心实际技术创新;一些企业关注首发,不关注使用新技术、新装备,怕出问题,尤其是国企。 五是注重用户技术研究,在用户合理、高效使用钢铁材料方面提供更好的服务。现代的工艺技术发展非常迅速,对于材料的要求越来越高,用户也越来越苛刻,帮助用户合理、高效、节约和正确地使用钢材,越来越成为钢厂的任务。如果钢厂能够在用户技术上服务好,企业效益就会好。
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