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我國軋鋼技術正逐漸進入部分自主創新階段

時間:2019/2/13 17:05:42    點擊量:

中國冶金報 中國鋼鐵新聞網

記者 王志


“改革開放40年來,我們取得了長足的進步,到目前為止,傳統的、常用的軋鋼生產技術裝備已經初步實現了國產化。正是由于有了這種成套大型技術裝備的國產化,才有了我國鋼鐵工業的大發展。”近日,北京科技大學教授唐荻在接受《中國冶金報》記者采訪時,對改革開放40年來我國軋鋼技術取得的發展成就這樣總結道。

軋鋼技術有五大發展階段

唐荻指出,20世紀70年代,我國通過仿制蘇聯20世紀50年代的裝備,建設了本鋼1700毫米熱連軋工程、攀鋼1450毫米熱連軋工程,還獨立設計了舞陽鋼鐵4200毫米寬厚板工程。這些設備建成后,產品檔次、質量水平普遍不高,運行也不十分穩定,甚至達不到原來蘇聯老設備的水平。

1978年,國內可以稱得上現代化軋鋼裝備的,只有1978年12月份投產的武鋼“新三軋”生產裝備,即武鋼的1700毫米熱連軋、1700毫米冷連軋和硅鋼生產線工程。“那個年代絕大多數的地方企業完全不可能有現代化的軋鋼裝備,主體裝備是我國在1960年后研發的裝備,主要是2300毫米三輥勞特式中板軋機、250(300)毫米橫列式小型軋機、76毫米無縫鋼管軋機以及疊軋薄板軋機。這些軋機只達到了20世紀初甚至更早的技術水平。”唐荻說。

唐荻回顧改革開放40年軋鋼技術發展的歷程,認為改革開放以后,軋鋼技術的發展可以分為5個階段:一是大規模引進階段;二是系統的消化、吸收、學習階段;三是提高制造水平、持續推廣階段;四是部分創新階段;五是自主研發、系統創新階段。

第一階段基本上是技術全面引進。其中最重要的是寶鋼一期的引進,幾乎所有的主裝備、配套裝備全部來自引進,當時很多企業的裝備也都走的這條路,例如棒材、高速線材、無縫鋼管軋機、寬厚板軋機等。

第二階段,國內軋鋼技術裝備國產化最早獲得成功的是20世紀80年代初的棒材連軋生產線,隨后,20世紀80年代末我國成功實現了高速線材軋機的國產化,2000年成功實現了熱連軋寬帶鋼軋機的國產化,2001年成功實現了寬厚板軋機的國產化,2004年成功實現了無縫鋼管軋機的國產化,2009年成功實現了冷連軋機的國產化,等等。

第三階段,國產設備可以基本滿足產品的性能需求,得到國內用戶的認可,并開始大規模推廣使用。

“最近幾年,我國軋鋼技術正逐漸進入部分自主創新階段,雖剛剛起步,但可以表明一個新的階段正在開始。當然,自主研發、系統創新階段我們還沒達到,應該在未來會實現。”唐荻強調。

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軋鋼技術裝備國產化成就有目共睹

“在軋鋼行業的發展過程中,我國軋鋼技術裝備不斷實現國產化,技術水平也在不斷提高。”唐荻介紹了軋鋼技術裝備國產化過程中的里程碑事件。

成套軋鋼裝備國產化取得的第一個成果是小型棒材軋機。20世紀80年代初期,北京鋼鐵學院(后更名為北京科技大學)率先研發成功短應力線軋機,冶金部設備研究院、北京鋼鐵設計研究總院隨后都推出各自的成套小型棒材軋機生產線,從此,國產的棒材軋機成套裝備基本可以立足國內。目前,國內可以制造成套小型軋機的企業有20余家。此外,高速線材軋機成套技術裝備的國產化約始于20世紀80年代末,目前,我國的哈飛、西冶都可以提供現代化的成套高速線材軋機裝備。

國產化取得突破的第二個成果是熱連軋寬帶鋼成套設備。在20世紀90年代末,在鞍鋼的現代化改造中,熱連軋寬帶鋼成套設備國產化的目標得以初步實現,由鞍鋼、北科大、一重共同完成了第一套機械設備、自動化控制系統和模型全部國產化的現代化熱連軋寬帶鋼軋機的建設。此后,萊鋼1500毫米熱連軋、日照鋼鐵1580毫米熱連軋、濟鋼1700毫米熱連軋、重鋼1780毫米熱連軋、鞍鋼2250毫米熱連軋等機組均成功建設。目前,傳統熱連軋寬帶鋼軋機已經完全可以自主制造,并且占據了國內絕大多數的市場份額。2017年,青山集團、一重、北京科技大學在印尼合作建設的1780毫米不銹鋼熱連軋機成功投產,這是我國在現代化熱連軋機成套技術裝備出口方面,邁出的有意義的一步。

另一個重要成果是寬厚板軋機的國產化。第一套國產的現代化寬厚板軋機是2001年濟鋼的3500毫米寬厚板軋機,隨后,我國于2005年建成了邯鋼3500毫米的寬厚板軋機,于2009年建成了漢冶3800毫米寬厚板軋機。這些軋機的建設使我國在寬厚板軋機成套技術裝備方面取得了重要的進步。特別要提到的是,和寬厚板軋機配套的在線和離線的成套熱處理設備。從20世紀90年代末起,鞍鋼的4200毫米寬厚板軋機上就有鞍鋼、北科大共同研發成功的加密管層流的成套控制冷卻設備。此后,東北大學、北京科技大學都研發了更加先進的熱處理設備,為寬厚板質量的提升做出了貢獻。

2004年,國內第一套代表先進無縫鋼管技術水平的國產化連軋機組,在無錫希姆萊斯石油管制造企業投產。到目前為止,國內設備制造企業已經能夠生產大部分無縫鋼管生產需要的技術裝備。

在冷連軋成套裝備的國產化方面,2009年,寶鋼聯合一重、西重所等單位在寶鋼梅山鋼鐵公司建設了完全自主設計、獨立制造的成套冷軋裝備,其工藝和設備達世界一流水平。這套冷軋裝備實現了完全意義上的自主化和自主集成,從研發、設計、制造到調試、運行等機組建設的各個環節,從工藝、機械到電氣、儀表、計算機等各個專業,全都實現了自主化。梅鋼1420酸洗連軋機組采用五機架六輥UCM軋機(萬能凸度軋機),軋機出口最高速度1700米/分;設計產品最薄厚度0.18毫米(厚度0.18毫米~2.0毫米,寬度700毫米~1300毫米),產能85萬噸/年。

改革開放40年來,我國軋鋼生產技術裝備取得了長足的進步。唐荻舉例說,20世紀90年代初期,國內某鋼鐵企業引進一套現代化的熱連軋機,約90億元人民幣;在我們實現熱連軋機國產化后,一套這樣的軋機國內制造僅在16億元人民幣左右。其他各種軋鋼的成套裝備情況都類似。正因為如此,企業買得起、用得起,才有了我們今天每年8億噸的鋼鐵產量。

在品種研發與生產方面,現在我國海工鋼厚度能夠達到大于380毫米,橋梁鋼厚度可以達到115毫米,性能可以達到420兆帕,管線鋼(X80)的厚度可以達到30毫米以上,國際領先。汽車結構鋼(熱成型鋼)強度可以達到1800兆帕,冷軋板強度最高可以達到大于1200兆帕。熱軋帶鋼方面,可以大批量生產的帶鋼最薄為0.8毫米,實現了以熱代冷。現在一重和北科大軋制中心正在建設世界最寬的2550毫米熱連軋帶鋼機組。此外,一重和北科大在印尼也建成了中國出口國外的第一條現代化的1780毫米熱連軋帶鋼軋機。

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全行業軋鋼技術進步十分突出

唐荻指出,改革開放以來,全行業的技術進步和成績也十分突出。

一是技術人員和技術隊伍日益成為企業提高競爭力的重要力量。許多企業技術中心在企業發展中的作用越來越大,技術人員越來越成為核心力量,重視技術人員的企業競爭力明顯提高。

二是經過近20多年的引進消化再創新,重大冶金裝備的國產化工作有了長足進步。目前絕大多數裝備可以自給自足,甚至一些非常先進的裝備也能夠生產。由于國產化的成功大大降低了設備價格,使很多企業買得起先進裝備。

三是目前我國很多產品產量世界第一,近年來一些企業開始引領世界產品研發的潮流,越來越多的世界首發產品開始出現。

四是鋼鐵行業的研究隊伍快速發展。一些大學、研究院所、大型企業的技術中心都建立了非常強大的鋼鐵研發隊伍。現在,我國從事鋼鐵技術研究的專家、技術人員隊伍在世界居第一位,并且這支隊伍的層次很高、年紀很輕、配置合理,對于今后的技術發展作用不可估量。

五是通過大規模的技術升級和裝備更新,我國的鋼鐵生產裝備發生了質的變化,我國主要鋼企的技術裝備絕大多數是最近10年內新建的。可以說,世界最新、最好的冶金生產設備都在中國。

六是各大學、研究院所和一些大型企業的實驗室在近年進行了大規模實驗設備更新。我國鋼鐵行業實驗裝備在世界上也最先進、最齊全、最完善。但是,屬于自己研發的實驗裝備不多。

七是隨著技術研發與市場、企業競爭力的結合越來越緊密,我國鋼鐵技術服務、研發模式正在轉變,從“國外做什么,我做什么”的模式,轉變為“市場、用戶需要什么,我做什么”的模式。鋼鐵企業從只研發鋼鐵產品,轉變為可以為用戶提供技術,更好地為用戶服務。

近年來,軋鋼領域技術的發展成就有目共睹。例如,寶鋼建成了世界首條高強度冷軋柔性連退線、國內首條具有自主知識產權的雙輥薄帶連鑄連軋線、世界最薄的取向硅鋼生產技術,天津中重科技建成了世界最大、自主研發的連軋H型鋼生產線,太鋼建成了世界首條全連續、全工序不銹鋼冷軋線,首鋼完成了基于正向設計的重卡輕量化設計與鋼種開發,等等。

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邁入鋼鐵強國的路徑

唐荻指出,雖然經過改革開放40年的發展,我國的軋鋼裝備技術總體看解決了有無的問題,但是這些裝備技術基本是來自國外,自己獨創的不多,且國外一直在發展新技術,如棒線材的在線固溶、等溫處理,薄板坯連軋的無頭軋制等。我國裝備、工藝、產品綜合發展水平較低,理論、技術創新均較弱,基本沒有引領的技術。

唐荻認為,未來軋鋼技術的發展方向包括:連續化、短流程、近終型加工、多工序集成加工(高效化)、全流程質量與性能控制、智能化(無人車間、機器人應用)、產品性能綜合發展(質量穩定、強韌化、功能化)、綠色化(去酸洗、余熱利用)、用戶技術開發逐步系統化。

唐荻指出,要實現鋼鐵強國的目標,需要具備以下7個條件。一是有一定的產量,特別是一些有特色的產品有一定的量。二是鋼鐵產品的品種齊全,可以滿足國民經濟各個行業需求,沒有短板。三是某些特色產品質量、性能是世界頂級的,長期穩定,成為他國學習的標桿,并且在國際市場上成為無可替代的搶手貨。四是有一流的人才培養機制、技術研發團隊、實驗裝備,并且這些實驗設備主要是自主設計,針對特定功能需要而制造,這才能保證最前沿的研究。五是鋼鐵行業要不斷推陳出新,有新成果問世,新理念、新理論、新工藝、新標準、新技術等都引領世界。六是新的理論能有新裝備支撐,能實現新產品的研發,并且該裝備能推向國際市場,產品、裝備能形成國際新標準。七是整體發展均衡。

唐荻強調,鋼鐵企業需朝以下方向努力:

一是精細化的研究工作。現在解決了有無的問題,但是一些產品性能的穩定性差,主要是對最終影響質量的因素把握有所欠缺,對關鍵環節控制不夠造成的。“因此,為提高質量,特別是提高質量的穩定性,我們需要做精細的工作,認真研究各工藝環節、各裝備環節的核心技術,抓住核心,精確控制。”他強調。

二是加強工藝與裝備研發,差異化從裝備做起。裝備是優質產品的基礎,想要有差異化的產品,只有創造差異化的裝備才行,所以在技術革新上下功夫,在裝備改造上下功夫就是重要途徑。

三是加強科研協同創新和綜合創新工作。現在技術提升的難度越來越大,涉及的領域越來越綜合。比如,品種質量提高,涉及的技術領域有材料、冶金、軋鋼、自動化、機械設備等,多學科協同的工作越來越重要。另外,鋼鐵工業的技術研發本身就是一個很古老的學科領域,要想有新的發展,一定要強化基礎理論的突破,在此基礎上進行應用技術的研發,才能推動整體的進步。同時,技術與裝備研發必須加強,沒有裝備一切都是空的,而在這方面我們也非常弱。 

四是改變考核標準和評價體系。一些大學關注的是論文,而不關心實際技術創新;一些企業關注首發,不關注使用新技術、新裝備,怕出問題,尤其是國企。

五是注重用戶技術研究,在用戶合理、高效使用鋼鐵材料方面提供更好的服務。現代的工藝技術發展非常迅速,對于材料的要求越來越高,用戶也越來越苛刻,幫助用戶合理、高效、節約和正確地使用鋼材,越來越成為鋼廠的任務。如果鋼廠能夠在用戶技術上服務好,企業效益就會好。



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