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张晓刚:要让科技创新有能力引领世界钢铁工业科技发展潮流

发布时间:2022/11/28

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“当今世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命和产业变革带来的挑战和机遇前所未有,新冠肺炎疫情对全球产业链、供应链的部分环节形成冲击,全球产业链面临深刻调整,我国乃至世界钢铁工业的发展格局和态势正在发生变化。第十三届中国钢铁年会以‘建设绿色、低碳、智能、可持续发展的钢铁工业’为主题,紧扣当前形势,很有现实意义。”11月23日,在第十三届中国钢铁年会上,围绕大会主题,中国金属学会理事长张晓刚重点阐释了“十四五”时期钢铁工业在科技创新、绿色低碳、数智制造方面的发展思路。

张晓刚表示,一个月前,10月22日,举世瞩目的中国共产党第二十次全国代表大会在北京胜利闭幕。全党全国各族人民正迈上全面建设社会主义现代化国家新征程,向第二个百年奋斗目标进军,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。两个月前,9月21日,中国金属学会成功召开第十一次全国会员代表大会,选举出新一届学会理事会。作为冶金、材料领域最具影响力的学术性科技组织,学会将在第十一届理事会的带领下,全面认真学习贯彻党的二十大精神,深刻领会习近平新时代中国特色社会主义思想,自信自强、守正创新,踔厉奋发、勇毅前行,充分发挥党和政府联系冶金、材料科技工作者的桥梁和纽带作用,全面推进中国钢铁工业高质量发展,引领世界钢铁工业的科技创新。

回顾“十三五”,我国钢铁工业深入推进供给侧结构性改革,化解过剩产能取得显著成效,产业结构更加合理,科技创新体系建设稳步完善,产品质量及品种不断优化,绿色转型、智能制造、国际合作取得积极进展,有效支撑了中国经济社会健康发展。进入“十四五”时期,我国钢铁工业仍存在产能过剩、供应链安全缺乏保障、生态环境制约、产业集中度偏低等问题。尤其是在百年变局和世纪疫情交织叠加之下,以及在能源、资源、环境约束多重影响之下,我国钢铁工业实现高质量发展依然任重道远。

张晓刚指出,“十四五”时期,我国钢铁工业要主动适应、准确把握高质量发展阶段的新常态、新内涵,牢固树立“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念,切实转变发展方式,确立高端化、绿色化、智能化、服务化、国际化发展思路,突出创新驱动引领、产业结构优化、全生命周期绿色低碳、更高水平对外开放合作,加快构建产业布局合理、技术装备先进、质量品牌突出、智能化水平高、全球竞争力强、绿色低碳可持续的发展新格局,进一步夯实产业基础能力和提升产业链现代化水平,为建设制造强国提供强力支撑,为经济社会高质量发展提供坚实保障。

“十四五”时期我国钢铁工业要进一步增强科技创新能力

目前,我国钢铁工业关键核心技术短板依然突出,原创性技术成果相对较少,基础理论与产业融通技术研究还有待加强,一些前沿技术和关键共性技术缺失,一批高端钢材产品仍需进口。具体来说,我国在低碳冶金、近终形制造、智能制造等技术方面仍处于跟随状态,一些核心检测和控制仪器装备仍依赖进口,一些关键钢铁材料也没有完全实现自主可控。目前我国进口的钢材中,仍有约20%存在“卡脖子”风险,虽然量只有200多万吨,但多数是重点工程、重大装备、重要领域用的关键钢铁材料,包括航空轴承、航天发动机、时速350千米以上高铁行走及制动部件、大型燃气轮机热端部件、第四代核电机组、海洋工程装备等制造用关键钢铁材料。

“在科技创新方面,我国钢铁工业既要集中力量攻克一批短板材料和核心技术,又要加强基础研究和应用基础研究,还要通过前瞻性、原创性的创新成果扩大、增强产品开发、产业升级的先发优势和后续劲头。要让科技创新有能力引领世界钢铁工业科技发展潮流,有能力保持中国钢铁工业持续发展能力,有能力供给高端产品保障下游产业发展需求。”张晓刚表示。

“十四五”时期我国钢铁工业要深入推进绿色低碳发展

我国钢铁工业碳排放量约占全国碳排放总量的15%左右,实现碳达峰、碳中和的目标面临不小的挑战。一是钢铁产能产量规模大,我国钢铁工业产能产量稳居世界第一,2021年粗钢产量10.33亿吨,约占世界总产量的53%。产量规模巨大,将给碳达峰带来困难。二是我国钢铁工业工艺流程以碳排放量高的高炉-转炉工艺为主,占比约90%,而排放量占比较低的电炉短流程工艺仅占10%。电炉工艺占比提高受废钢供应和电力价格的制约,吨钢碳排放强度很难降低。三是技术支撑尚未到位,在钢铁超低排放改造实施过程中,还存在相关技术储备不足、现有技术投资运行成本高昂等问题。

张晓刚认为,我国钢铁工业需要顺势而为,力争引领世界钢铁工业绿色低碳发展。一是要研发与推广先进适用的能效提升技术,包括铁-钢-轧界面优化技术、冶金渣显热高效回收利用技术、中低温余热余能深度利用技术、智慧能源系统集成优化技术等,力争实现极致能效。二是要加强资源循环利用技术研究与技术推广,开展大废钢比冶炼工艺技术、全废钢绿色高效电炉短流程技术、冶金渣再生资源高效利用技术,加强跨行业的资源耦合和循环利用,拓展减污降碳协同增效的新途径。三是要大力开展变革性工艺技术研究,围绕开展高炉富氧和煤气脱碳循环、富氢-绿氢直接还原、生物质还原技术,可再生能源替代碳基能源技术,钢化联合流程技术,为中远期大幅度减碳和碳中和奠定技术基础。四是要加大全生命周期绿色低碳钢铁材料的供给能力,努力开发和推广应用高性能、轻量化、长寿命、易回收的先进钢铁产品,促进装备制造、能源、建筑、交通、农业等领域的协同碳减排,支撑整个经济和社会绿色低碳发展。

“十四五”时期我国钢铁工业要继续大力发展数字化、智能化制造

数字化-智能化制造是流程制造业技术创新的主要抓手和转型升级的主要路径,钢铁工业实施智能制造更是具备得天独厚的优势。首先,钢铁工业是大数据产生及应用的典型行业,钢铁工业发达的数据采集系统和自动化控制系统积累了大量的数据,这些海量数据中蕴含企业生产过程的全部规律,具有实现的可行性。其次,钢铁工业是工艺流程规范的连续性制造业,具有广泛实施的可复制性。最后,钢铁工业具备较好的自动化和信息化基础,对企业智能制造转型升级迫切,也是距离智能制造近的行业。

但是,目前我国多数钢铁企业还停留在两化融合阶段,生产过程中大数据等智能化技术未能充分应用,存在重硬件基础建设、轻智能系统集成升级,以及企业智能转型动力不足等问题。

张晓刚指出,钢铁工业需要充分把握新一代信息技术带来的产业革命契机,将第五代移动通信、物联网、工业互联网、区块链、数字孪生、大数据与云计算等智能化技术融入钢铁制造和运营决策过程中,全面培育钢铁发展新动能。具体推进中要聚焦四点工作:一是建立融合工艺机理与生产大数据统计规律的复合调控模型,提高对生产过程精准控制的水平。二是深入研究基于物质流-能量流-信息流的信息物理系统(CPS),指导钢厂智能化生产运行。三是研发可靠性强的在线测试技术与装置,提高对生产全流程运行状态的实时监测和控制水平。四是完善与流程制造业智能化相匹配的控制理论和算法,以及计算机控制、软件编程、大数据分析和其他信息技术。

“‘十四五’时期,是我国钢铁工业实现由大到强历史性跨越的关键时期。除了科技创新、绿色低碳、数智制造之外,我们还需要在优产业结构、促产业集中、提质量降成本、保资源安全等方面综合施策,走出一条布局优化、技术先进、安全可靠、效益突出的钢铁强国之路。”张晓刚表示。(中国冶金报社)

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