殷瑞钰:改革开放40年中国钢铁工业技术发展成就回顾和未来展望

发布时间:2018-12-22 10:54            

殷瑞钰

1978年12月22日,党的十一届三中全会胜利闭幕,拉开了改革开放的大幕,吹响了全党、全军、全国人民以经济建设为中心的号角。当时,我作为唐钢的代表出席了全国冶金群英会,聆听了原冶金工业部领导传达十一届三中全会的精神,感到无比兴奋,中国富强有望了!

自十一届三中全会起,我国开始实行对内改革、对外开放的政策。随后,一系列相关政策相继出台,逐步落实:落实知识分子政策,强调知识分子是工人阶级的一部分;强调科学技术是第一生产力;以“四化”(革命化、年轻化、知识化、专业化)为标准调整各级领导班子,起用中青年知识分子干部,一批上世纪五六十年代毕业的知识分子干部,特别是科技人员走上了领导岗位;大力推进科技进步、企业技术改造、对外技术交流,引进先进技术装备,同时整顿企业,加强企业管理和发展规划;等等。我有幸经历了这伟大的改革开放40年,目睹了40年的伟大成就,特别是中国钢铁工业在技术方面取得的成就。

改革开放初期

关键共性技术取得全国性突破

1978年,全国粗钢产量只有3178万吨,钢厂的生产流程结构和工艺装备水平尚处于落后状态,具体表现为:炼铁大多是几百立方米中小型高炉,入炉原料品位低,能耗高,生产效率低;炼钢以平炉、侧吹转炉为主,生产效率低,能耗高,质量不稳定;浇铸成型全都是模铸,质量差,劳动强度高,生产效率低;轧钢都是通过初轧/开坯工序,二火成材,成品轧机以横列式、往复式轧机为主;缺乏大型高炉、大型转炉、二次精炼设备、连铸机、连轧机等先进工艺装备,更缺乏先进钢铁制造流程技术。钢铁产品则以“面条、裤腰带”(即螺纹钢、盘条和窄带钢等)为主,缺乏现代化的板管材。

上世纪80年代,钢铁工业开始抓全面质量管理(TQC)、节能评比,提倡系统节能;开展新产品攻关,特别是国防军工产品,科技进步迈出了新的步伐。一些企业开始引进连铸机、高速线材轧机、棒材连轧机,迈开了装备现代化的步伐。宝钢的投产运行展示了现代化钢厂生产流程和专业化生产方式的特点,展示了一系列质量保证、能源节约、环境保护的现代化工艺和高水平的装备,展示了现代化钢厂的管理模式。不过,在上世纪80年代中后期,全国不少钢铁企业仍然处在生产效率低、能耗高、环保水平低、产品质量较差等落后状态。总之,大多数钢厂缺乏可持续发展能力和市场竞争力。

上世纪80年代末,中国钢铁工业开始重视连铸技术的发展,提出了“以连铸为中心”的生产技术方针,通过“以连铸为中心,炼钢为基础,设备为保证”的指导方针促进连铸机达产,通过“炼钢—炉外处理—连铸”三位一体的工艺流程大力提高连铸比,进而推动全连铸钢厂的建设、改造。

连铸技术的发展,充分发掘了转炉炼钢的生产潜力,不少转炉的产量成倍提高。不过,这也引发了高炉铁水、焦炭供应不足的问题,我国钢铁企业因此认识到高炉喷吹煤粉、高炉长寿技术已经成为大多数钢厂的关键共性技术。上世纪90年代初,全行业对这两项技术开展了自主攻关,实现了高炉利用系数、高炉作业率明显提高,高炉焦比大幅度降低,使得炼铁产量可以和炼钢的增产相适应,同时降低了成本、能耗。

在连铸技术得到快速发展的基础上,为了提高轧钢的生产率和成材率、降低能耗、提高产品质量,我国钢铁工业将发展连轧技术提上了日程。当时棒、线材产量占全国钢材产量的60%以上,大多数钢厂都有此类生产线,也是当时市场的主要产品,因此,以棒材连轧机国产化、高速线材连轧机国产化为突破口的连轧机攻关和提高长材连轧比等系列攻关在我国开展起来,并逐步推广,提高了成材率、产品质量、生产效率,降低了能耗、成本,并且与连铸技术协同配合,促进了钢厂生产制造流程的结构性升级。

在关键共性技术取得全国性突破的同时,各钢厂逐步开展了以建立先进工艺流程、淘汰落后工艺装备为主的结构性系统节能工作。于是,一批先进的工艺装备得到发展,如连铸机(多炉连浇、热送热装等)、大型高炉(高风温、喷煤粉、提高入炉品位、降低焦比等)、大中型转炉(复合吹炼、煤气回收等)、铁水预处理(脱硅、脱硫、脱磷等)、二次精炼(真空处理、钢包冶金等)、连轧技术(各类长材、带材、管材、板材等);一批落后的工艺、装备被淘汰,如混铁炉、平炉、侧吹转炉、“老三段”电炉、模铸、初轧机、开坯机、推钢式加热炉、横列式轧机、叠轧机等,从而推动了钢厂生产制造流程的重构性集成优化,其突出的效果是生产效率提高,实现系统性节能降耗和产品专业化生产。

到了上世纪90年代中期,在连铸技术快速发展的过程中,连铸的多炉连浇和连铸机的作业率往往受制于转炉炉龄的长短。为了进一步延长转炉炉龄,我国钢企决定引进溅渣护炉技术,并进行消化移植推广。随着这一技术得到突破,炉龄很快达到5000炉以上,打通了影响生产制造流程协同、连续运行的技术瓶颈,促进了钢产量的提高。

改革开放的前20年是中国钢铁工业在引进、吸收国际先进技术的基础上,通过技术进步、技术改造,进行技术结构调整、生产流程结构升级的阶段。同时,中国出现了一批全连铸钢厂。到2000年,全国连铸比达到87.3%。1996年粗钢产量突破了1亿吨,中国登上了全球第一产钢国的位置。

进入新世纪

技术、产品、工程全方位突破

进入新世纪以来,中国钢铁工业在环境保护、节能减排方面取得了长足的进步,特别是干法熄焦、高炉干法除尘、转炉干法除尘技术的引进、研发、推广,高炉渣、转炉渣及含铁粉尘的加工处理和综合利用,焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气及各类蒸汽的回收利用和自发电技术得到推广。在能量流网络概念的引导下,一批钢厂开始建设能源管控中心,进一步提高了能源使用效率。

进入新世纪以后,中国钢铁工业技术进步的重要标志是自主设计、自主建设、自主运行、自主管理了一批新一代沿海钢厂,特别是鞍钢鲅鱼圈钢厂、首钢京唐钢铁公司和宝钢湛江钢铁基地。这些钢厂是中国钢铁工业技术集成优化和技术进步的综合体现,体现着中国钢厂自主设计理论与方法的创新、冶金工艺装置国产化和建设技术的创新,以及钢厂生产运行水平和管理水平的提高。在这批新建沿海钢厂的设计、建设过程中,钢厂的功能定位得到了拓展,强调新一代钢铁联合企业应该具有“3个功能”,即高效率、低成本的洁净钢产品制造功能,能源高效转换和回收利用功能,大宗社会废弃物的消纳、处理和再资源化功能。此外,薄板坯连铸—连轧这一先进工艺流程在我国得到蓬勃发展。到2018年,我国已拥有17条(32流)作业线,成为全球薄板坯连铸—连轧生产线最多、产出最多、产品开发繁多的国家。同时,经过宝钢的自主研发,薄带连铸技术工程化水平取得突破。

近10年来,中国钢厂在环保技术上有了明显的提高,大多数钢厂“消灭”了渣山,新水消耗、污水排放减少了80%以上,焦化烟气脱硫脱硝治理、烧结烟气脱硫脱硝治理得到推广。钢厂吨钢粉尘排放由2000年的5.08千克/吨降到2017年的0.62千克/吨,吨钢二氧化硫排放由2000年的5.56千克/吨降到2017年的0.6千克/吨,吨钢消耗新水从2000年的25.5吨下降至目前的3.2吨。

同一时期,中国钢铁业的产品结构与品种研发也发生了结构性的变化。在钢产量连续增长的进程中,扁平材、管材的比例不断上升,板管带比由1978年的32.27%上升到2000年的42.05%,再上升到2017年的53.45%。这体现着一批大型转炉、一批RH(真空循环脱气)精炼装置、一批大型板坯连铸机、一批高水平的热轧带钢轧机的设计、引进、建造和运行能力的提高,以及一批高水平科技人员的成长。

在产品研发方面,一系列汽车用钢、桥梁用高强钢材、铁路钢轨(包括高铁用100米长轨)、输油(气)用高钢级管线钢实现了国产,各类电工用硅钢(包括高磁感变压器用硅钢在内)甚至可以出口国际市场。此外,某些钢厂的轴承钢也达到了国际一流水平。

在这些技术的支持下,中国钢材的进出口情况发生了转折性的变化。改革开放的前25年,中国是一个钢材净进口国,从2006年开始成为钢材净出口国;从2007年开始,1000美元/吨以上的钢材出口量超过了进口量;从2010年开始,2000美元/吨以上的钢材出口量超过了进口量,其中包括取向硅钢等高端产品。这表明我国高档钢材的竞争力和技术支撑力明显增强。

钢厂在技术进步的过程中,也带动了工程设计能力和工程建设能力的提高,并拥有了一支强大的队伍。现在,我国是国际上少有的能够自主设计、建设现代化钢厂的国家,有能力集成设计和建设成套完整的现代化钢铁制造流程和装备,而且结合“一带一路”建设的步伐,有能力走出去,承担国际项目的工程设计和工程建设的项目总承包。

中国钢铁工业有今日之实力,是四五代钢铁界的志士仁人经过不断努力奋斗取得的,并且在1996年产量突破1亿吨之后,继续飞速发展。这主要依靠的是中国自己培养的人才,这个过程凝结着几十所涉及冶金、材料、矿业等专业的院校和科研院所在培养人才和研发中做出的贡献。现在,我国每年仍然有着数以万计的冶金、材料、矿业等专业的大学毕业生充实到钢铁工业的各个岗位上,这是中国钢铁工业改革开放以来快速发展的重要资源之一。

展望未来

发展不平衡、不充分问题仍待破解

在改革开放政策的指引和推动下,经过40年的艰苦努力、自强不息,我国现已成为全球的钢铁生产中心、钢铁消费中心,我国应进一步成为全球钢铁材料的教育中心和研发、设计中心。

应该看到,在新的历史时期,我们还存在一些发展不平衡、不充分的问题,例如资源/能源结构上,吨钢废钢消耗少,铁矿石、煤炭消耗多;流程结构上,高炉—转炉流程比例大,电炉短流程比例小;环保生态欠账多,技术支撑力不够,特别是在烧结工序和焦化工序投入不足;质量品牌意识淡薄,重视个别品种,忽视量大面广产品的质量稳定性、可靠性和适用性;布局结构呈现无序发展,有的省(自治区、直辖市)钢铁工业畸形发展;发展战略管理、环境生态治理措施有待进一步强化;等等。

雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。我们不仅要为改革开放40年来,中国钢铁工业的发展和技术进步所取得的伟大成就而欢呼、自豪,更要坚定贯彻落实十九大精神,遵循创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念,砥砺前行。

(作者系原冶金工业部副部长、中国工程院院士、钢铁研究总院名誉院长)

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