第六章 钢铁行业
一、创新平台
建立难采选铁矿资源高效开发技术研究基地、非高炉炼铁技术研究基地、高炉安全监测及长寿研究基地、高效低成本洁净钢冶炼研究基地、关键工序生产智能故障诊断及远程指导研究基地、球团炼铁技术研发基地、气基直接还原技术研发基地、智能化绿色化电炉研发基地、近终型制造技术研发基地;建设国家钢铁新材料制造业创新中心、绿色产品研发创新中心、应用环境材料创新中心、钢铁制造流程创新中心,高质量产品检验检测认证平台,绿色产品测试认证平台,钢铁新材料生产应用示范平台。
建设采选矿、铁前处理、炼铁、炼钢、轧钢各主要工序共性技术创新示范及智能化技术创新示范。建设关键钢铁材料的研究和实验设施,钢铁生产关键工序大数据中心。
二、基础能力
(一)先进基础工艺
铁矿悬浮磁化焙烧技术;钢铁生产全流程质量稳定控制的综合生产技术;炼铁生产操作可视化技术;纯净钢冶炼生产技术推广应用;钢铁生产自动化、信息化向智能化发展;大型关键冶金装备集成。
(二)产业技术基础公共服务平台
关键共性基础工艺平台建设。难采选铁矿高效开发利用技术平台建设。纯净钢冶炼技术示范平台建设,钢铁生产全流程质量稳定控制的综合生产技术。关键钢铁材料升级研发平台建设。钢铁生产智能化平台建设。炼铁生产远程诊断及操作指导系统,操作平台型高炉专家系统,智能精炼控制系统,板带轧制过程优化控制,全厂能源管理系统,环保排放与工艺结合的管控一体化系统。钢铁行业各主工序基础数据库平台建设。
三、智能制造和工业互联网
建设智能化示范工程。开展铁矿智慧矿山和智能选厂建设。建设高炉生产全生命周期可视化操作、远程诊断系统平台,高炉炉前作业自动化示范工程。实施轧钢全自动磨辊间改造示范工程,推动炼钢轧钢一体化智能制造示范。实施钢铁产品智能定制生产、配送,产成品物流智能化工程。加强钢铁生产过程和关键工序智能化。强化工序功能耦合匹配及各区段智能化调控技术。开展基于能量流网络模型的物质流与能量流智能协同调配技术应用示范。推动产品全流程质量在线监控诊断与优化技术应用示范。建设基于工业机器人等智能制造技术、装备的智能车间及智能工厂。
推进钢铁生产大数据平台建设与示范。开展钢铁行业工业互联网技术研发与应用示范,逐步推进铁前处理、炼铁、炼钢、轧钢各工序智能制造互联网基础平台建设;开展基于大数据平台的企业智能制造生产新模式示范,推进钢铁行业网络化协同制造服务、云服务、在线监测与诊断服务等平台建设;探索行业互联网新业态、新模式,推进智能化管理与服务,构建钢铁行业电子商务平台与服务系统等。
推动钢铁生产企业实施内网改造升级,实现质量在线判定、设备状态预测、高级优化排产、实时成本盈利预测等网络化应用。面向钢铁行业建设工业互联网标识解析二级节点,支持建立工业互联网标识解析采集系统,开展产品全生命周期管理、产品追溯等工业互联网标识解析应用。推动建立钢铁行业工业互联网平台,打通行业全要素、全产业链和全价值链的全面连接,支持数字化管理、网络化协同、服务化延伸、智能化生产及产融结合等新模式发展。
构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑钢铁行业工业互联网安全资源泛在连接、全面感知、动态传输、弹性供给、高效配置的工业互联网平台。提供各类云化工业互联网安全软件和新型工业互联网安全App,开展面向钢铁行业场景的创新模式和创新应用,实现安全态势感知和监测预警能力。
四、绿色制造
(一)绿色制造
原料系统全封闭式改造。高温高压干熄焦技术,荒煤气显热回收利用技术,焦炉烟道气脱硫脱硝、焦炉烟尘治理、焦化废水深度处理回用、焦炉煤气高效脱硫、焦炉煤气高效利用、焦油化工产品深加工、脱硫废液制酸等技术。烧结烟气循环、烧结烟气硫、硝、二英等污染物综合治理技术,烧结余热回收利用技术。炼铁的热风炉用电优化技术,高炉出铁场、矿槽和炉顶等除尘技术,余能余压、高炉煤气、高炉渣显热利用等技术。炼钢的转炉煤气干法除尘、转炉煤气和蒸汽余热回收利用、含铁尘泥处理技术,电炉废钢预热、烟气余热回收利用技术,钢渣显热利用技术开发。轧钢的炉窑低热值烟气余热利用技术,轧机烟尘及油雾净化技术,冷轧污水处理技术,废酸再生技术。冶金固体废弃物综合利用,包括矿山尾矿、尘、泥、铁皮等综合利用,钒、钛、稀土等回收利用技术,废钢铁再生综合利用。铁合金的矿热炉烟气余热利用技术开发及产业化。工业废水、废酸、废油等循环利用技术与设备,生活污水资源化回收利用技术。控制PM2.5排放的高效除尘技术。低碳技术包括工业炉窑烟气碳捕集技术,高炉煤气分离与碳捕集技术开发研究,低碳冶金技术开发研究。能源利用包括煤炭清洁利用技术、新能源(风能、太阳能、生物质能、氢能等)及海水淡化技术在钢铁企业的应用,钢铁企业能源管控中心建设与推广,钢铁企业节能减排整体解决方案研究与应用。节水技术包括绿色循环水处理技术、低蒸发量循环水冷却技术、智能检漏技术的推广应用,定期开展水平衡测试。开发能够应用于钢铁行业的自动化高效解体、再制造表面工程、增材制造、零部件绿色清洗、再制造产品服务寿命评估、基于监测诊断的个性化设计和在役再制造关键技术及装备。建设绿色钢铁生产示范企业或园区。
(二)安全生产
冶金炉生产动态监测和安全预警系统;煤气回收、输送、存储安全监控系统;蒸汽回收、输送、存储安全监控系统;二氧化硫、一氧化碳等有毒气体监控系统;危险废水和废渣回收、运输安全监控系统。
五、质量提升
(一)矿山、焦化和烧结球团
铁矿深部开采、露天转地下开采工艺,有效利用低品位、难处理及共伴生资源的选矿工艺;地下采选一体化开采工艺,有效利用低品位、难处理及共伴生资源的悬浮磁化焙烧、深度还原短流程熔炼等选冶联合新工艺。此外,还采用了煤调湿、配煤专家系统技术,非炼焦煤炼焦技术,厚料层低温烧结技术。
(二)炼铁、炼钢和轧钢
高炉布料系统优化技术、生产操作可视化技术、安全长寿综合技术、远程诊断及智能操作指导技术。中高磷铁水冶炼技术,高效低成本转炉洁净钢生产技术,工模具钢连铸工艺技术,超大断面特殊钢连铸坯料质量控制技术,中间包感应加热恒温技术,连铸坯热装热送技术,连铸坯感应加热技术。加热炉蓄热式燃烧、加热炉富氧燃烧等技术应用,大规格产品铸轧一体化技术,变厚度轧制技术,近终型轧制技术、复合轧制技术,无头和半无头轧制技术,薄带铸轧技术,大中型钢高精度轧制技术,新一代TMCP 工艺技术。
(三)工艺技术与检测
铁合金、低品位锰矿冶炼铁合金的新工艺技术,纯净铁合金生产技术。炭素和耐火材料,冶金高温容器用长寿节能环保耐火材料生产技术。计量和检测,钢铁生产工况下精准、稳定自动计量技术,企业自动检测分析中心建设。
(四)建筑、海洋、交通、电力装备用钢
400MPa 及以上建筑钢筋和桥梁用中厚板、超高强度建筑用结构钢、高强不锈结构钢、耐火耐候建筑用钢、高强度冷弯矩形管。船舶和海洋工程用大厚度高止裂板、极地船舶PC3-PC5级船型用钢、LNG 船用殷瓦钢、海洋平台桩腿结构用高强钢、高强度双相不锈钢、大口径高品质特种合金管、3000米海底油气用大壁厚管线管。高铁轮对用钢、高铁用轴承钢、轨道客车转向架用钢、超高强汽车板、高性能齿轮钢、高品质轴承钢、铁道车辆车体材料用新型耐蚀钢、载重汽车用弹簧扁钢、飞机起落架用超高强大规格不锈钢棒材。第三代核电关键设备用材料、第三代核电反应堆安全壳用钢、高温合金、高能效配电变压器用取向硅钢。高性能桥梁钢、高性能球扁钢、高性能LPG 容器用钢、化工用高端耐蚀合金宽厚板等。
(五)高品质工模具钢和其他高品质钢铁材料
高纯净度优质模具钢、高耐蚀耐磨镜面塑模钢、高韧高耐磨冷作模具钢,硬质合金刀具材料等。超纯净高强度切割钢丝用盘条、数控机床滚珠丝杠用钢、圆珠笔头用不锈钢。
(六)钢铁新材料
重点开发高性能、多功能、高品质特殊钢材料。超超临界火电用耐热钢铁材料,新型耐蚀钢、耐热钢及高温合金,高纯净度优质模具钢、高耐蚀耐磨镜面塑模钢、高韧高耐磨冷作模具钢,硬质合金刀具材料等。复合金属材料。
六、服务型制造和技术改造服务体系
推进钢铁企业由制造商向服务商转变。鼓励钢铁企业与下游用钢企业主动对接,围绕用户需求,结合先期研发介入、后期持续跟踪改进(EVI)模式,创新技术支持和售后服务,完善物流配送体系,提供材料推荐、后续加工使用方案等一系列延伸服务,创造和引领高端需求。支持企业重点推进高技术船舶、海洋工程装备、先进轨道交通、电力、航空航天、机械等领域重大技术装备所需高端钢材品种的研发和产业化,持续增加有效供给。
加快推进钢铁制造信息化、数字化与制造技术融合发展。支持钢铁企业完善基础自动化、生产过程控制、制造执行、企业管理四级信息化系统建设。支持有条件的钢铁企业建立大数据平台,在全制造工序中推广知识积累的数字化、网络化。支持钢铁企业在环境恶劣、安全风险大、操作一致性高等岗位实施机器人替代工程。
充分利用“互联网+”,鼓励优势企业探索搭建钢铁工业互联网平台。汇聚钢铁生产企业、下游用户、物流配送商、贸易商、科研院校、金融机构等各类资源,共同研发产品组织性能在线检测与精确预报技术、全流程工艺质量数据集成和质量在线综合评价技术、产品工艺质量参数采集与存储、追溯分析技术、产品质量交互分析与异常诊断技术、关键工艺装备智能故障诊断与维护大数据系统、钢铁产业供应链智能优化技术、协作制造企业信息集成技术等共性技术,提升钢铁生产效率。
支持有条件的钢铁企业在汽车、船舶、家电等重点行业,以互联网订单为基础,发展个性化定制生产模式,满足客户多品种、小批量的个性化需求。鼓励优势钢铁企业建设关键装备智能检测体系,开展故障预测、自动诊断系统等远程运维新服务。
支持钢铁企业实施合同能源管理。培育壮大钢铁行业专业节能服务公司力量,支持高耗能企业提供节能培训和节能诊断,实施合同能源管理项目,提供钢铁生产节能整体解决方案,提高能源利用效率,降低企业运营成本。
加快推广应用和全面普及先进适用及成熟可靠的节能环保工艺技术装备。全面完成烧结脱硫、干熄焦、高炉余压回收等改造,淘汰高炉煤气湿法除尘、转炉一次烟气传统湿法除尘等高耗水工艺装备。全面建成企业厂区主要污染物排放的环保在线监控体系。研发推广先进节能环保技术,开展焦炉和烧结烟气脱硫脱硝、综合污水回用深度脱盐等节能环保难点技术示范专项活动。在环境影响敏感区、环境承载力薄弱的钢铁产能集中区,加快实施封闭式环保原料场、烧结烟气深度净化等清洁生产技术改造。在钢铁产业集聚区,积极探索和实施物流集中铁路运输方案,系统优化物流体系,减少物流过程中无组织排放。
支持钢铁企业开展合同排污管理。培育壮大钢铁行业专业环保服务公司力量,开展减排减污专业诊断和培训,提供从产品设计、制造到分销、物流环节的环保整体解决方案,优化钢铁生产流程,减少废气废水废渣排放。