我国钢铁工业未来九大技术发展方向

　　东北大学

　　钢铁工业作为最主要的原材料工业，最根本的任务，就是以最低的资源、能源消耗，以最低的环境、生态负荷，以最高的效率和劳动生产率向社会提供足够数量且质量优良的高性能钢铁产品，满足社会发展、国家安全、人民生活的需求。要完成这样一个任务，我认为，钢铁工业应当主要把握以下几个主要技术发展方向：

　　1流程创新绿色发展

　　1.1钢铁生产全流程一体化控制

　　1)实行“精料方针”和“源头治理”。洁净度控制的窗口位置前移到原料、燃料、熔剂的洁净化处理阶段。

　　2)全流程一体化的钢材温度控制。减少中间加热过程;在组织调控的关键区间进行适宜温度控制;工序界面合理匹配与衔接。

　　3)钢铁生产全流程一体化的变形控制。变形区间向高温(>1250℃)黏塑性区间扩展。全程轧制负荷分配优化。

　　1.2钢铁生产流程的融合与柔性化

　　1)炼铁工艺路线选择：以减少碳排放为目标，传统主流流程由使用化石能源向富氢喷吹转变;直接还原、熔融还原等非高炉炼铁技术，则提高氢还原比例。它们的共同融合点是提高氢气的比例。

　　2)炼钢工艺路线选择：适应废钢增加，提高转炉与电炉的原料适应性，适应任意比例铁水、废钢(预热)、DRI。电炉开发废钢预热处理技术。开发电炉-转炉可以转换的电转炉。

　　1.3短流程Mini-Mill

　　根据流程的特点和合理的产品定位，发挥近终形、短流程的优势，优化选择适宜的流程，包括长流程、薄板坯连铸连轧流程、薄带连铸流程。

　　1)薄板坯无头轧制是低成本、高性能的稳恒轧制过程，适于精确组织调控，开发薄规格先进高强钢，实现“以热代冷”。

　　2)薄带连铸过程也是无头轧制，适于制备超高性能硅钢等难变形、易偏析、高合金材料。

　　1.4流程减量化

　　开发与应用无酸洗还原退火热轧镀锌板生产技术、薄带铸轧+还原退火+热镀锌技术、高强钢直接淬火(DQ)生产工艺等流程减量化的生产工艺。

　　2采矿与矿物加工

　　2.1采矿技术：智能开采深部开采

　　1)深部与超深部高效开采技术及工艺。智能大数据地压预警;深部和难采金属矿床安全高效开采;露天地下协同开采;高效露天转地下协同开采。

　　2)露天、地下智能开采技术;地下采选一体化绿色开发系统。

　　2.2矿物加工技术

　　1)低成本、高效率、高产量的超级铁精矿选矿技术。

　　2)复杂难选铁矿石选冶技术与装备。

　　3)高效、低成本、节能磨矿工艺与装备。

　　4)新型高效绿色铁矿捕收剂及其工业应用。

　　5)外场强化矿石高效破碎与解离。

　　6)尾矿综合利用。

　　3钢铁冶金

　　3.1低碳炼铁技术

　　1)低碳高炉炼铁主要前沿技术。含氢物质(富氢、天然气、COG)喷吹。

　　2)低碳、减排的非高炉炼铁技术。气基竖炉直接还原制备高级洁净钢。

　　3)氢气直接还原技术。基于氢冶金的熔融还原直接炼钢。

　　3.2炼钢技术

　　1)高效脱硫铁水预处理技术。

　　2)钢包底喷粉高效精炼新工艺。

　　3)氧化物冶金技术：大线能量焊接高强钢厚板、厚规格结构钢的微观组织均匀细化控制。

　　3.3高品质特殊钢特种冶金新流程

　　1)高效率、低成本、高洁净度特种冶金新流程。

　　2)特钢钢包洁净精炼技术、高端不锈钢加压增氮冶金新技术、基于导电结晶器的电渣重熔技术。

　　4连铸及连铸与轧制的衔接

　　1)新一代高拉速、无缺陷连铸坯高效连铸技术。含结晶器流动控制技术、结晶器坯壳均匀生长控制、结晶器振动润滑技术、精准二冷控制技术、凝固末端压下及温控技术等。

　　2)连铸后高温坯直轧技术、热轧无缝钢管连铸坯热装热送技术、连铸坯全连续单线多流直轧棒线材。

　　3)全连续无头直接轧制技术：薄板坯热轧薄带无头轧制、连铸坯全连续多线无头直轧+切分轧制生产棒材、连铸坯全连续单线无头直轧棒材或线材、宽带无头轧制技术取代长流程热轧等。

　　5控制轧制与控制冷却技术

　　1)新一代超快冷为核心的控制冷却技术。

　　2)全轧程全面完整的控制轧制技术。

　　3)热轧无缝管、线材超快冷技术开发与应用。

　　4)热轧氧化铁皮控制技术与工艺。

　　5)基于大数据的热轧钢材生产组织性能预测与控制。

　　6冷轧板先进连续退火与涂镀技术

　　1)冷轧薄带钢快速加热技术及工业化应用。

　　2)薄带钢无氧化快速冷却技术。

　　7增材制造与复合材料

　　1)轧制复合工艺、装备。

　　2)合金薄带、薄板坯、厚板坯连铸与增材制造。

　　3)耐腐蚀复合带肋钢筋生产工艺与装备。

　　4)海洋用耐腐蚀碳钢-不锈钢复合棒材。

　　5)内生陶瓷粒子增强复合材料。

　　8制造过程的信息化与智能化

　　1)智能化系统扁平化基本架构设计及原有数字化系统的改造。

　　2)数据平台建设：全流程工艺质量数据采集与处理。

　　3)参数深度感知：工艺质量精准预报与在线状态感知。

　　4)设备故障诊断：基于工业大数据的设备健康状态诊断。

　　5)质量监控优化：质量异常原因追溯与工艺优化。

　　6)精准协调控制：质量精准控制与多工序协调优化。

　　7)产供销一体化：产供销全流程协同的智能决策。

　　9钢铁行业创新研发平台

　　1)钢铁行业兼有研究、设计、工程、小型生产示范功能的准工业化创新、转化平台集群。

　　2)矿物加工研究开发平台。

　　3)钢铁冶金与连铸中试研究平台。

　　4)绿色加工与热处理中试研究平台。

　　5)钢铁工艺与装备研究企业平台。

　　6)液态金属与增材制造研发平台。

　　7)智能制造研发平台。

　　8)先进装备研发平台。

　　9)先进热工技术与装备研发平台。

　　今后我们钢铁人应按照“要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破等要求，把握钢铁技术发展方向，取得创新突破，促进我国钢铁产业迈向全球价值链中高端，为把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国贡献力量。