2015年(nian)(nian)(nian)是(shi)“十(shi)二五”收官之年(nian)(nian)(nian)。而根據(ju)國際鋼(gang)(gang)協2020年(nian)(nian)(nian)課題和中國工(gong)程院課題預測,中國鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)行業(ye)表觀消費量正是(shi)在2015年(nian)(nian)(nian)左右達到頂(ding)峰,進入行業(ye)投資負增長的(de)時代(dai)。站(zhan)在2015年(nian)(nian)(nian)末展望未來,進入需求峰值平臺(tai)區(qu)的(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)行業(ye),其技術創新的(de)方向(xiang)是(shi)什么?即將到來的(de)“十(shi)三五”,鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)行業(ye)應該把產品研發(fa)重(zhong)點放在哪里?
“生(sheng)(sheng)態、低(di)成本(ben)、高(gao)(gao)性能(neng)(neng)(neng)(neng)鋼鐵產(chan)品開發(fa)是互聯網時(shi)代鋼鐵業(ye)(ye)智能(neng)(neng)(neng)(neng)化的(de)(de)主體。”11月10日,在(zai)(zai)(zai)由中(zhong)(zhong)(zhong)國冶金報(bao)社(she)(she)主辦(ban)的(de)(de)2015(首(shou)屆)中(zhong)(zhong)(zhong)國鋼鐵產(chan)業(ye)(ye)鏈電商高(gao)(gao)峰論壇上,中(zhong)(zhong)(zhong)國工(gong)程院(yuan)原副院(yuan)長、中(zhong)(zhong)(zhong)國金屬學(xue)會理(li)事(shi)長、中(zhong)(zhong)(zhong)國稀土(tu)行業(ye)(ye)協會會長干(gan)勇在(zai)(zai)(zai)主旨演講中(zhong)(zhong)(zhong)給出了這樣的(de)(de)答(da)案。生(sheng)(sheng)態產(chan)品需要(yao)滿(man)足在(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)和全生(sheng)(sheng)命周期的(de)(de)時(shi)間尺度上減少社(she)(she)會的(de)(de)資源(yuan)、能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)與環境(jing)的(de)(de)負荷(he),并(bing)且(qie)能(neng)(neng)(neng)(neng)提高(gao)(gao)社(she)(she)會能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)和使用(yong)效率。鋼鐵企業(ye)(ye)應該進行這樣的(de)(de)產(chan)品開發(fa),從而獲取(qu)新的(de)(de)競爭力。
在此(ci)基礎上(shang),結合“十三五”國家重點(dian)專項的(de)(de)內容,他指明了(le)鋼(gang)鐵行業“十三五”技(ji)術(shu)發(fa)展的(de)(de)總體任務(wu)方向———綠(lv)色化(hua)、智能化(hua)鋼(gang)鐵制造(zao)流程(cheng)及品種技(ji)術(shu)集成的(de)(de)研發(fa)與應用,并詳細(xi)介(jie)紹了(le)相關產品的(de)(de)基礎研究及重大(da)關鍵(jian)技(ji)術(shu)。
干(gan)勇指出(chu),我國在(zai)(zai)先(xian)進能源用鋼的基礎研究和重大關鍵(jian)技術方面已經取(qu)得(de)了(le)進步,“十三五”時期還要繼續在(zai)(zai)這(zhe)方面開展(zhan)重點研究。
例如,在火電(dian)領(ling)域(yu),研(yan)發和建(jian)(jian)設先進超(chao)(chao)(chao)超(chao)(chao)(chao)臨界(jie)(jie)火電(dian)機(ji)組成(cheng)為優化(hua)我(wo)國能源結構、實現(xian)減排目(mu)標的(de)(de)(de)重(zhong)要舉(ju)措(cuo)。而且,我(wo)國已(yi)攻克(ke)600℃超(chao)(chao)(chao)超(chao)(chao)(chao)臨界(jie)(jie)耐熱鋼(gang)技(ji)術,產(chan)品已(yi)占領(ling)市場;已(yi)建(jian)(jian)成(cheng)600℃超(chao)(chao)(chao)超(chao)(chao)(chao)臨界(jie)(jie)電(dian)站122.4GW,占世界(jie)(jie)的(de)(de)(de)80%;已(yi)研(yan)制(zhi)出與(yu)目(mu)前(qian)國外先進水(shui)平相當的(de)(de)(de)6噸(dun)(dun)級鎳(nie)基耐熱合(he)金(jin)鑄(zhu)鍛件和各種(zhong)口徑鍋(guo)爐管,為700℃超(chao)(chao)(chao)超(chao)(chao)(chao)臨界(jie)(jie)汽輪機(ji)耐熱合(he)金(jin)及(ji)其(qi)10噸(dun)(dun)~30噸(dun)(dun)級部件研(yan)制(zhi)奠定了(le)堅實的(de)(de)(de)技(ji)術基礎。
在核電(dian)領域(yu),國內一重、鋼(gang)鐵研究(jiu)(jiu)總(zong)院、二重、上重等單位(wei)已(yi)初步(bu)掌握(wo)AP1000鍛件生產(chan)技術,并實(shi)現(xian)了供貨(huo),但產(chan)品質量(liang)穩定性(xing)尚待提升。此(ci)外,一重和鋼(gang)鐵研究(jiu)(jiu)總(zong)院正(zheng)在開展CAP1400大鍛件研發工作。國內寶鋼(gang)股(gu)份(fen)+寶銀特種鋼(gang)管公司、撫(fu)鋼(gang)+久立特材等單位(wei)圍繞AP1000傳熱(re)管分(fen)別開展攻關。目前寶鋼(gang)股(gu)份(fen)+寶銀特種鋼(gang)管公司完成了CPR1000傳熱(re)管試制,已(yi)供貨(huo)一臺份(fen)(防城港核電(dian)項(xiang)目)。我國AP1000機組Inconel690傳熱(re)管的(de)國產(chan)化(hua)攻關正(zheng)處于關鍵時刻。
干勇介紹(shao),高(gao)(gao)/低溫、高(gao)(gao)壓、復雜介質環境下能源(yuan)用鋼(gang)的(de)失效行為(斷裂、腐蝕、磨(mo)損(sun))與(yu)機(ji)理(li),能源(yuan)用鋼(gang)的(de)高(gao)(gao)強韌、長(chang)壽(shou)命機(ji)理(li)與(yu)組(zu)織精細(xi)化調控,低成本、耐(nai)腐蝕雙(shuang)金(jin)(jin)屬復合(he)材(cai)(cai)料全軋制(zhi)復合(he)機(ji)理(li)與(yu)調控,高(gao)(gao)強高(gao)(gao)韌鋼(gang)低成本合(he)金(jin)(jin)設計與(yu)全流程組(zu)織細(xi)化TMCP (熱機(ji)械控制(zhi)工(gong)藝(yi))技(ji)術(shu)(shu)(shu),提高(gao)(gao)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)、耐(nai)蝕性(xing)(xing)與(yu)高(gao)(gao)溫性(xing)(xing)能穩定性(xing)(xing)的(de)基體(ti)組(zu)織與(yu)析出相控制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu),雙(shuang)金(jin)(jin)屬復合(he)材(cai)(cai)料全軋制(zhi)復合(he)工(gong)藝(yi)與(yu)裝備關鍵技(ji)術(shu)(shu)(shu),高(gao)(gao)品質寬厚板和大型(xing)鑄(zhu)鍛件高(gao)(gao)潔(jie)凈、均質化制(zhi)造技(ji)術(shu)(shu)(shu),是“十三五(wu)”時期我國先(xian)進能源(yuan)用鋼(gang)基礎研究及重大關鍵技(ji)術(shu)(shu)(shu)。
具體目(mu)標是,管線鋼(gang)滿足年輸氣量450億(yi)立(li)方米及(ji)可在(zai)-40℃下安全服役(yi)的(de)重大(da)需求;“鋼(gang)-鈦”和“鋼(gang)-耐(nai)蝕合(he)金(jin)”復合(he)板界面剪切強度(du)(du)達到200兆帕以(yi)上(shang)(shang);LNG (液(ye)化天然氣)儲罐用鋼(gang)合(he)金(jin)成(cheng)本比傳(chuan)統(tong)(tong)9%鎳(nie)鋼(gang)降低20%以(yi)上(shang)(shang),綜合(he)性能(neng)達到9%鎳(nie)鋼(gang)水(shui)平;二氧(yang)化碳驅(qu)油氣開采用耐(nai)蝕鋼(gang)使用壽命延長兩倍;煤(mei)機用耐(nai)磨(mo)(mo)鋼(gang)耐(nai)磨(mo)(mo)性提高到相同硬度(du)(du)的(de)傳(chuan)統(tong)(tong)耐(nai)磨(mo)(mo)鋼(gang)的(de)1.5倍以(yi)上(shang)(shang),機加工與(yu)焊接(jie)性能(neng)不低于傳(chuan)統(tong)(tong)耐(nai)磨(mo)(mo)鋼(gang);耐(nai)熱合(he)金(jin)與(yu)核(he)能(neng)用鋼(gang)滿足700℃火(huo)電機組示(shi)范工程建設和新一代核(he)電站應用要求。
“工業(ye)強(qiang)基(ji)”是(shi)我國(guo)實現從“制(zhi)造(zao)大國(guo)”到“制(zhi)造(zao)強(qiang)國(guo)”跨越(yue)式發(fa)展(zhan)的(de)基(ji)礎,其(qi)中基(ji)礎件(jian)量大面廣(guang),但(dan)我國(guo)高端(duan)裝(zhuang)備(bei)關鍵(jian)基(ji)礎件(jian)仍需(xu)(xu)要(yao)從國(guo)外進(jin)口。以高端(duan)模具(ju)為例(li),高端(duan)模具(ju)用材(cai)料僅有(you)國(guo)外幾個先進(jin)模具(ju)鋼企(qi)業(ye)能生產(chan),國(guo)內不(bu)能生產(chan),幾乎全(quan)部依(yi)賴進(jin)口。因此(ci),我國(guo)在特(te)殊鋼研發(fa)方面還有(you)很多工作(zuo)需(xu)(xu)要(yao)做(zuo)。
“十三五”特殊(shu)鋼(gang)基礎研(yan)(yan)究及重大關鍵技(ji)術(shu)的主要研(yan)(yan)發內(nei)容(rong)包括:特殊(shu)鋼(gang)新型(xing)強韌化(hua)(hua)(hua)機(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)與高(gao)可靠長壽命(ming)機(ji)理,制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)及服役過程(cheng)微觀(guan)組織演(yan)化(hua)(hua)(hua),耐高(gao)溫、應(ying)力、腐蝕等服役環境適應(ying)性(xing)的材料設計技(ji)術(shu),特殊(shu)鋼(gang)高(gao)潔凈(jing)度冶煉、夾雜物精(jing)確控制(zhi)(zhi)(zhi)、均質化(hua)(hua)(hua)與組織精(jing)細化(hua)(hua)(hua)控制(zhi)(zhi)(zhi)、精(jing)確成型(xing)與加工等產(chan)品質量穩定(ding)控制(zhi)(zhi)(zhi)技(ji)術(shu),低成本制(zhi)(zhi)(zhi)造及簡化(hua)(hua)(hua)流程(cheng)技(ji)術(shu),規律及其(qi)定(ding)量化(hua)(hua)(hua)描述(shu),特種(zhong)軟(ruan)磁合金性(xing)能調控機(ji)理等。
具體目標是,大(da)幅提高(gao)(gao)(gao)特(te)(te)殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)及(ji)其(qi)制(zhi)品的(de)性(xing)(xing)(xing)能、質(zhi)量穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)(xing)(xing),關鍵(jian)產品質(zhi)量達到進口產品水平,典(dian)型(xing)特(te)(te)殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)品種的(de)國內市場(chang)自給率達到80%以上(shang),使(shi)用壽命在(zai)目前(qian)基礎上(shang)延(yan)長(chang)50%;高(gao)(gao)(gao)性(xing)(xing)(xing)能超(chao)級模(mo)(mo)具鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)使(shi)用10萬次以上(shang),超(chao)高(gao)(gao)(gao)強度(du)鋼(gang)(gang)(gang)及(ji)高(gao)(gao)(gao)強度(du)不銹鋼(gang)(gang)(gang)制(zhi)造成(cheng)本降(jiang)低(di)40%。實現高(gao)(gao)(gao)服役安全性(xing)(xing)(xing)耐熱鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)(gao)可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)真空脫氣(qi)軸承鋼(gang)(gang)(gang)、高(gao)(gao)(gao)效率低(di)損耗(hao)及(ji)特(te)(te)殊(shu)用途電工鋼(gang)(gang)(gang)、取向(xiang)硅鋼(gang)(gang)(gang)以及(ji)特(te)(te)種電機用電磁功能材(cai)料的(de)規(gui)模(mo)(mo)化生產和(he)應用。
開(kai)采海(hai)洋資(zi)源(yuan)(yuan)是國家重大戰略,我國海(hai)洋油氣(qi)(qi)資(zi)源(yuan)(yuan)豐富(fu),但油氣(qi)(qi)資(zi)源(yuan)(yuan)對外依存(cun)度(du)超過50%。這主(zhu)要是因為(wei)我國90%以上的海(hai)洋油氣(qi)(qi)資(zi)源(yuan)(yuan)儲藏于500米以上深水水域(yu),深海(hai)裝備(bei)是開(kai)發這些資(zi)源(yuan)(yuan)的重要支撐;而我國海(hai)工(gong)裝備(bei)的“心臟(zang)”———水下鉆、采、集(ji)、輸系統關鍵(jian)部件全部依賴進口。對此,干勇(yong)表示,我國亟須開(kai)發高強度(du)、大規格、易(yi)焊接的船(chuan)舶與海(hai)洋工(gong)程用鋼(gang)。
就(jiu)海(hai)工特(te)種(zhong)合金而(er)言,國(guo)外研發歷史悠(you)久,材料(liao)形成系列,更新換代頻(pin)率高。而(er)國(guo)內卻呈現高端空(kong)白(bai)、低端不能用(yong)的特(te)征。其表現為:先進材料(liao)品種(zhong)空(kong)白(bai),如7Mo超級不銹(xiu)鋼、耐(nai)蝕(shi)合金等(deng);特(te)種(zhong)合金制造關鍵共性技術(shu)(shu)缺乏,如超純冶煉(lian)、無(wu)缺陷連(lian)鑄、無(wu)裂紋熱加(jia)工等(deng)技術(shu)(shu);現有產品等(deng)級低、質(zhi)量差、壽命短(duan),使用(yong)不安全;鈦資源豐富,但海(hai)洋用(yong)鈦尚在起步(bu)階段(duan)。
因此,“十三五”期(qi)間(jian),我國深(shen)海(hai)(hai)油氣(qi)開發(fa)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)技(ji)術主要研發(fa)內(nei)容包(bao)括:大(da)尺度(du)、極寒環(huan)境(jing)用(yong)(yong)低溫(wen)鋼(gang)(gang)(gang)強韌(ren)化機(ji)理(li),海(hai)(hai)洋(yang)(yang)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)低成本(ben)、高耐蝕設計(ji)原理(li),不(bu)同海(hai)(hai)洋(yang)(yang)服(fu)役(yi)環(huan)境(jing)下海(hai)(hai)洋(yang)(yang)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕機(ji)理(li)與影(ying)響規律,可大(da)線能量易焊接鋼(gang)(gang)(gang)成分設計(ji)、生產(chan)工(gong)藝(yi)、生產(chan)裝(zhuang)備(bei)關鍵技(ji)術,船舶及海(hai)(hai)工(gong)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)產(chan)品差異化評價技(ji)術,高耐蝕海(hai)(hai)工(gong)特種部件(jian)粉末冶金工(gong)藝(yi)技(ji)術,超低溫(wen)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)成分、工(gong)藝(yi)、應用(yong)(yong)評價及建造關鍵技(ji)術。
干勇明確(que),“十(shi)三(san)五”期間,應(ying)顯著提升我國船舶及海工用(yong)鋼(gang)的研(yan)發及應(ying)用(yong)水平,典型材料的性能分(fen)別達到最大(da)強度785兆帕級,最大(da)規格180毫米(mi)(mi)以(yi)(yi)(yi)上,最大(da)焊(han)接(jie)熱輸入(ru)200焦耳/厘(li)米(mi)(mi),最大(da)壽命延長50%以(yi)(yi)(yi)上,實(shi)現焊(han)材、型材配套,示范應(ying)用(yong)總量(liang)達到千噸以(yi)(yi)(yi)上,實(shi)現相關高端(duan)品(pin)種(zhong)的自(zi)給(gei)率(lv)(按牌號計算)從目前不足(zu)40%提高到70%以(yi)(yi)(yi)上。此外,還要(yao)完善應(ying)用(yong)評價體系建設(she),逐步(bu)建立產品(pin)評級體系和(he)海工用(yong)鋼(gang)專(zhuan)用(yong)規范體系。
隨著人們生活水(shui)平(ping)(ping)的(de)提高(gao)(gao),對高(gao)(gao)性能(neng)交(jiao)通與建筑用鋼(gang)的(de)需求也日益增長。以第三代汽車用鋼(gang)板為例,其(qi)應(ying)用可(ke)在(zai)原減重(zhong)23%的(de)基礎上,繼續(xu)減重(zhong)10%~20%,整車減重(zhong)3%~6%,燃耗可(ke)降低4%。在(zai)世界先進(jin)發動機研制(zhi)和(he)(he)生產中,高(gao)(gao)溫(wen)合金(jin)材料用量(liang)已占(zhan)到發動機總量(liang)的(de)40%~60%。而這些應(ying)用部位都關乎發動機的(de)可(ke)靠性和(he)(he)安全(quan)性,對材料綜合性能(neng)水(shui)平(ping)(ping)和(he)(he)相(xiang)關基礎工業水(shui)平(ping)(ping)要求甚高(gao)(gao)。
為了滿足這些新需(xu)求,我(wo)國需(xu)要(yao)在高(gao)(gao)(gao)性能(neng)交通與建(jian)筑用(yong)鋼(gang)(gang)方面加大(da)基礎研究及(ji)重大(da)關鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研發(fa),其主要(yao)內容包括:高(gao)(gao)(gao)性能(neng)交通用(yong)鋼(gang)(gang)多相與動(dong)態(tai)相變強(qiang)(qiang)韌化機理、抗沖擊(ji)、耐(nai)腐蝕、耐(nai)疲勞(lao)設計(ji)原理、成(cheng)形回彈、延(yan)遲開裂機理,建(jian)筑用(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)海洋大(da)氣腐蝕、抗震、耐(nai)火機理,第三(san)代先進汽(qi)車用(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)多相組織(zhi)設計(ji)與調(diao)控(kong)、生(sheng)產工藝與裝備及(ji)制(zhi)(zhi)造(zao)關鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu),高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度鋼(gang)(gang)成(cheng)形關鍵(jian)工藝與控(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)(shu),第三(san)代汽(qi)車用(yong)鋼(gang)(gang)應用(yong)及(ji)輕量化評價技(ji)術(shu)(shu),高(gao)(gao)(gao)速(su)重載鐵路用(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)窄成(cheng)分冶煉、超低氧控(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)(shu)、高(gao)(gao)(gao)耐(nai)磨抗沖擊(ji)重軌(gui)組織(zhi)調(diao)控(kong)技(ji)術(shu)(shu),建(jian)筑用(yong)鋼(gang)(gang)組織(zhi)穩定(ding)性控(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)(shu)、低屈強(qiang)(qiang)比控(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)(shu)、表面預處理技(ji)術(shu)(shu)。
具體(ti)(ti)目(mu)標是:大(da)幅度(du)、大(da)規模地推動車身(shen)輕(qing)量化(hua)和節(jie)能減排,實現1000兆(zhao)帕(pa)~1500兆(zhao)帕(pa)的高強塑積第三代(dai)汽車用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的制備與應(ying)用(yong)(yong)(yong),整(zheng)車減重8%~20%以上(shang);實現時速300千米以上(shang)高鐵(tie)用(yong)(yong)(yong)材基本(ben)國產(chan)化(hua),重載鋼(gang)(gang)軌滿(man)足5億噸(dun)運量或50年使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命要求;高耐(nai)蝕貨車車體(ti)(ti)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)滿(man)足25 年服役壽命要求;典型建筑及橋梁用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命可延長(chang)到50年~100年,且(qie)滿(man)足耐(nai)火、耐(nai)候、耐(nai)蝕等(deng)功(gong)能復合(he)化(hua)要求。
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