技术动态！2020年世界钢铁工业十大技术一览
《世界金属导报》通过网络征集、自主推荐、报社初选、行业知名专家评选，最终确定了“2020年世界钢铁工业十大技术要闻”，内容涵盖钢铁生产主流程工序重大技术创新成果，让你全面了解钢铁行业重大技术研发动向。
1、稀土耐蚀普碳钢以稀为贵 拒腐防变
上海大学研究团队通过在钢中加入稀土提高稀土收得率的新工艺开发，形成“稀土耐蚀普碳钢原理与技术创新”成果。创新点包括：
1）通过在钢中加入一定含量的稀土合金，显著改变了夹杂物性质及状态，夹杂物类型从MnS、Al2O3向稀土氧、硫化物或复合夹杂物转变，夹杂物发生显著的细化和球化，有效降低了夹杂物与基体间的电极电位差，减小了点蚀倾向；
2）稀土镧的原子半径为2.74Å，铈的原子半径为2.7Å，而Fe原子半径为1.72Å。稀土大原子界面偏聚能显著降低界面能，在大气腐蚀条件下可有效避免局部腐蚀发生；
3）钢中加入的稀土向锈层与基体界面偏聚，增加锈层与基体结合力及附着强度，提高锈层致密性。
通过该技术生产的建筑用螺纹钢、板材、型材和棒线材等多品种稀土耐蚀钢，形成了稳定锈层，可有效隔绝钢基体和腐蚀环境的接触，“以锈防锈”减缓腐蚀速率。
上海大学作为主要起草单位编制的《稀土耐候结构钢》（T/CSM 12-2020）团体标准，填补了现行稀土耐候结构钢标准体系的空白。
点评
该技术形成了中国特色的低成本绿色化稀土耐蚀钢理论和技术。目前，该技术已成功生产出多品种稀土钢，规模化生产近万吨，建立了多个典型示范项目。该技术可将钢中稀土含量精确控制在100-400ppm范围，稀土收得率保持在70%-90%，为我国富余稀土找到出路，此外，对提高我国耐大气腐蚀钢质量及开发新钢种具有重要意义。
2、全国产柔性化高棒线创稳定运行新纪录
中冶京诚工程技术有限公司自主研发的柔性化高棒技术装备在新余钢铁股份有限公司棒材生产线升级改造项目中实现了ф12mm规格螺纹钢轧制速度45m/s，轧件速度47m/s稳定运行，创国内同类产线最高轧制速度纪录。
该技术在工艺上采用柔性化、模块化轧制理念，首创单一孔型轧制技术，运用低温精轧和轧后分级水冷的控轧控冷工艺，实现了热轧钢筋的低锰无钒生产，有效降低了资源的消耗。在装备上采用以高速高承载力模块化轧机、高速倍尺飞剪、夹尾器及伺服转毂为核心的一整套自主研发装备，使高速上钢系统运行速度稳定，大幅提高了生产效率，降低了生产成本。在电控上自主研发配套了完整的高速棒材生产线电气控制技术，使轧线运行稳定性提高，倍尺精度高，提升了生产线电气控制水平。
在成材率、合金含量、负偏差控制等方面均实现了行业内领先的技术指标，其中：成材率＞98%，小规格螺纹钢负偏差控制可以达到-5.8%，同时实现了坯料的去钒降锰，Mn含量仅为0.9%-1.2%。
点评
该技术实现稳定运行速度45 m/s，以优异、可靠的性能成功替代同类进口技术产品，生产效率高，产品质量高，综合成材率高，合金消耗低，生产成本低，实现了棒材柔性化、高速化生产，满足了钢企响应国家政策对热轧钢筋生产转型的需求，提高了钢铁工业整体技术水平，引领了螺纹钢棒材生产技术的发展方向，促进行业可持续发展。
3、不锈钢中厚板在线固溶处理技术实现突破
目前，奥氏体不锈钢中厚板固溶处理均采用离线方式，必须等待钢板冷却到室温后再重新加热至固溶温度，轧制及热处理的时间通常要花费24小时以上，不仅能源消耗大，而且生产周期长。
东北大学联合振石集团东方特钢优化加热和轧制工艺，攻克了奥氏体不锈钢中厚板在线冷却工艺下性能超标及板形不良等技术难题，成功开发出国际首台套不锈钢中厚板免加热在线固溶处理工艺技术，可充分利用轧制余热，中厚板在1050℃以上高温终轧后直接进入在线固溶冷却装备冷却至150℃以下。与传统的不锈钢离线固溶热处理工艺相比，不锈钢中厚板免加热在线固溶工艺装备具有如下技术优势：
1）热处理装备在线布置，省去再加热工序，利用中厚板轧制后的余热温度，直接进行在线热处理，生产能耗节约60%以上，大幅度节约能源消耗，降低生产排放；
2）省去再加热工序，减少产品线上传输时间，将不锈钢板材产品的生产周期由原来的24小时以上减低至5小时以内，提高了生产效率，大幅度缩短产品生产周期。
点评
不锈钢中厚板免加热在线固溶处理工艺装备的成功研发，改变了延续多年的传统热处理生产流程。在环境保护问题日益突出的当今时代，不锈钢中厚板免加热在线固溶热处理工艺装备的研发，适应钢铁业绿色低碳发展的时代要求，对促进我国不锈钢中厚板行业生产技术的进步及绿色化发展将发挥重要的引领示范作用。
4、钢渣处理技术与装备达国际领先水平
2020年4月24日，中冶建筑研究总院有限公司、中冶节能环保有限责任公司共同研发的“熔融钢渣高效罐式有压热闷处理技术与装备”科技成果顺利通过中冶集团组织的成果评价，评价委员会认为，该项科技成果达国际领先水平。
随着人民群众对生态环境保护意识的增强和2018年《中华人民共和国环境保护税法》政策的实施，钢渣处理和资源化利用刻不容缓。
自1992年起，中冶建研院精深专研钢渣处理及利用技术，历经三代钢渣处理技术升级，最终成功研发第四代具有完全自主知识产权的“熔融钢渣高效罐式有压热闷处理技术与装备”。该项科技成果实现了钢渣处理清洁生产和智慧制造，适用于熔态、固态等各种状态钢渣的处理，处理效果好，经济、环境效益显著，国内市场占有率达90%以上。而更加高效和更具系统性的第五代钢渣热闷技术，现阶段正在紧锣密鼓地研发过程中。
近年来，中冶建研院和中冶节能环保通过BOO、EPC、EP等商业模式在国内外对该项科技成果进行了工业化推广应用。
点评
该项钢渣高效处理技术及装备实现了高度自动化和智能化，在卧式罐的基础上，创新研发成功热闷立式罐，是钢渣热闷处理技术的重大突破和升级换代，与钢渣磁选工艺、钢渣粉磨工艺等结合，形成一整套钢渣资源化利用体系，极大地提升了我国在钢渣处理领域的国际竞争力，推动了钢渣高附加值利用进程，具有巨大的经济和社会效益。
5、一体化生产管控解决方案引领智能化发展
2020年12月，中冶赛迪代表钢铁行业参赛的作品“基于工业互联网平台的钢铁一体化生产智能管控解决方案”获第二届中国工业互联网大赛全国总决赛第一名。
工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，日益成为新型工业化的关键支撑。中冶赛迪将智能感知、先进控制等技术搭载在装备设备上，将大数据、云计算、人工智能等新兴技术内嵌于生产过程中，自主研发打造出服务于制造业转型升级的“水土云”工业互联网平台，这是钢铁行业首个全流程实战应用的工业互联网平台。
基于该平台，中冶赛迪针对钢铁企业生产过程中工序间协同难度大、安全环境恶劣、生产模式固化等问题，探索出了一套“可复制、有效果”的钢铁一体化生产智能管控解决方案，打造钢铁智能工厂。该方案具有创新驱动力强、应用成效显著、落地性强、经济价值高的特点，代表了中国工业互联网发展的先进水平。
点评
中冶赛迪自主研发的“水土云”工业互联网平台，是钢铁行业首个全流程实战应用的工业互联网平台。基于该平台的钢铁一体化生产智能管控解决方案，成功应用于多家大型钢铁企业，取得了良好的经济与社会效益，有利于推动钢铁企业的数字化转型，构建钢铁产业链生态体系，助力钢铁行业高质量发展。
6、环保型石墨易切削钢实现商业化生产
浦项钢铁公司开发的环保型石墨易切削钢PosGRAM实现商业化生产。此次开发的易切削钢利用了环保材料石墨，且切削性优于传统含铅易切削钢。
浦项于2017年开始研发石墨颗粒的分布及控制技术，着手开发易切削钢，并于2019年完成了开发，同时确立了量产制造标准。随后在2020年初，为尽快投放市场，成立了涵盖研究、销售、生产等关键环节的工作小组，加快推进应用。6月，产品被客户认定为质量优良，并正式投入销售。
易切削钢主要用于制造复杂形状或高尺寸精度的精密零部件，广泛应用于汽车、电子电器和办公自动化设备行业。
浦项开发的PosGRAM可以替代以往完全依赖进口的含铅易切削钢，有助于提升相关产业竞争力。
目前，全球易切削钢市场规模约为100万吨/年，其中，含铅易切削钢产品的比例超过一半，韩国每年从日本等国家进口约2.3万吨易切削钢。为了扩大PosGRAM的销售，根据客户特定的设备特性，浦项在切削条件和刀具选择方面开展了解决方案支持活动。此外，针对汽车、家电等制造企业，浦项持续推进零部件认证工作，从而加快推广和应用。
点评
一般情况下，为提高切削性，易切削钢需添加铅，有害物质限制指令RoHS和ELV规定产品中的含铅量最多为0.1%。近年来，世界各国开始限制含铅零部件的使用，预计今后会相继出台更为严格的限制准则。
此次浦项开发的环保型易切削钢，利用了环保材料石墨，且切削性优于含铅易切削钢。未来，该产品将成为含铅易切削钢的最好替代者，应用前景广阔。
7、桥梁缆索钢突破强度极限 首获工程应用
中信泰富特钢集团兴澄特钢运用超纯净冶炼技术、特殊浇注工艺控制及自主研发的EDC（Easy Drawing-Conveyer Process）水浴韧化热处理等核心技术，以温度场、流场、液位等关键参数智能匹配，实现了短流程、高效、绿色环保的桥梁缆索用盘条制造，成功开发出了2060MPa世界超高强度桥梁缆索用盘条。
“兴澄牌”2060MPa桥梁缆索钢拥有目前世界最高强度，深中通道采用了该产品。深中通道是国家“十三五”重大工程之一，是继港珠澳大桥之后又一世界级的超大“桥、岛、隧、地下互通”集群工程，是世界最大跨径海中悬索桥、世界最高海中大桥。2060MPa桥梁缆索钢产品开发难度极大，兴澄特钢突破创新，自主研发核心技术，为深中通道桥量身定制2060MPa桥梁缆索用盘条。
为满足大型桥梁的建设需求，在桥梁建设用钢领域持续占据一席之地，兴澄特钢不断实现关键技术突破。在2060MPa桥梁缆索钢之前，兴澄特钢还先后开发了1860MPa、1960MPa、2000MPa超高强度桥梁缆索用盘条。其中，2000MPa桥梁缆索用盘条应用于沪苏通公铁两用长江大桥，实现了该级别桥梁缆索用盘条的世界首次应用。
点评
随着世界经济的快速发展和桥梁建造技术的进步，世界桥梁逐渐向大跨度、大载重、长寿命、低风阻等方向发展。桥梁缆索系统是实现现代化桥梁大跨度的关键，在材料设计、质量控制、热处理、钢丝加工等环节，都需深入的技术开发和过程质量的严格管控，确保桥梁安全。兴澄特钢开发的2060MPa世界超高强度桥梁缆索用钢是企业打造国之重器、助力百年工程的体现，对我国桥梁事业发展具有深远意义。
8、全自动废钢智能检测系统实现等级判定
废钢是唯一可以替代铁矿石炼钢的再生铁素炉料。在钢铁行业内，废钢存在多料型混装及掺杂问题。
达涅利同创信息科技（北京）有限公司（DTI）设计的全自动废钢智能检测系统（ASC），在中国首次实现了钢铁行业废钢验收全流程的无人化废钢等级智能识别与自动验定。经项目实践认证，废钢智能检测系统的判定率达到95%，并获专家高度评价：
1）开发了基于机器视觉和深度学习的废钢智能检测系统，首次实现了废钢验收全流程的无人化废钢等级智能识别与自动验判。
2）研发了基于扫描路径最优化的摄像机角度自适应调整算法，提高了拍摄图像的清晰度和拍摄效率，通过级联卷积神经网络目标检测算法，实现了废钢图像的高效精确分类，废钢等级识别准确率达到国际先进水平。
3）基于历史数据图像数据库，开发出智能识别废钢等级的多维度卷积神经网络模型和收储中的废钢等级分类检测系统，实现废钢物资自动扣杂功能，提高废钢等级判定的科学性。
点评
DTI开发的全自动废钢智能检测系统，彻底改变了原有的废钢人工验判，远程客户端自动生成废钢等级判定报告，实现了人机实时交互，满足现代规模化钢铁冶金企业废钢采购和使用量化表征测试分析需求，实现了废钢物资自动扣杂功能，避免了人工扣杂的主观性，提高了判定结果的科学性，实现了智能制造降本增效的有机统一。
9、大型绿色智能焦炉技术达国际一流水平
山东省冶金设计院股份有限公司（SDM）与意大利保尔沃特公司（PW）成功研制了多种炉型的大型焦炉：6.25m、6.73m、7.15m等捣固焦炉和7.2m、7.3m、7.6m等顶装焦炉。
拥有多项大容积宽炭化室技术，两段加热（空气分段）、双联火道、废气循环、蓄热室分格、高效薄炉墙、非对称式烟道、焦炉炉内脱硝、源头控硝及节能燃烧等解析优化技术。
6项焦炉砌体严密及长寿化技术，抗形变多段式保护板技术，SOPRECO单孔调压技术、SUPRACOK焦炉二级自动化系统、焦炉机车智能作业管理系统等一系列协同优化特色技术的应用，在节能、环保等方面尤为突出。
氮氧化合物在不采取炉外脱硝措施的情况下，顶装焦炉排放量可以在100mg/m3以下，煤气使用量的大幅减少，降低了生产成本。年产200万吨焦炭的企业，可以节约成本约1500万元。
该技术实现了焦炉流程功能重构优化、节能环保、长寿命，达到世界一流领先技术水平。
点评
大型化、绿色化和智能化的高效焦炉是未来焦炉建设的首选。
大型绿色智能焦炉特色技术的应用，可以为客户带来低成本的投入和高效益的回报，降低环保措施的投入。该炉型可以根据客户实际需求，实现“量身定制”；在环保要求越来越严格的情况下，可以更加从容面对低碳环保、节省投资等更高的挑战。
10、国内首条全国产双高棒项目成功投产
湖南华菱涟源钢铁公司双高棒项目是首条国内成功投产的全国产双高棒项目。该项目由中钢设备公司设计和供货，克服了疫情及春节影响，包括拆迁打桩5个半月投产，创国内乃至世界同类工程建设速度最快纪录。
涟钢双高棒项目成功运用连铸坯直接轧制技术、切分双高棒轧制技术、控轧控冷柔性轧制和柔性冷却技术、超重型265顶交模块轧机、全国产高速上钢设备和电控系统等多项自主研发成果。
直接轧制技术可以大幅度降低能耗，提高金属收得率，节约投资。切分双高棒轧制技术配套全国产高速上钢设备和电控系统，最大轧制速度达45m/s，可提高成材率和产品质量，降低吨钢成本。该高速上钢系统不仅稳定高速，而且控制精度高、寿命长，代表了目前高速上钢设备最高水平。
控轧控冷柔性轧制和柔性冷却技术配套超重型模块轧机和智能水冷装置，可以改善产品内部组织，提高钢筋的强度，取消或降低钒等微合金元素添加，降低锰合金用量，降低生产成本。水冷装备采用最新喷嘴设计，可以调整冷却能力，柔性化冷却加上均匀化控制，确保轧件出水箱后快速干燥，回温均匀，通条均匀性好，同时具备稳定可控的头部不冷功能，保证后续低温轧制工艺的成功实施，可以将控温和控轧很好的结合，实现细化晶粒，满足新国标的要求。
点评
涟钢双高棒项目采用了国际先进的直接轧制、高温热装以及具有自主知识产权、成熟可靠的双热机轧制工艺技术，最高轧制速度为45m/s；同时结合顶交重载模块轧机、单传减定径机组、智能控冷设备，实现了柔性控制冷却以及大规格低温轧制。拥有完全自主产权的重载模块轧机填补了国内空白。这些先进技术正在国内钢铁行业的新形势下发挥作用，有利于促进我国长材产品高效、高质生产。
文章来源： 世界金属导报