《钢铁行业2020—2035年技术发展 预测报告》提要前言
2021-04-14中国钢铁工业协会
中国钢铁工业协会
习近平总书记指出“科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。我国经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案,都更加需要增强创新这个第一动力”。钢铁材料作为支撑人类社会发展的重要基础材料,从古至今,一直广泛应用于人类社会经济生活的各个领域。当前,我国已成为世界最大的钢材生产国、消费国和出口国,钢铁工业为国民经济的快速发展提供了有力支撑。在这一发展时期,新技术、新工艺的应用与技术改造起到了决定作用,平炉改转炉、模铸改连铸、轧制生产的连续化、装备大型化及自动化发展,在大幅度提高生产效率和产品质量的同时,也优化了产品结构。截至2019年底,我国22大类钢铁产品中有19类自给率超过100%,其他3类自给率超过98.8%。钢铁工业的产品创新,极大的满足了国民经济的发展需要,支撑了中国经济的发展。我国生产的汽车用钢、大型变压器用电工钢、高性能长输管线用钢、高速钢轨、建筑桥梁用钢等钢铁产品已稳步进入国际第一梯队。近年来,为进一步满足下游用户对高端钢材的需求,支撑中国制造业的发展和制造强国的需要,钢铁工业紧跟市场需求,在新材料研发和解决“卡脖子”产品方面不断取得突破,一些产品已实现由跟随向领跑的跨越。以QP1500为代表的第三代高强度汽车钢的研发应用,不仅为我国汽车轻量化提供了10%-20%的减重空间,也使我国高强度汽车钢技术达到世界领先水平。目前,汽车钢品种规格已覆盖欧美日韩和自主品牌需求,高性能汽车钢的开发应用为降低油耗、减少排放提供了支撑。高钢级X80管线钢的研发与应用不仅支撑了我国西气东输管道建设,也成功助推我国长距离油气管道建设与输送技术实现由跟随向领跑的跨越。此外,极低铁损取向硅钢、600MPa-750MPa级高精度磁轭钢、先进核能核岛关键装备用耐蚀合金、核电用不锈钢、高品质汽轮机叶片钢、低温管线钢、极地特种低温钢、“手撕钢”等高端产品成功打破国外技术垄断,成功用于特高压变电站、华龙一号核电、雪龙2号等“大国重器”和中俄东线天然气管道、亚马尔液化天然气项目、乌东德水电站、白鹤滩水电站等重大工程建设以及国防军工领域。国产大飞机起落架用钢、高铁轮对用钢、高铁转向架用钢也已具备了国产化替代能力,为国家降低大飞机和高铁建设投资,全面实现关键部件国产化奠定了坚实基础。
我国钢铁工业基本实现了焦化、造块、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等主要工序主体技术装备的国产化,大型冶金设备国产化率达95%以上(按重量计算)。我国已自主建成若干年产千万吨级沿海现代化大型钢铁基地,形成了全世界规模最大的现代化钢铁生产体系。
当今世界正经历百年未有之大变局,后疫情时代我国将面临国内外环境的深刻复杂变化,面对国家对外“一带一路”战略实施,对内“新基建”的现代经济体系建设,在畅通国内国际双循环的社会背景下,钢铁行业在关键核心技术领域的创新短板依然突出。原创性技术成果不足、基础理论产业融通技术研究还有待加强、一些前沿核心关键技术缺失、降低温室气体排放、资源能源限制严重、智能化仍需深入等问题还存在,一批急需的关键高端产品仍需进口。
钢铁产品方面,我国每年进口钢材中仍有约20%尚未实现完全自主可控,虽然只有200多万吨的数量,但多用于国内重点工程、重大装备、国防军工等关键领域,极易受制于人,亟需研发自主知识产权的高端钢铁产品。量大面广的钢铁产品质量稳定性、可靠性及适用性与国外先进水平还有一定差距;面向国家重大工程和重大装备制造用关键高端产品无法满足服役要求,仍需进口。如高铁轴承钢冶金质量、轴承设计制造、轴承应用考核评价已成为“卡脖子”关键瓶颈。深海能源钻采平台核心技术高度集中的、被称为海洋工程“心脏”的水下钻、采、集、输系统关键部件用钢强韧性、耐蚀性和焊接性等无法达到我国深海水域严酷的服役环境要求,全部依赖进口。
尽管我国已经掌握了部分世界领先的节能减排技术,但在全球最严格的钢铁环境保护标准倒逼和区域钢铁产能过大的严苛形势下,需要钢铁工业顺势而为,力争引领世界钢铁工业绿色发展。一方面,要合理提升电炉短流程比例,研发低碳冶金新技术、近终形制造等,拓展节能减排新途径,实现钢铁工业绿色可持续发展。另一方面,钢铁企业要围绕烟气治理、固体废弃物综合利用、节能降耗等重点领域自主开发新技术新工艺。
智能制造在全球范围内快速发展,对产业发展、分工格局和推动形成新的生产方式、产业形态、商业模式带来重要影响。目前我国钢铁企业“两化融合”仍需深入,生产过程中大数据等智能化技术未能充分应用,存在重智能硬件基础建设,轻智能系统集成升级,以及企业智能提升动力不足等问题。钢铁工业需要充分把握新一代信息技术带来的产业革命契机,将智能传感器、第五代移动通信、物联网、工业互联网、人工智能、数字孪生、大数据与云计算等智能化技术,融入钢铁制造和运营决策过程中,全面培育钢铁发展新动能,抢占未来发展制高点,打造我国钢铁行业竞争新优势。
面向未来,钢铁行业要“坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军”。全行业要聚焦一个根本任务,全面提升产业基础和产业链水平;坚持两大发展主题,加速推进绿色发展和智能制造;着重解决行业三大痛点,控产能扩张、促产业集中、保资源安全;持续推进中国钢铁国际化进程。
为此,中国钢铁工业协会在“钢铁行业2015-2025年技术发展预测”工作基础上,经过广泛深入调研和系统分析,形成了《钢铁行业2020-2035年技术发展预测报告》。“报告”在回顾和总结现有技术发展的同时,认真分析了钢铁产业技术发展趋势,并从我国钢铁工业发展需求入手,提出了未来十五年钢铁技术发展的重点方向和内容。在这个以技术创新为驱动的转型发展阶段,旨在为国家层面的政策规划、行业层面的服务引导、企业层面的创新发展提供一份有意义的参考材料。