天鋼技術(shù)創(chuàng)新回顧與展望

李樹慶

（天津鋼鐵集團有限公司技術(shù)中心，天津，300301）

1 引言

天津鋼鐵集團有限公司（簡稱天鋼）是集燒結(jié)、球團、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼、金屬制品生產(chǎn)工藝為一體的千萬噸級現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)。2002年以戰(zhàn)略東移的老天鋼為基礎(chǔ)進行發(fā)展，擁有“國內(nèi)領(lǐng)先，世界一流”的工藝技術(shù)裝備，建有國家級企業(yè)技術(shù)中心、博士后科研工作站，理化中心為國家認(rèn)可實驗室。其主要產(chǎn)品包括中厚板、棒材、高速線材、圓管坯、金屬制品、帶鋼、角鋼等七大系列產(chǎn)品，產(chǎn)品銷售到國內(nèi)外100多個重點工程，出口41個國家和地區(qū)。2012年名列中國企業(yè)500強第106位，中國制造業(yè)企業(yè)500強第38位，黑色冶金及延壓加工業(yè)第11位。

近年來，天鋼技術(shù)創(chuàng)新碩果累累，連續(xù)兩年榮列全國煉鋼制造業(yè)自主創(chuàng)新能力行業(yè)十強企業(yè)；多次榮獲天津市技術(shù)創(chuàng)新先進企業(yè)、天津市科技成果管理工作先進單位、天津市優(yōu)秀企業(yè)；榮獲天津市科技進步獎17項、天津市技術(shù)創(chuàng)新獎20項、冶金科學(xué)技術(shù)獎4項、中國標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻獎1項、天津市專利獎金獎1項、天津市專利優(yōu)秀獎1項。完成科技成果登記59項，成果水平達到國內(nèi)及國際先進水平。

2 發(fā)展歷程回顧

天鋼在技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展歷程中，創(chuàng)造了中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展史上的一個又一個第一。

“六五”期間，研制出國內(nèi)首批低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鍍鋅預(yù)應(yīng)力鋼絲等產(chǎn)品。

“七五”期間，在國內(nèi)率先引進了德馬克小方坯連鑄機及超低頭板坯連鑄機等工藝裝備。

“八五”至“九五”期間，在國內(nèi)率先引進了第一條20世紀(jì)90年代最先進的具有高軋制速度（120 m/s）無扭控冷微張力摩根軋機，成功開發(fā)了以高碳鋼硬線盤條為代表的系列產(chǎn)品。

“十五”期間，實現(xiàn)了戰(zhàn)略東移，淘汰了落后工藝裝備，確定了400萬t鋼的生產(chǎn)規(guī)劃，明確了高檔化、高質(zhì)化的產(chǎn)品定位。在東移工程建設(shè)中，360 m2燒結(jié)機等工程獲國家優(yōu)質(zhì)工程銀質(zhì)獎，雙棒材工程被評為冶金行業(yè)優(yōu)質(zhì)工程。

“十一五”期間，具備了1100萬t鋼、1000萬t鐵、1000萬t鋼材和金屬制品的生產(chǎn)能力，跨入千萬噸級大型鋼鐵集團行列，在工藝創(chuàng)新、品種結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排等方面實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

3 技術(shù)創(chuàng)新狀況

3.1 技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)

天鋼技術(shù)創(chuàng)新體系是在公司技術(shù)委員會的領(lǐng)導(dǎo)下，以專家咨詢委員會為依托，以技術(shù)中心為核心，各專業(yè)部門和生產(chǎn)廠為支撐的技術(shù)創(chuàng)新體系。從機構(gòu)及人員設(shè)置、檢測裝備配置、科技資金投入、創(chuàng)新激勵機制等方面建成了有效運行機制，開展了新產(chǎn)品研制、新技術(shù)開發(fā)與研究、重大工藝技術(shù)及質(zhì)量攻關(guān)、知識產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)制訂、理化檢測與分析等方面工作。2010年，公司技術(shù)中心在國家級技術(shù)中心全國考評中排名第53名，在全國鋼鐵行業(yè)技術(shù)中心排名第10名。

3.2 工藝技術(shù)創(chuàng)新

天鋼在東移建設(shè)過程中，先后采用國內(nèi)外先進技術(shù)190余項，自主創(chuàng)新及集成創(chuàng)新達到三分之二以上，形成了一批具有天鋼特點的核心技術(shù)，構(gòu)成了高效率、低成本的生產(chǎn)運行系統(tǒng)。

煉鐵系統(tǒng)：高爐集國內(nèi)外先進技術(shù)于一身，采用了靜態(tài)串罐無料鐘爐頂、銅冷卻壁、環(huán)保新型INBA水渣技術(shù)、比紹夫煤氣清洗系統(tǒng)、TRT發(fā)電、卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐等先進技術(shù)和裝備；開發(fā)了低溫厚料層燒結(jié)技術(shù)、轉(zhuǎn)爐污泥燒結(jié)回收利用技術(shù)、高爐長壽技術(shù)、高爐專家控制系統(tǒng)、高爐爐頂重量布料控制模型等新技術(shù)和新工藝。

煉鋼系統(tǒng)：配備LF鋼包精煉、VD真空脫氣、方坯引進瑞士康卡斯特、板坯引進奧鋼聯(lián)等國際一流工藝裝備；采用了轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹、連鑄首末端電磁攪拌、板坯連鑄輕壓下技術(shù)及無氧化保護澆注等技術(shù)。自主研發(fā)了連鑄大包下渣檢測技術(shù)、結(jié)晶器液面控制技術(shù)、連鑄自動加渣、板坯結(jié)晶器漏鋼預(yù)報系統(tǒng)、在線連續(xù)測溫技術(shù)等新技術(shù)和新工藝。

軋鋼系統(tǒng)：高速線材引進美國摩根六代軋機，配備了超長風(fēng)冷線的斯太爾摩控制冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)了無扭微張力控制軋制；開發(fā)了斯太爾摩風(fēng)冷線連續(xù)測溫反饋系統(tǒng)、在線減定徑機應(yīng)用等先進技術(shù)。雙棒材引進意大利達涅利最新軋機，實現(xiàn)了LTR低溫控制軋制、QTB穿水冷卻、工字輪大盤卷等；開發(fā)了螺紋鋼四切分技術(shù)等先進技術(shù)。中厚板采用雙機架，配置了MES全程軋制管理系統(tǒng)、液壓AGC系統(tǒng)、ACC層流冷卻；自主研發(fā)了TMCP控軋控冷、在線熱處理、減量化軋制技術(shù)等先進技術(shù)。

金屬制品系統(tǒng)：引進意大利Frigerio公司先進技術(shù)裝備；自主開發(fā)了1×7和1×19結(jié)構(gòu)，大規(guī)格（Φ28.6 mm）、高強度（1860 MPa）的預(yù)應(yīng)力鋼絞線、刻痕預(yù)應(yīng)力鋼絞線等產(chǎn)品；開發(fā)了捻股機運行狀態(tài)自動監(jiān)控系統(tǒng)、帶有酸霧及酸洗廢水處理系統(tǒng)的酸洗線等技術(shù)。

3.3 產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)

天鋼依靠先進的工藝裝備平臺和雄厚的技術(shù)優(yōu)勢，分生產(chǎn)線確定系列化、覆蓋廣、價值高的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，向“高、特、精”方向發(fā)展，研發(fā)生產(chǎn)全流程管理精細(xì)化。同時，在強化自主研發(fā)基礎(chǔ)上，注重聯(lián)合研發(fā)，不斷加強與用戶的戰(zhàn)略合作，滿足用戶個性化、特殊化需求，實現(xiàn)產(chǎn)品升級換代。

迄今，已成功開發(fā)并生產(chǎn)了446個牌號的產(chǎn)品，形成七大產(chǎn)品系列。其中，自主研制的多個產(chǎn)品已成為公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，并達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。主要有以P110級石油套管、80Ksi級抗擠毀石油套管用鋼為代表的圓管坯產(chǎn)品；以500 MPa級高強度英標(biāo)螺紋、耐腐蝕結(jié)構(gòu)圓鋼為代表的棒材產(chǎn)品；以高碳鋼、管樁鋼、彈簧鋼、軸承鋼、鋼簾線、焊接用鋼為代表的線材產(chǎn)品；以風(fēng)塔用鋼板、不銹鋼復(fù)合鋼板、耐候鋼板為代表的中厚板產(chǎn)品；以1×19規(guī)格Φ28.6 mm低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線、刻痕系列鋼絞線為代表的預(yù)應(yīng)力鋼絞線產(chǎn)品；以耐高溫高寒Q345D、Q420為代表的角鋼產(chǎn)品等。多個產(chǎn)品成功應(yīng)用到國家電網(wǎng)、中央電視臺新綜合大廈、京滬及京津城際高速鐵路、南水北調(diào)工程、秦山核電站、深圳航天大廈、響螺灣海河開啟橋、于家堡和空客A320基地、天津機場新航站樓、新加坡地標(biāo)高層建筑等重點工程。

3.4 產(chǎn)學(xué)研合作

天鋼堅持走自主創(chuàng)新與集成創(chuàng)新道路，與國內(nèi)著名院校及科研院所建立了長期穩(wěn)定的合作模式，與北京大學(xué)工學(xué)院、東北大學(xué)、中科院過程工程研究所、鋼鐵研究總院、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等建立了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)基地。近年來，重點合作開展了“轉(zhuǎn)爐新型高效氧槍系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)”、“天鋼高爐系統(tǒng)集成技術(shù)的研究與應(yīng)用”、“簾線鋼及軸承鋼冶煉連鑄工藝研究與開發(fā)”、“天鋼高品質(zhì)板坯連鑄生產(chǎn)技術(shù)集成與創(chuàng)新”、“中厚板典型鋼種TMCP工藝開發(fā)”、“460B英標(biāo)高強度鋼筋系列產(chǎn)品成分設(shè)計及工藝開發(fā)研究”“水質(zhì)凈化循環(huán)再利用技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”等30多個項目，為降本增效、新品開發(fā)、節(jié)能減排等提供了有力的支撐。

3.5 知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略

天鋼高度重視具有自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的開發(fā)和管理，積極構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)信息化管理平臺，建立有利于技術(shù)創(chuàng)新的知識產(chǎn)權(quán)管理制度及流程，并設(shè)定專門機構(gòu)和專職人員負(fù)責(zé)專利工作，在全公司形成有序的專利管理網(wǎng)絡(luò)和有效的工作程序，并以天津市知識產(chǎn)權(quán)試點單位為基礎(chǔ)平臺，強化實施專利及知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略。近年來，累計申報專利181項（其中發(fā)明專利67項），擁有專利124項（其中發(fā)明專利27項），多項專利成果均得到較好的實施與推廣應(yīng)用。發(fā)明專利“一種低碳拉絲盤條的生產(chǎn)工藝”榮獲天津市專利金獎，“轉(zhuǎn)爐氧槍的水冷裝置”榮獲天津市專利優(yōu)秀獎。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)制修訂

天鋼致力于研究和總結(jié)技術(shù)創(chuàng)新中的新技術(shù)、新方法，圍繞現(xiàn)實產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的研究與實驗工作，主持參與了27項國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，多項標(biāo)準(zhǔn)達到國內(nèi)外領(lǐng)先水平，得到普遍認(rèn)可。其中，主持制訂的“預(yù)應(yīng)力混凝土鋼棒用熱軋盤條”標(biāo)準(zhǔn)，填補了國內(nèi)空白，標(biāo)準(zhǔn)等級達到國際先進水平；主持修訂的“高碳鋼盤條索氏體含量金相檢測方法”增加了圖像儀標(biāo)樣法，并研制了該方法所需用的標(biāo)準(zhǔn)樣品；作為主要完成單位制訂的國家標(biāo)準(zhǔn)“碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶”獲中國標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻獎。

3.7 信息化建設(shè)

天鋼信息化建設(shè)按照信息化架構(gòu)總體目標(biāo)和指導(dǎo)思想，以優(yōu)化整合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為前提，以構(gòu)建貫通天鋼主體業(yè)務(wù)為目標(biāo)，從天鋼企業(yè)的實際需求出發(fā)，在明確有限目標(biāo)前提下，將先進性和實用性有機結(jié)合，以實用性為優(yōu)先，建立的基于信息共享平臺的信息化應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)。其中，中厚板產(chǎn)銷一體化MES系統(tǒng)和鐵前MES系統(tǒng)，加強了生產(chǎn)的計劃性，實現(xiàn)了材料的全面跟蹤，增強了生產(chǎn)過程的綜合管控能力；計量稱重系統(tǒng)，實現(xiàn)了稱重數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享和集中管控；檢化驗管理系統(tǒng)，建立了進廠物資等物料的質(zhì)量檢驗業(yè)務(wù)計算機自動管控流程；能源燃?xì)獗O(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了燃?xì)庀到y(tǒng)數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控；設(shè)備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備的全生命周期的全過程掌控管理。同時，按照“層級最少、流程最短、效率最高”的管理思想，規(guī)劃ERP系統(tǒng)，包括財務(wù)、銷售、采購、全廠制造、人力資源等功能模塊，實現(xiàn)了“業(yè)財一體，三流合一”的目標(biāo)，進一步提升了信息化整體管理效能。

4 質(zhì)量保障及品牌

4.1 管理體系

采用國際先進的管理體系，取得了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證、ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證和GB/T28001－2001職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證。

4.2 產(chǎn)品認(rèn)證

板材產(chǎn)品通過歐盟CE認(rèn)證，獲得八國船級社高強船板認(rèn)可；鋼絞線產(chǎn)品通過美國（PTI）認(rèn)證；軸承鋼材、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材、鋼筋混凝土用熱軋鋼筋等獲得生產(chǎn)許可證；管坯、鍋爐和壓力容器用鋼板獲得國家特種設(shè)備制造許可證等。

4.3 品牌榮譽

船體用結(jié)構(gòu)鋼板、合金結(jié)構(gòu)鋼等12個產(chǎn)品獲國家金杯獎；低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼板、汽車半軸套管用連鑄圓管坯等13個產(chǎn)品獲卓越產(chǎn)品獎；兩次榮獲中國線材產(chǎn)業(yè)十大用戶滿意產(chǎn)品、中國線材產(chǎn)業(yè)十大著名品牌；熱軋圓鋼、連鑄圓管坯、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋等5個產(chǎn)品榮獲天津市名牌產(chǎn)品；“天鋼”牌產(chǎn)品獲得天津市著名商標(biāo)稱號，“天鋼”品牌榮獲天津國際知名品牌、天津市重點出口培育品牌，天鋼連續(xù)三年榮獲天津市用戶滿意企業(yè)。

5 綠色發(fā)展之路

天鋼始終堅持綠色發(fā)展，堅持走循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展道路，不斷加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)建設(shè)。按照資源消耗的減量化——再利用——再循環(huán)的3R原則，以低消耗、高效率、低排放為目標(biāo)，推行合同能源管理，實施循環(huán)經(jīng)濟項目，建成了煤氣、工業(yè)用廢水、固體廢棄物和余熱蒸汽“四閉路、四循環(huán)”系統(tǒng)，提高了資源能源利用率。工業(yè)廢水實現(xiàn)了“零排放”；“負(fù)能煉鋼”達到-20.54 kg標(biāo)煤/t鋼，保持了行業(yè)領(lǐng)先；轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗、煤氣回收利用率、污染物綜合排放合格率等指標(biāo)連續(xù)兩年名列全國同行業(yè)第一名；天鋼連續(xù)六年獲得天津市節(jié)能先進單位，并榮獲“榜樣天津”生態(tài)文明貢獻獎。

6 未來展望

在未來的發(fā)展中，天鋼將以轉(zhuǎn)變發(fā)展方式為契機，以建設(shè)創(chuàng)造價值高、品種效益好、資源節(jié)約的新天鋼為宗旨，加快技術(shù)創(chuàng)新步伐。隨著煉鋼配備RH爐、離線熱處理設(shè)備等項目的開工建設(shè)，以及多功能中試車間、松弛試驗室、焊接試驗室、疲勞試驗室等實驗手段的配備，進一步滿足了高附加值產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)需求。

工藝技術(shù)創(chuàng)新將圍繞節(jié)能降耗、產(chǎn)品開發(fā)、工藝研究、技術(shù)攻關(guān)等關(guān)鍵性、共性技術(shù)難題開展工作，重點研發(fā)環(huán)保型燒結(jié)工藝、燒結(jié)配礦技術(shù)、高爐長壽技術(shù)、高爐低品位礦冶煉技術(shù)、夾雜物冶金及夾雜物細(xì)化無害化生產(chǎn)技術(shù)、轉(zhuǎn)爐潔凈鋼冶煉技術(shù)、新型減量化軋制工藝、在線熱處理爐工藝、在線探傷工藝、五切分軋制技術(shù)研究、棒材無孔型軋制技術(shù)、帶鋼鍍鋅工藝、小規(guī)格角鋼軋制技術(shù)等。

產(chǎn)品創(chuàng)新緊密圍繞市場，繼續(xù)定位“高、特、精”，并滿足個性化需求。板材研發(fā)重點瞄準(zhǔn)海洋工程、高壓容器、模具用鋼、管線、高強度結(jié)構(gòu)鋼以及專有用途高附加值的鋼板等；棒材主要研發(fā)方向為高強度、細(xì)晶粒，開發(fā)軸承鋼、齒輪鋼及耐腐蝕等特殊用途圓鋼，重點開發(fā)600 MPa級別以上超高強度螺紋鋼、精軋螺紋等；線材重點開發(fā)專有用途鋼絞線用盤條、高強焊絲用盤條、彈簧鋼用盤條、軸承鋼用盤條等；圓管坯重點開發(fā)高鋼級石油套管用鋼、抗擠毀深井用石油套管用鋼、耐腐蝕管線用鋼、高壓鍋爐管用鋼以及特殊介質(zhì)使用無縫鋼管用鋼等；金屬制品系列重點開發(fā)高速鐵路專用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鍍鋅鋼絞線，高強氣體保護焊絲、埋弧焊絲、氬弧焊絲等；角鋼系列重點開發(fā)耐腐蝕、專有用途角鋼等。

7 結(jié)語

創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的不竭動力。在鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的今天，創(chuàng)新發(fā)展、開源節(jié)流、綠色生產(chǎn)、滿足市場個性化產(chǎn)品需求，是企業(yè)走出困境、沖出重圍的生存之路。天鋼經(jīng)過近年來的積累和發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新能力得到了進一步提升，新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品日趨成熟和穩(wěn)定。隨著技術(shù)創(chuàng)新工作的深入和推進，天鋼將圍繞產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級，發(fā)揮技術(shù)進步的創(chuàng)新驅(qū)動作用，以工藝創(chuàng)新推動產(chǎn)品創(chuàng)新，以市場需求推動技術(shù)創(chuàng)新，以品牌質(zhì)量推動市場銷售，提高企業(yè)競爭力。