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    讓傳統鋼鐵行業“結出”智能低碳“新果”

    2021-12-20 經濟參考報 19   

      50多年前,主持設計我國首座自主設計建設的大型鋼鐵基地攀鋼,此后承擔武鋼、寶鋼、鞍鋼等一大批重點鋼鐵工程項目;
      10多年前,面對鋼鐵工程核心技術與裝備長期被國外“卡脖子”問題,奮起直追,不僅解決了“人有我無”問題,僅新建特大型高爐就占據全球60%的市場;
      近幾年,率先開展鋼鐵智能制造技術布局,搶抓綠色化發展機遇,取得重大技術突破,推動我國鋼鐵生產體系再造,部分領域引領全球……
      鋼鐵是“工業糧食”。記者近期在中國五礦中冶集團下屬的中冶賽迪集團有限公司(下稱“中冶賽迪”)調研發現,十余年來,這家老鋼鐵設計院“咬定”研發不放松,加快向科技型企業轉型,聚焦我國鋼鐵工程技術自立自強,通過前瞻性布局、關鍵點猛攻、系統化突破,助力我國將關系到“工業糧食”的核心技術牢牢掌握在自己手上,并在國際鋼鐵市場中樹立了中國品牌。
    突破“卡脖子”技術
    搶占國際市場

      今年9月初,中冶賽迪擊敗來自意大利、德國的競爭對手,中標印度JSPL鋼廠新建5499立方米高爐項目。去年以來,盡管受到新冠肺炎疫情影響,但中冶賽迪仍相繼承攬了歐洲安賽樂米塔爾、印度TATA、土耳其ISDEMIR等海外知名鋼企項目。
      “疫情期間,海外拓展速度不減?!敝幸辟惖虾M馐聵I管理部部長劉勇介紹,4000立方米級以上特大型高爐技術,中冶賽迪在全球新建市場占有率已達60%,成為國內外大型鋼廠的首選供應商。
      然而,十多年前,作為鋼產量世界第一的中國,鋼鐵工程核心技術和裝備受制于人,外國公司要么不賣,要么漫天要價。比如,特大型高爐無料鐘爐頂核心設備布料器,長期被歐洲一家公司壟斷,海外售價1000多萬元,如果中國企業參與海外項目投標,其報價動輒上億元,以此限制中國相關技術發展。
      “技術不自主,不僅受制于人,還會被鎖定在產業鏈低端。作為鋼鐵工程設計‘國家隊’,必須奮起直追,為鋼鐵工程技術自立自強闖出一條路來?!敝幸辟惖隙麻L肖學文介紹,從2006年起, 中冶賽迪系統梳理鋼鐵行業領域“人有我無”的核心關鍵技術,“勒緊褲腰帶”進行攻關。
      這家企業的科研攻堅戰由此拉開帷幕——每年研發投入從不足千萬元,逐步增加到5億多元,平均占營收總額的3.5%以上,近五年累計投入研發資金約20億元;為激發創新活力,打造科創孵化園,實施科技創新成果“模擬股權”等激勵機制;為突破瓶頸,搭建國家和省部級創新平臺20余個;一些重點項目,研發長達六七年甚至十余年……
      堅持創新并非易事。因中試成本高、風險大,不少鋼企不愿在自己產線上試驗新技術。僅建設用于研發中試的1:1產線模型,中冶賽迪就投資上億元。中冶賽迪裝備公司副總經理張甲剛說:“由于研發投入大,高爐、萬能軋機等多項技術突破花了六七年。有幾年企業營收數據不好看,一些員工對研發提出質疑。但是在公司領導班子的堅持下,十多年來研發決心始終未動搖,為企業厚積薄發打下了基礎?!?br/>  中冶賽迪作為一家老設計院,在技術積累上有優勢。但肖學文認為,創新不能單點突破要系統推進,光有技術、會畫圖紙還不行,必須有核心產品、完整的產業鏈,否則即使不被外國人“卡脖子”,也會被“綁手腳”。為此,中冶賽迪專門組建裝備制造公司,將核心技術轉化成核心設備,形成了設計、研發、建設、制造的冶金全產業鏈,以“技術+產品”系統推進科技創新。
      功夫不負有心人。十多年來,中冶賽迪相繼攻克高爐、熱連軋、特厚板連鑄、后處理等一大批“卡脖子”技術,實現鋼鐵全流程技術裝備的完全自主。其性能更先進的高爐無料鐘爐頂布料器研發成功后,倒逼國外產品降價90%。目前,中冶賽迪4000多名員工中,專門從事研發的人員達600多人,累計獲得國家級科技成果獎40余項,擁有有效專利2000余項。
      在科技創新的同時,中冶賽迪從2003年起大力拓展海外市場。但彼時除了產品和服務價格便宜外,中冶賽迪在海外沒有品牌知名度、也沒有市場占有率,一些國外企業連投標的機會都不給。一次,中冶賽迪投標亞洲某國鋼鐵企業高爐項目,盡管方案占優但還是被拒絕,對方的理由是“如果買了中國的高爐,整個國家都會笑話我們”。
      為了打進國際市場,一開始中冶賽迪與外國企業合作,并探索在英、美、印度成立子公司,逐步熟悉海外市場規則。經過十多年的努力,中冶賽迪終于形成了自己的項目管理、工程交付、商務開發體系,開始中標巴西、印度等國的大型項目。2017年,由中冶賽迪總設計、全產業鏈輸出的臺塑越南河靜千萬噸級鋼鐵基地投產,這是東南亞最大、最先進的鋼鐵廠。從此,中冶賽迪奠定了在國際鋼鐵行業中的領先地位。
      “目前,全球排名前50名的鋼鐵公司中有42家是我們的客戶,海外項目合同額超300億元,帶動中國設備出口200余億元,實現了中國鋼鐵工程技術從引進到輸出的轉變?!毙W文說。
    “灰頭土臉”的傳統鋼鐵廠
    也能“數智化”

      寶武集團廣東韶關鋼鐵有限公司煉鐵區內,陣陣轟鳴聲中,原材料運輸、燒結、焦化、高爐等環節有序運行,但各車間不見工人身影。
      5公里以外的韶鋼智慧中心,7個裝有大屏和操作臺的工作島,實時收集分析著生產區35萬個數據點,監測、調度著8大工序、30個系統,替代了原來42個中控室,讓400多名員工撤出操作現場。
      這個由中冶賽迪開發建設、將廢棄廠房改造而成的韶鋼智慧中心,是全球首例鋼鐵廠智慧集控項目,設計時尚、環境優雅,乍一看如同文創園區,一改鋼鐵廠“灰頭土臉”的傳統形象。該中心2019年1月投用后,韶鋼噸鐵成本降低40元,平均日產量提升500噸,總體勞動生產率提升近40%,年創造經濟效益3億多元,被中國鋼鐵行業協會評為“2019年兩化融合優秀成果案例”。
      “我國擁有世界最大的鋼鐵產能和鋼鐵市場,有條件更有理由做出別人做不到的引領性創新?!毙W文說,聚焦鋼鐵生產更安全、更高效、更環保,依托我國互聯網、大數據、人工智能技術優勢,近幾年中冶賽迪以硬軟件同步,設備、技術、服務協同的系統化、集成化思維,著力攻關鋼鐵智能制造和工業互聯網,努力打造“數智化”鋼廠。
      針對鋼鐵生產體系龐大、環節眾多,傳統自動化加信息化難以根本解決成本和效率“天花板”的問題,中冶賽迪探索“線下智能化、全感知,線上全流程、系統化大數據分析決策”,研發出無人鐵水運輸機車、智能工藝機器人等裝備,讓各設備智能感知、智慧管控、線上診斷;推出“水土云”工業互聯網平臺,以大數據、人工智能為內核,開發嵌入100多個工序模型,將所有環節數據連點成線,最終形成向下連接“人機料”各生產要素,向上支撐“操控管”高度融合的智能化生產運營體系。2020年,“水土云”平臺獲第二屆中國工業互聯網大賽總決賽冠軍,中冶賽迪成為我國工業互聯網標識解析二級節點(冶金行業)建設牽頭單位。
      憑借首開先河的鋼鐵智能制造解決方案,中冶賽迪近年來在國內建成全球首個數字化智能化原料場、全球首套智慧鐵水運輸系統、全球首個全廠水系統智慧集控中心等。如湛江鋼鐵廠100萬平方米智能原料場,只需要4個操作員遠程監控,作業效率提升30%,盤庫效率提升90%。
      中國工程院院士、中國金屬學會理事長干勇表示,通過信息化大數據和鋼鐵工業深度融合,中冶賽迪打造了引領國際煉鐵技術發展的典型案例。
    以綠色低碳技術
    加快鋼鐵供給側改革

      隨著碳達峰、碳中和目標的提出,作為碳排放“大戶”的鋼鐵工業,面臨加快綠色化轉型的考驗。中冶賽迪提前布局、前瞻性研發,用一系列關鍵技術和工藝突破,助力我國鋼鐵行業減污降碳。
      在
    首鋼京唐廠,由中冶賽迪設計建設的30萬噸轉底爐生產線已投運一年多,不僅實現含鐵塵泥固廢零排放,每年還可生產15萬噸金屬化球團,鐵鋅資源回收收益約7000萬元。
      “我國生產一噸鋼約產生0.6噸固廢,部分固廢過去無法有效處置,污染大且多種金屬被浪費?!辟惖蠠峁きh保公司副總經理羅寶龍介紹,早在2009年公司就布局高效轉底爐工藝技術攻關,歷經6年研發,關鍵技術指標超過外國同行,國內外項目合同額已達30億元。
      以
    廢鋼為原料、以電為能源的短流程冶煉,相比以礦石為原料、以煤炭為能源的長流程冶煉,能減少三分之二的二氧化碳和大量固廢排放。自2008年起,中冶賽迪啟動短流程煉鋼關鍵技術及裝備的研發,經過10余年攻關,2018年推出綠色智能電弧爐,2021年推出超級電弧爐。
      其中,廢鋼階梯分料+階梯擾動廢鋼預熱技術為世界首創,電能利用效率提升10%以上,電極消耗降低40%到50%,目前已在四川、陜西等地應用?!邦A計到2030年,我國廢鋼積蓄量將達到130億噸,年廢鋼資源量達到3.5億噸,短流程冶煉前景廣闊?!敝幸辟惖系吞技夹g研究院綠色高效電爐研究室專家吳令說。
      從過去模仿國外跟跑,到如今在部分領域實現領跑,如何準確研判行業發展趨勢、加強原創技術研發,對我國企業科技創新提出了更高要求?!爸幸辟惖弦呀洀慕鉀Q‘人有我無’的跟隨性研發,全面轉向‘人無我有、人有我優’的引領性創新?!毙W文說,中冶賽迪堅持把準大方向,實行“育生態+賽馬制”,聚焦智能制造、綠色低碳、新材料、新裝備等方面,梯次推進高爐碳循環技術等一批“未來技術”研發,“十四五”期間將繼續往高端打、往前沿沖,助推我國鋼鐵工程技術在更多領域實現全球領先。


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