天鋼技術創新回顧與展望

李樹慶

（天津鋼鐵集團有限公司技術中心，天津，300301）

1 引言

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

近年來，天鋼技術創新碩果累累，連續兩年榮列全國煉鋼制造業自主創新能力行業十強企業；多次榮獲天津市技術創新先進企業、天津市科技成果管理工作先進單位、天津市優秀企業；榮獲天津市科技進步獎17項、天津市技術創新獎20項、冶金科學技術獎4項、中國標準創新貢獻獎1項、天津市專利獎金獎1項、天津市專利優秀獎1項。完成科技成果登記59項，成果水平達到國內及國際先進水平。

2 發展歷程回顧

天鋼在技術創新發展歷程中，創造了中國鋼鐵工業發展史上的一個又一個第一。

“六五”期間，研制出國內首批低松弛預應力鋼絲和鍍鋅預應力鋼絲等產品。

“七五”期間，在國內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，在國內率先引進了第一條20世紀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，成功開發了以高碳鋼硬線盤條為代表的系列產品。

“十五”期間，實現了戰略東移，淘汰了落后工藝裝備，確定了400萬t鋼的生產規劃，明確了高檔化、高質化的產品定位。在東移工程建設中，360 m2燒結機等工程獲國家優質工程銀質獎，雙棒材工程被評為冶金行業優質工程。

“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能力，跨入千萬噸級大型鋼鐵集團行列，在工藝創新、品種結構、節能減排等方面實現創新發展。

3 技術創新狀況

3.1 技術創新體系建設

天鋼技術創新體系是在公司技術委員會的領導下，以專家咨詢委員會為依托，以技術中心為核心，各專業部門和生產廠為支撐的技術創新體系。從機構及人員設置、檢測裝備配置、科技資金投入、創新激勵機制等方面建成了有效運行機制，開展了新產品研制、新技術開發與研究、重大工藝技術及質量攻關、知識產權、標準制訂、理化檢測與分析等方面工作。2010年，公司技術中心在國家級技術中心全國考評中排名第53名，在全國鋼鐵行業技術中心排名第10名。

3.2 工藝技術創新

天鋼在東移建設過程中，先后采用國內外先進技術190余項，自主創新及集成創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，構成了高效率、低成本的生產運行系統。

煉鐵系統：高爐集國內外先進技術于一身，采用了靜態串罐無料鐘爐頂、銅冷卻壁、環保新型INBA水渣技術、比紹夫煤氣清洗系統、TRT發電、卡魯金頂燃式熱風爐等先進技術和裝備；開發了低溫厚料層燒結技術、轉爐污泥燒結回收利用技術、高爐長壽技術、高爐專家控制系統、高爐爐頂重量布料控制模型等新技術和新工藝。

煉鋼系統：配備LF鋼包精煉、VD真空脫氣、方坯引進瑞士康卡斯特、板坯引進奧鋼聯等國際一流工藝裝備；采用了轉爐頂底復吹、連鑄首末端電磁攪拌、板坯連鑄輕壓下技術及無氧化保護澆注等技術。自主研發了連鑄大包下渣檢測技術、結晶器液面控制技術、連鑄自動加渣、板坯結晶器漏鋼預報系統、在線連續測溫技術等新技術和新工藝。

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

金屬制品系統：引進意大利Frigerio公司先進技術裝備；自主開發了1×7和1×19結構，大規格（Φ28.6 mm）、高強度（1860 MPa）的預應力鋼絞線、刻痕預應力鋼絞線等產品；開發了捻股機運行狀態自動監控系統、帶有酸霧及酸洗廢水處理系統的酸洗線等技術。

3.3 產品研發及生產

天鋼依靠先進的工藝裝備平臺和雄厚的技術優勢，分生產線確定系列化、覆蓋廣、價值高的產品結構，向“高、特、精”方向發展，研發生產全流程管理精細化。同時，在強化自主研發基礎上，注重聯合研發，不斷加強與用戶的戰略合作，滿足用戶個性化、特殊化需求，實現產品升級換代。

迄今，已成功開發并生產了446個牌號的產品，形成七大產品系列。其中，自主研制的多個產品已成為公司的主導產品，并達到國內領先水平。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品；以500 MPa級高強度英標螺紋、耐腐蝕結構圓鋼為代表的棒材產品；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品；以風塔用鋼板、不銹鋼復合鋼板、耐候鋼板為代表的中厚板產品；以1×19規格Φ28.6 mm低松弛預應力鋼絞線、刻痕系列鋼絞線為代表的預應力鋼絞線產品；以耐高溫高寒Q345D、Q420為代表的角鋼產品等。多個產品成功應用到國家電網、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、新加坡地標高層建筑等重點工程。

3.4 產學研合作

天鋼堅持走自主創新與集成創新道路，與國內著名院校及科研院所建立了長期穩定的合作模式，與北京大學工學院、東北大學、中科院過程工程研究所、鋼鐵研究總院、冶金工業信息標準研究院等建立了產學研聯合研發基地。近年來，重點合作開展了“轉爐新型高效氧槍系統節能技術”、“天鋼高爐系統集成技術的研究與應用”、“簾線鋼及軸承鋼冶煉連鑄工藝研究與開發”、“天鋼高品質板坯連鑄生產技術集成與創新”、“中厚板典型鋼種TMCP工藝開發”、“460B英標高強度鋼筋系列產品成分設計及工藝開發研究”“水質凈化循環再利用技術開發及應用”等30多個項目，為降本增效、新品開發、節能減排等提供了有力的支撐。

3.5 知識產權戰略

天鋼高度重視具有自主知識產權核心技術的開發和管理，積極構建知識產權信息化管理平臺，建立有利于技術創新的知識產權管理制度及流程，并設定專門機構和專職人員負責專利工作，在全公司形成有序的專利管理網絡和有效的工作程序，并以天津市知識產權試點單位為基礎平臺，強化實施專利及知識產權戰略。近年來，累計申報專利181項（其中發明專利67項），擁有專利124項（其中發明專利27項），多項專利成果均得到較好的實施與推廣應用。發明專利“一種低碳拉絲盤條的生產工藝”榮獲天津市專利金獎，“轉爐氧槍的水冷裝置”榮獲天津市專利優秀獎。

3.6 標準制修訂

天鋼致力于研究和總結技術創新中的新技術、新方法，圍繞現實產品標準的研究與實驗工作，主持參與了27項國家及行業標準的制修訂工作，多項標準達到國內外領先水平，得到普遍認可。其中，主持制訂的“預應力混凝土鋼棒用熱軋盤條”標準，填補了國內空白，標準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”增加了圖像儀標樣法，并研制了該方法所需用的標準樣品；作為主要完成單位制訂的國家標準“碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板和鋼帶”獲中國標準創新貢獻獎。

3.7 信息化建設

天鋼信息化建設按照信息化架構總體目標和指導思想，以優化整合基礎數據為前提，以構建貫通天鋼主體業務為目標，從天鋼企業的實際需求出發，在明確有限目標前提下，將先進性和實用性有機結合，以實用性為優先，建立的基于信息共享平臺的信息化應用系統架構。其中，中厚板產銷一體化MES系統和鐵前MES系統，加強了生產的計劃性，實現了材料的全面跟蹤，增強了生產過程的綜合管控能力；計量稱重系統，實現了稱重數據的數據共享和集中管控；檢化驗管理系統，建立了進廠物資等物料的質量檢驗業務計算機自動管控流程；能源燃氣監控系統，實現了燃氣系統數據采集和集中監控；設備管理系統，實現設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，規劃ERP系統，包括財務、銷售、采購、全廠制造、人力資源等功能模塊，實現了“業財一體，三流合一”的目標，進一步提升了信息化整體管理效能。

4 質量保障及品牌

4.1 管理體系

采用國際先進的管理體系，取得了ISO9001質量管理體系認證、ISO14001環境管理體系認證和GB/T28001－2001職業健康安全管理體系認證。

4.2 產品認證

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

4.3 品牌榮譽

船體用結構鋼板、合金結構鋼等12個產品獲國家金杯獎；低合金結構鋼熱軋鋼板、汽車半軸套管用連鑄圓管坯等13個產品獲卓越產品獎；兩次榮獲中國線材產業十大用戶滿意產品、中國線材產業十大著名品牌；熱軋圓鋼、連鑄圓管坯、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋等5個產品榮獲天津市名牌產品；“天鋼”牌產品獲得天津市著名商標稱號，“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，天鋼連續三年榮獲天津市用戶滿意企業。

5 綠色發展之路

天鋼始終堅持綠色發展，堅持走循環經濟發展道路，不斷加快資源節約型、環境友好型企業建設。按照資源消耗的減量化——再利用——再循環的3R原則，以低消耗、高效率、低排放為目標，推行合同能源管理，實施循環經濟項目，建成了煤氣、工業用廢水、固體廢棄物和余熱蒸汽“四閉路、四循環”系統，提高了資源能源利用率。工業廢水實現了“零排放”；“負能煉鋼”達到-20.54 kg標煤/t鋼，保持了行業領先；轉爐煉鋼工序能耗、煤氣回收利用率、污染物綜合排放合格率等指標連續兩年名列全國同行業第一名；天鋼連續六年獲得天津市節能先進單位，并榮獲“榜樣天津”生態文明貢獻獎。

6 未來展望

在未來的發展中，天鋼將以轉變發展方式為契機，以建設創造價值高、品種效益好、資源節約的新天鋼為宗旨，加快技術創新步伐。隨著煉鋼配備RH爐、離線熱處理設備等項目的開工建設，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品開發與生產需求。

工藝技術創新將圍繞節能降耗、產品開發、工藝研究、技術攻關等關鍵性、共性技術難題開展工作，重點研發環保型燒結工藝、燒結配礦技術、高爐長壽技術、高爐低品位礦冶煉技術、夾雜物冶金及夾雜物細化無害化生產技術、轉爐潔凈鋼冶煉技術、新型減量化軋制工藝、在線熱處理爐工藝、在線探傷工藝、五切分軋制技術研究、棒材無孔型軋制技術、帶鋼鍍鋅工藝、小規格角鋼軋制技術等。

產品創新緊密圍繞市場，繼續定位“高、特、精”，并滿足個性化需求。板材研發重點瞄準海洋工程、高壓容器、模具用鋼、管線、高強度結構鋼以及專有用途高附加值的鋼板等；棒材主要研發方向為高強度、細晶粒，開發軸承鋼、齒輪鋼及耐腐蝕等特殊用途圓鋼，重點開發600 MPa級別以上超高強度螺紋鋼、精軋螺紋等；線材重點開發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使用無縫鋼管用鋼等；金屬制品系列重點開發高速鐵路專用低松弛預應力鋼絞線、鍍鋅鋼絞線，高強氣體保護焊絲、埋弧焊絲、氬弧焊絲等；角鋼系列重點開發耐腐蝕、專有用途角鋼等。

7 結語

創新是企業發展的不竭動力。在鋼鐵產能嚴重過剩的今天，創新發展、開源節流、綠色生產、滿足市場個性化產品需求，是企業走出困境、沖出重圍的生存之路。天鋼經過近年來的積累和發展，技術創新能力得到了進一步提升，新工藝、新技術、新產品日趨成熟和穩定。隨著技術創新工作的深入和推進，天鋼將圍繞產品轉型升級，發揮技術進步的創新驅動作用，以工藝創新推動產品創新，以市場需求推動技術創新，以品牌質量推動市場銷售，提高企業競爭力。