冶金工程技术学科发展简述.doc

冶金工程技术学科是工程技术学科中的重要学科，它是冶金工业，尤其是钢铁工业发展的基础和保证。 现代冶金工程技术学科在我国钢铁工业高速发展中努力创新，支持了钢铁生产流程的优化和符合循环经济基本原则、符合人类生活可持续发展目标的要求。 我国现代冶金工程技术学科新世纪主要发展是：提出了可循环钢铁生产流程工艺与装备新理念；利用现有生产装备在优化工艺技术的基础，实践高洁净、高均匀性和超细晶理论，经济高效地批量生产高强韧性钢材；大大促进了薄板坯连铸连轧紧凑流程工艺与装备技术的发展。从总体上可以认为，我国冶金工程技术学科的自主创新能力有了很大提高，已取得的创新成果中，有不少已达到国际先进或领先水平，成为我国钢铁工业优化与发展的重要标志。 本报告将就冶金工程技术学科新世纪以来发展取得的新进展，与国际先进水平的对比，未来发展的目标、研究方向和重点分别进行论述。 1 中国冶金工程技术学科发展的新进展 1.1 具有较广泛综合性的学科发展新进展 主要有以下3个方面： 1) 提出可循环钢铁生产流程工艺与装备新理念，是学科发展最重要的进展之一 中国钢铁工业高速发展的同时，提出了新世纪应重点发展怎样的新一代钢铁生产流程的命题。钢铁工业是流程工业，流程的优化是钢铁工业整体优化的基础和保证。冶金工程技术学科的专家们研究了钢铁流程功能优化、钢铁生产在循环经济中的作用和责任、环境与能源结构对钢铁生产制约及推动钢铁流程优化的作用等问题后，明确提出了钢铁企业要集产品制造、能源转化、社会废弃物再资源化三大功能于一体为主要内容的新一代钢铁制造流程新理念1。目前这一理念正在不断完善，把研究衡量其水平的目标体系，在若干现有先进技术、装备基础上，与新开发的工艺、装备及界面技术集成，重新构筑全新流程作为重点，对现有企业的改造和新建钢厂的设计都有很好的指导意义。目前这一理念已纳入国家中长期科学和技术发展规划纲要及“十一五”国民经济和社会发展规划纲要。首钢京唐钢铁公司就是力图按照这一理念建设的全新型钢铁生产流程。2) 首先实现优质、低耗、高效的超细晶钢产业化生产 利用生产高洁净钢、高均匀性和超细晶粒的理论和新技术2，利用现有钢铁生产装备，开发出低成本批量生产高强韧性钢材的系统技术是冶金工程技术学科发展最主要的新进展之一。 2004年根据研发成果出版的“超细晶钢”一书获2004年中国图书奖，是这一创新与优化的集中体现。据不完全统计从20002006年，我国共生产和使用超细晶钢达1000万吨，产值在300亿元以上。获国家科技进步一、二等奖共两次，省部级奖五项，中国材料学会二等奖一次。合理选择细晶粒度（35m）而不是1m是区别世界其他先进国家的研究发展新思路，使我国成为世界上首个利用现有装备批量生产具有超细晶粒特征的高强韧性钢材的国家。3) 钢铁前沿科技领域的薄板坯连铸连轧紧凑流程工艺技术与装备在中国迅速进行了引进技术消化吸收再创新，取得了显著的成绩。 薄板坯连铸连轧是一项跨多个分学科的综合学科新技术，是近终形连铸连轧技术中最早实现产业化并迅速发展起来的全新紧凑型流程。我国在已有研发的基础上，在多条引进生产线上进行了引进技术消化吸收再创新的工作3。进入新世纪短短几年，尤其是2005年和2006年这一全新流程的生产能力和产量都已居世界首位，并在生产高效化、产品高档化、装备与相关技术自主开发等方面取得了重大进展，使我们国家在这一高新技术领域中跻身于世界先进的行列。其主要表现为：第一，开发了稳定高效的系统生产工艺技术，使我国在日产、月产和年产水平及作业率、事故率等主要技术经济指标上居世界先进水平；第二，已开发应用冶炼精炼薄板坯连铸热连轧冷轧涂镀层板等贯通全流程的系统优化技术；第三，发挥与传统流程相比生产薄规格钢带卷优势的技术已日趋完善；第四，自主开发了核心装备与相关材料设计、制造、应用的系统技术；第五，实现了这一学科领域的技术输出。入新世纪以来中国现代冶金工程技术的主要发展是：提出了新一代钢铁生产流程新理念，并用于建设和改造钢厂；利用现有生产装备在优化工艺技术的基础上，基于高洁净、高均匀性和超细晶钢的理论，高效地生产高强韧性钢材；大力促进薄板坯连铸连轧紧凑流程工艺与装备技术的发展。同时在冶金反应工程，冶金热能工程、冶金物理化学、钢铁冶金、轧制和冶金设备与自动化方面也取得了一批理论与技术成果。中国冶金工程研究的主要方向是加快新一代钢铁流程工艺与装备的进一步深化集成创新和理论创新，并结合新世纪钢铁基地的建设，付诸实践。大力开展熔融还原、氢还原、凝固与加工、最优能耗结构和以钢厂为核心的生态工业园等一系列钢铁生产最优化的理论和技术研究；同时将产品开发放在突出位置上，以满足用户技术升级和产品更新的要求。关键词：冶金技术；现状；发展新世纪以来，中国钢铁工业得到了高速发展，同时在钢铁生产流程优化、紧凑高效、节能降耗、环境治理等各个方面取得了相应的进步，技术经济指标显著改善，见表。几年来，中国冶金工程技术主要进展是：提出了新一代钢铁生产流程工艺与装备新理念，并作为国家重点项目进行研究；在现有生产装各在优化工艺的基础上：开发高洁净、高均匀性和超细晶钢；进一步促进薄板坯连铸连轧紧凑流程工艺与装备技术的发展；丰富与发展冶金工程学理论与技术；推进高效、清洁生产。由于历史原因，中国钢铁工业属于一种多层次结构。大、中、小规模的钢厂并存，落后工艺装备与先进装备并存的局面在较长时间内还难以彻底改变，中国冶金工程技术的发展与国际先进水平之间还存在一定的差距。本文将就中国冶金工程技术新世纪以来取得的新进展，未来发展的目标、研究方向和重点分别进行论述。中国钢铁工业的新进展具有广泛综合性的技术发展新进展提出新一代钢铁生产流程新理念，推动冶金科学与工程发展中国钢铁工业高速发展的同时，提出了新世纪应重点开发新一代钢铁生产流程的命题。钢铁工业是流程工业，流程是企业生产运行的根本、产品开发的平台、信息贯通的框架、物质循环与能量有效利用的主要承载系统，流程的总体优化是钢铁工业整体优化的基础和保证。通过研究钢铁流程功能优化和钢厂在循环经济中的作用，研究环境与能源结构对钢铁生产制约等问题后，明确提出了钢铁企业要集产品制造、能源转化、社会废弃物再资源化三大功能于一体为主要内容的新一代钢铁制造流程新理念。目前这一理念正在不断完善，把研究钢铁制造流程的目标体系，研究流程中工序功能的解析一优化一集成，研究界面技术开发促进流程结构创新研究，实现动态一有序一连续运行的制造流程作为重点，并深入研究流程设计的理论与方法，以指导现有企业的改造和新建钢铁基地的设计、建设和运行。目前这一课题已纳入国家中长期科学和技术发展规划纲要及“十一五”国民经济和社会发展规划纲要。首钢京唐钢铁公司采用两座高炉，一个炼钢厂，两条热轧带钢生产线，生产万吨年钢，并延伸相应的工业生态值，就是力图按照这一理念建设的全新型钢铁生产流程的钢铁基地。在进一步深入研究的基础上，实现超细晶钢产业化生产基于洁净钢、高均匀性和超细晶粒化的理论晗，利用现有钢厂的装备，在优化工艺技术的基础上，开发出低成本批量生产高强韧性钢材的系统技术是中国冶金工程发展另一个的新进展。为珠钢和北京科技大学台作开发的低碳高强度汽车大粱板的细品组织照片甲均铁素体晶革立尺寸为皿。另外，在珠钢发的微合会化高强耐大气腐蚀钢的工艺中，成功地解决了含钢板带沿板卷长度方向性能均匀性的问题，图为球钢开发的屈服强度级微合金化高强耐候钢沿板卷牟长的力学性能分布的实测结果。可见通板性能赵好且均匀，通板屈服强度差最大为，抗拉强度差最大为。生产薄规格钢带卷技术已目趋完善，璩钢孽珊带卷。自主开发，核心装备与相关材料醴“、制造、应用的系统技术，如低应力结晶器、寿命！的浸入式水口、高效率保护渣等。其他主要进展冶金物理化学新理论、新方法榕液（及相罔热力学）理论与冶金焙体性质测定溶液的新代几何模型到质量三角形模型研制测定钢液成分的新型圃体电解质和新型化学传感器。开展国际合作，开发直接用于钢铁冶金预报炉渣黏度、活度、硫化物窖量的软件”。提出可控氧流冶金学，指导开发冶金新工艺、新方法。功能性耐火材料研究中开发出如一卟等先进耐火材料。完成了“冶金反应程”丛书（卷）的出版工作冶金矿山与矿物预处理新技术铁矿深盹露天高陡坡安争高效开采与汽车一胶带半连续高效运输系统理论和技术进入世界先进的行列。贫磁（赤）铁矿的选矿技术达到国际领水平。冶金热能工程进展利用废气余热预热燃料与助燃空气（双预热），以使低热值煤气在许多冶金工序中得到充分有效地利用；以低、排放的高效燃烧理论与技术为基础，结合蓄热式“双预热”工艺，改善环境；利用各类冶金余热、余压、余能用于发电的系统技术，正在逐步深化。钢铁冶金的技术进步烧结、球团、高炉、转炉、电炉、精炼炉工艺装置的大型化、高效化技术开发与应用取得新成绩；高炉高效长寿系统技术达到新水平；到年，已出现了一批炉龄达到年的高炉，而且在一代炉龄期内有效容积产量，实现了高效化。高炉喷煤技术优化有新成绩，年全国钢铁重点企业平均喷煤量，宝钢年；铁水预处理研究取得长足进步转炉溅渣护炉全程复吹长寿优化技术世界领先，全国转炉平均炉龄达炉；转炉智能化终点控制技术不断优化；电炉强化冶炼、电气运行合理化和全程底吹生产低钢等技术有了新进展；高效钢水真空精炼与非真空精炼技术不断发展，已开始自主设计、制造和高效运行；高效连铸技术和电磁连铸技术有新突破；开发出氮化钒合金生产工艺流程；优质铁合金节能和技术创新。轧制技术开发微合金高性能钢材生产技术具有自主的特色；汽车用钢已可整车供钢；高级别的高强度石油管线钢、石油套管钢、钻杆用钢、高强度桥梁钢、帘线钢等均可国内供货，性能达到了国际先进水平；长高强度高速钢轨已铺轨应用，铁道用钢基本满足国内需求；型钢生产系统工艺技术跻身世界先进行列；，令轧电工钢的开发进展迅速；不锈钢产量已居世界第一，品种开发有了重大突破；在控轧控冷，尤其是一些品种的超高速冷却技术开发方面也有进展。发展的主要方向和重点实践并完善新一代钢铁流程的理念和相应技术的工业化集成，是理论研究和技术研发的首要任务以新一代钢铁制造流程的理论来建设沿海新的钢铁基地这些新的钢铁基地必须具有：新一代钢铁制造流程产品制造、能源转化和消纳社会废弃物三大功能；新一代钢铁制造流程紧凑一准连续。动态有序运行的特点；新一代钢铁制造流程高效化生产高洁净度、高附加值钢材的优势；新一代钢铁制造流程的理论基础是冶金流程工程学。新钢铁基地，必须充分体现新一代钢铁制造流程中各工序协调一致的各项界面技术和高效化生产技术的开发，确定最佳目标，实现流程的整体优化；加快研究能源有效转化和社会废弃物再资源化的各项技术；开发与其他行业废弃物相互再利用技术，促进钢铁企业为中心的生态工业园区的建设。充分重视连铸及薄板坯连铸连轧紧凑流程的优化技术开发贯通从冶炼到冷轧及其延伸产品涂镀层钢材的整个生产过程；努力发挥薄板坯连铸连轧作业线生产薄规格热带卷（尤其是以热代冷带卷）的优势；薄板坯连铸连轧作业线大力试验与完善铁素体轧制和半无头轧制先进技术；继续提高以高拉速、高作业率、高质量为主要内容的连铸高效化技术。把产品开发摆到钢厂发展重要位置上来企业的技术成果必须凝聚到成本和性能都具竞争力的产品生产上来，主要是中国国民经济发展过程中急需产品、高附加值产品的研究开发和深加工。重视学科前沿理论及其应用的研究应用基础理论的研究开发重点新型熔融还原理论及其应用的研究；还原理论与技术的研究；各类近终形连铸理论与技术