國(guó)際特殊鋼行業(yè)面臨五大挑戰(zhàn)

瑞典鋼鐵行業(yè)正呈現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象———75%的用鋼需求需要進(jìn)口，而自身鋼產(chǎn)量的85%卻用來(lái)出口。

“其中很重要的一點(diǎn)就是，瑞典出口的鋼材中，特殊鋼和添加了合金元素的高附加值鋼材占據(jù)了很大的比重。另外，從全球來(lái)看，今后全球特鋼的增長(zhǎng)速度要快于普鋼，其比例也將不斷上升。”來(lái)自瑞典SwereaAB公司(瑞典國(guó)家冶金研究院)的學(xué)者GranCarlsson這樣說(shuō)道。

目前，瑞典在鐵粉、高速鋼、不銹鋼板、焊管、軸承鋼、工具鋼、耐熱合金、直接澆鑄線材等領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)處于世界領(lǐng)先地位。瑞典的特殊鋼企業(yè)非常重視產(chǎn)品質(zhì)量和高附加值產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)，其大部分投資都用于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品上。

近日，在中國(guó)金屬學(xué)會(huì)舉辦的第六屆國(guó)際煉鋼科技大會(huì)(ICS2015)上，GranCarlsson詳細(xì)介紹了瑞典特殊鋼行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及對(duì)今后國(guó)際特殊鋼行業(yè)發(fā)展的思考。

科技創(chuàng)新仍是特鋼生產(chǎn)的重要推動(dòng)力

從2013年全球鋼材的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，不銹鋼、合金工具鋼是產(chǎn)量最大的特殊鋼。1950年~2010年，全球粗鋼產(chǎn)量增加了96%，而從2000年到現(xiàn)在，全球不銹鋼產(chǎn)量增加了120%，特殊鋼的增速明顯快于粗鋼整體增速。

“那么，特鋼生產(chǎn)的推動(dòng)力是什么?從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來(lái)講，獲得利潤(rùn)是特鋼生產(chǎn)發(fā)展的最大驅(qū)動(dòng)力。從生產(chǎn)技術(shù)方面講，就是科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步。”GranCarlsson說(shuō)。

近終形連鑄打開(kāi)特鋼生產(chǎn)新窗口。近幾年，近終型連鑄成為大家熱議的煉鋼技術(shù)話題。在北美，美國(guó)紐科公司開(kāi)發(fā)的雙輪薄帶連鑄生產(chǎn)線適合生產(chǎn)2毫米厚度的板材。另外，由瑞典、芬蘭和德國(guó)的公司及研究機(jī)構(gòu)組成的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了水平單帶連鑄技術(shù)，該技術(shù)適合于澆鑄高錳鋼，而以傳統(tǒng)的連鑄方式澆鑄高錳鋼會(huì)出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題。“這兩個(gè)薄帶連鑄創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)于澆鑄特殊鋼都具有極大的實(shí)用性和創(chuàng)新性。”GranCarlsson強(qiáng)調(diào)。

過(guò)程控制和數(shù)據(jù)分析提供性能支撐。過(guò)程控制呈現(xiàn)兩個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，一是測(cè)量技術(shù)，二是計(jì)算機(jī)模擬。

在線測(cè)量是非常關(guān)鍵的測(cè)量技術(shù)，在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于成分變化，尤其是合金元素變化的連續(xù)測(cè)量十分重要。通過(guò)對(duì)原材料成分、爐渣成分等在線測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，企業(yè)就可以知道能否生產(chǎn)高等級(jí)的特鋼;結(jié)晶器液面的波動(dòng)對(duì)高質(zhì)量鋼的內(nèi)部組織影響很大，所以，對(duì)結(jié)晶器液面的連續(xù)測(cè)量也非常值得研究。此外，耐火材料厚度的測(cè)量對(duì)于煉鋼生產(chǎn)的過(guò)程控制也是十分必要的。

“因此，測(cè)量技術(shù)的改進(jìn)對(duì)鋼鐵生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。”

GranCarlsson舉例說(shuō)，人類在2003年以前的漫長(zhǎng)歲月中積累了大約5×1018比特的數(shù)據(jù)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，5年以后，我們很可能每10分鐘就能夠積累5×1018比特的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的累積是爆炸性的。

“因此，我們現(xiàn)在已經(jīng)有條件通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)的積累和分析，生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鋼材，一是通過(guò)計(jì)算機(jī)的模型和模擬開(kāi)發(fā)新技術(shù)，二是實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)新技術(shù)。”

由于鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中物質(zhì)流多種多樣，而且在高溫下作業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程中的物理化學(xué)變化難以直觀體現(xiàn)和分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)的科學(xué)模型和模擬結(jié)果，可以省時(shí)、省力、高效地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模或半工業(yè)規(guī)模的實(shí)驗(yàn)就是把概念性的東西變成新技術(shù)的過(guò)程。

“通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬手段和實(shí)驗(yàn)手段能夠讓生產(chǎn)流程和產(chǎn)品變得更先進(jìn)。”

國(guó)際特殊鋼行業(yè)面臨五大挑戰(zhàn)

GranCarlsson提出了今后特鋼生產(chǎn)將面臨的五大挑戰(zhàn)：

一是特鋼如何應(yīng)對(duì)世界人口增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化的需求。對(duì)于全球幾十億的人口，特鋼行業(yè)怎樣應(yīng)對(duì)人口增加和城鎮(zhèn)化進(jìn)程帶來(lái)的需求?目前，現(xiàn)代化鋼鐵廠的生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，大都在年產(chǎn)1000萬(wàn)噸以上。但是對(duì)特鋼來(lái)講，這么大的規(guī)模是不是一個(gè)最佳規(guī)模?這都是值得思考的問(wèn)題。

二是多品種、小批量的特鋼供應(yīng)如何滿足全球生產(chǎn)、運(yùn)輸、配送和及時(shí)交貨的要求。眾所周知，目前煉鋼有兩大途徑———高爐轉(zhuǎn)爐流程和電爐流程。高爐轉(zhuǎn)爐流程的煉鋼量很大，而電爐流程的煉鋼量在100噸左右。相比之下，電爐流程可能對(duì)于小批量、多品種的特鋼生產(chǎn)更加合適。同時(shí)，特鋼小批量、多品種的特點(diǎn)也帶來(lái)如何運(yùn)輸、配送和及時(shí)交貨的問(wèn)題。

三是考慮環(huán)境因素和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。特鋼企業(yè)除了考慮生產(chǎn)規(guī)模大小和成本問(wèn)題，也要考慮環(huán)境因素和可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。GranCarlsson認(rèn)為：“可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境污染、能量消耗、能源成本、氣候變化等問(wèn)題，是鋼鐵生產(chǎn)者必須面對(duì)的。”

四是鋼鐵工業(yè)的兼并重組至關(guān)重要。從鋼鐵行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)來(lái)看，其產(chǎn)業(yè)集中度都很高，如4個(gè)鐵礦石生產(chǎn)商控制著幾乎全球鐵礦石的海運(yùn)，全球汽車行業(yè)十大汽車制造商占據(jù)了70%的市場(chǎng)份額。而全球十大鋼鐵生產(chǎn)商只生產(chǎn)出全球30%的鋼鐵。“因此，鋼鐵工業(yè)的兼并重組是至關(guān)重要的。”

五是人才競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)。人才優(yōu)勢(shì)是一個(gè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素，每個(gè)行業(yè)、每個(gè)企業(yè)都在吸引人才，都需要專業(yè)人才。“特鋼行業(yè)如果想要有大幅度的進(jìn)步，最重要的一點(diǎn)就是吸引人才，瑞典的特鋼行業(yè)就是想方設(shè)法吸引專業(yè)人才。”

“特鋼生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度快于全球粗鋼的增長(zhǎng)速度，意味著今后特鋼在全球鋼鐵生產(chǎn)的比重將越來(lái)越大。同時(shí)，用鋼市場(chǎng)對(duì)特鋼的性能也將持續(xù)不斷地提出新要求。”GranCarlsson總結(jié)道。

來(lái)源   中國(guó)冶金報(bào)