1鋼鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1現(xiàn)狀與成就
1996年我國鋼產(chǎn)量歷史性地突破1億t，首次躍居世界第一位。之后，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和固定資產(chǎn)投資增長的拉動下，我國鋼產(chǎn)量出現(xiàn)階梯增長，2013年達(dá)到了7.79億t，連續(xù)多年成為世界第一產(chǎn)鋼大國。中國鋼鐵工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步有力支撐了行業(yè)發(fā)展，取得了顯著的成績，主要體現(xiàn)在如下方面：
1)品種結(jié)構(gòu)不斷改善，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升
我國鋼鐵工業(yè)的持續(xù)增長有力支撐了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是大量高端鋼鐵產(chǎn)品的成功自主生產(chǎn)，為國民經(jīng)濟(jì)各主要用鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級換代提供了保障。我國鋼鐵產(chǎn)品的開發(fā)能力不斷增強(qiáng)，一批自主開發(fā)的關(guān)鍵鋼材(2489, -7.00, -0.28%)品種達(dá)到國際先進(jìn)水平，成功研制和生產(chǎn)出了一大批鋼鐵精品，如高速鐵路用百米重軌，高鋼級油氣輸送管線，高牌號無取向硅鋼和高磁感取向硅鋼，高級不銹鋼，超深井、耐腐蝕、抗擠毀油套管、大規(guī)格鎳基合金油管及核電蒸汽發(fā)生器用管等。
2)基本實(shí)現(xiàn)工藝流程裝備的大型化、自動化、國產(chǎn)化
大中型企業(yè)主體設(shè)備已達(dá)國際先進(jìn)水平，一些工藝創(chuàng)新已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列，已基本實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造主要工藝技術(shù)和主體裝備的國產(chǎn)化，其中大型冶金設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)90%以上，噸鋼投資明顯下降。具備自主建設(shè)世界一流年產(chǎn)千萬噸級現(xiàn)代化鋼廠的能力，新一代鋼鐵流程工藝和裝備技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，大中型鋼鐵企業(yè)主流程工藝和裝備基本實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)及過程二級計(jì)算機(jī)自動控制，工廠級、公司級的三、四級計(jì)算機(jī)管理和控制也在許多工廠中實(shí)現(xiàn)。
煉鐵領(lǐng)域，高爐煉鐵整體工藝、裝備及生產(chǎn)技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。高爐大型化取得顯著進(jìn)展，目前，超過75%的鐵水是由1000m3以上高爐生產(chǎn)，大中型高爐利用系數(shù)、風(fēng)溫已優(yōu)于國外水平。國產(chǎn)的無料鐘爐頂設(shè)備、銅冷卻壁設(shè)備已在大型高爐上得到成功應(yīng)用，高爐爐頂煤氣分析、高爐冷卻水高精度溫差和熱流強(qiáng)度監(jiān)測、風(fēng)口燃燒監(jiān)測等技術(shù)在大型高爐上成功應(yīng)用。自主研發(fā)的大型燒結(jié)、焦化設(shè)備和技術(shù)也已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
煉鋼領(lǐng)域，我國轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)進(jìn)步明顯，初步建立起“鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐煉鋼、鋼水精煉、恒拉速連鑄”四位一體的潔凈鋼生產(chǎn)流程體系，并實(shí)現(xiàn)了有效運(yùn)行，成為鋼水質(zhì)量提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可靠基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)爐全自動吹煉技術(shù)和“負(fù)能”煉鋼技術(shù)迅速發(fā)展并取得重大進(jìn)步。一些企業(yè)正在積極嘗試頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐雙渣、留渣工藝的探索，也在加緊試驗(yàn)應(yīng)用穩(wěn)定造渣、滑動水口出鋼等技術(shù)。電弧爐方面，我國已具備集束氧槍技術(shù)裝備的自主研發(fā)制造能力。我國鋼水精煉系統(tǒng)工藝和裝備已可立足國內(nèi)，RH工藝裝備實(shí)現(xiàn)了出口，裝備制造達(dá)到了世界先進(jìn)水平。恒拉速連鑄、薄板坯連鑄等技術(shù)的突破與提升促進(jìn)了我國連鑄水平的提高。
軋鋼領(lǐng)域，我國大部分軋鋼企業(yè)裝備了先進(jìn)的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備，大型冷連軋機(jī)、熱連軋機(jī)、高速線材(0, -2611.00, -100.00%)軋機(jī)、三輥軋管機(jī)、超快速冷卻裝置等一大批先進(jìn)裝備基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化或自主集成，出現(xiàn)了寶鋼“先進(jìn)高強(qiáng)度薄帶鋼制造技術(shù)”、漣鋼“薄板坯連鑄連軋半無頭軋制技術(shù)”等一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備成果。
3)節(jié)能減排、資源綜合利用技術(shù)得到廣泛應(yīng)用
近年來，我國鋼鐵工業(yè)以裝備大型化、現(xiàn)代化和采用先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)節(jié)能減排。設(shè)備主體設(shè)施工序能耗、噸鋼綜合能耗不斷下降。鋼鐵工業(yè)重點(diǎn)推廣應(yīng)用了以“三干三利用”為代表的重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能減排措施，產(chǎn)生了較好的效果。污染綜合治理與能源梯級利用系統(tǒng)優(yōu)化，能源管控中心等技術(shù)推廣應(yīng)用，大大地提高了鋼鐵行業(yè)的清潔生產(chǎn)技術(shù)水平，行業(yè)綜合能耗以及主要污染物排放大幅下降。
4)加大了礦產(chǎn)資源開發(fā)及利用技術(shù)的研究，為國內(nèi)資源保障提供了支撐
在礦產(chǎn)資源方面，采礦技術(shù)與采場結(jié)構(gòu)大型化相適應(yīng)，采礦裝備大型化、系列化、自動化趨勢明顯，尤其是在自動控制、優(yōu)化控制及遠(yuǎn)程控制方面取得較大突破，遙控采礦、無人工作面等在國內(nèi)已有應(yīng)用。貧赤鐵礦選礦技術(shù)取得重大突破，開發(fā)了高效圓錐破碎機(jī)、高壓輥磨機(jī)、大型攪拌磨等新型高效節(jié)能裝備，不斷推進(jìn)破碎機(jī)、球磨機(jī)、浮選機(jī)等裝備的大型化。
貧鐵礦石開發(fā)與利用方面，大型鐵礦山露天井下協(xié)同開采及風(fēng)險防控技術(shù)首創(chuàng)了露天井下協(xié)同開采理論與技術(shù)，創(chuàng)新了高陡邊坡穩(wěn)定性三維評價預(yù)警防控技術(shù)，防止了大型露天礦開采過程中重大地質(zhì)災(zāi)害；系統(tǒng)集成并開發(fā)了電磁場等強(qiáng)干擾環(huán)境下采空區(qū)精準(zhǔn)探測及預(yù)警風(fēng)險防控技術(shù)，將眾多隱患禁區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎觅Y源區(qū)，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
隨著我國鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，前沿性和前瞻性技術(shù)逐漸成為鋼鐵科技創(chuàng)新的重要內(nèi)容，并已取得部分技術(shù)國際領(lǐng)先的成績，如國際上先進(jìn)的熔融還原技術(shù)已在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，一些關(guān)鍵技術(shù)得到不斷改進(jìn)；薄帶鑄軋技術(shù)的開發(fā)、薄板坯半無頭連鑄連軋技術(shù)、非石化能源在鋼廠規(guī)模應(yīng)用等也處在國際先進(jìn)行列。
1.2技術(shù)發(fā)展趨勢
進(jìn)入新世紀(jì)，特別是“十二五”以來，中國乃至世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化。冶金原料優(yōu)質(zhì)資源開發(fā)殆盡、現(xiàn)有資源質(zhì)量下降、原燃料價格高漲、二氧化碳減排及環(huán)境負(fù)荷問題、來自其他材料的替代等壓力，都對鋼鐵工業(yè)提出了更為苛刻的要求。在這個大背景下，鋼鐵產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展也順應(yīng)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相應(yīng)地出現(xiàn)了新的趨勢，即強(qiáng)調(diào)在滿足下游行業(yè)用鋼需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)以資源、環(huán)境友好為導(dǎo)向的高效流程工藝與產(chǎn)品生產(chǎn)制造技術(shù)的研發(fā)。主要表現(xiàn)在：
1)鋼鐵制造流程高效、綠色、可循環(huán)
雖然世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)尚未出現(xiàn)具有突破性的新的制造流程，但立足于高效、綠色流程體系的建立，世界鋼鐵業(yè)已在開展相應(yīng)的核心技術(shù)研究，并將研發(fā)的重點(diǎn)放在了節(jié)能減排、降低成本以及提高企業(yè)競爭力等方面。而且，減少碳排放是當(dāng)今世界的熱點(diǎn)議題。近年來，歐盟、日本、美國等國家和地區(qū)的鋼鐵工業(yè)，通過研發(fā)新的低碳技術(shù)以應(yīng)對未來的“碳挑戰(zhàn)”。為此，歐盟投入巨資開展了低碳技術(shù)研究，內(nèi)容包括提高能源使用效率、增加可再生能源所占比例、低碳發(fā)電、溫室氣體減排技術(shù)等，并結(jié)合鋼鐵工業(yè)實(shí)際實(shí)施了超低二氧化碳煉鋼項(xiàng)目(ULCOS)。日本實(shí)施了“環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)項(xiàng)目(COURSE50)"，主要開展減少高爐二氧化碳排放量技術(shù)和從高爐煤氣中分離、回收二氧化碳技術(shù)開發(fā)。美國主要通過提高能源效率實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排，正在進(jìn)行的研究包括利用熔融氧化物電解(MOE)方式分離鐵，利用氫或其他燃料煉鐵。近年來，我國鋼鐵工業(yè)也愈加重視低碳技術(shù)和短流程工藝的研發(fā)，在薄帶鑄軋技術(shù)、熔融還原技術(shù)、無頭軋制技術(shù)等方面做出了大量的探索。
2)鋼鐵材料高性能、低成本、高質(zhì)量、近終型、易加工
為保持鋼鐵材料作為基礎(chǔ)原材料的主導(dǎo)地位，提高世界鋼鐵工業(yè)的競爭力，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)都在積極利用工藝技術(shù)的進(jìn)步開發(fā)研究高技術(shù)含量、高附加值、低成本產(chǎn)品。如高強(qiáng)度鋼(HSS)和超高強(qiáng)度鋼(AHSS)品種，少鎳少鉬的高耐蝕新型不銹鋼，長壽命、抗疲勞的軸承鋼以及工模具鋼，具有耐腐蝕、耐火、耐熱、耐低溫、耐磨、抗震等功能的建筑用鋼、裝備制造用鋼以及交通用鋼，具有抗壓、防爆功能的容器鋼、裝甲鋼，具有止裂功能的特厚板以及適應(yīng)不同應(yīng)用要求的復(fù)合材料等。而成型方式和工藝技術(shù)的進(jìn)步將進(jìn)一步推動鋼鐵材料的發(fā)展，材料的高性能、多功能不僅對成型工藝提出了較高的要求，而對應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境的匹配陛和融合性的要求也越來越突出。因此，未來鋼鐵材料的研究，在充分考慮材料本身的同時更加強(qiáng)調(diào)應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境與應(yīng)用條件的協(xié)同發(fā)展。
3)兩化融合驅(qū)動鋼鐵制造智能化、定制化
鋼鐵工業(yè)的信息化水平，不僅是改變傳統(tǒng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的銳利武器，也是衡量鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。而鋼鐵工業(yè)要滿足可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的要求，必須在信息化和工業(yè)化深度融合的基礎(chǔ)上，加快實(shí)現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造進(jìn)程，這是鋼鐵行業(yè)提高自身競爭力的戰(zhàn)略選擇，也是我國乃至世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要動力。
目前，世界先進(jìn)國家強(qiáng)調(diào)人性化、安全化的管理模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高度自動化，在向著“無人化”車間邁進(jìn)。生產(chǎn)車間采用信息化管理系統(tǒng)對車間作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行數(shù)字化、智能化管理，其最終發(fā)展方向是少人甚至是無人化運(yùn)作模式?！盁o人化”車間是制造業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)化向現(xiàn)代工業(yè)化轉(zhuǎn)型的重要體現(xiàn)，其示范和推廣應(yīng)用對于提升鋼鐵制造業(yè)的整體技術(shù)水平具有重要的戰(zhàn)略意義。
另外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也將是鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個重點(diǎn)，利用無線傳感器達(dá)到精準(zhǔn)、快速化檢測與控制，將生產(chǎn)線裝備各類信息進(jìn)行整合。很多國外鋼鐵企業(yè)已經(jīng)搭建了融合核心業(yè)務(wù)的信息網(wǎng)，成為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要設(shè)施，為生產(chǎn)線的高度信息化管理奠定了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。很多發(fā)達(dá)國家政府已經(jīng)把物聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在冶金裝備研發(fā)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)也擁有較大的應(yīng)用空間。借助于先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)可以自動、實(shí)時、準(zhǔn)確、詳細(xì)地獲取鋼鐵生產(chǎn)中各方面的信息，并有效進(jìn)行篩選與集成，為企業(yè)提供系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)源，還為企業(yè)管理與系統(tǒng)維護(hù)提供更好的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)已經(jīng)成為鋼鐵強(qiáng)國的“必爭之地”。
智能機(jī)器人和無人控制系統(tǒng)的應(yīng)用?，F(xiàn)在世界先進(jìn)國家正在展開對工業(yè)智能化制高點(diǎn)的爭奪，特別是日本，對于工業(yè)機(jī)器人的研究已經(jīng)開展了幾十年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先國際平均水平。目前在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中智能機(jī)器人應(yīng)用較少，各大公司正在競相開發(fā)這一領(lǐng)域，智能機(jī)器人和全工序無人控制系統(tǒng)將是未來一段時間應(yīng)關(guān)注的另一個重點(diǎn)領(lǐng)域。
1.3現(xiàn)存主要問題
1)資源、環(huán)境的制約
2012年，我國進(jìn)口鐵礦石7.44億t，對外依存度高達(dá)68%，過高的對外依賴不僅制約了我國鋼鐵工業(yè)的競爭力，同時也威脅著國家經(jīng)濟(jì)安全。通過有效的技術(shù)手段提高自有礦產(chǎn)資源的開采效率和利用率，是我國鋼鐵工業(yè)良性安全發(fā)展的基本保證。另外，鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國總能耗的1/8左右，污染物排放占全國的1/6左右，巨大的排放總量加重了環(huán)境的負(fù)荷，影響了人類的生存空間。隨著國家環(huán)保法的公布和新的排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，鋼鐵企業(yè)將普遍面臨著環(huán)保不達(dá)標(biāo)的壓力，而化解這些壓力的根本出路是通過技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用減少企業(yè)的排放量。
2)制造流程效率和能效水平低
我國鋼鐵生產(chǎn)單體工序能效和整體流程效率偏低，雖然在某幾項(xiàng)單體工序上指標(biāo)也能達(dá)到國際水平，但單體新技術(shù)和新裝備基本都依靠引進(jìn)，或者是引進(jìn)后再逐漸國產(chǎn)化，缺乏原創(chuàng)性和前沿性的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)出，很難進(jìn)一步提升，更談不上整個制造流程上的革新。加強(qiáng)先進(jìn)制造流程技術(shù)研究，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)與智能化技術(shù)進(jìn)一步完善現(xiàn)有流程界面技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)鋼鐵流程高效率、高能效的重要支撐。
3)市場同質(zhì)化競爭加劇，以創(chuàng)新為主導(dǎo)的差異化不明顯
近幾年來，產(chǎn)品定位的同質(zhì)化加劇了市場的同質(zhì)化競爭。在這種情況下，多數(shù)企業(yè)開始考慮推行差異化發(fā)展戰(zhàn)略。差異化的形成依賴于企業(yè)的自主創(chuàng)新能力和生產(chǎn)制造能力，包括新產(chǎn)品、新材料的開發(fā)和持續(xù)提升能力，這就要求企業(yè)不僅要有捕捉市場需求包括未來需求的能力，并將需求快速轉(zhuǎn)化為能夠滿足應(yīng)用的產(chǎn)品的能力，更要求企業(yè)能有創(chuàng)造需求，建立新的產(chǎn)品消費(fèi)市場的能力，圍繞國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，滿足相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷提升的需求是鋼鐵企業(yè)的責(zé)任。
4)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性較差
目前，我國一些高端鋼材產(chǎn)品的最好指標(biāo)已能達(dá)到國際先進(jìn)水平，但就產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性來看，一些產(chǎn)品批次間質(zhì)量波動較大。提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，一方面要強(qiáng)化生產(chǎn)流程的穩(wěn)定性和生產(chǎn)系統(tǒng)的、匹配；另一方面要加強(qiáng)產(chǎn)品制造過程的質(zhì)量控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品微觀組織的在線閉環(huán)控制；另外，加大產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的關(guān)鍵。同時，加快新工藝的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)工藝對質(zhì)量的保證，可以從根本上解決產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性問題。
2鋼鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展目標(biāo)及方向
2.1發(fā)展思路
為貫徹落實(shí)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，以引領(lǐng)世界鋼鐵工業(yè)技術(shù)為目標(biāo)，以流程優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造三項(xiàng)功能為重點(diǎn)，突破制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)，不斷推進(jìn)產(chǎn)品品種質(zhì)量、工藝技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的升級，通過原創(chuàng)性科技創(chuàng)新和信息化技術(shù)的深度融合，構(gòu)建我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)體系，提升我國鋼鐵工業(yè)競爭力。
2.2發(fā)展總體目標(biāo)
未來5-10年我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是，在重點(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)技術(shù)、重點(diǎn)產(chǎn)品和重大先進(jìn)裝備技術(shù)方面的技術(shù)創(chuàng)新取得突破性進(jìn)展，切實(shí)推動我國鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵陛和共性技術(shù)的發(fā)展，提升自主創(chuàng)新能力，在一批前沿技術(shù)研發(fā)上有所突破，并實(shí)現(xiàn)部分關(guān)鍵原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
1)增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力
部分優(yōu)勢企業(yè)具備原創(chuàng)性技術(shù)研發(fā)能力，產(chǎn)生一批對行業(yè)發(fā)展具有較大影響、世界領(lǐng)先的技術(shù)。
2)提升自主創(chuàng)新水平
完成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，在解決制約鋼鐵工業(yè)發(fā)展的瓶頸問題上取得重大突破；在節(jié)能減排和低碳生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)方面有較大提升；鋼鐵品種質(zhì)量能夠適應(yīng)用戶轉(zhuǎn)型升級和
新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新要求；加快推廣成熟的行業(yè)關(guān)鍵、共性技術(shù)，研究和探索對鋼鐵工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的前沿技術(shù)；使我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)總體研究與開發(fā)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，在若干重要領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平。同時，將現(xiàn)有工藝裝備生產(chǎn)水平在5-10年內(nèi)向精細(xì)化方向發(fā)展，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)部分領(lǐng)域能夠引領(lǐng)國際鋼鐵行業(yè)發(fā)展方向的目標(biāo)。
2.3技術(shù)發(fā)展方向
2.3.1工藝技術(shù)發(fā)展方向
1)綠色、可循環(huán)鋼鐵制造流程技術(shù)
以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保、低成本為目標(biāo)，通過鋼鐵流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化和物質(zhì)流、能量流、信息流網(wǎng)絡(luò)集成構(gòu)建，對涉及高爐一轉(zhuǎn)爐長流程和廢鋼一電爐短流程的關(guān)鍵界面匹配、二次能源高效轉(zhuǎn)化、低品質(zhì)余熱回收利用、低碳綠色制造工藝、鋼鐵流程三個功能的價值提升等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深度開發(fā)，其范圍涵蓋整個鋼鐵制造過程，是在各項(xiàng)單體技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)上的系統(tǒng)集成、優(yōu)化和匹配。
2)低碳鋼鐵制造技術(shù)
研發(fā)重點(diǎn)是：高效節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)、全生命周期能耗和C02排放評價導(dǎo)向下的生態(tài)鋼鐵材料生產(chǎn)工藝技術(shù)、碳捕獲與封存(CCS)技術(shù)、廢鋼回收工藝的精細(xì)化研究、替代能源(太陽能、生物能、原子能等)非碳冶金技術(shù)等。
3)高效資源開發(fā)及綜合利用技術(shù)
技術(shù)發(fā)展總體趨勢是以節(jié)能降耗為原則，面向深部、復(fù)雜難采選資源，發(fā)展安全高強(qiáng)度采礦技術(shù)與特色選礦工藝，強(qiáng)化綜合利用與資源循環(huán)，發(fā)展共伴生組分與尾礦資源的綜合利用技術(shù)，國內(nèi)鐵礦、錳礦、鉻礦、焦煤等資源科學(xué)勘探技術(shù)，鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采和深部開采以及低品位難選礦綜合利用技術(shù)。
4)高效、節(jié)能、長壽綜合冶煉技術(shù)
高爐在相當(dāng)長的時期內(nèi)仍然是煉鐵的主要流程，實(shí)現(xiàn)高爐高效、節(jié)能、長壽運(yùn)行十分重要。這些綜合技術(shù)包括：高爐的高頂壓、高風(fēng)溫、高富氧、高噴煤、高利用系數(shù)和長壽化技術(shù)、高爐專家系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、高效TRT技術(shù)、開發(fā)實(shí)用高檔耐火材料技術(shù)。同時，積極探索非高爐煉鐵技術(shù)，爭取在直接還原(氣基、煤基)及熔融還原技術(shù)方面有所突破。
5)高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)
高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)，重點(diǎn)是進(jìn)一步深入研究以多工序“動態(tài)一有序”、“連續(xù)一緊湊”“協(xié)同-穩(wěn)定”運(yùn)行為核心的潔凈鋼平臺系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個體系更加高效率、低成本運(yùn)行。深入進(jìn)行各種鐵水預(yù)處理工藝和裝備的適用性研究及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；深入進(jìn)行二次精煉(包括吹氬)工藝和裝備的適用性研究及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；大力推進(jìn)真空精煉裝備和技術(shù)優(yōu)化，特別是高效RH精煉技術(shù)研究；大力推進(jìn)連鑄工序的高效恒速技術(shù)優(yōu)化研究；在煉鋼廠新建或改造的設(shè)計(jì)過程中，要高度重視平面布置圖(流程網(wǎng)絡(luò))的合理化研究等。
6)高性能、低成本鋼鐵材料設(shè)計(jì)與制造技術(shù)
鋼鐵材料產(chǎn)品要全面提高鋼鐵產(chǎn)品性能和實(shí)物質(zhì)量，加快標(biāo)準(zhǔn)升級，有效降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)減量化生產(chǎn)。主要包括：低成本、高性能微合金化技術(shù)，組織和性能精確控制技術(shù)，表面質(zhì)量控制技術(shù)，細(xì)晶化和均質(zhì)化技術(shù)，特種成形技術(shù)，大型鍛件生產(chǎn)技術(shù)，高等級特鋼型材、不銹鋼無縫管、高質(zhì)量合金鋼生產(chǎn)技術(shù)以及應(yīng)用、成型及防腐等加工技術(shù)。
7)高精度、高效軋制及熱處理技術(shù)
為適應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量提高、品種開發(fā)能力增強(qiáng)對工藝裝備提出的更高要求，具有高精度軋制能力及多功能熱處理能力的成套技術(shù)成為重要的發(fā)展方向，尤其是關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化，主要包括以下共性技術(shù)：高精度軋制技術(shù)、高性能交直交軋機(jī)主傳動技術(shù)、新一代控軋控冷技術(shù)、多功能柔性超高強(qiáng)鋼冷軋板連續(xù)退火生產(chǎn)技術(shù)、在線熱處理技術(shù)、特種鋼板熱處理技術(shù)、三輥軋機(jī)/高精度棒線材定減徑機(jī)組技術(shù)、直接軋制技術(shù)、溫度梯度軋制技術(shù)、變截面軋制技術(shù)、低溫增塑軋制技術(shù)、無頭與半無頭軋制技術(shù)以及長材綠色制造技術(shù)。
8)復(fù)合材料制造技術(shù)。
關(guān)鍵技術(shù)包括：材料設(shè)計(jì)及高效率組坯技術(shù)，復(fù)合界面相變與組織控制技術(shù)，界面擴(kuò)散阻隔材料設(shè)計(jì)與性能控制技術(shù)，特殊用途金屬間化合物軋制復(fù)合與熱處理制備技術(shù)，全軋制過程協(xié)調(diào)變形與控制技術(shù)，粉末復(fù)合軋制技術(shù)以及復(fù)合材料的成形技術(shù)。
9)面向全流程質(zhì)量穩(wěn)定控制的綜合生產(chǎn)技術(shù)
為適應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需要，鋼鐵企業(yè)在未來較長時間內(nèi)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整任務(wù)將主要是提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，有必要開展新一代的鋼鐵生產(chǎn)過程控制技術(shù)研究，包括鋼水精煉的精準(zhǔn)控制、連鑄坯料質(zhì)量控制技術(shù)、全流程板形及表面質(zhì)量控制技術(shù)、精準(zhǔn)熱處理技術(shù)、基于智能建模及數(shù)據(jù)挖掘的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化及決策支持、微觀組織性能在線閉環(huán)控制、生產(chǎn)異常檢測及故障診斷，解決控制系統(tǒng)在生產(chǎn)批次之間、品種規(guī)格之間適應(yīng)性問題，大幅提高復(fù)雜工況下產(chǎn)品質(zhì)量控制能力和穩(wěn)定性。
10)信息化、智能化的鋼鐵制造技術(shù)
鋼鐵行業(yè)自動化裝備水平正在從數(shù)字化向信息化、智能化發(fā)展，在其運(yùn)行中更加強(qiáng)調(diào)智能化的作用。信息化、智能化的鋼鐵制造技術(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等諸多信息技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，升級成智能型鋼鐵企業(yè)，進(jìn)而構(gòu)建具有高價值、高品質(zhì)、低資源消耗、低污染的新型生產(chǎn)管理模式。
2.3.2鋼材品種發(fā)展方向
未來我國鋼材品種的發(fā)展趨勢是，高端鋼材品種要滿足節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、高端裝備制造、新能源等新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對產(chǎn)品品種和質(zhì)量提出的新穎的、更高的要求；中端鋼材要滿足建筑、造船、壓力容器、機(jī)械制造等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級的要求，引導(dǎo)用戶使用強(qiáng)度更高、壽命更長、綜合性能更好的綠色鋼材；淘汰落后的低端鋼材品種?？傮w來看，鋼材品種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向主要有以下幾方面：
1)建筑橋梁用鋼
重點(diǎn)發(fā)展≥600MPa螺紋鋼、高強(qiáng)抗震鋼筋、耐低溫鋼筋、高強(qiáng)度硬線，在鋼結(jié)構(gòu)中高強(qiáng)度抗震、耐火、耐候鋼板和H型鋼；研發(fā)系列屈服強(qiáng)度500-1000MPa、屈強(qiáng)比低于0.85、600℃屈服強(qiáng)度高于室溫強(qiáng)度指標(biāo)的2/3、彈性模量高于室溫指標(biāo)75%以上等性能的新一代功能復(fù)合化建筑用鋼；涂鍍層板將向資源節(jié)約、環(huán)境友好產(chǎn)品方向發(fā)展；橋梁用鋼發(fā)展Q500、Q550甚至更高強(qiáng)度級別橋梁用鋼，屈強(qiáng)比在0.85以下，同時具有良好焊接性能、耐候性能、抗疲勞性能。
2)能源用鋼
重點(diǎn)發(fā)展高鋼級X90、X100以上級別和特厚規(guī)格X80管線鋼，耐C02/H2S腐蝕管線鋼、耐磨耐蝕管線鋼，高強(qiáng)度級別耐H2S應(yīng)力腐蝕油井管、經(jīng)濟(jì)型耐C02+H2S+Cl-腐蝕油井管、供東海和南海安全服役的耐腐蝕油井管。特殊環(huán)境(地震帶、海底、低溫LNG、低溫裸露等)高強(qiáng)度管線鋼的開發(fā)。高強(qiáng)韌性、耐高溫的救生艙專用高強(qiáng)鋼板，700℃超超臨界電子汽輪機(jī)用耐熱合金的研發(fā)和關(guān)鍵部件研制，核電機(jī)組用高性能不銹鋼、合金鋼管，低鐵損、高磁感硅鋼，鍋爐容器用鋼、特厚臨氫設(shè)備用鋼及相應(yīng)焊接技術(shù)研究。
3)船舶及海工用鋼
重點(diǎn)發(fā)展690MPa及以上級別的高強(qiáng)韌性船舶及海上用鋼、100mm以上大厚度高強(qiáng)韌海工用鋼、高耐蝕鋼、低溫韌性(-60℃甚至-80℃)優(yōu)異的超低溫海洋工程用鋼、大型液化天然氣(LNG)運(yùn)輸船用低溫壓力容器板、海洋工程用超級奧氏體不銹鋼、海洋工程用鎳基--鐵鎳基耐蝕合金、海洋工程用特種高強(qiáng)度不銹鋼材料。
4)汽車與軌道交通用鋼
重點(diǎn)發(fā)展第三代汽車用鋼，深沖雙相鋼(DQ-DP鋼)、超細(xì)晶相變誘導(dǎo)塑性鋼(FG-TRIP鋼)、淬火一配分鋼(Q&P鋼)和相變／孿晶誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP/TWIP鋼)、700MPa級以上汽車大梁板、780-1500MPa高強(qiáng)度汽車板、汽車排氣系統(tǒng)用鋼、汽車用微合金非調(diào)質(zhì)鋼、長壽命高性能彈簧鋼、高鐵車輪用鋼、高鐵車軸用鋼、高鐵軸承用鋼、軌道用鋼等。
5)關(guān)鍵特殊鋼
重點(diǎn)發(fā)展高品質(zhì)高碳鉻軸承鋼和滲碳軸承鋼、航空發(fā)動機(jī)用軸承鋼、高性能齒輪鋼、低成本超純鐵素體不銹鋼，氮合金化高性能奧氏體不銹鋼、高性能工模具鋼、高性能鋼絲(切割鋼絲、簾線鋼絲、絞線鋼絲、彈簧鋼絲)、精密機(jī)床用高性能絲杠與導(dǎo)軌用鋼、軍用特殊鋼、環(huán)保設(shè)備用高性能耐蝕鋼。