天钢技术创新回顾与展望

李树庆

（天津钢铁集团有限公司技术中心，天津，300301）

1 引言

天津钢铁集团有限公司（简称天钢）是集烧结、球团、炼铁、炼钢、连铸、轧钢、金属制品生产工艺为一体的千万吨级现代化钢铁企业。2002年以战略东移的老天钢为基础进行发展，拥有“国内领先，世界一流”的工艺技术装备，建有国家级企业技术中心、博士后科研工作站，理化中心为国家认可实验室。其主要产品包括中厚板、棒材、高速线材、圆管坯、金属制品、带钢、角钢等七大系列产品，产品销售到国内外100多个重点工程，出口41个国家和地区。2012年名列中国企业500强第106位，中国制造业企业500强第38位，黑色冶金及延压加工业第11位。

近年来，天钢技术创新硕果累累，连续两年荣列全国炼钢制造业自主创新能力行业十强企业；多次荣获天津市技术创新先进企业、天津市科技成果管理工作先进单位、天津市优秀企业；荣获天津市科技进步奖17项、天津市技术创新奖20项、冶金科学技术奖4项、中国标准创新贡献奖1项、天津市专利奖金奖1项、天津市专利优秀奖1项。完成科技成果登记59项，成果水平达到国内及国际先进水平。

2 发展历程回顾

天钢在技术创新发展历程中，创造了中国钢铁工业发展史上的一个又一个第一。

“六五”期间，研制出国内首批低松弛预应力钢丝和镀锌预应力钢丝等产品。

“七五”期间，在国内率先引进了德马克小方坯连铸机及超低头板坯连铸机等工艺装备。

“八五”至“九五”期间，在国内率先引进了第一条20世纪90年代最先进的具有高轧制速度（120 m/s）无扭控冷微张力摩根轧机，成功开发了以高碳钢硬线盘条为代表的系列产品。

“十五”期间，实现了战略东移，淘汰了落后工艺装备，确定了400万t钢的生产规划，明确了高档化、高质化的产品定位。在东移工程建设中，360 m2烧结机等工程获国家优质工程银质奖，双棒材工程被评为冶金行业优质工程。

“十一五”期间，具备了1100万t钢、1000万t铁、1000万t钢材和金属制品的生产能力，跨入千万吨级大型钢铁集团行列，在工艺创新、品种结构、节能减排等方面实现创新发展。

3 技术创新状况

3.1 技术创新体系建设

天钢技术创新体系是在公司技术委员会的领导下，以专家咨询委员会为依托，以技术中心为核心，各专业部门和生产厂为支撑的技术创新体系。从机构及人员设置、检测装备配置、科技资金投入、创新激励机制等方面建成了有效运行机制，开展了新产品研制、新技术开发与研究、重大工艺技术及质量攻关、知识产权、标准制订、理化检测与分析等方面工作。2010年，公司技术中心在国家级技术中心全国考评中排名第53名，在全国钢铁行业技术中心排名第10名。

3.2 工艺技术创新

天钢在东移建设过程中，先后采用国内外先进技术190余项，自主创新及集成创新达到三分之二以上，形成了一批具有天钢特点的核心技术，构成了高效率、低成本的生产运行系统。

炼铁系统：高炉集国内外先进技术于一身，采用了静态串罐无料钟炉顶、铜冷却壁、环保新型INBA水渣技术、比绍夫煤气清洗系统、TRT发电、卡鲁金顶燃式热风炉等先进技术和装备；开发了低温厚料层烧结技术、转炉污泥烧结回收利用技术、高炉长寿技术、高炉专家控制系统、高炉炉顶重量布料控制模型等新技术和新工艺。

炼钢系统：配备LF钢包精炼、VD真空脱气、方坯引进瑞士康卡斯特、板坯引进奥钢联等国际一流工艺装备；采用了转炉顶底复吹、连铸首末端电磁搅拌、板坯连铸轻压下技术及无氧化保护浇注等技术。自主研发了连铸大包下渣检测技术、结晶器液面控制技术、连铸自动加渣、板坯结晶器漏钢预报系统、在线连续测温技术等新技术和新工艺。

轧钢系统：高速线材引进美国摩根六代轧机，配备了超长风冷线的斯太尔摩控制冷却系统，实现了无扭微张力控制轧制；开发了斯太尔摩风冷线连续测温反馈系统、在线减定径机应用等先进技术。双棒材引进意大利达涅利最新轧机，实现了LTR低温控制轧制、QTB穿水冷却、工字轮大盘卷等；开发了螺纹钢四切分技术等先进技术。中厚板采用双机架，配置了MES全程轧制管理系统、液压AGC系统、ACC层流冷却；自主研发了TMCP控轧控冷、在线热处理、减量化轧制技术等先进技术。

金属制品系统：引进意大利Frigerio公司先进技术装备；自主开发了1×7和1×19结构，大规格（Φ28.6 mm）、高强度（1860 MPa）的预应力钢绞线、刻痕预应力钢绞线等产品；开发了捻股机运行状态自动监控系统、带有酸雾及酸洗废水处理系统的酸洗线等技术。

3.3 产品研发及生产

天钢依靠先进的工艺装备平台和雄厚的技术优势，分生产线确定系列化、覆盖广、价值高的产品结构，向“高、特、精”方向发展，研发生产全流程管理精细化。同时，在强化自主研发基础上，注重联合研发，不断加强与用户的战略合作，满足用户个性化、特殊化需求，实现产品升级换代。

迄今，已成功开发并生产了446个牌号的产品，形成七大产品系列。其中，自主研制的多个产品已成为公司的主导产品，并达到国内领先水平。主要有以P110级石油套管、80Ksi级抗挤毁石油套管用钢为代表的圆管坯产品；以500 MPa级高强度英标螺纹、耐腐蚀结构圆钢为代表的棒材产品；以高碳钢、管桩钢、弹簧钢、轴承钢、钢帘线、焊接用钢为代表的线材产品；以风塔用钢板、不锈钢复合钢板、耐候钢板为代表的中厚板产品；以1×19规格Φ28.6 mm低松弛预应力钢绞线、刻痕系列钢绞线为代表的预应力钢绞线产品；以耐高温高寒Q345D、Q420为代表的角钢产品等。多个产品成功应用到国家电网、中央电视台新综合大厦、京沪及京津城际高速铁路、南水北调工程、秦山核电站、深圳航天大厦、响螺湾海河开启桥、于家堡和空客A320基地、天津机场新航站楼、新加坡地标高层建筑等重点工程。

3.4 产学研合作

天钢坚持走自主创新与集成创新道路，与国内著名院校及科研院所建立了长期稳定的合作模式，与北京大学工学院、东北大学、中科院过程工程研究所、钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院等建立了产学研联合研发基地。近年来，重点合作开展了“转炉新型高效氧枪系统节能技术”、“天钢高炉系统集成技术的研究与应用”、“帘线钢及轴承钢冶炼连铸工艺研究与开发”、“天钢高品质板坯连铸生产技术集成与创新”、“中厚板典型钢种TMCP工艺开发”、“460B英标高强度钢筋系列产品成分设计及工艺开发研究”“水质净化循环再利用技术开发及应用”等30多个项目，为降本增效、新品开发、节能减排等提供了有力的支撑。

3.5 知识产权战略

天钢高度重视具有自主知识产权核心技术的开发和管理，积极构建知识产权信息化管理平台，建立有利于技术创新的知识产权管理制度及流程，并设定专门机构和专职人员负责专利工作，在全公司形成有序的专利管理网络和有效的工作程序，并以天津市知识产权试点单位为基础平台，强化实施专利及知识产权战略。近年来，累计申报专利181项（其中发明专利67项），拥有专利124项（其中发明专利27项），多项专利成果均得到较好的实施与推广应用。发明专利“一种低碳拉丝盘条的生产工艺”荣获天津市专利金奖，“转炉氧枪的水冷装置”荣获天津市专利优秀奖。

3.6 标准制修订

天钢致力于研究和总结技术创新中的新技术、新方法，围绕现实产品标准的研究与实验工作，主持参与了27项国家及行业标准的制修订工作，多项标准达到国内外领先水平，得到普遍认可。其中，主持制订的“预应力混凝土钢棒用热轧盘条”标准，填补了国内空白，标准等级达到国际先进水平；主持修订的“高碳钢盘条索氏体含量金相检测方法”增加了图像仪标样法，并研制了该方法所需用的标准样品；作为主要完成单位制订的国家标准“碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带”获中国标准创新贡献奖。

3.7 信息化建设

天钢信息化建设按照信息化架构总体目标和指导思想，以优化整合基础数据为前提，以构建贯通天钢主体业务为目标，从天钢企业的实际需求出发，在明确有限目标前提下，将先进性和实用性有机结合，以实用性为优先，建立的基于信息共享平台的信息化应用系统架构。其中，中厚板产销一体化MES系统和铁前MES系统，加强了生产的计划性，实现了材料的全面跟踪，增强了生产过程的综合管控能力；计量称重系统，实现了称重数据的数据共享和集中管控；检化验管理系统，建立了进厂物资等物料的质量检验业务计算机自动管控流程；能源燃气监控系统，实现了燃气系统数据采集和集中监控；设备管理系统，实现设备的全生命周期的全过程掌控管理。同时，按照“层级最少、流程最短、效率最高”的管理思想，规划ERP系统，包括财务、销售、采购、全厂制造、人力资源等功能模块，实现了“业财一体，三流合一”的目标，进一步提升了信息化整体管理效能。

4 质量保障及品牌

4.1 管理体系

采用国际先进的管理体系，取得了ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证和GB/T28001－2001职业健康安全管理体系认证。

4.2 产品认证

板材产品通过欧盟CE认证，获得八国船级社高强船板认可；钢绞线产品通过美国（PTI）认证；轴承钢材、预应力混凝土用钢材、钢筋混凝土用热轧钢筋等获得生产许可证；管坯、锅炉和压力容器用钢板获得国家特种设备制造许可证等。

4.3 品牌荣誉

船体用结构钢板、合金结构钢等12个产品获国家金杯奖；低合金结构钢热轧钢板、汽车半轴套管用连铸圆管坯等13个产品获卓越产品奖；两次荣获中国线材产业十大用户满意产品、中国线材产业十大著名品牌；热轧圆钢、连铸圆管坯、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋等5个产品荣获天津市名牌产品；“天钢”牌产品获得天津市著名商标称号，“天钢”品牌荣获天津国际知名品牌、天津市重点出口培育品牌，天钢连续三年荣获天津市用户满意企业。

5 绿色发展之路

天钢始终坚持绿色发展，坚持走循环经济发展道路，不断加快资源节约型、环境友好型企业建设。按照资源消耗的减量化——再利用——再循环的3R原则，以低消耗、高效率、低排放为目标，推行合同能源管理，实施循环经济项目，建成了煤气、工业用废水、固体废弃物和余热蒸汽“四闭路、四循环”系统，提高了资源能源利用率。工业废水实现了“零排放”；“负能炼钢”达到-20.54 kg标煤/t钢，保持了行业领先；转炉炼钢工序能耗、煤气回收利用率、污染物综合排放合格率等指标连续两年名列全国同行业第一名；天钢连续六年获得天津市节能先进单位，并荣获“榜样天津”生态文明贡献奖。

6 未来展望

在未来的发展中，天钢将以转变发展方式为契机，以建设创造价值高、品种效益好、资源节约的新天钢为宗旨，加快技术创新步伐。随着炼钢配备RH炉、离线热处理设备等项目的开工建设，以及多功能中试车间、松弛试验室、焊接试验室、疲劳试验室等实验手段的配备，进一步满足了高附加值产品开发与生产需求。

工艺技术创新将围绕节能降耗、产品开发、工艺研究、技术攻关等关键性、共性技术难题开展工作，重点研发环保型烧结工艺、烧结配矿技术、高炉长寿技术、高炉低品位矿冶炼技术、夹杂物冶金及夹杂物细化无害化生产技术、转炉洁净钢冶炼技术、新型减量化轧制工艺、在线热处理炉工艺、在线探伤工艺、五切分轧制技术研究、棒材无孔型轧制技术、带钢镀锌工艺、小规格角钢轧制技术等。

产品创新紧密围绕市场，继续定位“高、特、精”，并满足个性化需求。板材研发重点瞄准海洋工程、高压容器、模具用钢、管线、高强度结构钢以及专有用途高附加值的钢板等；棒材主要研发方向为高强度、细晶粒，开发轴承钢、齿轮钢及耐腐蚀等特殊用途圆钢，重点开发600 MPa级别以上超高强度螺纹钢、精轧螺纹等；线材重点开发专有用途钢绞线用盘条、高强焊丝用盘条、弹簧钢用盘条、轴承钢用盘条等；圆管坯重点开发高钢级石油套管用钢、抗挤毁深井用石油套管用钢、耐腐蚀管线用钢、高压锅炉管用钢以及特殊介质使用无缝钢管用钢等；金属制品系列重点开发高速铁路专用低松弛预应力钢绞线、镀锌钢绞线，高强气体保护焊丝、埋弧焊丝、氩弧焊丝等；角钢系列重点开发耐腐蚀、专有用途角钢等。

7 结语

创新是企业发展的不竭动力。在钢铁产能严重过剩的今天，创新发展、开源节流、绿色生产、满足市场个性化产品需求，是企业走出困境、冲出重围的生存之路。天钢经过近年来的积累和发展，技术创新能力得到了进一步提升，新工艺、新技术、新产品日趋成熟和稳定。随着技术创新工作的深入和推进，天钢将围绕产品转型升级，发挥技术进步的创新驱动作用，以工艺创新推动产品创新，以市场需求推动技术创新，以品牌质量推动市场销售，提高企业竞争力。