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摘要:鋼鐵材料在我國工業生產中的應用十分廣泛,是工業生產的重要功能材料和結構材料,在國民經濟中起著重要作用。該文從鋼鐵生產工藝技術創新模式的必要性入手,著重分析了鋼鐵生產工藝技術模式及鋼鐵生產工藝前沿技術和關鍵技術,并探索了鋼鐵生產工藝技術創新模式。

關鍵詞:鋼鐵生產;工藝技術;創新;模式

鋼鐵材料在我國工業生產中的應用十分廣泛,是工業生產的重要功能材料和結構材料,在國民經濟中起著重要作用,而且,鋼鐵行業作為我國的支柱產業,在國內和國外都有著較大的影響力。而隨著生產技術的發展,傳統的鋼鐵生產工藝技術已經無法適應經濟的發展。在這種情況下,鋼鐵企業需要研究鋼鐵生產工藝技術創新,積極創新鋼鐵生產工藝技術的流程和方法,加快設備創新,不斷調整工藝技術參數,創新工藝技術模式。因此,鋼鐵生產工藝技術創新模式成為鋼鐵行業的重要項目。研究鋼鐵生產工藝技術創新模式不僅能夠優化鋼鐵生產工藝技術,而且對鋼鐵行業的發展有著深刻意義。

1鋼鐵生產工藝技術創新模式的必要性

首先,現階段,我國鋼鐵生產工藝技術創新難度較大,創新機制不夠完善,很多大型的國有鋼鐵企業缺乏健全的創新管理制度,鋼鐵生產工藝技術創新缺乏動力。我國對鋼鐵生產工藝技術創新的理論研究程度較淺,鋼鐵生產工藝技術創新缺乏科學的理論指導。其次,鋼鐵生產工藝技術創新具有深刻的現實意義。我國的鋼鐵生產量較大,但是鋼鐵生產能力過剩,鋼鐵生產產品結構不合理,缺乏高附加值產品。鋼鐵行業在發展的過程中面臨著原材料漲價的問題,鋼鐵生產的環保壓力較大。在這種情況下,鋼鐵企業應積極創新鋼鐵生產工藝技術,解決原料問題和環保問題。最后,鋼鐵生產工藝技術創新能夠有效提高鋼鐵企業的競爭力,調整鋼鐵企業的產品結構,進而實現能源節約,適應市場的產品需求和綠色發展的要求。由此可見,鋼鐵生產工藝技術創新十分必要。

2鋼鐵生產工藝技術模式

2.1煉鐵工藝技術

煉鐵技術主要包括非高爐煉鐵技術和高爐煉鐵技術,高爐煉鐵技術是現代煉鐵技術的主導,現代煉鐵技術主要包括熔融還原法、直接還鐵法和高爐煉鐵這3種方法。但是,熔融還原法的生鐵產量較低,大多數鋼鐵企業仍采用高爐煉鐵技術,而且,世界上的生鐵生產也主要依靠高爐生產工藝。高爐生產主要包括高壓操作技術、加濕鼓風技術、自動控制技術、高風溫技術等。其中,高壓操作技術主要指使用30kPa以上的高壓爐的壓力進行操作。富氧鼓風技術主要指在高爐中加入工業氧氣,進而提高高爐大氣鼓風的氧氣濃度,加強風口燃燒,進而提高產量。加濕鼓風技術主要指向鼓風爐中加水蒸氣,進而增強鼓風濕度的穩定性。高風溫技術主要指在高爐借助熱風將鼓風的風溫加熱。

2.2煉鋼工藝技術

平爐煉鋼技術歷史較長,已經有130多年,在氧氣頂吹轉爐技術出現之后,平爐煉鋼技術的統治地位開始改變,并且,很多國家都已經淘汰了平爐煉鋼技術。而電爐煉鋼技術作為重要的煉鋼技術受到世界各國的重視,很多國家都采用電爐煉鋼技術。

3鋼鐵生產前沿技術和關鍵技術

3.1鋼鐵生產工藝的前沿技術

第一,低碳煉鋼技術。在綠色環保環境下,低碳生活成為未來生活的重要發展方向,低碳煉鋼技術正是低碳生活的產物。低碳煉鋼技術主要采用新型原料和設備,對原料進行循環利用,減少原料的浪費。具體來說,低碳煉鋼技術主要包括電解技術、氫利用技術、二氧化碳捕集和存儲技術等。第二,非高爐煉鐵技術。非高爐煉鐵技術能夠改變煉鐵能源結構,實現能源節約,而且,非高爐煉鐵技術能夠減少煉鐵過程中的有害廢棄物排放,保護環境。而非高爐煉鐵技術主要包括熔融還原技術、豎爐直接還原技術、混合氫技術、核氫還原技術等。第三,煉鋼二次資源利用技術。二次資源利用技術主要包括提高產品附加值的技術、元件回收技術、爐渣利用技術等循環利用技術。第四,一體化控制技術。一體化控制技術主要對鋼鐵生產的煉鋼、連鑄、冷卻、熱處理等流程進行一體化控制。具體來說,一體化控制技術主要包括潔凈鋼冶技術、連鑄凝固技術、熱軋控制技術、熱處理技術等。第五,薄待連鑄技術。薄待連鑄技術主要對連鑄、冷軋、熱軋和特處理進行自動化控制,提高產品性能。

3.2鋼鐵生產工藝的關鍵技術

首先,鋼包噴射冶金工藝技術,這一技術主要研究鋼包底噴粉原理,從理論上解釋噴粉元件的運動規律,合理掌握元件內在關系,保證粉氣流的穩定性。其次,鋼包噴射技術需要對噴粉元件進行研究,探索噴粉元件磨損的對抗方法,提高噴粉元件的使用性能。再次,高品質連鑄坯技術。這一技術主要研究連鑄坯質量控制和連鑄坯生產技術,提高微合金產品的質量。最后,熱軋鋼材控制技術。熱軋鋼材控制技術主要包括控制技術、控制設備和控制手段的創新,進而增強產品性能的穩定性。

4鋼鐵生產工藝技術創新模式

隨著鋼鐵生產技術的發展,鋼鐵生產技術正在不斷改進。鋼鐵生產工藝技術創新主要有合作創新、自主創新和模仿創新這3種模式,而且,每種模式都有自己的優勢和不足。鋼鐵生產工藝技術受到技術領域、鋼鐵行業發展階段、企業管理方式、企業發展方向等多種因素的影響。

4.1煉鐵工藝技術創新模式

首先,現階段,我國的高爐煉鐵技術比較成熟,技術創新能夠有效促進產量。而高爐煉鐵主要依靠焦炭煉鐵,具有高污染、高成本和高焦比等不足。在規模生產的過程中,鋼鐵生產采用破壞性技術創新,以減少焦化和污染。新的鋼鐵生產工藝技術在環境保護方面有著重要優勢,生態保護已經成為我國鋼鐵生產工藝技術創新的重要趨勢。現階段,我國的煉鐵工藝技術創新模式主要采用合作創新的模式,這是因為,合作創新能夠實現各合作主體之間的資源共享和技術共享,共同研究新型的煉鐵技術。另外,煉鐵技術創新的資金消耗較大,單一的鋼鐵企業無法依靠自身的力量來解決資金需求。而合作創新能夠讓各合作主體共同分擔創新資金,降低企業的資金壓力。其次,合作創新能夠利用各合作主體的人力資源優勢進行共同研究,縮短技術創新的周期,提高技術創新的速度。而自主創新對鋼鐵企業的資金要求、人才要求、技術要求等各方面的要求較高,我國大多數鋼鐵企業的發展水平還無法滿足自主創新的要求,因此很少有企業采用自主創新的模式進行生產工藝創新。另外,模仿創新受到技術原型的限制較大,不利于技術突破。因此,大多數鋼鐵企業都選擇合作創新的模式來進行煉鐵工藝技術創新。再次,鋼鐵企業在創新煉鐵技術的過程中十分重視能源解決技術和能源回收利用技術的創新,以實現能源的循環利用,減少能源浪費現象。最后,鋼鐵企業在創新煉鐵技術的過程中十分重視節水技術的創新,加強研究水循環技術,提高水資源的利用效率,減少煉鐵過程中的水資源浪費。

4.2煉鋼工藝技術創新模式

我國的煉鋼技術創新屬于工藝創新,而工藝創新作為產品創新的前提,與產品創新相互促進。產品創新需要根據市場需求進行創新設計,了解用戶對產品的要求,進而根據用戶要求來改進產品。在這種情況下,煉鋼工藝技術創新應積極重視用戶的產品需求和產品要求,根據用戶要求來創新煉鋼工藝技術,進而生產出用戶需求的鋼材產品。現階段,在用戶對鋼材產品要求不斷提高的情況下,我國鋼材企業應重視自身在生產工藝創新中的主體地位,積極與科研院所合作共同建立生產工藝技術創新體系,進而提高鋼鐵企業的自主創新能力。

作者:周學鳳 單位:燕山大學國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心

參考文獻

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