“‘十三五’期间，我国钢铁工业依靠科技创新引领行业高质量发展，重大科技成果不断涌现，科技实力和创新能力显著增强，科技创新为促进中国钢铁工业既大又强发展增添了勃勃生机，为打造制造强国奠定了坚实基础。”日前，中国钢铁工业协会科技环保部主任姜尚清在接受记者专访时表示。
回望“十三五”
钢铁业为中国制造提供了关键材料支撑
去年5月12日，习近平总书记考察山西时，走进太钢不锈钢精密带钢有限公司，为太钢自主研发生产的“手撕钢”（宽幅精密带钢箔材）点赞，在行业内引起极大反响。“手撕钢”因为工艺难度大，产品质量要求高，此前核心制造技术一直掌握在德国、日本等国家手中。事实上，“手撕钢”只是“十三五”我国钢铁工业科技创新的一个缩影。
姜尚清告诉记者，为支持“中国名片”走向世界，钢铁人紧跟需求，研发突破了一个又一个钢铁新材料，解决了一个又一个“卡脖子”产品生产难题。除了“手撕钢”，“十三五”期间一批钢铁高端产品成功用于特高压变电站、“华龙一号”核电机组、雪龙2号等“大国重器”和中俄东线天然气管道、亚马尔液化天然气项目、乌东德和白鹤滩水电站等重大工程建设以及国防军工领域。国产大飞机起落架用钢、高铁轮对用钢、高铁转向架用钢也已具备了国产化替代能力，为大飞机和高铁制造全面实现关键部件国产化奠定了坚实基础。“没有关键材料的突破，就没有中国制造的强大。中国钢铁已具备为中国制造业‘强筋壮骨’持续提供高品质材料支撑的能力。”她这样强调。
姜尚清表示，近年来，钢铁行业突破了一批关键产品的制约，带动并支撑了下游用钢产业的发展和升级换代，为实现制造业向产业链中高端攀升奠定了基础。经过几代钢铁人的不断努力，中国钢铁工业科技水平得到提高。伴随产业技术装备水平提升和质量体系的不断完善，钢铁行业产品结构得到优化，钢材产品质量大幅度提升，满足了国民经济产业结构演变带来的消费结构变化，促进了中国制造业向产业链中高端攀升。一是我国高性能钢材的生产和应用比例显著提高，带动并支撑了下游用钢产业的发展和升级换代。二是钢铁工业紧跟市场需求，在新材料研发和解决“卡脖子”产品生产难题方面不断取得突破，一些产品已实现由跟随向领跑的跨越。目前，我国生产的汽车用钢、大型变压器用电工钢、高性能长输管线用钢、高速钢轨、建筑桥梁用钢等钢铁产品已稳步进入国际第一梯队。
姜尚清举例说，中国宝武QP1500等第三代高强度汽车钢的研发应用，为汽车轻量化提供了10%～20%的减重空间，也使我国高强度汽车钢技术达到世界领先水平,目前，汽车钢品种规格已满足欧美、日、韩汽车和自主汽车品牌需求，高性能汽车钢的开发应用为降低油耗、减少排放提供了支撑。再比如，我国钢铁企业自主研发生产的高钢级X80管线钢，不仅支撑了我国西气东输、中俄东线等管道建设，也成功助推我国长距离油气管道建设与输送技术实现由跟随向领跑的跨越。中俄东线所需的直径1422毫米、壁厚21.4毫米钢管用X80钢板，全部实现国产化。
这些高端钢铁材料的成功研制和批量生产，离不开钢铁行业工艺流程技术与装备的不断创新。姜尚清告诉记者，“十三五”期间，钢铁行业通过一批关键技术的研发应用，不仅进一步提升了我国钢铁制造水平，而且支撑了产业发展的转型升级。目前，我国钢铁工业基本实现了焦化、造块、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等主要工序主体技术装备的国产化，大型冶金设备国产化率达95%以上（按重量计算），吨钢投资额明显下降。随着山东日照、宝武湛江等多个大型钢铁基地的建成投产，我国已经形成全世界规模最大、现代化程度最高的钢铁生产体系。我国钢铁技术装备不但基本实现了自主可控，而且伴随着“一路一带”项目走出国门，实现了中国钢铁科技进步成果与世界共享。
“与自然社会和谐友好是钢铁工业可持续发展的必要条件，低碳绿色发展是钢铁工业实现转型升级高质量发展的关键。为此，钢铁行业主动作为，以科技创新赋能绿色发展，重点开发应用了一批节能环保新技术、新设施，大力推进超低排放改造，取得显著成效。”姜尚清介绍，到2020年底，重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗、吨钢二氧化硫排放量、吨钢烟粉尘排放量明显下降。一些钢铁企业在污染物治理设施应用和单位排放强度方面已达到世界先进水平，涌现出一批绿色花园式工厂、清洁生产环境友好型工厂。
智能制造为钢铁工业高质量发展助力。智能制造是推动传统制造业质量变革、效率变革、动力变革，实现高质量发展的重要引擎，将智能化融入钢铁制造和运营决策过程中，做到“精准、高效、优质、低耗、安全、环保”，全面提升发展水平，实现钢铁行业高质量发展已经成为共识。目前，钢铁行业正在积极探索转型升级方案，加速布局智能化钢铁制造。在智能车间、智慧矿山、大规模定制等方面，钢铁行业布局了多个智能制造试点示范和新模式项目，有效提高了生产效率、产品质量和企业经营管理水平。钢铁企业纷纷聚焦集控技术、智能装备技术、大数据技术、人工智能技术、移动物联网技术、工业网络安全技术、虚拟制造技术等技术的研究，并探索在研发、能源管控、质量控制、运行管理等方面的应用。姜尚清告诉记者，宝武、沙钢、南钢等企业建立了“黑灯工厂”和智能车间，已实现24小时运转不需多人值守。宝武韶钢建立钢铁一体化智能管控平台，50个作业区精简为18个，42个分散的中控室优化为1个集控中心统一控制，436名操作人员撤离3D区域，铁水成本降低10元~50元/吨铁，实现生产高效安全协同；宝钢股份制定了以“四个一律”为目标的智能制造实施路径，即现场操控一律集中、操作岗位一律采用机器人、运维监测一律远程、服务环节一律上线，在整体架构方面形成了智能工厂、智慧运营、协同生态3个层次，其宝山基地工厂已入选世界经济论坛发布的全球“灯塔工厂”名单。
展望“十四五”
以绿色化和智能化为核心主题，瞄准关键短板发力
姜尚清指出，今年是“十四五”开局之年，钢铁行业也站在了新的历史交汇点上，科技创新也被提高到前所未有的高度。但钢铁工业科技创新在关键核心技术领域，创新短板依然突出。原创性技术成果不足、基础理论产业融通技术研究还有待加强、一些前沿技术核心技术关键技术缺失、资源能源限制严重、智能化仍需深入等问题还存在，一批急需的关键高端产品仍需进口。
“特别是由于长期以来粗放式发展积累下来的深层次矛盾，迫使我国钢铁工业在面对国际技术飞速进步和市场环境深刻变化时，需要更加重视科技进步。这些都是我们实现高质量发展、从钢铁大国迈向钢铁强国必须解决的问题。”姜尚清表示。
谈及“十四五”期间我国钢铁行业科技创新的主要任务和方向，姜尚清认为，从创新上说我国钢铁工业要有能力引领世界钢铁工业科技发展潮流，要有能力研发先进产品保障下游产业发展需求，要有能力保持钢铁工业持续发展能力，要有能力为中国和世界的发展做出不可替代的贡献。这就需要我们以自主可控为战略基点，以绿色化和智能化为核心主题，瞄准关键短板发力，构建创新生态圈，走好科技创新之路。
一是要将短板技术攻关作为科技创新的主攻方向。目前我国进口的钢材中，仍有约20%尚未实现自主可控，虽然量只有200多万吨，但多用于国内重点工程、重大装备、国防军工等关键领域，极易受制于人。特别是在航空轴承、航天发动机、时速350千米以上高铁行走及制动部件、630摄氏度以上超超临界火电机组、第四代核电机组、5G及信息产业关键部件、高技术船舶及海工装备等制造用关键钢铁材料领域，还存在短板，需要行业加强攻关，填补空白。
此外，我国在低碳冶金、近终形制造、智能制造等技术方面仍处于跟随状态，部分核心检测和控制装备仍依赖进口。在可以预见的时间内，钢铁仍将为世界发展和人类进步发挥不可替代的作用，但防腐、耐蚀、成型、焊接等应用技术与钢铁材料发展结合不紧密，限制了钢材应用范围。
钢铁工业要实现从跟跑到领跑世界钢铁工业的跨越，从根本上将科技创新“补短板”“强基础”“促提升”统筹推进，既要集中力量攻克一批“卡脖子”钢铁材料和核心技术，又要加强基础研究和应用基础研究，还要通过前瞻性、原创性的创新成果扩大、增强产品开发、产业升级的先发优势和后续劲头。下一步，我们要强化战略导向和目标引导，瞄准科技前沿，最终实现核心技术的迭代升级与引领。
二是要将绿色化和智能化作为科技发展的两大主题。钢铁行业是我国排放工业烟气、消耗资源、产生固废的主要行业之一。目前，我国钢铁生产仍以传统高炉流程为主，电炉短流程比例不足10%。“十四五”期间，我国将全面推动钢铁行业超低排放，但是在钢铁超低排放改造实施过程中，还存在相关技术储备不足、现有技术投资运行成本高昂、忽视非常规污染物等问题。2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论会上郑重提出，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。同时，在全球最严格的钢铁环境保护标准倒逼下，我国已经掌握了部分世界领先的节能减排技术。面对并存的机遇与挑战，我国钢铁工业需要顺势而为，力争引领世界钢铁工业绿色发展。一方面，钢铁企业要围绕烟气治理、固体废弃物综合利用、节能降耗等重点领域自主开发新技术新工艺；另一方面，要合理提升电炉短流程比例，研发低碳冶金新技术，拓展节能减排新途径，实现钢铁工业绿色可持续发展。
近年来，智能制造在全球范围内快速发展，对产业发展、分工格局和推动形成新的生产方式、产业形态、商业模式带来重要影响。我国目前多数钢铁企业还停留在两化融合阶段，生产过程中大数据等智能化技术未能充分应用，存在重智能硬件基础建设、轻智能系统集成升级，以及企业智能提升动力不足等问题。钢铁工业需要充分把握新一代信息技术带来的产业革命契机，将智能传感器、第五代移动通信、物联网、工业互联网、人工智能、数字孪生、大数据与云计算等智能化技术融入钢铁制造和运营决策过程中，全面培育钢铁发展新动能，抢占未来发展制高点，打造我国钢铁行业竞争新优势。
“总之，我们要加快建立具有自主知识产权的钢铁材料体系，实现高端装备、重大工程的关键钢铁材料自主可控和可持续创新能力提升。以绿色化、智能化为牵引，构建钢铁与下游产业、社会及自然融合发展的生态圈，实现高质量发展。”姜尚清最后强调。