在今年舉辦的第六屆中國鋼鐵規(guī)劃論壇上，中國工程院院士王國棟針對鋼鐵行業(yè)在新常態(tài)下的生態(tài)化發(fā)展需求進行了深入的分析。
王國棟是軋制技術(shù)領(lǐng)域的國際知名專家，早在上世紀六十年代，他就開始接觸軋制技術(shù)生產(chǎn)管理一線，并歷任東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室主任，中國金屬學(xué)會常務(wù)理事，中國材料研究學(xué)會榮譽理事，中國金屬學(xué)會軋鋼學(xué)會副理事長，中國金屬學(xué)會軋鋼學(xué)會軋制理論學(xué)術(shù)委員會主任，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會常務(wù)副主任，遼寧省金屬學(xué)會理事。
同時，他也致力于推廣鋼鐵技術(shù)的學(xué)術(shù)研究與大眾普及。他曾擔(dān)任《軋鋼》編委會主任，Steel Research International、《鋼鐵研究學(xué)報》《東北大學(xué)學(xué)報》《冶金自動化》《塑性工程學(xué)報》《寬厚板》等期刊的編委或顧問。
生態(tài)化發(fā)展需求迫在眉睫
鋼鐵行業(yè)對我國社會經(jīng)濟發(fā)展十分重要。鋼鐵材料不僅是性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛、作用重大的經(jīng)濟、環(huán)保材料，也是最重要的結(jié)構(gòu)和功能材料，在國民經(jīng)濟、人民生活和國家安全等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
過去30年以來，特別是最近十幾年，我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)量迅速增長，支撐著國家經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，目前我國粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)接近世界總產(chǎn)量的50%。但是這種增長被專家稱作是一種“模仿型排浪式消費”，“這種消費是大家一哄而上、攀比模仿、你有我也要有的集中式消費階段，到一定程度以后，反而凸顯出產(chǎn)品缺乏特色、品牌等問題，演變成非常困難的競爭局面”，王國棟在會上表示。
同時，他也指出了我國鋼鐵行業(yè)的諸多弊病：鐵礦石對外依存度接近80%，合金多數(shù)依賴進口；能耗占我國工業(yè)總耗能的10%，噸鋼能耗比世界平均水平高10%~15%；噸鋼二氧化碳排放比世界先進水平高20%，是霧霾的重要源頭之一。
難以為繼的資源和能源，以及不堪重負的環(huán)境，再加上我國在技術(shù)裝備上主要還是依靠引進或仿制，缺乏自主創(chuàng)新和特色，這一切都倒逼著我國鋼鐵行業(yè)必須要進行自主創(chuàng)新，綠色制造，制造綠色，減少資源和能源消耗，制造出環(huán)境友好、低成本、高性能的產(chǎn)品。
因此，王國棟認為，在新常態(tài)下，我國鋼鐵行業(yè)也要隨之進行深刻調(diào)整。一方面要淘汰落后產(chǎn)能；另一方面在調(diào)整存量的過程中，企業(yè)要進行大量的技術(shù)改造。“不僅是落后企業(yè)，只要不符合標準的企業(yè)都需要進行技術(shù)改造，突破瓶頸、提高質(zhì)量、增加效率。同時要根據(jù)自然需求進行差異化的發(fā)展，要有自己的品牌和‘絕活’。”
此次，借助我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)正在制定“十三五”規(guī)劃的契機，王國棟希望產(chǎn)業(yè)能夠依據(jù)國際鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和我國鋼鐵行業(yè)存在的問題，確立重點領(lǐng)域和主攻方向，確定突破口來攻克關(guān)鍵共性技術(shù)。
他指出，“綠色制造，制造綠色”是目前全球鋼鐵行業(yè)的發(fā)展趨勢。我國鋼鐵行業(yè)也應(yīng)該瞄準綠色化目標，建設(shè)綠色鋼鐵行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新基地，把我國建設(shè)成綠色鋼鐵工藝技術(shù)的全球領(lǐng)跑者。“我認為，我國鋼鐵領(lǐng)域目前有條件做到這一點。”
為此，這就要求我國鋼鐵行業(yè)要堅持問題導(dǎo)向。“實踐中的問題、市場的需求是創(chuàng)新的原點，我們要根據(jù)問題開展基礎(chǔ)理論、學(xué)科交叉、工藝開發(fā)和裝備研制，同時通過創(chuàng)新解決前沿、關(guān)鍵、共性技術(shù)問題。”王國棟如是說。
技術(shù)改造調(diào)整存量
我國在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整上正在進行調(diào)整存量、做優(yōu)增量并存的深度調(diào)整。在此當中，技術(shù)改造是新常態(tài)下以科技創(chuàng)新調(diào)整存量的一個重要方式。
在《國務(wù)院關(guān)于促進企業(yè)技術(shù)改造的指導(dǎo)意見》中，將技術(shù)改造作為淘汰落后產(chǎn)能，實現(xiàn)內(nèi)涵式發(fā)展的投資活動。王國棟也表示，淘汰落后產(chǎn)能不能只是淘汰小高爐，在每條生產(chǎn)線上所存在的落后的瓶頸環(huán)節(jié)也是落后產(chǎn)能，也需要通過技術(shù)改造進行水平的提升。
他指出，指導(dǎo)意見中提出要著重強調(diào)五個方面：更加注重促進技術(shù)創(chuàng)新能力的增強和創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力；更加注重節(jié)能降耗減排治污，促進綠色發(fā)展；更加注重信息技術(shù)的集成應(yīng)用，推進信息化與工業(yè)化深度融合；更加注重產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)能力建設(shè)，夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；更加注重產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和集聚發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。這五大方面也應(yīng)該成為鋼鐵企業(yè)未來進行技術(shù)改造的中心和重點。
從全球鋼鐵行業(yè)來看，發(fā)達國家在不斷地進行鋼鐵產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造。也正是由于這些技術(shù)改造，才使得發(fā)達國家至今仍然能夠生產(chǎn)出全世界最好的產(chǎn)品。
上世紀六七十年代，發(fā)達國家的軋制設(shè)備生產(chǎn)出世界上水平最高的產(chǎn)品。隨后為應(yīng)對能源危機、生態(tài)化發(fā)展壓力，他們又大膽進行技術(shù)創(chuàng)新。同時，機械制造行業(yè)與冶金行業(yè)開展合作，進行新型板形控制軋機、大側(cè)壓、立輥調(diào)寬、熱處理裝備等大型化、連續(xù)化裝備的更新?lián)Q代。信息產(chǎn)業(yè)也與冶金行業(yè)開展各種合作，研制出高度自動化的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)尺寸、形狀、張力控制等自動化、智能化的生產(chǎn)線。同時，他們也進行了生態(tài)化短流程裝備生產(chǎn)線的研發(fā)與應(yīng)用。
王國棟為臺下的鋼企老總們舉了個生動的例子：“曾有一個外國專家告訴我，我的軋機從投產(chǎn)到現(xiàn)在，幾乎沒有一個零件沒有進行過改造。正是由于技術(shù)改造使得他們可以開發(fā)出一大批新技術(shù)，也使得他們目前的鋼鐵行業(yè)仍然處于先進水平。”
他從國外的技術(shù)改造經(jīng)驗中得出，并不是說設(shè)備在建成之后就可以“高枕無憂”，可以直接產(chǎn)生很好的效益。我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)必須要進行自己再開發(fā)的過程，這個再開發(fā)的過程就是進行技術(shù)改造。
我國鋼鐵行業(yè)在工藝、裝備上的確具有很大的改造需求。因為我國鋼鐵行業(yè)一部分引進了國外的先進技術(shù)，部分企業(yè)的裝備水平甚至超過國外上世紀90年代的水平。有一部分企業(yè)的引進設(shè)備存在問題，有的放置沒有處理，有的仍花重金由國外公司進行改造，大多數(shù)企業(yè)并沒有掌握設(shè)備的核心技術(shù)。
“局部落后會影響全局效益的提高，通過技術(shù)改造解決局部性落后產(chǎn)能問題對全局的升級換代具有重大作用。”王國棟表示。
特別是生態(tài)化建設(shè)為全球提出了新的問題和需求，目前國外的企業(yè)也尚未提出理想的解決方案。因此“這必須依靠我們自己解決，我們要經(jīng)過技術(shù)改造，出特色、出個性、出創(chuàng)新、出質(zhì)量、出效益。要樹立敢于在‘洋設(shè)備’上動刀的勇氣，要培養(yǎng)在‘洋設(shè)備’上動刀的能力。”他的一番話引起了臺下數(shù)百名業(yè)界人員的共鳴。
王國棟也以河北鋼鐵董事長、黨委書記于勇所提出的“大力推進產(chǎn)線對標，促進改造”為例，介紹了目前鋼企采取的技術(shù)改造舉措。河北鋼鐵全方位的產(chǎn)線對標，包括相同產(chǎn)線的售價、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、人員配置、技術(shù)水平配置等，“實際上是在尋找產(chǎn)線的瓶頸問題，就是在尋找創(chuàng)新的原點，找到問題，在問題上創(chuàng)新，就會取得成績”。
近期，他也在與唐鋼京唐港中厚板公司開展技術(shù)改造合作，以目前南鋼2800舊軋機和5000新建軋機作為對象進行產(chǎn)線對標，明確差距，進行改造，爭取在三年之內(nèi)讓軋機達到國內(nèi)先進的行列。
創(chuàng)新驅(qū)動做優(yōu)增量
經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的另一方面是做優(yōu)增量。
在這方面，王國棟認為，要根據(jù)市場需求，差異特色，創(chuàng)新驅(qū)動，技術(shù)領(lǐng)跑來得到明顯的效益和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標。新常態(tài)下，科技創(chuàng)新、做優(yōu)增量的重要形式是發(fā)現(xiàn)新的增長點，這主要依賴于市場需求，依靠市場發(fā)現(xiàn)和培育新增長點。
鋼鐵行業(yè)也看到，2015年“兩會”上已經(jīng)出現(xiàn)了一系列相應(yīng)的利好政策，這些政策無論是在基本設(shè)施的投資上，還是在重要戰(zhàn)略部署上，都對鋼鐵行業(yè)提出了巨大的需求，包括京津冀協(xié)同發(fā)展，“一帶一路”戰(zhàn)略以及亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行的建立等等。
王國棟以我國海洋工程用鋼材料為例，他說，我國在海洋工程用鋼、艦艇主要用鋼與國外存在著近30年的技術(shù)差距。而厚規(guī)格、高強度的海工鋼依舊依賴進口，造成了歐洲、日本等少數(shù)企業(yè)的價格壟斷，導(dǎo)致價格一度升至1萬歐元/噸。海底管線鋼水深僅能做到國際先進水平的1/10。北極航線對我國海上交通線暢通至關(guān)重要，但極地船舶用鋼完全依賴進口。
因此，他也指出，鋼鐵行業(yè)下一步應(yīng)該在這些方面開展一系列的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵工藝技術(shù)和關(guān)鍵品種研究，覆蓋我國海洋建筑工程服役環(huán)境的高強、高耐蝕系列化不銹鋼鋼筋產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)。
協(xié)同創(chuàng)新“辦大事”
“要實現(xiàn)中國夢，我們就要集中力量辦大事。”王國棟在大會上強調(diào)。這就要求鋼鐵行業(yè)要大力開展協(xié)同創(chuàng)新，集中力量辦大事，抓重大、抓尖端、抓基本，形成推進自主創(chuàng)新的強大合力。
他從幾個維度對鋼鐵行業(yè)的未來創(chuàng)新發(fā)展提出了建議。他提出，鋼鐵行業(yè)要進行產(chǎn)學(xué)研用的無縫結(jié)合，實現(xiàn)“工藝—裝備—產(chǎn)品—服務(wù)一體化創(chuàng)新”，實現(xiàn)學(xué)科交叉，行業(yè)協(xié)同。
在“工藝—裝備—產(chǎn)品—服務(wù)一體化創(chuàng)新”當中，工藝是龍頭，裝備是手段，產(chǎn)品見效果，服務(wù)是終極目標。他指出，“只有工藝、裝備的改變，才能給產(chǎn)品帶來大的改變，產(chǎn)生大的突破”，而工藝裝備的改變實際上就是技術(shù)改造。
從學(xué)科交叉和行業(yè)協(xié)同來講，學(xué)科交叉點、行業(yè)的匯聚點在王國棟看來是創(chuàng)新的金庫和新的增長點�，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)問題的解決和工程的實施，需要多學(xué)科、多行業(yè)、多層次隊伍協(xié)同攻關(guān)，實現(xiàn)群體躍進。特別是行業(yè)協(xié)同，“我們的工作往往和機械制造業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)緊密相連”，老學(xué)科拓寬領(lǐng)域、老工業(yè)部門改造，實現(xiàn)減量化、低碳化、數(shù)字化、生態(tài)化的發(fā)展，都需要學(xué)科交叉和行業(yè)協(xié)同。
另一方面，王國棟也一針見血地指出了鋼鐵產(chǎn)業(yè)中長期存在的問題。他指出，鋼鐵產(chǎn)業(yè)要“將創(chuàng)新鏈由研發(fā)延伸到整個產(chǎn)業(yè)化過程”。過去所推廣的“R&D”導(dǎo)致很多成果到研發(fā)過程就已經(jīng)結(jié)束。
下一步，鋼鐵產(chǎn)業(yè)應(yīng)該實現(xiàn)由“R&D”到“R&DES”（基礎(chǔ)研究—技術(shù)研發(fā)—工程轉(zhuǎn)化—服務(wù)推廣）的轉(zhuǎn)變，打通教育、科技與經(jīng)濟之間的通道，實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，解決“兩張皮”的問題。
此外，王國棟也提出了循環(huán)創(chuàng)新機制的概念：“所謂循環(huán)創(chuàng)新機制是指問題、需求由市場提出來，此后，經(jīng)過研究提出新的思想并在實驗室里實現(xiàn)，之后再到工廠進行應(yīng)用研究，此后再用于市場進行檢驗。通過這樣一個循環(huán)往復(fù)的過程，使我們的研發(fā)水平不斷地提高。”
產(chǎn)品開發(fā)解決方案
在協(xié)同創(chuàng)新“辦大事”的理念指導(dǎo)下，王國棟也提出了更加具體的解決方案。
首先是實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化和信息化，他在PPT中展示了企業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS）在鋼鐵廠的使用。據(jù)了解，制造業(yè)領(lǐng)域的CPS系統(tǒng)是數(shù)字化系統(tǒng)，包括能自主交換信息的智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，它們能獨立運行和相互控制。同時，企業(yè)以CPS的形式建立起全球網(wǎng)絡(luò)，整合機器、倉儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施。
“這個系統(tǒng)實際上就是德國4.0講的信息化系統(tǒng)，通過數(shù)字化的過程，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)泛在，無時不在、無處不在地獲得信息，掌握整個過程。”王國棟表示。
在材料開發(fā)方面，王國棟推薦了減量化、低成本材料設(shè)計的綠色化新理念。工藝、成分、組織和性能是材料研究的四面體。
在成分上，根據(jù)資源節(jié)約型的成分設(shè)計要求，鋼鐵產(chǎn)業(yè)可以減少合金元素的含量，或者使用低價的合金元素代替高價合金元素。在工藝減量化中，采用節(jié)省資源和能源、減少排放、環(huán)境友好的加工工藝方法。他舉了個例子，當前鋼的用鎳量是9%，通過研究發(fā)現(xiàn)，用鎳量可以減少至5%，甚至是3.5%，從而做到資源能源的節(jié)約。
最后，他也為未來鋼鐵產(chǎn)品的開發(fā)指明了基本思路。
他指出，鋼鐵行業(yè)要以國家重大需求為牽引，以市場為導(dǎo)向，進行上下游融合，和用戶融合在一起進行研發(fā)。同時，實現(xiàn)產(chǎn)品的“八字方針”：創(chuàng)新、個性、定制和優(yōu)質(zhì)。
“由于鋼鐵行業(yè)是大規(guī)模流程化生產(chǎn)，但現(xiàn)在市場也細分為小批量個體定制，因此下一步鋼鐵行業(yè)也可以向個性化定制生產(chǎn)發(fā)展。同時，要更多地依靠兩化融合，如果做到這一點，我們就往工業(yè)4.0的目標又邁進了一步。”王國棟最后表示�！�