“在zai鋼gang鐵tie行xing業ye發fa展zhan過guo程cheng中zhong
，冶ye金jin裝zhuang備bei發fa揮hui著zhe重zhong要yao的de作zuo用yong。在zai目mu前qian的de形xing勢shi下xia，我wo們men要yao特te別bie注zhu意yi產chan學xue研yan深shen度du融rong合he，加jia速su冶ye金jin裝zhuang備bei原yuan始shi創chuang新xin和he科ke技ji成cheng果guo轉zhuan化hua，這zhe將jiang是shi我wo們men今jin後hou發fa展zhan的de主zhu旋xuan律lv。”8月25日
，中國工程院院士王國棟在由中國鋼鐵工業協會主辦、中國一重集團有限公司承辦
、中國冶金報社協辦的2020年高質量發展·裝備與鋼鐵同行 冶金先進技術裝備創新推進會上表示。

　　冶金裝備技術創新的3個階段

　　王國棟表示，冶金裝備技術創新一般經曆3個階段，即前期實驗室平台研究階段、準工業化小型裝備生產驗證階段

、工程實施—工程再創新—達產達效階段。其中

，對於冶金廠前部冶煉環節，第二階段一般在工業化環境中進行；第三階段必須在工業化環境中進行。

　　王國棟介紹了上述3個階段的特征：

　　第一階段是前期實驗室平台研究階段，主要使用模擬仿真+比例樣機。實驗室研究平台有以下5個特色：

　　一(yi)是(shi)模(mo)擬(ni)和(he)再(zai)現(xian)現(xian)代(dai)化(hua)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)。主(zhu)要(yao)工(gong)藝(yi)環(huan)節(jie)的(de)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)範(fan)圍(wei)涵(han)蓋(gai)現(xian)有(you)實(shi)際(ji)軋(zha)製(zhi)過(guo)程(cheng)
，反(fan)映(ying)現(xian)場(chang)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)材(cai)料(liao)組(zu)織(zhi)和(he)性(xing)能(neng)演(yan)變(bian)的(de)規(gui)律(lv)，研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)可(ke)以(yi)指(zhi)導(dao)現(xian)場(chang)生(sheng)產(chan)和(he)研(yan)發(fa)。

　　二是某些功能和工藝原理
、參數範圍超越現有軋製過程，甚至顛覆現有軋製過程。這些參數範圍超越現有軋製過程的工藝或采用新原理的原型設備，為新工藝
、裝備、技術、產品研發提供了創新空間。

　　三是多功能、組合型的模塊化研究設備。通過采用積木式結構，平台不同的裝備和功能可靈活

、柔性地集成和組合成新的生產過程，實現工藝、技術和產品的創新。

　　四是高精度、工業化的計算機控製係統
，功能強大的局域網和智能化數據處理
、管理係統。完備的過程控製級和基礎自動化級二級控製，工業化的高精度儀表，具有工業控製水平的高精度、高響應性、高穩定性是必須的。該係統完全可與真正的工業自動化係統相媲美
，實驗結果對實際生產具有重要指導意義。

　　五是改造是永恒的，應具有動態修正、gaizaodegongneng。jishuchuangxinpingtaigenjufazhandekeguanyaoqiu，buduanjinxinggaizaohekaifa。jishishizuotianganggangjianchengdexinshebei，ruguoqueyouxuyao
，yebixujinxinggaizao。dongtaidegaizao，tigonglejishuchuangxindekeneng。

　　dierjieduanshizhungongyehuaxiaoxingzhuangbeishengchanyanzhengjieduan。zheyijieduanjishigongyehuanjingxiadezhungongyehuashiyanzhuangbei

，yeshiyunxuzaifeigongyehuanjingxiayunxingdezhungongyehuashiyanzhuangbei。

　　王國棟介紹，鋼鐵的冶煉、連鑄等前部工序，在學校、研究單位等非工業環境下
，因為原料、公輔設施、環(huan)境(jing)限(xian)製(zhi)很(hen)大(da)
，進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)研(yan)究(jiu)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)，所(suo)以(yi)主(zhu)要(yao)在(zai)企(qi)業(ye)環(huan)境(jing)中(zhong)建(jian)設(she)這(zhe)一(yi)類(lei)模(mo)擬(ni)研(yan)究(jiu)設(she)備(bei)。這(zhe)些(xie)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)在(zai)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)下(xia)實(shi)施(shi)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)，並(bing)可(ke)以(yi)對(dui)運(yun)行(xing)技(ji)術(shu)、經濟指標進行評估。

　　例如
，日本COURSE50項目圍繞高爐碳減排，開發了部分使用氫代替焦炭作為還原劑的氫還原煉鐵法。該項目利用2015年在新日鐵住金君津廠建成的小型試驗高爐（容積為10立方米）進行改質富氫焦爐煤氣的噴吹試驗，隨後進行了爐體拆解研究，確認部分以氫作為還原劑的氫還原煉鐵法可使CO2排放量降低近10%。

　　基於碳捕集與利用的思想，德國教育與科技部立項Carbon2Chem
，執行時間為2016年3月~2026年12月31日。蒂森克虜伯與弗勞恩霍夫協會、馬克斯·普朗克研究所及另外15家研究機構和合作夥伴共同承擔該項目

，探索如何利用鋼鐵冶煉產生的尾氣，為燃料、塑料
、肥料行業創造有價值的初級產品。

　　蒂森克虜伯在廠區內建立了Carbon2Chem研究中心，由廠內的高爐、轉爐、焦爐收集氣體，用管線橋送到中心內建立的氣體淨化—分離塔處理
，處理後獲得的CO、CO2、H2、N2等純淨氣體，再加上可再生能源電解水得到的補充用的H2，製成含有碳和氫的合成氣體
，再送到實驗樓內
，應用於生產氨氣、甲醇、聚合物和高級醇等各種初級化工產品的實驗研究。

　　王國棟表示
，一些小型化生產性設備，如窄帶熱連軋機、電渣重熔設備，如果裝備有較好的控製係統和檢測儀表
，必要時可以作為工業環境下生產性實驗研究之用，為大型化生產設備設計、安裝、調tiao試shi提ti供gong基ji礎chu支zhi撐cheng。小xiao型xing冷leng連lian軋zha機ji等deng環huan境jing影ying響xiang不bu大da的de準zhun工gong業ye化hua研yan究jiu設she備bei，允yun許xu在zai非fei工gong業ye環huan境jing下xia工gong作zuo，也ye可ke在zai學xue校xiao和he研yan究jiu單dan位wei實shi驗yan室shi建jian設she和he運yun行xing。

　　第三階段是工程實施階段。王國棟指出，工程實施階段是將實驗室、中試基地的研究成果向大生產轉化的關鍵環節。由於工作環境
、規模等要求，需由專業人員進行工廠設計。

　　如果屬於局部的改造

，可由專業機械公司設計、zhizaohezuzhixianchanganzhuang。liruangangguigangchangshishideliugunzhajigongzuogunchuangungaizaoshiyouzhongguoyizhongshishide，kongzhixitongzewanquanyouangangzijidejishuliliangwancheng。tanggangzhonghoubanchangdelianzhuzhongyaxiagaizaoshiyoutanggang、東北大學、中冶京誠共同完成的。

　　如果屬於大型的新型生產線工程
，中間過渡的準工業化、近(jin)工(gong)業(ye)化(hua)或(huo)小(xiao)型(xing)工(gong)業(ye)化(hua)裝(zhuang)備(bei)是(shi)必(bi)需(xu)的(de)。由(you)於(yu)實(shi)驗(yan)室(shi)環(huan)境(jing)的(de)實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)與(yu)工(gong)藝(yi)環(huan)境(jing)的(de)大(da)生(sheng)產(chan)有(you)著(zhe)較(jiao)大(da)差(cha)別(bie)
，即(ji)使(shi)經(jing)過(guo)中(zhong)間(jian)環(huan)節(jie)過(guo)渡(du)
，仍(reng)會(hui)遇(yu)到(dao)各(ge)種(zhong)意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)問(wen)題(ti)

，也(ye)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)大(da)的(de)設(she)計(ji)變(bian)動(dong)，這(zhe)些(xie)都(dou)需(xu)要(yao)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)思(si)想(xiang)準(zhun)備(bei)和(he)周(zhou)到(dao)的(de)工(gong)作(zuo)預(yu)案(an)。

　　冶金裝備原始創新與成果轉化的5個要素

　　王國棟表示，冶金裝備原始創新與成果轉化需具備以下5個要素：

　　一是根據國家重大需求與世界發展前沿確定研究方向與課題。王國棟指出，我們必須在生產實踐和市場博弈中，發現國家、社會

、人民的需求；在學科前沿和發展大潮中，發現亟待解決的問題

，並依據問題確定研發目標。然後是進行基礎理論研究、關鍵共性技術開發
，一步步將研發成果推向市場應用
，完成一個創新周期。

　　“這就是我們總結出的MLPM——市場(M)-基地(L)-鋼廠(P)-市場(M)循環創新機製。按照這個機製，市場是創新的出發點和成果的歸宿。”王國棟介紹
，“它ta將jiang確que保bao研yan究jiu目mu標biao緊jin緊jin圍wei繞rao國guo家jia重zhong大da需xu求qiu，確que保bao研yan究jiu方fang向xiang準zhun確que瞄miao準zhun國guo民min經jing濟ji主zhu戰zhan場chang中zhong的de問wen題ti，同tong時shi確que保bao研yan究jiu成cheng果guo實shi際ji應ying用yong於yu國guo民min經jing濟ji主zhu戰zhan場chang。由you於yu這zhe一yi過guo程cheng是shi由you需xu求qiu牽qian引yin
、市場驅動，研發成功後必將受到企業的歡迎，轉化也是順理成章的事。”

　　二是資源4D（維度）彙聚，即學科交叉、行業協同、產學研深度融合、工藝-裝備-產品-服務一體化（TEPS）。“以市場為導向”是這個體係發揮作用的大前提。“我們必須實行4個維度上的資源彙聚、深度融合、創新發展。”王國棟表示。

　　三是在無人區中開山搭橋，闖出一條新路。無論是淬火機的從無到有，還是中厚板
、熱連軋
、無縫鋼管超快冷的從零到一，還是薄帶連鑄的自主創新工業化
，麵對“硬骨頭”項目
，我們要有堅定的信念、深刻的思考和理性的分析，要有巨大的韌性和不成功不罷休的魄力。

　　四是用智能化和信息化為先進冶金裝備插上騰飛的翅膀。王國棟指出，冶金行業的一係列化學反應和物理變化是在“黑箱”中進行的
，“黑箱”中的情況看不見、摸不到、測不準。這是冶金生產流程的特點，也是冶金工作者和冶金裝備製造者麵臨的巨大挑戰。近年來快速發展的信息化、智能化技術，為冶金裝備行業解決這一棘手問題提供了支撐。

　　利用大數據、雲計算、物聯網

、互聯網、5G等先進的信息技術，“惟妙惟肖”地以一定的保真度展現實際生產過程，並實現實時反饋控製。這樣構成的CPS（信息物理係統），將具有感知、記憶
、思維
、學習和自適應能力，以及行為決策能力，能夠自學習、自組織、自適應，從而實現信息深度感知、智慧優化決策、精準協調控製、自主學習提升。那麼，鋼鐵生產過程的智能設計與實時精準智能控製將成為可能。擁有了這個核心
，鋼鐵行業才能夠跨入真正意義上的4.0時代。

　　wushijiaqiangyejinqiyejishurenyuanpeixun
，zengqiangchanpinzhiliangkongzhiyuxinchanpinkaifanengli。wangguodongrenwei，chujixiexuekeyanjiurenyuanwai，cailiaoxuekehexinxixuekeyanjiurenyuanyeyingcanyuyejinzhuangbeikaifa，tichuxuqiu、參與研究、把關定向。王國棟建議對企業技術人員進行係統培訓，包括設備、材料、信息（軟件）
、操作規程、設備維護等，應有專門的教材（含視頻教材），並製訂專門的培訓計劃。尤其是應加強對企業技術人員的工業軟件技術培訓，使其具備軟件修改、新功能開發能力。