新中國成立76年來，中國鋼鐵工業(yè)經歷了由小到大、由弱到強的蛻變。粗鋼產量從解放初期不足16萬噸/年，增長至2024年的10.29億噸/年。截至2024年，我國已連續(xù)28年成為全球產鋼第一大國。中國鋼鐵工業(yè)建立起全球規(guī)模最大、裝備技術水平一流、產品品種系列最豐富的現代化鋼鐵生產體系。其中，在支撐中國鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展方面國產冶金裝備功不可沒。

　　近期，國家通過強化頂層設計與政策引導，多措并舉引領鋼鐵行業(yè)高質量發(fā)展。例如，2024年12月份剛剛結束的中央經濟工作會議提出加強財政與金融的配合，以政府投資有效帶動社會投資；持續(xù)推動房地產市場止跌回穩(wěn)，大力實施城市更新等舉措，帶動以房地產、基建為首的下游行業(yè)用鋼需求增長。會議還提出，要積極運用數字技術、綠色技術改造提升傳統(tǒng)產業(yè)；建立一批零碳園區(qū)，推動全國碳市場建設，建立產品碳足跡管理體系等舉措，為鋼鐵行業(yè)綠色化、智能化指明方向。2024年9月20日，工信部辦公廳印發(fā)《工業(yè)重點行業(yè)領域設備更新和技術改造指南》，提出鋼鐵行業(yè)到2027年技術裝備水平再上新臺階，80%以上鋼鐵產能完成超低排放改造，30%以上鋼鐵產能達到能效標桿水平，關鍵工序數控化率達到80%，明確設備更新及技術改造重點為礦石采選、減污降碳、“兩化”轉型等。在此背景下，筆者通過對2023年—2024年我國冶金新裝備投產情況進行梳理，探討國產裝備如何助推鋼鐵行業(yè)發(fā)展。

　　我國鐵礦資源具有貧礦占比大、多元素共伴生復合礦石多的特點，多數礦藏未被充分開發(fā)利用。隨著中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會“鐵礦石保障計劃”的深入推進，先進的國產鐵礦石采選設備將是加大國內鐵礦尋找及開采力度、降低礦石對外依存度的重要依仗。

　　在礦石開采方面，中鐵股份旗下中鐵裝備自主研發(fā)的礦用懸臂掘進機EBZ300M在金川鎳鈷礦區(qū)試驗成功。該設備最大截割功率達300千瓦，定位截割最大寬度可達6.3米，最大高度可達5.2米，經濟截割巖石單軸抗壓強度可達80兆帕，開挖效率穩(wěn)定在30方/小時以上，自動截割較人工爆破效率提高25%以上。此外，應用于山西代縣尾礦輸送平硐工程的硬巖掘進機“礦建號”（中鐵964號）順利完成掘進任務，標志著我國首次應用于鐵礦建設領域的硬巖掘進機取得成功。非爆機械化采掘技術與裝備已逐步成為現代資源開采的主要發(fā)展方向。山推股份出品的SE800礦山挖掘機應用于遼寧省某露天鐵礦區(qū)開采項目施工現場，該產品除了采用濰柴定制WP17T大排量發(fā)動機，發(fā)動臂、斗桿及關鍵承載部位經過強化設計以保證挖掘機的作業(yè)效率及使用穩(wěn)定性外，還可通過機器自帶的“昆侖智慧平臺”解決現場多品牌組合施工導致的設備信息不流通的難題。在礦物加工方面，中冶長天獨立設計制造的可移動式連續(xù)選礦集裝箱運抵東北某大型鐵礦礦山，開展了為期1個月的鐵精粉降鈦中試試驗研究。據悉，該可移動式連續(xù)選礦集裝箱共3個，分別為弱磁選、強磁選和浮選集裝箱，包括磨礦、分級、篩分、弱磁選、強磁選、浮選、濃縮等工序，日處理礦石1噸—2噸。利用該設備可將原料鐵精粉（TFe65%、TiO2>5.0%）分離出低鈦鐵精粉（TFe≥67.5%、TiO2<2.0%）和高鈦鐵粉。華特磁電生產的22臺JCTN1245提精降渣磁選機和10臺CTY1550永磁濕式預選機應用于本溪東方3家子礦業(yè)采選改擴建工程，采用該設備之后，入選礦石粒度直徑最大可達16毫米，尾礦磁性物含量顯著降低，比普通磁選設備拋尾磁性物含量降低1%～3%，精礦品位提高2%～4%。

　　數智升級保障廢鋼利用

　　我國廢鋼產業(yè)規(guī)模龐大，2024年我國廢鋼產生量約為2.5億噸。隨著中國資源循環(huán)集團的掛牌成立，未來報廢機動車、家電及電子產品、退役風電、光伏產品的回收利用將得到加強，廢舊產品設備回收網絡將推動完善，企業(yè)建設回收廢舊產品的逆向物流體系將獲得大力支持。在廢鋼產業(yè)欣欣向榮發(fā)展的同時，積極研發(fā)新設備提升廢鋼分級判級及加工能力，增強資源回收保障十分重要。

　　2024年9月30日，由同創(chuàng)信通研發(fā)的全球首套無人機廢鋼判級系統(tǒng)在湛江鋼鐵正式上線。該系統(tǒng)全面實現廢鋼質檢智能化，消除人為因素的干擾，確保結果的公正性和準確性，一是開單無人化，在廢鋼質檢處屏蔽供應商信息；二是拍照無人化，防止人為選擇性拍照；三是判級自動化，根據無人機拍照照片自動判級；四是預警自動化，危險品及重大質量異常實時報警；五是排班隨機化，隨機分配質檢人員當班質檢區(qū)域，降低廉潔風險；六是取樣點推薦化，自動推薦取樣點，增強取樣隨機性。用友網絡研制的第4代AI廢鋼智能判級系統(tǒng)于2024年9月問世，該系統(tǒng)一是在國內率先采用激光雷達技術提升廢鋼識別的準確率；二是采用廢鋼數字孿生技術實現精準還原，助力供應商質量管理優(yōu)化；三是實現全場景覆蓋判級，提供汽運、船運、料堆判級一體化解決方案。該系統(tǒng)得到了濟源鋼鐵、敬業(yè)鋼鐵、縱橫鋼鐵、鞍山鋼鐵、鼎盛鋼鐵等的持續(xù)關注。

　　當前，鐵前工序（包括原材料處理、焦化、燒結、球團、煉鐵等）能源消耗占鋼鐵生產總能耗的90%，二氧化碳排放量占噸鋼二氧化碳總排放量的95%。因此，降低該部分生產流程的能源消耗及碳排放是鋼鐵工業(yè)綠色低碳發(fā)展的工作重點。我國冶金設備制造商圍繞該方向做了大量卓有成效的工作。

　　在焦化方面，大連華銳重工研制的7.3米超大型搗固焦爐設備在內蒙古黑貓煤化工有限公司成功投產。該設備采用主輔同步設計，有效提升了產品質量；利用輕量化設計理念，降低材料消耗6%以上；首次采用變頻給料控制技術，有效提升了煤餅密度和穩(wěn)定性；導煙管采用高溫低膨脹設計制造技術，保證了與爐體的高效配合，環(huán)保性能得到極大提升。該設備煙塵捕集率可實現98%以上，實現無煙化操作，煤餅坍塌率小于3‰。2024年10月13日，中冶焦耐總承包的印尼德天470萬噸/年焦化項目3號焦爐成功投產，其中的關鍵設備——7米大容積復熱式頂裝焦爐配套采用集氣管壓力調節(jié)、上升管余熱回收等技術，具有環(huán)保排放指標低、煉焦能耗低的優(yōu)勢，同時產出的焦炭密度更大、強度更高、耐高溫性更強。

　　在燒結方面，2024年10月份，中冶長天承攬的新鋼集團1號燒結機項目在江西省新余市熱負荷試車成功。

　　該設備抽風面積660平方米、燒結面積720平方米，配備燒結機高效密封及微負壓控制、新型轉臂式環(huán)冷機、厚料層燒結、智慧燒結、環(huán)冷機熱廢氣梯級利用和近零排放等一系列先進的技術及裝備，并首次采用機頭布袋除塵+活性炭脫硫脫硝一體化的全新煙氣除塵工藝技術。

　　該設備配套的煙氣凈化系統(tǒng)和余熱發(fā)電將大幅提升我國燒結工藝環(huán)保和能源效率，可減排二氧化碳11.95萬噸/年、顆粒物3萬噸/年、二氧化硫2.6萬噸/年、氮氧化物0.46萬噸/年，節(jié)約標準煤4.78萬噸/年，發(fā)電1.89億千瓦時/年。

　　在煉鐵方面，2024年9月份，中冶賽迪設計并承擔核心設備成套建設的印度塔塔Kalinganagar(KPO)鋼廠2號高爐點火投產。塔塔KPO鋼廠2號高爐有效爐容5873立方米，設計年產鐵水437.5萬噸，采用中冶賽迪高效低耗特大型高爐工藝技術以及高風溫頂燃式熱風爐、煤氣干法除塵、水渣轉鼓、高精度噴煤、高效環(huán)境除塵等國產化核心裝備。該項目結合當地原燃料條件和客戶的生產操作習慣，采用全流程三維設計、智能P&ID、模塊化設計等先進設計手段，實現項目全數字化設計、管理和交付。2024年5月份，四川兆強鈦磁科技股份有限公司自熱式回轉窯綠氫微碳煉鐵工藝示范及產業(yè)化項目正式簽約落戶攀枝花釩鈦高新區(qū)。該項目計劃總投資8億元，分兩期投資建設，一期投資1億元，建設1萬噸/年自熱式回轉窯綠氫微碳煉鐵工藝（氫冶金）示范線，計劃于2024年12月底前完成；二期投資7億元，建設10萬噸/年氫冶金產業(yè)化生產線。2024年8月份，湛江鋼鐵國內首套百萬噸級氫基豎爐實現168小時連續(xù)滿負荷生產，順利通過周達產功能考核，并成功驗證了高氫（70%氫氣含量）冶煉條件。該系統(tǒng)可同時使用焦爐煤氣、天然氣、氫氣作為原料氣，比例可靈活調整，具備從富氫、高氫至全氫還原的試驗條件。由建龍集團控股的內蒙古賽思普科技60萬噸/年氫基熔融還原法高純鑄造生鐵技改升級項目備案獲批。該項目位于烏海市海勃灣區(qū)，總投資4.86億元，項目建設為期2年，技術升級改造后，產能可達60萬噸/年。2024年10月份，中氫冶控（成都）科技回轉窯綠氫冶金中試基地項目獲四川省經濟和信息化廳批準。該項目為四川省首個回轉窯綠氫冶金項目，擁有完全自主知識產權的回轉窯直熱式綠氫冶金中試示范線。該項目中試基地將建設1萬噸海綿鐵生產線，完全采用綠氫直接還原赤鐵礦生產海綿鐵。2024年11月29日，世界首條純氫冶金中試線在臨沂成功運行。該項目由中國鋼研自主設計建設，采用氫氣電加熱方式取代燃料燃燒加熱，年產直接還原鐵5萬噸，并擁有50萬噸/年的設計能力。2024年12月份，昌黎縣興國精密機件有限公司“30萬立方米/天綠電電解水制氫-儲氫-450立方米高爐富氫冶煉”示范項目成功投運。該項目噸鐵噴吹純氫量達103立方米，純氫噴入量達8700立方米/小時，固體燃料置換比達0.36千克/立方米～0.5千克/立方米，實現高爐煉鐵減碳8%～11%。該項目配套4套36000立方米/小時堿性電解水制氫設備，在制得純氫的同時，氧氣作為副產品用于高爐鼓風富氧，此階段整體大幅度降低冶煉成本。

　　當前我國正處于實現“雙碳”目標的上半場，但下游行業(yè)對“近零碳鋼”的實際需求倒逼鋼鐵行業(yè)加快實現碳中和的步伐，以直接還原鐵或廢鋼為原料的電爐短流程在此過程中扮演重要角色。國產電爐生產商正和鋼鐵企業(yè)一道，探索低碳發(fā)展路徑。

　　2024年12月份，長春電爐成套設備有限責任公司與重慶足航釩鈦鋼鐵集團有限公司簽訂了《130噸水平連續(xù)加料電爐設備合同》，該設備爐殼直徑7000毫米，此舉標志著國產大型電爐裝備有望提升市場占有率，打破國外公司的壟斷。2024年4月份，由無錫東雄供貨的新疆新安特鋼有限公司120噸電爐煉鋼項目順利投產，該項目配套余熱發(fā)電綠色環(huán)保系統(tǒng)工程每年可回收電力約3000萬千瓦時。2024年6月份，同樣由無錫東雄承建的140噸電爐及配套精煉爐、合金上料，除塵系統(tǒng)及余熱發(fā)電項目在某鋼鐵企業(yè)順利投產。2024年5月份，LIBERTY集團和中冶賽迪（CISDI）在上海簽署匈牙利電爐項目協(xié)議，根據協(xié)議中冶賽迪將對自由鋼鐵在匈牙利建設低碳排放先進電弧爐（EAF）項目進行全面可行性研究，該設備產能可達150萬噸/年。由中冶賽迪供貨的CISDIFlex直流電弧爐柔性電源裝備采用新一代IGBT器件、純水冷卻、模塊化設計、全數字控制，克服了傳統(tǒng)晶閘管直流電源對電網沖擊大、輸出電壓電流調節(jié)能力低、抗沖擊能力弱等缺陷，具備柔性有效連續(xù)調節(jié)電流和電壓的能力。2023年，云南玉溪仙福鋼鐵52噸電爐產能置換升級改造項目投產，由該公司供貨的柔性電源裝備額定功率58兆瓦，額定工作電流116千安，是目前我國單體最大功率的直流電弧爐柔性電源應用案例。

　　2024年以來，就下游需求領域而言，制造業(yè)用鋼規(guī)模有望首次超過建筑用鋼，成為鋼材需求的主力軍。由我國自主研制的金屬材料深加工設備在鋼材需求結構調整方面功不可沒。2024年3月份，中國重型機械工業(yè)協(xié)會發(fā)布《關于2023年重型機械世界之最科技成果認定結果的公告》顯示，溧陽德龍2680毫米寬幅不銹鋼熱連軋生產線項目獲得2023年重型機械世界之最科技成果的認定，是目前世界范圍尺寸最大、裝機水平最高、設計及制造難度最大的寬幅不銹鋼薄帶熱連軋裝備，代表了當前不銹鋼熱連軋生產線的最高水平，突破了2400毫米極限寬度不銹鋼產品熱連軋穩(wěn)定生產的技術難題。2024年7月份，中冶賽迪裝備與河北新武安鋼鐵集團鑫匯冶金有限公司簽訂高線搬遷工程高速區(qū)機電成套項目合同。該產線將增設中冶賽迪自主設計和制造的基于獨立傳動的高速重載線材減定徑機組、軋后溫控裝置、大傾角吐絲機及配套電控與流體系統(tǒng)。改造后，該產線的產品規(guī)格范圍可擴大至?5.5毫米～?24.0毫米，產品以優(yōu)質碳素結構鋼、冷鐓鋼為主，并具備生產更高等級鋼種的能力。2024年12月16日，河鋼全球首條氫冶金綠色汽車板連鑄生產線在河鋼集團張宣科技投產，主要開發(fā)汽車結構用鋼、超低碳鋼、汽車大梁鋼等產品，產品規(guī)格為板坯寬度900毫米～1900毫米、厚度230毫米～250毫米。

　　我國鋼鐵工業(yè)在經過數十年的高速發(fā)展后，國產冶金裝備通過引進吸收消化，自主研發(fā)、制造水平取得了長足的進步，但未來鋼材需求受經濟高質量發(fā)展、新型工業(yè)化建設的需要，下游鋼材需求呈現“量減質增”的趨勢，未來制備更多高品質鋼材勢必給國產冶金裝備的發(fā)展提出更高的要求。面對資源、環(huán)保、市場的多重壓力，為尋找我國冶金裝備發(fā)展的新出路，筆者認為要做好如下方面的工作。

　　一是加強政策及發(fā)展規(guī)劃建設。國家產業(yè)政策的健全與完善、產業(yè)規(guī)劃的制定對行業(yè)的發(fā)展起到決定性作用。當前國家正著力制定新的制造業(yè)穩(wěn)增長政策，大力支持未來產業(yè)及新興產業(yè)，出臺有關支持首臺（套）重大技術裝備孵化及發(fā)展的認定標準及財政支持，此外，新的鋼鐵產能置換辦法正在修訂中。行業(yè)協(xié)會、學會及相關智庫單位建議借此良機，積極組織產業(yè)鏈上下游專家制定行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，著力提升國產設備的自主創(chuàng)新能力。如2024年11月19日，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會在京組織召開鋼鐵工業(yè)“十五五”發(fā)展規(guī)劃研究課題啟動會，在14個子課題中特別提出展開“鋼鐵工業(yè)裝備、產能現狀與發(fā)展趨勢”的研究工作就是一個良好的開端。

　　二是推進產學研用一體化形成。當前我國冶金裝備在一些關鍵的共性技術上，尚未聯(lián)合各方力量進行協(xié)同研發(fā)。以氫冶金為例，當前大多處于中試階段，且各家為了各自的商業(yè)利益，技術壁壘高筑。而學校層面的科研方向與企業(yè)的實際需求不匹配，導致一些前沿技術出現缺位。因此，建議從國家層面引導企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與學校科研院所之間，甚至鋼鐵與上下游各行業(yè)之間聯(lián)合建立公共創(chuàng)新平臺，做到整合各單位的教科研優(yōu)勢，投入有限的人力財力物力，在技術領域取得突破。如近期寶鋼股份—平煤股份聯(lián)合實驗室揭牌，雙方依托該平臺加強綠色礦用材料開發(fā)與應用，為行業(yè)企業(yè)提供了范例。

　　三是鼓勵國產冶金裝備“走出去”。早在2015年，國務院就部署了有關中國裝備“走出去”的六大板塊。其中指出“以鋼鐵、有色、建材、輕紡等行業(yè)為重點，針對國際市場需要，支持企業(yè)利用國內裝備在境外建設上下游配套的生產線，實現產品、技術和合規(guī)標準‘走出去’?！贝伺e為中國鋼鐵冶金裝備出海指明了方向。我國冶金設備制造商可抓住機遇，將先進的技術、設備及人才輸出到“一帶一路”沿線經濟發(fā)展?jié)摿^大、城市化及基建增長迅速的國家和地區(qū)。如中冶賽迪自2003年起走出國門，已承攬海外項目合同額近300億元，帶動中國設備出口200余億元。鋼鐵企業(yè)全球排名前50強中，有44家已成為中冶賽迪的客戶。

　　展望未來，冶金裝備的不斷革新將驅動鋼鐵行業(yè)邁向新高度。我們有理由相信，經過國家層面、行業(yè)層面及企業(yè)層面的共同努力，將有更多具備自主知識產權的冶金裝備首發(fā)問世，引領全球鋼鐵行業(yè)高質量發(fā)展。