先進(jìn)制造技術(shù)在鋼鐵材料中的應(yīng)用簡(jiǎn)介

1、第一章 先進(jìn)制造技術(shù)在鋼鐵材料中的應(yīng)用簡(jiǎn)介1.1淺析先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)要把原材料變成市場(chǎng)所需求的產(chǎn)品，需要采用一系列的技術(shù)，總稱之為制造技 術(shù)。近代制造技術(shù)的形成距今大約只有兩百年。18世紀(jì)后葉，以蒸汽機(jī)和工具機(jī)發(fā)明為特征的產(chǎn)業(yè)革命，開始了機(jī)器為主導(dǎo)地位的新紀(jì)元，促成了制造企業(yè)雛形一工場(chǎng)式生產(chǎn)的出現(xiàn)。20世紀(jì)初燃機(jī)的發(fā)明，引發(fā)了制造業(yè)的革命，流水生產(chǎn)線和泰勒 式工作制得到了廣泛的應(yīng)用，并導(dǎo)致了制造技術(shù)的過細(xì)分工和制造系統(tǒng)的功能分解， 產(chǎn)生了鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)、機(jī)械加工、裝配等制造工藝和裝備。 第二次世界大戰(zhàn)后，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)得到迅速發(fā)展，推動(dòng)了 制造技

2、術(shù)向高質(zhì)量生產(chǎn)和柔性生產(chǎn)的方向發(fā)展。自80年代以來，受市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化的牽引及商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇的影響，制造技術(shù)進(jìn)人了面向市場(chǎng)、柔性生產(chǎn)的新階段， 引發(fā)了生產(chǎn)模式和管理技術(shù)的革命。在這樣的背景下，傳統(tǒng)制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)為核 心的信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合，形成了先進(jìn)制造技術(shù)。1先進(jìn)制造技術(shù) AMT(adva need manufacturing tech no logy)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、銷售、使 用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和 靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。 它

3、集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的成果，充分利用了信息技術(shù)，使制造技術(shù)提高 到新的高度。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和學(xué)科間的交 叉融合，先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)和趨勢(shì)，新技術(shù)、新概念層 出不窮，如并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、虛擬制造(VM)、智能制造(IM)、綠色制 造(GM)等都代表了 AMT勺發(fā)展方向。2先進(jìn)制造技術(shù)與綜合國(guó)力1.121先進(jìn)制造技術(shù)與綜合國(guó)力先進(jìn)制造技術(shù)是影響一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的戰(zhàn)略技術(shù)、工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史表明，制造技術(shù)的出現(xiàn)和進(jìn)步，對(duì)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和具有重要的影響。第 二次世界大戰(zhàn)后，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策走了一條技術(shù)引進(jìn)一一自主開發(fā)一一個(gè)性化

4、、 創(chuàng)造性的自主開發(fā)一一加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的發(fā)展道路。七、八十年代，正當(dāng)美國(guó)視制造 業(yè)為“夕陽工業(yè)”時(shí)，日本卻悄悄的把主要力量投人到制造技術(shù)上，以致許多由美 國(guó)最先發(fā)明的技術(shù)和產(chǎn)品，卻由日本最先做成了產(chǎn)品，投人市場(chǎng)，取得了重大的經(jīng) 濟(jì)效益和快速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，在許多方面的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力處于首位。先進(jìn)制造技術(shù)也是影響一個(gè)國(guó)家國(guó)防實(shí)力的戰(zhàn)略技術(shù)，因現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)正向高科技 的方向發(fā)展，就必須使國(guó)防建設(shè)立足于高科技裝備之上。只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)、 工藝設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)國(guó)防現(xiàn)代化，提高國(guó)防實(shí)力。先進(jìn)制造技術(shù)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的 技術(shù)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造必須依賴先進(jìn)制造技術(shù)與先進(jìn)的技術(shù)裝備。一個(gè)國(guó)家的 制造業(yè)是其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱

5、、是國(guó)民收人的重要來源，無論是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還是新 興工業(yè)國(guó)家，制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中都處于一個(gè)十分重要的地位。采用先進(jìn)制造技術(shù)、 工藝和裝備，改造以機(jī)械制造業(yè)為代表的我國(guó)制造業(yè)，是實(shí)現(xiàn)其技術(shù)升級(jí)、進(jìn)而走 出困境的有利舉措。先進(jìn)制造技術(shù)是高技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的接口、橋梁和通道，科技 成果一般要直接通過先進(jìn)制造技術(shù)，或通過先進(jìn)制造技術(shù)、工藝和裝備生產(chǎn)出的技 術(shù)裝備才能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，物化為人類可使用的產(chǎn)品。先進(jìn)制造技術(shù)作為高新技術(shù) 物化和產(chǎn)業(yè)化的接口、橋梁和通道，對(duì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的形成、對(duì)未來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起 著十分重要的作用。31.122我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r近10年來，中國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)在政府的關(guān)懷下得到快

6、速發(fā)展和重大突破。具體 表現(xiàn)在以下9個(gè)方面：a. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)普及化。CAD技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，提高了中 國(guó)企業(yè)整體的設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品開發(fā)能力。以三維CAD和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為重 點(diǎn)，在軟件市場(chǎng)和企業(yè)應(yīng)用方面得到充分的發(fā)揮。 在三維CAD軟件開發(fā)上， 主要表現(xiàn)為：第一代三維CAD軟件及CADXCAM系統(tǒng)紛紛上市、建立了 2D 和3D統(tǒng)一模型，軟件的集成性得到提高與改善，軟件的專業(yè)化和本地化 得到加強(qiáng)。b. 快速原型制造技術(shù)由起步邁向成熟， 應(yīng)用初具規(guī)模。快速原型制造技術(shù)是國(guó)外在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的高新技術(shù)，包括一切由CAD莫型直 接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實(shí)體的技術(shù)總

7、稱。中國(guó)從20世紀(jì)90年代期間起步，并取得了突破性的進(jìn)展。目前已掌握了 4種最主要的快速 成型制造技術(shù)，即立體印刷（SLA）、分層實(shí)體制造（LOM）、選擇性激光燒 結(jié)（SIS）、熔融沉積成形（FDM）技術(shù)，并在工藝、裝備、材料方面并舉 發(fā)展。采用上述技術(shù)的設(shè)備國(guó)都已商品化生產(chǎn)，投放國(guó) 市場(chǎng)并有少量出口。c. 精密成形與加工技術(shù)水平顯著提高，在汽車零部件、重大裝配制造中獲得 廣泛應(yīng)用。精密成形與加工技術(shù)是指機(jī)械零部件從毛坯成形、零件加工到 裝配成為產(chǎn)品的全過程中，采用近凈成形、近無缺陷成形、超精密和超高 速等多種先進(jìn)技術(shù)，使制造過程精密、高效、低耗，以獲得高 精度、高品質(zhì)產(chǎn)品的綜合集成技術(shù)，近

8、5年來取得重大進(jìn)展。d. 熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)取得重要進(jìn)展， 使材料熱加工由“技藝”走向“科 學(xué)”。熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)以材料熱加工過程的精確數(shù)學(xué)建模和物理 建模為基礎(chǔ)，以數(shù)值模擬及相應(yīng)的精確測(cè)試為手段， 能夠在計(jì)算機(jī)逼真的 擬實(shí)環(huán)境中動(dòng)態(tài)模擬熱加工過程，預(yù)測(cè)材料經(jīng)過成形、改性制成零件毛坯 后的組織性能品質(zhì)，特別是能找出易發(fā)缺陷的成因及消除方法，通過在虛 擬條件下工藝參數(shù)的反復(fù)比較，得出最優(yōu)工藝方案，通過模擬優(yōu)化，可以確保關(guān)鍵大件一次制造成功；對(duì)于大批量生產(chǎn)的毛坯件，可以減小試模次 數(shù)，直至確保一次試模成功。e. 激光加工在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用獲得經(jīng)濟(jì)效 益。在應(yīng)用

9、基礎(chǔ)研究方面：大功率 CO及YAG激光三維焊接和切割機(jī)理 與技術(shù)研究已取得重要進(jìn)展，一是建立了大功率激光光束的傳輸與聚焦理論及加工用激光光束品質(zhì)的評(píng)定方法；二是建立了具有真正實(shí)用價(jià)值的 激光三維加工數(shù)控自動(dòng)編程。f. 數(shù)控技術(shù)取得重要進(jìn)展，國(guó)市場(chǎng)占有率有所提高。中國(guó)在數(shù)控機(jī)床共性關(guān) 鍵技術(shù)攻關(guān)、數(shù)控機(jī)床開發(fā)、數(shù)控系統(tǒng)和普及型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化工程研究、 傳統(tǒng)裝備的數(shù)控化改造等方面取得了進(jìn)展，在一些基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)上有重大突破。開發(fā)出PC機(jī)為平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)，在充分利用計(jì)算機(jī)高速發(fā) 展的硬件技術(shù)基礎(chǔ)上提高了軟件開發(fā)水平。 在數(shù)控系統(tǒng)功能上，解決了多 坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制、診斷等技術(shù)難題。

10、開發(fā)了高速主軸 單元、加工中心刀庫和數(shù)控車床回轉(zhuǎn)動(dòng)力刀架，普及型數(shù)控機(jī)床整體性能 有了較大提高。g. 現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表研究開發(fā)獲重要進(jìn)展， 應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)?；谟?jì)算機(jī)及數(shù)字通信技術(shù)的工業(yè)控制通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，以及相關(guān)的設(shè)備及系統(tǒng)技術(shù)獲得快速發(fā)展，這是未來工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和自動(dòng)化控制 技術(shù)的重要發(fā)展方向。h. 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用取得突破，在國(guó)際上已占有一席之地。現(xiàn)代 集成制造系統(tǒng)是一種新的制造模式，將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技 術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段，通過信息集成、過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、信息流、價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到人與 組織，經(jīng)營(yíng)管理和

11、技術(shù)三要素的集成優(yōu)化，以改進(jìn)產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間、品 質(zhì)、成本、服務(wù)和環(huán)境，從而提高企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。i. 新生產(chǎn)模式的研究和實(shí)踐具有特色，推動(dòng)了中國(guó)制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和管理現(xiàn)代化，并在中國(guó)汽車制造業(yè)中首先推廣。通過精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、減少管理層次 和消除各種浪現(xiàn)象，顯著提高了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。4先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及其分類目前對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)很不統(tǒng)一，下面給出二種先進(jìn)制造技術(shù)的 體系結(jié)構(gòu)以供參考。機(jī)械科學(xué)研究院（AMST提出的先進(jìn)制造技術(shù)由多層次技術(shù)群構(gòu) 成的體系圖（圖1），強(qiáng)調(diào)了從基礎(chǔ)制造技術(shù)、新型制造單元技術(shù)到先進(jìn)制造集成技術(shù) 的發(fā)展過程，也表明了在新型產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)需求的帶動(dòng)之下，在

12、各種高新技術(shù)的推動(dòng) 下先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展過程。先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的學(xué)科門類多，包含的技術(shù)容廣泛。1994年，美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)將先進(jìn)制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群，即：1）主體技術(shù)群；2）支撐技術(shù)群；3）管理技術(shù)群。國(guó)學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和充實(shí)，將其分為如圖2所示的三大主體技術(shù)群和一個(gè)支撐技術(shù)群。6逼丸隨吏戟炸業(yè):社測(cè)脫靈議解鰹捷術(shù)fftim設(shè)計(jì)證術(shù)詳 產(chǎn)鬲* 丁藝設(shè)計(jì) 卄算機(jī)輔紂設(shè)計(jì)工藝過程建樣和仿Jt -工藝規(guī)程說計(jì)系址L畀集農(nóng) 工惟殲峻浚計(jì). 快盤嵐形畏術(shù) ©井打討計(jì)制造T藝戎術(shù)禪 材料生產(chǎn)工藝 加r工藝 就叢和程配 崗試?yán)麢z鑒 環(huán)煤柱朮 迢it幔技術(shù)其恤支桶按忒*

13、工信宜技*:捲門和涌信.數(shù)骼零，K班權(quán)蟻.枕件工稈. 人工智能，決竜克持煒瞄和幗耗；救窗驚曬.產(chǎn)品定児標(biāo)雇.工藝標(biāo)冷* tftfe 如眸.播口框架瞬和工Att術(shù)；4被翦和捷制技術(shù)管揮枝耒口1罷J說耳用戶膿直冑交互作用人最堆訓(xùn)fnKflr少全區(qū)監(jiān)督槪星淮評(píng)測(cè)si時(shí)勵(lì)鮭imw惦擁觀和純團(tuán)2先進(jìn)制崔枝術(shù)斷徘丘的學(xué)科.技術(shù)會(huì)喜找術(shù)搽骯和劇用1.2我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 20世紀(jì)鋼鐵工業(yè)回顧中國(guó)鋼鐵工業(yè)主要成就（1）產(chǎn)量高速發(fā)展（2）質(zhì)量顯著提高（3）品種齊全，基本滿足國(guó)需求（4）能耗逐年降低（5）勞動(dòng)生產(chǎn)率逐步提高（6）環(huán)境污染得到治理1.2.1.2 20世紀(jì)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的主要進(jìn)步（1）高爐大

14、型化和噴煤技術(shù)（2）純氧轉(zhuǎn)爐技術(shù)（3）連鑄技術(shù)的崛起（4）爐外處理技術(shù)的發(fā)展（5）連軋技術(shù)的發(fā)展（6）電爐短流程的興起7122 21世紀(jì)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)1.2.2.1 煉鐵預(yù)計(jì)高爐仍將是21世紀(jì)最主要的煉鐵方法。但是在環(huán)境污染、對(duì)燃料的適應(yīng)性 和生產(chǎn)效率等方面將受到熔融還原等新興工藝技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。21世紀(jì)將發(fā)展以下高爐技術(shù)：（1）大量噴煤降低焦比（2）長(zhǎng)壽技術(shù)（3）提高利用系數(shù)1.2.2.2 煉鋼21世紀(jì)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展將日臻完善，逐步向純凈化、連續(xù)化和高效化方向 發(fā)展：（1）高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝技術(shù)（2）建立大規(guī)模生產(chǎn)潔凈鋼的工藝體系（3）高效電爐及短流程生產(chǎn)工藝1.2.2.3 連鑄（

15、1）高效連鑄工藝：是指高拉速、高質(zhì)量、高作業(yè)，是連鑄技術(shù)向縱深發(fā)展的基礎(chǔ)（2）連鑄連軋技術(shù)，是簡(jiǎn)化工序、節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本的重大跨世紀(jì)鋼鐵生產(chǎn) 技術(shù)；1.2.2.4 車L鋼現(xiàn)代加工技術(shù)的發(fā)展使熱軋產(chǎn)品的尺寸精度和質(zhì)量得以提高，熱軋產(chǎn)品更多的 代替冷軋產(chǎn)品已成為可能。面向21世紀(jì)，軋鋼技術(shù)的發(fā)展將實(shí)施精品戰(zhàn)略，重點(diǎn)開 發(fā)以下技術(shù)：大斷面高剛度厚板軋機(jī)生產(chǎn)技術(shù)；冷熱軋板厚、版型在線測(cè)量及人工智能控制技術(shù)； 型鋼生產(chǎn)中，柔性軋制技術(shù)、無孔型平輥軋制技術(shù)及切分軋制綜合系統(tǒng)；連軋管竹 節(jié)與力減徑頭尾端部壁厚控制技術(shù)。環(huán)境保護(hù)和綜合利用技術(shù)（1）各種節(jié)能技術(shù)冶金生產(chǎn)中主要的節(jié)能技術(shù)包括： 高爐高煤粉量

16、噴吹技術(shù)，以煤代焦； 高速連鑄技術(shù)，擴(kuò)鑄比； 連鑄連軋技術(shù)； 廢鋼預(yù)熱技術(shù)； 鋼水快速加熱、保溫技術(shù)； 高性能、高效率加熱噴嘴；廢熱最大限度的回收利用技術(shù)： CDC裝置； 燒結(jié)機(jī)排熱回收裝置； TRT裝置； 高爐干式除塵裝置； 轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)； 熱水、蒸汽的回收利用等。（2）爐渣的綜合利用技術(shù)（3）粉塵回收技術(shù)122.6冶金自動(dòng)化近年來，冶金自動(dòng)化技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。由于自動(dòng)化系統(tǒng)可以提供高速計(jì) 算功能、大容量信心存儲(chǔ)和簡(jiǎn)潔的研制開發(fā)手段。能方便地實(shí)現(xiàn)離線仿真和在線控 制功能，不僅有利于提高現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)效率，而且促進(jìn)了新工藝的發(fā)展。（1）在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展（2）過程只能控制技術(shù)的發(fā)展（3

17、）引入企業(yè)部網(wǎng)絡(luò)891.321世紀(jì)鋼鐵工業(yè)的去向鋼鐵材料作為人類社會(huì)使用的最主要的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最大的功能材料這種格 局在21世紀(jì)前半葉不會(huì)有大的改變。其依據(jù)是：鐵是地殼中含量較多的元素之一, 地殼中含量最多的元素是氧（以氧化物存在）、硅和鋁，而氧不能作為結(jié)構(gòu)材料使用; 硅太脆，不可能代替鐵；鋁可以作為結(jié)構(gòu)材料，但由于鋁和氧親和力強(qiáng)，其提煉比 鐵困難，所以從地殼構(gòu)成看，鋼鐵材料的重要性不會(huì)改變，除非科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)新的突破；鋼鐵材 料的性能價(jià)格 比最好，是所有材料中的首選；鐵材料易于回收利用，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)必將繼續(xù)發(fā)展。 在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，人類社會(huì)對(duì)鋼鐵材料的需求亦將

18、繼續(xù)增長(zhǎng)。二次世界大戰(zhàn)后，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，爾后的十多年間，一部分發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入后工業(yè)化階段，一部分國(guó)家進(jìn)入工業(yè)化過程，尚有一些國(guó)家未步入工業(yè)化。完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的國(guó) 家，鋼材需求量下降；處于工業(yè)化過程的國(guó)家，鋼材需求量增長(zhǎng)；總的趨勢(shì)使全球 鋼產(chǎn)量在波動(dòng)中增長(zhǎng)。到2030年，世界人口達(dá)到85億時(shí)，全球鋼產(chǎn)量至少達(dá)10億 t。由此可見，鋼鐵工業(yè)在 21世紀(jì)決非“夕陽工業(yè)”。另一方面，21世紀(jì)鋼鐵工業(yè) 雖然將繼續(xù)增長(zhǎng)，但面臨的挑戰(zhàn)也是空前嚴(yán)峻的。應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的實(shí)質(zhì)是兩大課題：“如何進(jìn)一步提高鋼鐵工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力”，“如何減輕鋼鐵工業(yè)對(duì)地球環(huán)境的負(fù)荷，將鋼鐵工 業(yè)建成為對(duì)地球環(huán)境友好，以實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”。鋼

19、鐵工業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)化先進(jìn)制造技術(shù)化長(zhǎng)期以來，人們習(xí)慣于把機(jī)械 電器設(shè)備制造業(yè)作為制造業(yè)，鋼鐵冶煉不算作制 造業(yè)。近年來，人們認(rèn)為，凡加工生產(chǎn)商品的都屬于制造業(yè)。按此定義，21世紀(jì) 的鋼鐵工業(yè)也必須開發(fā)新工藝、新產(chǎn)品和新裝備，將鋼鐵生產(chǎn)過程進(jìn)一步集成優(yōu)化， 將各個(gè)工序逐步改進(jìn)為用信息技術(shù)支撐的全自動(dòng)的工序單元。只有這樣做，才能進(jìn) 一步提高效率，改善質(zhì)量，降低消耗，降低成本，提高鋼鐵工業(yè)的總體競(jìng)爭(zhēng)力。目 前能基本達(dá)到這一水平的工序僅局限于某些軋鋼工序，并且與機(jī)電制造業(yè)相比，在產(chǎn)品質(zhì)量控制上，還有差距。顯而易見，21世紀(jì)鋼鐵工業(yè)在與其他材料工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中要想取得優(yōu)勢(shì)，必須在先進(jìn)制造技術(shù)化方面取得突破

20、。綠色之造化地球環(huán)境惡化是21世紀(jì)人類社會(huì)面臨的最大威脅。為改變這一狀況，全球鋼鐵 工業(yè)在減輕環(huán)境負(fù)荷方面所面臨的壓力必然愈來愈大。對(duì)全球鋼鐵工業(yè)來講，要減 輕地球環(huán)境負(fù)荷，必須實(shí)施污染的末端治理與源頭治理并舉的方針，并把治理重點(diǎn)由末端移至源頭。排放無害化是環(huán)境保護(hù)的最低要求。制造過程中排放物 的再資 源化、再能源化及減少排放，是實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)綠色制造重點(diǎn)（見圖 3）胖源的優(yōu)化、舉 戰(zhàn)坊創(chuàng)新 賽源卜j能I源消隹的J制造過種屮排枚物的再KKfc再能源応打無害化處理隊(duì)塵及塵泥利用少at廢渣廢水 廢氣排投達(dá)標(biāo)二次蚪 供能源廠區(qū)住氣 貞!ft込杯圖3綠色創(chuàng)鐵制辺工廠壞境負(fù)荷示意圖132鋼鐵生產(chǎn)的前沿技術(shù)

21、熔融還原煉鐵法立足于非焦煤的煉鐵新方法能解決當(dāng)今鋼鐵工業(yè)發(fā)展面臨的焦煤匱乏和環(huán)境污 染兩大難題，并能省略煉焦和燒結(jié)工序，縮短工藝流程，具有降低基建投資和生產(chǎn) 成本、增強(qiáng)生產(chǎn)靈活性提高鐵水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。近終形連鑄連軋技術(shù)厚2090mn薄板坯連鑄和1.55mm薄帶連鑄被人們稱為近終形狀澆注技術(shù)。由 于省去部分或全部熱軋，被認(rèn)為是新一代連鑄技術(shù)，主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)生產(chǎn)周期短(2)節(jié)能降耗，流程短(3)生產(chǎn)成本低(4)節(jié)省投資近終形連鑄技術(shù)有望成為跨世紀(jì)板帶生產(chǎn)的主流，世界各國(guó)都投入大量的人力、財(cái)力競(jìng)相開發(fā)。半凝固加工工藝半凝固加工對(duì)提高金屬材料的質(zhì)量和功能起著很大的作用，和熔融還原法并列 為鋼鐵業(yè)21

22、世紀(jì)重大技術(shù)。半凝固加工工藝是把鑄造工序和加工工序綜合在一起的 金屬成型新方法。其發(fā)展前景非常廣闊，目前科研工作者正在探索的半凝固加工工藝有：機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法和粘鑄法等。1.324無污染冶金企業(yè)人類為了生存和持續(xù)發(fā)展，保護(hù)環(huán)境將是 21世紀(jì)中最重要的任務(wù)。作為重要污 染源的冶金企業(yè)應(yīng)成為無污染工廠。采取高品位、高質(zhì)量的清潔原材料和能源，選 擇無污染和少污染的替代產(chǎn)品，減少廢物的排放，即以最少量的投入得到最高的產(chǎn) 出和最少的污染。先進(jìn)、高效的清潔生產(chǎn)工藝及其技術(shù)裝備，對(duì)生產(chǎn)過程中的廢水、 廢氣、粉塵等排泄物進(jìn)行清潔處理，實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的零排放。加強(qiáng)生產(chǎn)過程中煤氣 回收，各種廢氣、廢渣和熱錠坯的預(yù)熱利用等，最大限度提高能源利用率。所以， 未來的冶金企業(yè)應(yīng)當(dāng)是零污染，資源百分之百