基礎材料強國制造技術路線 鋼鐵材料卷

本書描述了鋼鐵行業領域先進基礎材料所面臨的問題和形勢，了解和掌握我國相應材料領域先進基礎材料供需狀況，深入分析未來先進基礎材料發展趨勢。統籌提出先進基礎材料領域強國戰略思路、發展目標及重點任務，制定先進基礎材料2020-2035發展技術路線圖。并提出合理可行的政策與保障措施建議，為我國材料強國2035戰略實施提供基礎支撐.

中國科協先進材料學會聯合體 中國金屬學會 組織編寫。其中精品制造篇由中國鋼研科技集團有限公司、北京科技大學、中國寶武鋼鐵集團有限公司、鞍鋼集團等單位相關專家編寫，綠色制造篇由中國冶金科工集團有限公司組織中冶賽迪集團有限公司、中冶建筑研究總院有限公司、中冶焦耐工程技術有限公司等單位負責編寫，智能制造篇由中國鋼研科技集團有限公司冶金自動化研究設計院、中國寶武鋼鐵集團有限公司相關專家編寫。

《基礎材料強國制造技術路線 鋼鐵材料卷》闡述了用于基礎零部件制造、船舶及海洋工程、軌道交通、汽車、能源、油氣輸送、石油化工、建筑、工程機械等的先進鋼鐵材料的關鍵指標和發展戰略；鋼鐵材料主要產品和技術流程，資源綜合利用、能耗及排放特征以及節能、環保的關鍵技術；鋼鐵行業智能裝備、智能系統、工業專用軟件、新一代信息技術的應用和冶金流程在線檢測、冶金工業機器人、鋼鐵復雜生產過程智能控制系統、全流程一體化計劃調度系統、全流程質量管控系統、能源與生產協同優化系統、設備精準運維系統、鋼鐵供應鏈全局優化系統、鋼鐵工業互聯網平臺等技術的發展路徑。 本書可供鋼鐵行業、企業、科研院所及主管部門參考。

第1篇 精品制造
第1章 總論 003 
1.1 我國鋼鐵產業發展概況 004
1.2 先進鋼鐵材料需求和形勢分析 005
1.3 2035 年鋼鐵強國主要目標 007
1.4 實現鋼鐵材料強國戰略途徑分析 008
1.5 實現鋼鐵材料強國的重大技術措施 009
1.6 技術路線圖 010
1.7 政策措施及建議 011

第2章 基礎零部件用鋼 013 
2.1 齒輪鋼 014
2.1.1 應用領域和種類范圍 014
2.1.2 現狀與需求分析 014
2.1.3 存在的問題 015
2.1.4 發展愿景 016
2.2 軸承鋼 016
2.2.1 應用領域和種類范圍 016
2.2.2 現狀與需求分析 017
2.2.3 存在的問題 019
2.2.4 發展愿景 019
2.3 模具鋼 020
2.3.1 應用領域和種類范圍 020
2.3.2 現狀與需求分析 020
2.3.3 存在的問題 021
2.3.4 發展愿景 022

第3章 船舶及海洋工程用鋼 023 
3.1 先進船體用鋼 024
3.1.1 應用領域和種類范圍 024
3.1.2 現狀與需求分析 024
3.1.3 存在的問題 025
3.1.4 發展愿景 025
3.2 先進海洋平臺用鋼 026
3.2.1 應用領域和種類范圍 026
3.2.2 現狀與需求分析 026
3.2.3 存在的問題 027
3.2.4 發展愿景 027
3.3 深海油氣鉆采儲用關鍵材料 028
3.3.1 應用領域和種類范圍 028
3.3.2 現狀與需求分析 029
3.3.3 存在的問題 030
3.3.4 發展愿景 030
3.4 島礁基礎設施用鋼 031
3.4.1 應用領域和種類范圍 031
3.4.2 現狀與需求分析 032
3.4.3 存在的問題 033
3.4.4 發展愿景 033

第4章 先進軌道交通用鋼 035 
4.1 鋼軌用鋼 036
4.1.1 應用領域和種類范圍 036
4.1.2 現狀與需求分析 036
4.1.3 存在的問題 037
4.1.4 發展愿景 037
4.2 高鐵車輪用鋼 038
4.2.1 應用領域和種類范圍 038
4.2.2 現狀與需求分析 038
4.2.3 存在的問題 039
4.2.4 發展愿景 039
4.3 高鐵車軸用鋼 040
4.3.1 應用領域和種類范圍 040
4.3.2 現狀與需求分析 040
4.3.3 存在的問題 041
4.3.4 發展愿景 041

第5章 先進汽車用鋼 043 
5.1 汽車用先進高強鋼 044
5.1.1 應用領域和種類范圍 044
5.1.2 現狀與需求分析 044
5.1.3 存在的問題 045
5.1.4 發展愿景 046
5.2 汽車彈簧鋼 046
5.2.1 應用領域和種類范圍 046
5.2.2 現狀與需求分析 047
5.2.3 存在的問題 047
5.2.4 發展愿景 047
5.3 汽車緊固件用鋼 048
5.3.1 應用領域和種類范圍 048
5.3.2 現狀與需求分析 048
5.3.3 存在的問題 048
5.3.4 發展愿景 049

第6章 能源用鋼 051 
6.1 先進核電用鋼 052
6.1.1 應用領域和種類范圍 052
6.1.2 現狀與需求分析 053
6.1.3 存在的問題 054
6.1.4 發展愿景 056
6.2 630～700℃高蒸汽參數先進超超臨界機組關鍵用材 056
6.2.1 應用領域和種類范圍 056
6.2.2 現狀與需求分析 057
6.2.3 存在的問題 057
6.2.4 發展愿景 058
6.3 高性能電工鋼 058
6.3.1 應用領域和種類范圍 058
6.3.2 現狀與需求分析 059
6.3.3 存在的問題 059
6.3.4 發展愿景 060
6.4 非晶合金帶材 060
6.4.1 應用領域和種類范圍 060
6.4.2 現狀與需求分析 061
6.4.3 存在的問題 061
6.4.4 發展愿景 062

第7章 油氣輸送用高強韌管線鋼 063 
7.1 應用領域和種類范圍 064
7.2 現狀與需求分析 064
7.3 存在的問題 065
7.4 發展愿景 066
7.4.1 戰略目標 066
7.4.2 重點發展任務 066

第8章 石化壓力容器用鋼 069 
8.1 石化壓力容器用鋼應用領域和種類范圍 070
8.1.1 應用范圍 070
8.1.2 所屬鋼種 070
8.2 石化壓力容器用鋼現狀與需求分析 070
8.2.1 石化壓力容器用鋼“十三五”期間現狀 070
8.2.2 需求分析 073
8.3 石化壓力容器用鋼存在的問題 075
8.4 石化壓力容器用鋼發展愿景 076
8.4.1 戰略目標 076
8.4.2 重點發展任務 076
8.4.3 實施路徑 077
8.5 措施和建議 077

第9章 新一代功能復合化建筑用鋼 079 
9.1 高強耐火耐候房屋建筑鋼 080
9.1.1 應用領域和種類范圍 080
9.1.2 現狀與需求分析 080
9.1.3 存在的問題 082
9.1.4 發展愿景 082
9.2 橋梁用鋼 083
9.2.1 應用領域和種類范圍 083
9.2.2 現狀與需求分析 084
9.2.3 存在的問題 085
9.2.4 發展愿景 086

第10章 工程機械用鋼 089 
10.1 700MPa 以上級別高強度鋼板 090
10.1.1 應用領域和種類范圍 090
10.1.2 現狀與需求分析 090
10.1.3 存在的問題 091
10.1.4 發展愿景 092
10.2 高性能耐磨鋼 093
10.2.1 應用領域和種類范圍 093
10.2.2 現狀與需求分析 093
10.2.3 存在的問題 094
10.2.4 發展愿景 094
10.3 掘進機刀具用鋼 095
10.3.1 應用領域和種類范圍 095
10.3.2 現狀與需求分析 095
10.3.3 存在的問題 096
10.3.4 發展愿景 096
10.4 大線能量焊接材料 097
10.4.1 應用領域和種類范圍 097
10.4.2 現狀與需求分析 097
10.4.3 存在的問題 098
10.4.4 發展愿景 099

第11章 高品質不銹鋼及耐蝕合金 101 
11.1 應用領域和種類范圍 102
11.2 現狀與需求分析 102
11.3 存在的問題 103
11.4 發展愿景 103
11.4.1 戰略目標 103
11.4.2 重點發展任務 103

第12章 其他先進鋼鐵材料 105 
12.1 高溫合金 106
12.1.1 應用領域和種類范圍 106
12.1.2 現狀與需求分析 107
12.1.3 存在的問題 109
12.1.4 發展愿景 110
12.2 超高強度鋼 111
12.2.1 應用領域和種類范圍 111
12.2.2 現狀與需求分析 111
12.2.3 存在的問題 112
12.2.4 發展愿景 113


第2篇 綠色制造
第1章 鋼鐵綠色制造概況 117 
1.1 鋼鐵綠色制造的概念和內涵 118
1.1.1 綠色制造的概念 118
1.1.2 鋼鐵綠色制造的內涵 118
1.1.3 鋼鐵綠色制造的現狀與趨勢 119
1.2 鋼鐵材料主要產品和技術流程 120
1.2.1 鋼鐵材料特性及主要產品 120
1.2.2 鋼鐵材料生產工藝流程 121
1.2.3 中國鋼鐵產能及分布 123
1.3 鋼鐵資源綜合利用、能耗及排放特征 124
1.3.1 資源綜合利用特征 124
1.3.2 能耗品類及工序特征 124
1.3.3 排放物料及工序特征 125
1.4 國外鋼鐵綠色制造的主要計劃 126
1.4.1 日本COURSE50 126
1.4.2 瑞典HYBRIT 127
1.4.3 德國H2FUTURE 128
1.4.4 德國SALCOS 129
1.5 我國鋼鐵綠色制造的主要成績 130
1.5.1 政策導向 130
1.5.2 能耗及排放關鍵技術指標 131
1.5.3 代表性鋼企的綠色制造實踐 131

第2章 鋼鐵行業資源綜合利用現狀和趨勢 133 
2.1 中國單位產鋼資源綜合利用指標 134
2.2 中國與國外單位產鋼資源綜合利用指標對比 140
2.2.1 行業指標 140
2.2.2 典型鋼企指標. 142
2.3 國內外資源綜合利用措施現狀 143
2.4 與國外的差距和存在的主要問題 146
2.5 未來鋼鐵行業資源綜合利用技術趨勢 147

第3章 鋼鐵行業節能現狀和趨勢 149 
3.1 中國單位產鋼能耗指標規范要求 150
3.2 單位產鋼能耗指標實際現狀 156
3.2.1 行業指標 156
3.2.2 典型鋼企指標 157
3.2.3 鋼鐵生產能源介質流向示意圖 158
3.3 節能措施現狀 158
3.3.1 石灰 158
3.3.2 燒結 158
3.3.3 球團 158
3.3.4 焦化 159
3.3.5 高爐煉鐵 159
3.3.6 轉爐煉鋼 159
3.3.7 電爐煉鋼 159
3.3.8 連鑄 159
3.3.9 軋鋼 160
3.3.10 能源公輔 160
3.4 與國外鋼鐵企業能源消耗對比 160
3.5 未來鋼鐵產業節能技術趨勢 161

第4章 鋼鐵行業環?，F狀和趨勢 163 
4.1 中國單位產鋼環保指標 164
4.2 中國與國外單位產鋼環保指標對比 164
4.2.1 行業指標 164
4.2.2 典型鋼企指標 166
4.2.3 全流程鋼鐵生產主要污染物排放示意圖 166
4.3 國內外環保措施現狀 167
4.3.1 廢水 167
4.3.2 SO2 169
4.3.3 NOx 170
4.3.4 顆粒物 171
4.3.5 噪聲 172
4.3.6 固廢 173
4.3.7 CO2 174
4.3.8 有機物 176
4.4 與國外的差距和存在的主要問題 176
4.5 未來鋼鐵產業環保技術趨勢 178

第5章 鋼鐵綠色制造發展目標 179 
5.1 基本原則 180
5.2 發展需求與行業總體環境負荷關系 180
5.3 鋼鐵行業2035 年綠色制造技術路線圖 180
5.3.1 發展愿景 180
5.3.2 鋼鐵行業發展技術路線圖 181

第6章 鋼鐵綠色制造關鍵技術 183 
6.1 關鍵技術分類及評估 184
6.2 原料 184
6.2.1 排放和能源消耗 185
6.2.2 推薦應用的關鍵技術 185
6.2.3 加快工業化研發的關鍵技術 186
6.2.4 積極關注的關鍵技術 186
6.3 石灰 187
6.3.1 排放和能源消耗 187
6.3.2 推薦應用的關鍵技術 195
6.3.3 加快工業化研發的關鍵技術. 204
6.3.4 積極關注的關鍵技術 209
6.4 燒結 211
6.4.1 排放和能源消耗 211
6.4.2 推薦應用的關鍵技術 213
6.4.3 加快工業化研發的關鍵技術 221
6.4.4 積極關注的關鍵技術 224
6.5 球團 229
6.5.1 排放和能源消耗 230
6.5.2 推薦應用的關鍵技術 233
6.5.3 加快工業化研發的關鍵技術 237
6.5.4 積極關注的關鍵技術 239
6.6 焦化 240
6.6.1 排放和能源消耗 240
6.6.2 推薦應用的關鍵技術 254
6.6.3 加快工業化研發的關鍵技術 264
6.6.4 積極關注的關鍵技術 270
6.7 煉鐵 273
6.7.1 排放和能源消耗 273
6.7.2 推薦應用的關鍵技術 277
6.7.3 加快工業化研發的關鍵技術 281
6.7.4 積極關注的關鍵技術 284
6.8 煉鋼 288
6.8.1 排放和能源消耗 288
6.8.2 推薦應用的關鍵技術 294
6.8.3 加快工業化研發的關鍵技術 303
6.8.4 積極關注的關鍵技術 309
6.9 連鑄 309
6.9.1 排放和能源消耗 309
6.9.2 推薦應用的關鍵技術 312
6.9.3 加快工業化研發的關鍵技術 315
6.9.4 積極關注的關鍵技術 316
6.10 軋鋼 317
6.10.1 熱軋板帶 317
6.10.2 冷軋板帶 331
6.10.3 涂鍍板帶 347
6.10.4 長材 368
6.10.5 鋼管 389
6.11 能源管控與環保 394
6.11.1 發電廠與新能源 394
6.11.2 水處理 402
6.11.3 固廢處理 413
6.11.4 能源介質 419
6.11.5 工業爐窯 444
6.12 其他廢棄物消納 450
6.12.1 固廢 450
6.12.2 廢液 452
6.13 特殊鋼種生產 453
6.13.1 不銹鋼 453
6.13.2 其他 460

第7章 鋼鐵綠色制造建議 467 
7.1 國家政策 468
7.2 體系建設 468
7.3 產業環境 469
7.4 人才培養 469


第3篇 智能制造
第1章 鋼鐵行業智能制造發展現狀與智能化需求 473 
1.1 鋼鐵行業智能制造總體發展情況 474
1.1.1 鋼鐵行業重點領域智能制造發展現狀 474
1.1.2 鋼鐵行業重點領域智能化需求 478
1.2 鋼鐵行業智能制造案例 480
1.2.1 寶鋼智能制造案例 480
1.2.2 河鋼集團唐鋼智能制造案例 481
1.3 小結 483

第2章 2020—2035 年鋼鐵行業智能制造目標 485 
2.1 到2025 年鋼鐵行業智能制造目標 486
2.2 到2035 年鋼鐵行業智能制造目標 486

第3章 鋼鐵行業智能制造亟需突破的瓶頸 489 
3.1 智能裝備 490
3.1.1 需要應用的技術 490
3.1.2 需要加快工業化研發的技術 491
3.1.3 需要關注的前瞻技術 495
3.2 智能系統 495
3.2.1 需要應用的技術 495
3.2.2 需要加快工業化研發的技術 499
3.2.3 需要關注的前瞻技術 502
3.3 工業專用軟件 502
3.3.1 需要應用的技術 502
3.3.2 需要加快工業化研發的技術 504
3.3.3 需要關注的前瞻技術 504
3.4 新一代信息技術 504
3.4.1 需要加快工業化研發的技術 505
3.4.2 需要關注的前瞻技術 506

第4章 2035 年鋼鐵行業智能制造重點發展領域及重點任務 507 
4.1 冶金流程在線檢測裝置 508
4.2 冶金工業機器人 509
4.3 鋼鐵復雜生產過程智能控制系統 510
4.4 全流程一體化計劃調度系統 512
4.5 全流程質量管控系統 513
4.6 能源與生產協同優化系統 513
4.7 設備精準運維系統 514
4.8 鋼鐵供應鏈全局優化系統 515
4.9 鋼鐵工業互聯網平臺 515

第5章 2035 年鋼鐵行業智能制造技術發展路線圖 517 


參考文獻 520