基础材料强国制造技术路线 钢铁材料卷

本书描述了钢铁行业领域优选基础材料所面临的问题和形势，了解和掌握我国相应材料领域优选基础材料供需状况，深入分析未来优选基础材料发展趋势。统筹提出优选基础材料领域强国战略思路、发展目标及重点任务，制定优选基础材料2020-2035发展技术路线图。并提出合理可行的政策与保障措施建议，为我国材料强国2035战略实施提供基础支撑.

本书阐述用于基础零部件制造、船舶及海洋工程、轨道交通、汽车、能源、油气输送、石油化工、建筑、工程机械等的优选钢铁材料的关键指标和发展战略；钢铁材料主要产品和技术流程，资源综合利用、能耗及排放特征以及节能、环保的关键技术；钢铁行业智能装备、智能系统、工业专用软件、新一代信息技术的应用和冶金流程在线检测、冶金工业机器人、钢铁复杂生产过程智能控制系统、全流程一体化计划调度系统、全流程质量管控系统、能源与生产协同优化系统、设备精准运维系统、钢铁供应链全局优化系统、钢铁工业互联网平台等技术的发展路径。

中国科协优选材料学会联合体 中国金属学会 组织编写。其中精品制造篇由中国钢研科技集团有限公司、北京科技大学、中国宝武钢铁集团有限公司、鞍钢集团等单位相关专家编写，绿色制造篇由中国冶金科工集团有限公司组织中冶赛迪集团有限公司、中冶建筑研究总院有限公司、中冶焦耐工程技术有限公司等单位负责编写，智能制造篇由中国钢研科技集团有限公司冶金自动化研究设计院、中国宝武钢铁集团有限公司相关专家编写。

第1篇 精品制造
第1章 总论 003
1.1 我国钢铁产业发展概况 004
1.2 优选钢铁材料需求和形势分析 005
1.3 2035 年钢铁强国主要目标 007
1.4 实现钢铁材料强国战略途径分析 008
1.5 实现钢铁材料强国的重大技术措施 009
1.6 技术路线图 010
1.7 政策措施及建议 011

第2章 基础零部件用钢 013
2.1 齿轮钢 014
2.1.1 应用领域和种类范围 014
2.1.2 现状与需求分析 014
2.1.3 存在的问题 015
2.1.4 发展愿景 016
2.2 轴承钢 016
2.2.1 应用领域和种类范围 016
2.2.2 现状与需求分析 017
2.2.3 存在的问题 019
2.2.4 发展愿景 019
2.3 模具钢 020
2.3.1 应用领域和种类范围 020
2.3.2 现状与需求分析 020
2.3.3 存在的问题 021
2.3.4 发展愿景 022

第3章 船舶及海洋工程用钢 023
3.1 优选船体用钢 024
3.1.1 应用领域和种类范围 024
3.1.2 现状与需求分析 024
3.1.3 存在的问题 025
3.1.4 发展愿景 025
3.2 优选海洋平台用钢 026
3.2.1 应用领域和种类范围 026
3.2.2 现状与需求分析 026
3.2.3 存在的问题 027
3.2.4 发展愿景 027
3.3 深海油气钻采储用关键材料 028
3.3.1 应用领域和种类范围 028
3.3.2 现状与需求分析 029
3.3.3 存在的问题 030
3.3.4 发展愿景 030
3.4 岛礁基础设施用钢 031
3.4.1 应用领域和种类范围 031
3.4.2 现状与需求分析 032
3.4.3 存在的问题 033
3.4.4 发展愿景 033

第4章 优选轨道交通用钢 035
4.1 钢轨用钢 036
4.1.1 应用领域和种类范围 036
4.1.2 现状与需求分析 036
4.1.3 存在的问题 037
4.1.4 发展愿景 037
4.2 高铁车轮用钢 038
4.2.1 应用领域和种类范围 038
4.2.2 现状与需求分析 038
4.2.3 存在的问题 039
4.2.4 发展愿景 039
4.3 高铁车轴用钢 040
4.3.1 应用领域和种类范围 040
4.3.2 现状与需求分析 040
4.3.3 存在的问题 041
4.3.4 发展愿景 041

第5章 优选汽车用钢 043
5.1 汽车用优选高强钢 044
5.1.1 应用领域和种类范围 044
5.1.2 现状与需求分析 044
5.1.3 存在的问题 045
5.1.4 发展愿景 046
5.2 汽车弹簧钢 046
5.2.1 应用领域和种类范围 046
5.2.2 现状与需求分析 047
5.2.3 存在的问题 047
5.2.4 发展愿景 047
5.3 汽车紧固件用钢 048
5.3.1 应用领域和种类范围 048
5.3.2 现状与需求分析 048
5.3.3 存在的问题 048
5.3.4 发展愿景 049

第6章 能源用钢 051
6.1 优选核电用钢 052
6.1.1 应用领域和种类范围 052
6.1.2 现状与需求分析 053
6.1.3 存在的问题 054
6.1.4 发展愿景 056
6.2 630～700℃高蒸汽参数优选超超临界机组关键用材 056
6.2.1 应用领域和种类范围 056
6.2.2 现状与需求分析 057
6.2.3 存在的问题 057
6.2.4 发展愿景 058
6.3 高性能电工钢 058
6.3.1 应用领域和种类范围 058
6.3.2 现状与需求分析 059
6.3.3 存在的问题 059
6.3.4 发展愿景 060
6.4 非晶合金带材 060
6.4.1 应用领域和种类范围 060
6.4.2 现状与需求分析 061
6.4.3 存在的问题 061
6.4.4 发展愿景 062

第7章 油气输送用高强韧管线钢 063
7.1 应用领域和种类范围 064
7.2 现状与需求分析 064
7.3 存在的问题 065
7.4 发展愿景 066
7.4.1 战略目标 066
7.4.2 重点发展任务 066

第8章 石化压力容器用钢 069
8.1 石化压力容器用钢应用领域和种类范围 070
8.1.1 应用范围 070
8.1.2 所属钢种 070
8.2 石化压力容器用钢现状与需求分析 070
8.2.1 石化压力容器用钢“十三五”期间现状 070
8.2.2 需求分析 073
8.3 石化压力容器用钢存在的问题 075
8.4 石化压力容器用钢发展愿景 076
8.4.1 战略目标 076
8.4.2 重点发展任务 076
8.4.3 实施路径 077
8.5 措施和建议 077

第9章 新一代功能复合化建筑用钢 079
9.1 高强耐火耐候房屋建筑钢 080
9.1.1 应用领域和种类范围 080
9.1.2 现状与需求分析 080
9.1.3 存在的问题 082
9.1.4 发展愿景 082
9.2 桥梁用钢 083
9.2.1 应用领域和种类范围 083
9.2.2 现状与需求分析 084
9.2.3 存在的问题 085
9.2.4 发展愿景 086

第10章 工程机械用钢 089
10.1 700MPa 以上级别高强度钢板 090
10.1.1 应用领域和种类范围 090
10.1.2 现状与需求分析 090
10.1.3 存在的问题 091
10.1.4 发展愿景 092
10.2 高性能耐磨钢 093
10.2.1 应用领域和种类范围 093
10.2.2 现状与需求分析 093
10.2.3 存在的问题 094
10.2.4 发展愿景 094
10.3 掘进机刀具用钢 095
10.3.1 应用领域和种类范围 095
10.3.2 现状与需求分析 095
10.3.3 存在的问题 096
10.3.4 发展愿景 096
10.4 大线能量焊接材料 097
10.4.1 应用领域和种类范围 097
10.4.2 现状与需求分析 097
10.4.3 存在的问题 098
10.4.4 发展愿景 099

第11章 高品质不锈钢及耐蚀合金 101
11.1 应用领域和种类范围 102
11.2 现状与需求分析 102
11.3 存在的问题 103
11.4 发展愿景 103
11.4.1 战略目标 103
11.4.2 重点发展任务 103

第12章 其他优选钢铁材料 105
12.1 高温合金 106
12.1.1 应用领域和种类范围 106
12.1.2 现状与需求分析 107
12.1.3 存在的问题 109
12.1.4 发展愿景 110
12.2 超高强度钢 111
12.2.1 应用领域和种类范围 111
12.2.2 现状与需求分析 111
12.2.3 存在的问题 112
12.2.4 发展愿景 113


第2篇 绿色制造
第1章 钢铁绿色制造概况 117
1.1 钢铁绿色制造的概念和内涵 118
1.1.1 绿色制造的概念 118
1.1.2 钢铁绿色制造的内涵 118
1.1.3 钢铁绿色制造的现状与趋势 119
1.2 钢铁材料主要产品和技术流程 120
1.2.1 钢铁材料特性及主要产品 120
1.2.2 钢铁材料生产工艺流程 121
1.2.3 中国钢铁产能及分布 123
1.3 钢铁资源综合利用、能耗及排放特征 124
1.3.1 资源综合利用特征 124
1.3.2 能耗品类及工序特征 124
1.3.3 排放物料及工序特征 125
1.4 国外钢铁绿色制造的主要计划 126
1.4.1 日本COURSE50 126
1.4.2 瑞典HYBRIT 127
1.4.3 德国H2FUTURE 128
1.4.4 德国SALCOS 129
1.5 我国钢铁绿色制造的主要成绩 130
1.5.1 政策导向 130
1.5.2 能耗及排放关键技术指标 131
1.5.3 代表性钢企的绿色制造实践 131

第2章 钢铁行业资源综合利用现状和趋势 133
2.1 中国单位产钢资源综合利用指标 134
2.2 中国与国外单位产钢资源综合利用指标对比 140
2.2.1 行业指标 140
2.2.2 典型钢企指标. 142
2.3 国内外资源综合利用措施现状 143
2.4 与国外的差距和存在的主要问题 146
2.5 未来钢铁行业资源综合利用技术趋势 147

第3章 钢铁行业节能现状和趋势 149
3.1 中国单位产钢能耗指标规范要求 150
3.2 单位产钢能耗指标实际现状 156
3.2.1 行业指标 156
3.2.2 典型钢企指标 157
3.2.3 钢铁生产能源介质流向示意图 158
3.3 节能措施现状 158
3.3.1 石灰 158
3.3.2 烧结 158
3.3.3 球团 158
3.3.4 焦化 159
3.3.5 高炉炼铁 159
3.3.6 转炉炼钢 159
3.3.7 电炉炼钢 159
3.3.8 连铸 159
3.3.9 轧钢 160
3.3.10 能源公辅 160
3.4 与国外钢铁企业能源消耗对比 160
3.5 未来钢铁产业节能技术趋势 161

第4章 钢铁行业环保现状和趋势 163
4.1 中国单位产钢环保指标 164
4.2 中国与国外单位产钢环保指标对比 164
4.2.1 行业指标 164
4.2.2 典型钢企指标 166
4.2.3 全流程钢铁生产主要污染物排放示意图 166
4.3 国内外环保措施现状 167
4.3.1 废水 167
4.3.2 SO2 169
4.3.3 NOx 170
4.3.4 颗粒物 171
4.3.5 噪声 172
4.3.6 固废 173
4.3.7 CO2 174
4.3.8 有机物 176
4.4 与国外的差距和存在的主要问题 176
4.5 未来钢铁产业环保技术趋势 178

第5章 钢铁绿色制造发展目标 179
5.1 基本原则 180
5.2 发展需求与行业总体环境负荷关系 180
5.3 钢铁行业2035 年绿色制造技术路线图 180
5.3.1 发展愿景 180
5.3.2 钢铁行业发展技术路线图 181

第6章 钢铁绿色制造关键技术 183
6.1 关键技术分类及评估 184
6.2 原料 184
6.2.1 排放和能源消耗 185
6.2.2 推荐应用的关键技术 185
6.2.3 加快工业化研发的关键技术 186
6.2.4 积极关注的关键技术 186
6.3 石灰 187
6.3.1 排放和能源消耗 187
6.3.2 推荐应用的关键技术 195
6.3.3 加快工业化研发的关键技术. 204
6.3.4 积极关注的关键技术 209
6.4 烧结 211
6.4.1 排放和能源消耗 211
6.4.2 推荐应用的关键技术 213
6.4.3 加快工业化研发的关键技术 221
6.4.4 积极关注的关键技术 224
6.5 球团 229
6.5.1 排放和能源消耗 230
6.5.2 推荐应用的关键技术 233
6.5.3 加快工业化研发的关键技术 237
6.5.4 积极关注的关键技术 239
6.6 焦化 240
6.6.1 排放和能源消耗 240
6.6.2 推荐应用的关键技术 254
6.6.3 加快工业化研发的关键技术 264
6.6.4 积极关注的关键技术 270
6.7 炼铁 273
6.7.1 排放和能源消耗 273
6.7.2 推荐应用的关键技术 277
6.7.3 加快工业化研发的关键技术 281
6.7.4 积极关注的关键技术 284
6.8 炼钢 288
6.8.1 排放和能源消耗 288
6.8.2 推荐应用的关键技术 294
6.8.3 加快工业化研发的关键技术 303
6.8.4 积极关注的关键技术 309
6.9 连铸 309
6.9.1 排放和能源消耗 309
6.9.2 推荐应用的关键技术 312
6.9.3 加快工业化研发的关键技术 315
6.9.4 积极关注的关键技术 316
6.10 轧钢 317
6.10.1 热轧板带 317
6.10.2 冷轧板带 331
6.10.3 涂镀板带 347
6.10.4 长材 368
6.10.5 钢管 389
6.11 能源管控与环保 394
6.11.1 发电厂与新能源 394
6.11.2 水处理 402
6.11.3 固废处理 413
6.11.4 能源介质 419
6.11.5 工业炉窑 444
6.12 其他废弃物消纳 450
6.12.1 固废 450
6.12.2 废液 452
6.13 特殊钢种生产 453
6.13.1 不锈钢 453
6.13.2 其他 460

第7章 钢铁绿色制造建议 467
7.1 国家政策 468
7.2 体系建设 468
7.3 产业环境 469
7.4 人才培养 469


第3篇 智能制造
第1章 钢铁行业智能制造发展现状与智能化需求 473
1.1 钢铁行业智能制造总体发展情况 474
1.1.1 钢铁行业重点领域智能制造发展现状 474
1.1.2 钢铁行业重点领域智能化需求 478
1.2 钢铁行业智能制造案例 480
1.2.1 宝钢智能制造案例 480
1.2.2 河钢集团唐钢智能制造案例 481
1.3 小结 483

第2章 2020—2035 年钢铁行业智能制造目标 485
2.1 到2025 年钢铁行业智能制造目标 486
2.2 到2035 年钢铁行业智能制造目标 486

第3章 钢铁行业智能制造亟需突破的瓶颈 489
3.1 智能装备 490
3.1.1 需要应用的技术 490
3.1.2 需要加快工业化研发的技术 491
3.1.3 需要关注的前瞻技术 495
3.2 智能系统 495
3.2.1 需要应用的技术 495
3.2.2 需要加快工业化研发的技术 499
3.2.3 需要关注的前瞻技术 502
3.3 工业专用软件 502
3.3.1 需要应用的技术 502
3.3.2 需要加快工业化研发的技术 504
3.3.3 需要关注的前瞻技术 504
3.4 新一代信息技术 504
3.4.1 需要加快工业化研发的技术 505
3.4.2 需要关注的前瞻技术 506

第4章 2035 年钢铁行业智能制造重点发展领域及重点任务 507
4.1 冶金流程在线检测装置 508
4.2 冶金工业机器人 509
4.3 钢铁复杂生产过程智能控制系统 510
4.4 全流程一体化计划调度系统 512
4.5 全流程质量管控系统 513
4.6 能源与生产协同优化系统 513
4.7 设备精准运维系统 514
4.8 钢铁供应链全局优化系统 515
4.9 钢铁工业互联网平台 515

第5章 2035 年钢铁行业智能制造技术发展路线图 517


参考文献 520