世界冶金装备技术发展呈五大趋势

??? 研发方向的绿色化。绿色化包括了产品绿色化和生产过程绿色化。当前，世界资源和环境保护问题日益突出。钢铁工业既是高能耗行业，也是污染物排放的大户。据统计，我国钢铁工业能耗占全国总能耗的12%，污染物排放占总排放的16%。如何使钢铁生产过程绿色化，是世界钢铁行业面临的共性问题。一些环境友好型的冶炼工艺和技术越来越受到重视。譬如，“低碳”生产的熔融还原和直接还原技术、氢还原技术、富氧高炉、含碳球团、预还原烧结技术、无头轧制和半无头轧制、热装热送、在线余热淬火和热处理、高效洁净加热、干熄焦、烧结烟气干法脱硫、低温余热利用等一系列技术已日趋成熟。此外，我们还要通过产品绿色化，提高产品强度、延长使用寿命来实现减量化用钢，从而减少对资源、能源、环境的压力。新的生产工艺和技术需要相应的装备来实现，这无疑给我国冶金装备制造业提供了难得的市场空间和发展机遇。

??? 装备能力的大型化。装备能力的大型化是实现高效生产和效益最大化的重要途径。目前世界最大、最先进的冶金装备几乎都集中在中国。世界冶金装备制造企业都将中国视为他们的“试验基地”。一方面，我们引进最先进的装备技术有利于增强生产能力，有利于对这些先进技术进行优化、吸收和再创造，从而增强自主创新和自主集成能力；另一方面，我们也应当注意到，由于在极端条件下使用未经实际生产检验的大型装备，可能存在着很大的技术和功能不完善风险，比如COREX C—3000设备还存在故障率高、生产成本高、对原料要求苛刻等一系列问题，又如宽板带轧机存在的板形控制等问题。如何使用好这些大型装备，以及如何在消化、吸收引进技术的基础上，不断优化工艺参数，发挥装备功效，进而实现大型装备的自主研发是我国冶金装备行业面临的重要课题之一。

??? 控制手段的精准化。我国高端产品与国外的差距主要体现在产品质量的不稳定和不均匀等方面。生产出质量稳定、可靠的产品，不仅取决于生产经验和管理水平，还取决于是否具备先进的检测仪器与精准的控制手段。冶金生产流程是典型的连续型流程，各个生产工序的质量偏差会传递到下道工序，严格控制各工序的质量标准才能确保生产出合格的产品。目前，正在研发的新一代在线质量检测技术应当引起我们的高度关注，如利用激光诱导的光谱分析在线检测炼钢过程的钢水成分、用X射线衍射分析在线检测板带组织性能和均匀性、基于图像处理技术的板带表面缺陷在线检测技术等。除了研发新一代质量检测技术外，利用信息处理和数据挖掘技术来提高控制模型的精度和质量诊断模型的准确性越来越受到重视。如基于人工智能和多元非线性统计回归方法的模型自学习、自适应方法的研究，以及质量诊断与质量预报方法的研究，等等。我国一些高校与科研院所已在这些领域取得了重大进展，有些成果已应用于生产实际，取得了良好的效果。如何建立产学研用一体化的创新体系，提高成果的转化率、扩大成果的推广面将是我们面临的新课题。

??? 设计研制的数字化。随着计算方法和虚拟实现技术的不断完善，工艺流程的数字化仿真和装备研制的数字化设计技术日益成熟。目前，世界上飞机、汽车等行业基本上实现了数字化研制与设计。冶金行业数字化仿真和数字化设计不仅用于静态问题，也应用于动态问题。仿真对象涉及各个工序，包括高炉温度场和流场、COREX炉的温度场和流场、连铸过程的水口流场、连铸坯凝固过程、加热炉流场和温度场、板坯加热过程温度场、轧制过程板带形变和相变、冷却线和卷取过程板带温度场和相变、连退炉带钢温度场和相变等。研究内容包括各种反应机理、形变机理和相变机理。仿真技术发展的另一个趋势是数字仿真与物理仿真的结合———半物理仿真技术。装备设计研制的数字化研究正朝着多对象、多介质、多机理、多尺度、多目标的方向发展。数字化仿真和虚拟实现技术在冶金领域的应用，有助于工艺流程的创新、工艺参数的优化、新产品的研发和新装备的研制。而这一研究领域我国远远落后于国外。

??? 设备运行的可靠化。现代化轧制装备都具有高速、重载、高精度的特征，因此对设备在运行过程中的状态监测技术提出了更高的要求，以保障设备运行状态的可靠性和产品质量的稳定性。随着网络技术、通讯技术、传感器技术、信号处理技术的不断完善，基于Internet/Intranet（因特网/内联网）的远程监控技术、无线传感器网络、微型智能传感器、光纤传感器、激光和远红外测量技术等一批新技术已应用于设备状态监测，大大丰富了状态监测的手段。另外，非线性信号处理方法和多因素故障趋势预测方法，提高了设备故障诊断的准确性，为设备有计划的维修和维修决策提供了有力的工具，使得设备维修成本下降、设备完好率提高、产品质量的稳定性增加。在这一研究领域，我国高校和生产企业有较好的基础和研发能力。一些大型企业，像宝钢、武钢、鞍钢已广泛采用设备状态监测系统。