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鋼鐵和有色金屬同屬于冶金大學科和大專業，在20世紀80年代，一同隸屬于冶金工業部領導。2001年之前，我在鋼鐵行業工作，2014年，我轉到有色行業工作。在兩個行業的工作經歷，特別是近年來看到鋼鐵和有色耦合發展的眾多成功案例，讓我充分感受到，二者的科技交流還需要進一步加強，科研課題還需要進一步雙向開放，科技攻關還需要進一步協同，行業壁壘還需被進一步打破，由此，將實現融合研發的紅利最大化，涌現出更多的鋼鐵與有色耦合發展的現代冶金企業。

過去，兩個行業側重的是各自制造流程的優化和變革，也研發出不少顛覆性的工藝技術。其實，二者若能基于對各自工藝特點和核心挑戰的深刻理解，在基本原理、工程經驗、智能化方法、綠色化路徑、新材料開發等層面進行融合研發，加強二者制造流程的鑲嵌相融，也會產生意想不到的超常規效果，值得去研究。

在國外，蒂森克虜伯等國際巨頭通過“鋼鐵—鈦合金—鋁合金”的一體化生產技術，實現了30%的產品溢價；日本新日鐵與神戶制鋼聯合開發的鋼鋁復合板技術，壟斷了全球汽車輕量化高端市場。

在國內，河北某鋼鐵企業創新全球第一條“鋼鐵+氧化鋁”鑲嵌流程：利用余熱蒸汽替代氧化鋁溶出所需的60%能耗，利用高爐煤氣替代氧化鋁焙燒所需的30%燃料，利用赤泥磁選氧化鐵粉回收50%以上的鐵資源，與傳統的單純氧化鋁生產流程相比，經濟效益和能耗降低均十分顯著。甘肅某鋼鐵集團創新全球第一條“鋼鐵+電解鋁+能源”相融流程：10年前是利用獨立電網和自備電廠優勢發展電解鋁項目，近年來則創新能源中心，集中管理該企業的火力發電、新能源發電、燃氣發電、余熱余壓發電，解決了電廠剩余電量消納、“棄風棄電”難題，同時又充分利用鋼廠余熱，焙燒生產氧化鋁，直接供應電解鋁生產，經濟效益十分顯著。

鋼鐵和有色制造流程的鑲嵌相融，將打破單一鋼鐵或有色企業的格局，打造出更經濟、更連續、更緊湊、更低碳、更循環利用的現代冶金流程。

過去，兩個行業側重的是各自制造過程中物料的循環利用，包括付出很大的代價開展廢棄物減量和綜合利用。其實，二者若能基于深刻理解各自物料的特點，實現互相利用，將產生意想不到的“變廢為寶”效果。當前，已有不少需要進一步開拓的方向。

一是赤泥提鐵在鋼鐵企業的應用研究。2024年，我國赤泥產生11500萬噸，綜合利用量僅為1380萬噸，每年堆積的含鐵量至少有4000萬噸，如果歷年沉淀的16億噸赤泥能得到充分利用，將極大地降低我國鐵礦石的對外依存度。

按照問題導向，具體研發的方向是，高鐵赤泥直接還原成海綿鐵，進入煉鋼爐；赤泥預處理后，選出氧化鐵粉，與鐵礦石一起配料；作為煉鋼溶劑（造渣劑/助溶劑），提高鋼水純凈度；赤泥與鋼鐵塵泥共還原，有利于金屬回收和回轉窯設備穩定運行；紅土鎳礦生產不銹鋼過程中，加入赤泥，有利于降低成本和渣的綜合利用。近年來，我國赤泥綜合利用已經走在世界前列，如果進一步得到鋼鐵界的響應和參與，必將擴大應用面，提高其利用率。

二是鋼鐵粉塵回收鋅粉研究。鋼鐵企業粉塵產量一般占鋼鐵產量的8%~12%，其中，含鋅粉塵約占20%~30%，即約占鋼鐵產量的2.5%。2024年，中國粗鋼產量10.05億噸，計算得鋅粉塵超2500噸。當前，鋼鐵粉塵回收鋅粉還需要融合攻關。其具體的研發方向是，從高爐煉鐵時產生的含鋅瓦斯泥/灰，進行脫鋅處理，獲得再生的氧化鋅；從鍍鋅廢鋼在電弧爐冶煉時產生的煙道灰，獲得再生鋅。

三是鋁渣鋁灰在鋼鐵行業的應用研究。金屬鋁在鋼中用作脫氧劑、晶粒細化劑、氮化物形成劑和合金劑，廣泛用于優質鋼材，尤其是在汽車板領域。通常1噸優質鋼材用鋁在2～5公斤。20世紀80年代開始，鋼鐵工業為了節能降耗控制成本，金屬鋁脫氧劑改用回收鋁。

近年來，鋼鐵行業加大了對鋁冶煉產生的鋁渣鋁灰的應用，2024年，已消化了150萬噸鋁渣鋁灰，占總量的50%，不僅節約電力37.5億千瓦時，變危廢為資源。從鋁行業來講，希望進一步提高應用量和開辟新的應用渠道。

近年來，隨著鋼鐵和有色金屬的材料性能的不斷提高，制造成本的不斷下降，互相替代，交叉替代不斷涌現，成果不斷顯現。其根本動力是性價比，這是不以行業的意志為轉移的。

一是工藝創新的替代。近年來，特斯拉開創了新能源汽車一體化鑄造的工藝，打破了傳統鋼制汽車的生產工藝，隨著我國不少新能源汽車企業跟進，極大加快了我國以鋁代鋼的步伐。最近，我國鎂產業在新能源汽車的鎂合金一體化鑄造取得顯著進展，開辟了以鎂代鋁的新模式。從某種意義上講，傳統汽車將轉向鋼鋁車、鋁車、鋁鎂車。

二是更好性價比的替代。2024年，我國“以鋁代鋼”合計620萬噸，其中，光伏用鋁395萬噸、新能源汽車型材用鋁140萬噸、汽車鋁合金車身薄板55萬噸、建筑用鋁模板型材30萬噸。近年來，由于鋼鐵價格的下降，減緩了以鋁代鋼的進程。從鋁價（以電解鋁為例）、鋼價（以螺紋鋼為例）的對比變化來看，隨著電解鋁價格的不斷上升，加之螺紋鋼價格的下降，2021年為3.9倍，而2024年為5.6倍，已經明顯影響了以鋁代鋼。反映在一些新能源車上，從全鋁車身變化到鋼鋁車身；反映在城市建設上，一些城市放緩了鋁天橋替代鋼結構天橋的步伐，有的甚至取消。此外，鋁價不斷高于鎂價，不少應用企業，加快了以鎂代鋁的步伐。

三是替代和反替代。上世紀，寶鋼將生產的“馬口鐵”，進一步深加工，通過引進國外制罐設備，生產易拉鋼罐，應用于青島啤酒。但好景不長，隨著中國罐料鋁材的科技進步和成本不斷下降，導致寶鋼的生產線，轉向生產鋁罐，放棄鋼罐。

總的來說，過去，鋼鐵工業得益于“鋼鐵元帥”的地位，我國鋼鐵工業率先實現了對先進國家的從跟跑、并跑到領跑，積累不少先進工藝技術，其紅利溢出價值難以估量。近年來，有色金屬行業獲益匪淺。

一是連鑄連軋技術。中鋁瑞閩通過引進寶鋼的CVC板形控制技術，將鋁帶坯連鑄速度從3m/min提升至8m/min，凝固和熱軋兩個過程僅需幾秒鐘，顯著提升了材料的強度和成形性能。

二是保護氣體澆鑄和電磁攪拌技術。江西銅業引入鋼鐵行業的保護氣體澆鑄技術和電磁攪拌技術，開發出了新型銅帶坯連鑄連軋生產線，使銅加工流程從傳統的7道工序縮短為3道，加工成本下降30%，同時，因快速凝固使銅材導電率提升2%~3%IACS，滿足了新能源領域對高導材料的苛刻要求。

三是等溫鍛造技術。等溫鍛造是鋼鐵行業高溫合金制造中成熟應用的技術。武漢金厘鈦與寶鈦集團合作，借助鞍鋼重型鍛壓機，通過增加模具恒溫系統和精準控壓裝置改造，實現TC4、TB6等典型鈦合金的等溫鍛造，鍛件組織均勻性提升40%，飛邊材料損耗減少60%，經濟效益顯著。湖南金天鈦業借鑒寶武高溫合金渦輪盤鍛造經驗，使TA15鈦合金的斷裂韌性KIC值提高25%，疲勞壽命延長3倍。

四是高溫合金模具技術。高溫合金模具技術是鋼鐵行業為滿足航空航天、能源裝備等高端需求而開發的核心競爭力，其耐熱性、強韌性和抗熱疲勞性能遠超常規模具材料。寶武將其開發的鎳基高溫合金模具鋼（如BWNS系列）引入鋁壓鑄領域，通過調整碳化物形態和分布，使模具壽命提升至15萬次以上。上海交通大學聯合寧波壓鑄模企業，采用寶武的高溫合金激光熔覆技術，開發出鋁合金壓鑄模的在線修復工藝，使報廢模具再生率達到70%，每年可節約成本數千萬元。東北輕合金引進鞍鋼的奧氏體耐熱模具鋼（如5Cr21Mn9Ni4N），配合特殊的深冷處理工藝，使模具壽命延長至120噸/模。江蘇興榮美聯將寶鋼開發的TD處理（Thermal Diffusion）應用于銅管擠壓模，形成了8~12μm厚的VC涂層，使模具抗粘銅能力提高3倍，銅管表面粗糙度Ra值從1.6μm降至0.8μm。在此，特別希望鋼鐵行業的科研人員和工程技術人員，高度關注鋼鐵和有色科技成果的互動轉化研究

一是在鋼鐵行業方面。鋼鐵行業在全流程自動化控制領域積累了豐富經驗，特別是在高溫連續生產過程優化方面形成了成熟模式，比如“一鍵式”集中控制理念、AI復合建模等；在設備全生命周期管理領域構建了系統化解決方案，由點檢定修向預防性維修模式轉變；數字孿生工廠，實現在線檢測、預測、優化控制；在工業互聯網平臺建設方面已形成規模化應用范式。

寶武xIn3Plat平臺機器人替代方面，在3D崗位（臟、難、險）成效顯著。湘鋼“盤古大模型+5G傳輸”，讓數據指揮生產，讓人工智能做出有效的決策。利用算法智能生成行車調度計劃、皮帶智能監測方案。該技術2024年獲得國際電信聯盟（ITU）發起的全球首批AI優秀創新案例大獎。寶武湛江鋼鐵“AI+數字孿生+全自動化”，實現全流程產銷協同、全要素制造管控、全過程智慧工序。煉鋼全流程工藝模型實現“一鍵煉鋼”，獲2024年工業和信息化部“數字領航”企業。

二是在有色金屬方面。有色金屬行業在井下開采無人化、電解槽智能管控系統、濕法冶金數字化領域方面，積累了豐富的經驗；借助最新人工智能網絡技術，應用于全流程全場景管理。典型案例有：有色協會和中鋁集團聯合發布的“坤安”大模型。“坤安”大模型包含了百億級有色金屬行業數據和專業知識，具備自然語言處理、圖像處理、預測、科學求解器等多項專業能力。中鋁普朗銅礦5G智能礦山。該銅礦是全國首個高海拔5G智能礦山和首個有色金屬地下礦5G工業應用案例。通過把獲取的海量數據和人工智能、大數據等技術結合，實現了有軌運輸無人駕駛、鏟運機無人駕駛、井下VoLTE視頻通話、井下安全、尾礦庫安全在線監測系統，大幅提升礦山生產效率和安全性。廣晟有色開發的稀土綠色萃取智能管理系統，可使設備故障率降低50%，耗電量降低30%，酸堿消耗降低5%以上，生產效率提升15%以上，可轉化應用于鋼鐵行業的酸洗、鍍鋅等濕法處理工序。總之鋼鐵與有色智能化的互學共鑒研發，大有可為。

一是建立常態化交流平臺，推動“大冶金”戰略。定期舉辦“鋼鐵-有色技術融合”專題研討會、展覽會；鼓勵大型鋼鐵集團和有色集團率先推動技術共享和協同創新，形成示范效應；鼓勵企業間互訪互學，培養具備“大冶金”視野的復合型技術人才和管理人才。

二是聚焦共性關鍵技術聯合攻關，打造示范工程。針對國家重大需求（如低碳冶金、智能制造、關鍵戰略金屬保供、固廢資源化），設立國家級或行業級的聯合研發項目；共同研發通用型的冶金裝備、核心零部件、智慧軟件等；訓練跨行業冶金大模型，覆蓋鋼-鋁-銅等多材料工藝優化；建設跨行業示范生產線或示范工廠，總結經驗教訓，形成共享知識庫。

三是促進低碳環保和資源綜合利用技術共享。在高效節能技術、余熱利用技術、廢水近零排放技術等方面的互相共享型。在鋼鐵氫還原技術、電解鋁“綠電”技術等方面的共同優化型。在脫硫、脫硝、除塵等環保技術，固廢資源化技術等方面的互相啟發型。在城市礦產（廢鋼、廢鋁、廢銅等）的高效回收、分選、保級利用技術等方面的共同開發型。

四是推動標準互認與融合。在安全、環保、智能制造、通用裝備接口等方面，推動跨行業標準的協調、互認或制定統一標準。

來源：中國有色金屬工業協會