特殊鋼新材料發(fā)展迎來新機(jī)遇、新范式

2024年11月5-6日，“2024中國國際特殊鋼新材料高峰論壇”在上海成功舉辦。本次會議專家和學(xué)者云集，報告精彩紛呈。本報記者從人工智能對未來新材料開發(fā)和制造模式的影響，以及特殊鋼新材料的技術(shù)創(chuàng)新和材料高端化等方面引述了專家觀點(diǎn)，呈予讀者。

一、人工智能的發(fā)展將對鋼鐵行業(yè)帶來多維度變革

（一）AI和算力將帶來電力需求的快速攀升

一方面，人工智能（AI）領(lǐng)域迎來革命性的技術(shù)大爆炸，但所需能源也在指數(shù)級上漲。另一方面，氣候變化也將推動全球能源結(jié)構(gòu)發(fā)生重大調(diào)整，人類即將進(jìn)入“新能源驅(qū)動”的新時代，電力和氫能將成為主要終端能源。我國在工業(yè)化后期建立在新能源優(yōu)勢基礎(chǔ)上的新質(zhì)生產(chǎn)力將得到快速發(fā)展。鋼鐵等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)優(yōu)化升級，高端特種合金對當(dāng)前新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展將起到重要的支撐作用。

（二）基于大數(shù)據(jù)和人工智能的材料研發(fā)發(fā)生范式轉(zhuǎn)變

鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)運(yùn)營一體化智能平臺將推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)整。以電商平臺、企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為手段，質(zhì)量、環(huán)保、成本大數(shù)據(jù)分析為工具，通過政策優(yōu)惠吸引優(yōu)勢企業(yè)和產(chǎn)能加入，分步驟實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能協(xié)作、技術(shù)聯(lián)合、采購聯(lián)合、銷售聯(lián)合、形成優(yōu)勢產(chǎn)能的集約化運(yùn)行管理，打造“鋼鐵產(chǎn)能聯(lián)合體”。人工智能進(jìn)入全新階段， “AI+”材料科學(xué)已成為一個重要的交叉學(xué)科方向。Google和微軟、Meta和字節(jié)跳動近期都在布局用于材料科學(xué)領(lǐng)域的人工智能強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型等相似的研發(fā)方向�！皵�(shù)據(jù)+AI是材料基因工程的核心”已成為全球共識。

（三）大模型已經(jīng)在冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)融合應(yīng)用

鞍鋼集團(tuán)通過將新一代信息通訊技術(shù)與地質(zhì)勘探、測量、設(shè)計、采礦、運(yùn)輸、選礦、經(jīng)營、管理等環(huán)節(jié)深度融合，逐步實(shí)現(xiàn)礦山萬物全真互聯(lián)，地質(zhì)資源數(shù)字化，全流程生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程化、可視化、平臺化、協(xié)同化、智慧化，經(jīng)營管理數(shù)字化，構(gòu)建全流程數(shù)據(jù)鏈，建立“礦群動態(tài)聯(lián)動生產(chǎn)模型”，助力建設(shè)世界*智慧礦山、數(shù)字礦山。

寶鋼股份與華為公司合作的基于華為盤古預(yù)測大模型開發(fā)的熱軋自然寬展預(yù)測模型，正式投入熱軋1880產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)在線控制，完成了預(yù)測大模型在鋼鐵制造領(lǐng)域首發(fā)閉環(huán)控制技術(shù)驗(yàn)證。這是基于華為平臺的預(yù)測大模型*正式投入實(shí)時生產(chǎn)控制，也標(biāo)志著AI大模型正式落地鋼鐵生產(chǎn)過程控制端。

項(xiàng)目專家團(tuán)隊對大模型投入后的帶鋼寬度控制進(jìn)行了跟蹤和驗(yàn)證，專家團(tuán)隊一致認(rèn)為，在348塊帶鋼軋制過程中，華為大模型的預(yù)測精度、時延響應(yīng)均滿足目標(biāo)要求，帶鋼寬度實(shí)時控制正常，驗(yàn)證取得圓滿成功。華為大模型落地寶鋼的成功實(shí)踐，不僅實(shí)現(xiàn)了預(yù)測大模型在鋼鐵制造業(yè)應(yīng)用的首發(fā)落地，也驗(yàn)證了AI大模型具備強(qiáng)大的工業(yè)應(yīng)用潛力，特別是在復(fù)雜工藝控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化等場景。

實(shí)踐證明，人工智能終將推動科技革命。

參考中國工程院干勇院士的《工業(yè)化后期高端特種合金發(fā)展思考》報告；中國工程院劉玠院士的《人工智能推動科技革命》。

二、高端裝備和重大工程需求牽引特鋼材料發(fā)展

高端裝備極端服役條件對先進(jìn)特殊鋼材料提出了特殊要求。航空航天（如航天箭體、航天發(fā)動機(jī)、大型客機(jī)、航空發(fā)動機(jī)）、軌道交通（如高鐵）、海洋工程（如深海油氣鉆采集輸）、能源裝備（如先進(jìn)核能、超超臨界電站機(jī)組）是我國戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，急需先進(jìn)高強(qiáng)高韌性合金、耐蝕合金、耐熱合金的支撐。

此外，在“雙碳”戰(zhàn)略下，作為重大工程的CCUS裝置，特別是海上CCUS裝置的采用，也將推動特種合金材料的開發(fā)。

在需求的牽引下，特鋼新材料的品種研發(fā)將實(shí)現(xiàn)高端化，特鋼產(chǎn)品規(guī)格將出現(xiàn)*化。品種高端化表現(xiàn)在性能方面的突破，如強(qiáng)疲勞載荷、寬溫域、極低溫、耐液態(tài)金屬腐蝕、抗輻射、耐高溫高壓、長期安全和穩(wěn)定服役、耐鹽熱/磨蝕/冰蝕等；規(guī)格*化包括超大鍛件、特厚板、寬幅超薄帶、毛細(xì)管、切割絲等。

參考中國工程院干勇院士的《工業(yè)化后期高端特種合金發(fā)展思考》報告；鋼鐵研究總院有限公司黨委書記、總經(jīng)理梁劍雄的《中國特殊鋼科技創(chuàng)新與未來發(fā)展》報告。

三、特殊鋼材料和技術(shù)的未來研發(fā)重點(diǎn)方向

未來，特鋼（含不銹鋼）產(chǎn)量將保持增長，在鋼鐵總產(chǎn)量中的占比將穩(wěn)步提高，產(chǎn)品質(zhì)量也將進(jìn)一步提升，主要表現(xiàn)在高強(qiáng)、高韌、長壽命、高穩(wěn)定性，以及滿足一些極端環(huán)境特殊要求等。

為了擺脫我國關(guān)鍵材料受制于人的局面，實(shí)現(xiàn)自主化和國產(chǎn)化，替代進(jìn)口，未來特鋼新材料和生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)將聚焦幾個方面：

1）新一代長壽命軸承鋼抗疲勞組織性能調(diào)控技術(shù)；

2）航空航天材料的特種冶金技術(shù)；

3）基于TiC調(diào)控的新一代耐磨鋼板技術(shù)；

4）高氮奧氏體不銹鋼及相應(yīng)的加壓冶金技術(shù)及工業(yè)化；

5）半導(dǎo)體裝備用超高純奧氏體不銹鋼制造技術(shù)；

6）新能源汽車用一體化壓鑄模具材料；

7）基于氫冶金的特殊鋼冶金一體化短流程工藝。

參考冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院黨委書記、院長張龍強(qiáng)的《中國特殊鋼發(fā)展與國際化之路》報告；東北大學(xué)綠色智能特殊鋼冶金研究中心主任姜周華的《高端裝備用特殊鋼和合金材料的創(chuàng)新發(fā)展》報告；鋼鐵研究總院有限公司黨委書記、總經(jīng)理梁劍雄的《中國特殊鋼科技創(chuàng)新與未來發(fā)展》報告。

特殊鋼是高端民用和國防裝備制造必需的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，代表金屬材料產(chǎn)業(yè)的整體水平和競爭力，是制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要支撐，是鋼鐵強(qiáng)國的重要標(biāo)志，特鋼發(fā)展水平一定程度上代表鋼鐵產(chǎn)品高端化水平。新中國特鋼產(chǎn)業(yè)經(jīng)過七十多年的不懈努力，在產(chǎn)量、品種質(zhì)量、裝備、工藝、綠色低碳、智能制造等方面取得了巨大的成就，涌現(xiàn)出中信特鋼、撫順特鋼等一大批*的特鋼企業(yè)，大幅度縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距，為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為我國高端裝備制造業(yè)、重大工程建設(shè)和國防現(xiàn)代化做出了不可替代的重要貢獻(xiàn)。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會黨委副書記、副會長兼秘書長姜維在本次會議的主旨講話中提到，著眼未來，特鋼新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)更加重視科技進(jìn)步，以自主可控為戰(zhàn)略基點(diǎn)，以綠色化和智能化為核心主題，瞄準(zhǔn)關(guān)鍵短板發(fā)力，構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)圈，走好科技創(chuàng)新之路。

“2024中國國際特殊鋼新材料高峰論壇”由中國特鋼企業(yè)協(xié)會主辦，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、中國金屬學(xué)會、中國冶金報社、冶金工業(yè)出版社、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院支持，河北龍鳳山集團(tuán)、河南濟(jì)源鋼鐵（集團(tuán)）有限公司、中天鋼鐵集團(tuán)有限公司贊助。來自鋼鐵企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、科研院所、高等院校、冶金設(shè)備公司、工程技術(shù)公司以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈的200余名代表參加了會議。