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武钢新产品开发运行体系介绍

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2020年4月19日
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谈武钢新产品开发运行体系
中国加入WT0以来,钢铁产品的进口关税已经降低到国家所承诺的最终水平,同时,原先的进口配额也全部取消。这些变化导致钢材进口量增加,钢铁产品在价格、质量、服务等方面的竞争变得更加激烈。仅 中国共进口钢材3700万余吨,全年进口量比上年增加1500万余吨,增长率达37.5%。可是从另一方面看,中国加入WT0以来,大大促进了汽车、家电、集装箱、机械制造及高档建筑等下游行业的发展。
　　党的十六大提出,走新型工业化道路,大力实施科教兴国战略和可持续发展战略。推进中国的新型工业化建设,离不开钢材及金属材料,而且需要的是优质的”双高”即高技术含量、高附加值钢材及金属产品,仅 中国钢材消耗就达2.6亿余吨,创历史新高。 国内市场对钢材的需求,特别是对”双高”产品需求比往年更加强劲增长。为此,武钢只有在高档次、高级别时”双高”产品的国际竞争中取得优势,才有望成为全球具有较强竞争力的钢铁企业之一。基于此,如何加快”双高”新产品的开发步伐,促进钢材品种优化和升级换代,是包括武钢在内的中国钢铁企业亟需解决的战略课题。为此,我们对武钢”双高”新产品开发体系和开发能力进行了调查研究,并有针对性地提出了进一步优化武锕”双高”产品开发体系、提高”双高”产品开发生产能力的建议。
　　一、武钢新产品开发运行体系概况
　　1.顺应时代潮流,建立有效的新产品开发运行体制和机制
　　(1)理顺科技管理职能,建立了能促进新产品开发的科技体制。”九五’初期,武钢决策层从长远大局出发,对原来重研究轻开发、重现场轻市场的科技体制进行了优化重组,以原钢铁研究所为主体,将武钢的科研和新产品开发以及与新产品开发和科研相关的部门进行了整合,重组为技术中心: ,在集团公司机构改革时,武钢又将全部科技管理职能划归技术中心统一管理,形成了在总经理领导下、总工程师负责的在线技术保障系统和离线科技管理、技术开发的技术创新体制,使技术中心逐步担负起”新产品开发、科技成果转化、重大技术决策咨询、对外技术合作和高层次人才培养”五大职能,从而逐步形成了与市场经济相适应的科技管理体制,为武钢的新产品、新工艺、新技术的研究开发、生产应用,进入市场并实现效益提供了体制上的保证。累计获科技进步奖519项次;科技进步对企业效益的贡献率保持在70%左右;科技成果转化率高达80%以上。
　　(2)率先在国内同行业建立”研产销”一体化新产品开发运行机制。新产品开发是一项系统工程,必须从现场和市场调查、分析、预测出发,确定技术攻关、产品开发项目,经过研究、试验、生产、使用跟踪、质量改进和市场开拓等诸环节协调运作。经过近几年的不懈探索,武钢逐步建立起科研、生产、营销”三位一体”新产品开发运行机制,形成了三条战线各司其职、优势互补、高效联动的良好局面,成功地走出了一条”大课题组制”和”项目负责制”科研开发之路。针对科研、攻关、新产品开发任务重,而科研人员少的现状,对外与科研院所、高等院校等相关单位、行业结合,对内与生产现场相结合组建大课题组,使钢种开发效率高、成果推广应用快、信息反馈及时。如武钢联合国内24个单位共同完成的”低焊接裂纹敏感性WDL系列钢’课题,荣获国家科技进步二等奖,该产品实物质量达到国际先进水平,多次荣获冶金产品质量金杯奖,已在国内3000余台套大型球罐、压力钢管等大工程中成功应用。同时,武钢成立了由三条战线资深专家或专业人员共同参与组成的”项目推进组”,由武钢分管领导任推进组负责人,共同协调推进重大工程项目的投标论证及大批量、特殊要求合同的评审工作,为确保以最少的投入获取最大的效益奠定了可靠基础。
　　2.瞄准市场现实和潜在需求,科学地确立新产品开发思路和目标
　　”九五”以来,武钢就明确提出了”推广一代、试制一代、研究一代、规划一代”的新产品开发思路,选准武钢核心技术能力的切入点,每年落实一批项目鉴定转产,组织一批项目生产试制,安排一批项目进行应用研究,规划一批项目超前基础研究。同时,确立了未来新产品开发目标和方向,即在掌握高纯净度、高均匀度和超细晶粒组织控制工艺技术的基础上,至 使武钢钢材产品达工业发达国家实物质量水平产量比大于60%;至 钢材产品达工业发达国家实物质量水平产量比大于80%,优化品种结构,实施精品名牌战略,创名牌10个,创精品10个,精品名牌产量比大于50%,使武钢成为中国钢铁产品精品名牌研发生产基地之一。”九五”以来,武钢累计开发新产品85个系列、301个品种,其中,获国家、省、部优产品100多个,有33个产品的质量达到国际先进水平,初步形成了以”桥、管、箱、容、军、电、车、线”钢为重点的一批精品名牌产品,且”双高”产品比例逐年提高。
　　3.遵循科学的原则,有的放矢,确立科研新产品开发课题
　　近几年来,在选定具体项目时,武钢注重与”产学研”相结合的国家重点技术开发计划、企业中长期发展规划和带动企业整体生产技术上台阶三个方面,遵循”需要性、科学性、创造性和可行性”,及”高起点、超前”的原则,确定年度的研究开发项目;并始终坚持科学研究、技术开发与企业效益的有效结合。在新产品开发课题研究上,着重就需要性进行市场调研、市场预测和前沿跟踪,大力开发出从质量到性能都大幅度提高的新产品,开发出市场紧俏的高附加值、高技术含量的精品名牌产品;在工艺技术研究上,注重创新性原则,重点围绕提高技术经济指标、提高产品质量、优化产品结构、降低生产成本,使工艺流程不断优化、工艺技术不断升级,为新产品开发提供工艺上的保证。到当前为止,武钢累计申请专利261件,有180件被授予专利权,其实施率达71%,创效益7亿余元;对外签订实施许可合同53项次,为社会创经濟效益6亿余元。当前武钢已形成了一批特色工艺和生产技术,如大型高炉长寿技术、转炉—连铸生产技术、热连轧成套工艺及自动控制设备安装生产调试技术、顶底复吹转炉溅渣护炉技术、高纯净钢冶炼生产技术、连铸保护渣系列研究及生产技术、新型节能烧嘴研究及节能技术等。其中不少专利技术,不但在武钢发挥重要作用,而且成功输出到国内外30多个钢铁企业,推动了钢铁行业的技术进步。
　　4.建设一流的装备水平,为新产品开发提供装备保证
　　多年来的实践使武钢体会到,引进技术,必须在消化、吸收、掌握的基础上不断创新。否则,再先进的技术过一段时间也会落后。为此,武钢始终抓住其工艺的薄弱环节,瞄准国际钢铁行业先进水平,坚持引进、改造消化、创新的方针,在炼铁、炼钢、轧钢系统不间断地实施了一系列重点技术改造。自1993年以来,武钢瞄准世界一流水平,自筹资金近300余亿元进行技术改造,先后完成三炼钢、一炼钢”平改转”、高速线材、八号焦炉、硅钢扩建等新建和扩建改造项目,实现工艺技术装备全面优化升级,大部分工艺技术装备达到了20世纪90年代国际先进水平,部分主体装备跃居国际冶金行业一流水平。特别是炼钢系统的三个炼钢厂均有先进完备的铁水预处理和钢水炉外精炼设施,实现了”铁水预处理—转炉—精炼—连铸”的先进的生产工艺,在调整品种结构、提高产品质量、降低消耗方面发挥了决定性作用。同时,”十五”期间,武钢再投资250多亿元,新建二热轧、二冷轧、二硅钢,改造一冷轧,扩大硅钢生产能力以及对前工序进行技术升级改造,加速推进技术装备、工艺技术的升级换代,使钢铁主体保持国际一流的技术装备水平。已于 初投产的武钢二热轧厂2250mm热连轧生产线,一期年产量为350万吨,可生产出厚度为1.2mm～25.4mm、宽度为700mm～2130mm的汽车、船舶、石油管线、集装箱用钢等高质量、高强度的钢材。拟定于 底建成的二冷轧厂选择2230mm的宽幅轧机,生产能力215万吨／年,主要品种为轿车板、家电板、镀锌板、彩涂板和冷轧薄板。这两套设备的投产,将大大提高武钢在该领域的竞争能力。随着上述重点项目的逐步建成投产,将进一步增强武钢的技术创新能力,使高纯净钢、高性能钢以及国家急需的板材、线材品种的研制生产得到可靠的保证,为新产品的开发和批量生产创造更为有利的条件。
　　同时,武钢不断加强科研开发部门重点实验室建设。近几年来,累计投资1亿多元,引进添置设备80余台(套),全面更新了荧光直读光谱仪、X—射线衍射击仪、透射电镜等实验仪器,使之达到了20世纪90年代国际先进水平。新建了冶金动态热模拟实验室,汽车板热处理实验室、薄板成型性实验室、硅钢微观实验分析实验室、热态实验室、冶金热模拟试验室、炼钢连铸保护渣试验室、水力模型试验室、磁性材料实验室等,其装置水平在国内处于领先地位。当前,武钢技术中心各类先进设备仪器700余台(套),为新产品研究开发工作的顺利开展提供了良好的物质条件。
　　二、武钢新产品开发成效分析
　　”九五”以来,武钢大力实施精品名牌战略,把品种结构优化摆在首要地位,持续坚持开发新产品,全面满足市场和用户的要求,使得大批产品的质量和性能全面升级换代。 武钢生产的冷轧硅钢片、汽车大梁板、高压容器板、石油管线钢、桥梁钢、钢帘线用盘条等”双高”产品仅占其产品总量的41%, 已达到50.49%,且”双高”产品各项质量指标得到全面提高,成为国内市场上供不应求的俏销商品, 上半甲”双高”产品已达到51.82%,”双高产品开发已经成为武钢创效的主角,每年为武钢多增创效益数亿元。当前武钢已初步成为国内一流的精品名牌钢铁产品研发生产基地,其成效主要表现在以下方面:
　　1.立足于国家重点建设工程,研究开发新产品
　　为了适应中国石油开发战略的要求,针对西部远距离输送管道所处环境复杂、气候恶劣的特点,武钢按照美国API标准研制出达到国际同类产品先进水平的X52、X56、X65、X65、X70、X80等石油天然气管线钢,先后中标国家”西气东输”工程、伊朗管线等20多项国内外重大管线工程。当前武钢生产的17.51m厚X70热轧厚钢卷各项性能指标达到国际同类钢实物水平,填补了国内空白,使中国管线钢的生产技术水平提高到一个新高度,特别武钢在超低硫精炼技术和抗氢裂纹性能控制技术方面达到了较高水平。武钢17.5m厚X80螺旋焊管用热轧板卷的成功试制在国际和国内均为首创,填补了中国在高钢级管线钢板生产上的空白。该热轧板卷用于大口径输气管线工程,市场前景广阔,将为企业和国家带来较大的经济效益和社会效益。
　　武钢研制生产的高性能压力容器和压力钢管用钢,以其高效质优、国内独一无二的品牌优势,满足了大型压力容器、压力钢管市场需求,其低温韧性、综合力学性能均达到国际先进水平。该产品广泛应用于各类压力容器设备,如气罐、油罐、油气输送船等,已在北京燕山石化、福州炼油厂、华北油田、大庆油田、胜利油田、黄岛油库、三峡等国家重点建设工程成功应用,取得了良好的企业效益和社会效益,成为全国公认的名牌产品。
　　为适应大型结构桥梁向栓焊及全焊结构、大跨度、高参数方向发展对桥梁用钢性能提出的更高要求,武钢研制出钢质纯净、强度高、低温韧性好的14MnNbq等系列桥梁用钢,其实物质量达到了国际同类产品先进水平。近几年来,该系列产品以其性能和价格的优势,在与国内外众多企业竞标中纷纷取胜,先后取得芜湖长江大桥、南京长江二桥、武汉长江三桥、缅甸大桥、军山长江大桥、秦沈高速公路铁路桥、润杨大桥、重庆长寿桥、杭州湾大桥等国内外20多座大桥的供货权。
　　2.围绕”两个一流生产基地”的建设目标,大力开发新产品
　　武钢汽车板新产品占据市场竞争优势地位。如热轧汽车大梁板WL510,在稳定向东风汽车公司和南京汽车集团公司供货的同时,产品的市场占有率明显提高,经济效益显著。轿车工业是一个很大的潜在市场,为了改变过去国内轿车用钢主要依靠进口的状况,武钢成功地研制出具有优良性能、无间隙原子钢—IF钢和烘烤硬化钢,其性能达到了国际同类钢先进水平。当前武钢生产的IF钢、IF热镀锌钢板、烘烤硬化钢WBH350已被全国十余家汽车厂家使用。冷轧高屈服强度系列用钢,其成形性、焊接性、涂镀性、安全性均符合轿车厂的使用要求。上述系列钢种的开发成功,为武钢建设国内汽车板生产基地奠定了坚实的技术基础。
　　硅钢新产品开发成效显著。新开发的高磁感无取向硅钢W18G等产品试制周期短、见效快,BKG、W60G、高效电机系列用钢和极高磁感低铁损无取向电工钢等品种进行了大生产试制,”高效电机铁芯用系列电工钢”获国家专利局授权。特别高牌号取向硅钢新品种研制取得重大突破,新研制的Q092C大批量生产后,30Q130牌号率稳定在90%以上,突破了国外引进专利工艺生产85%的设计水平。北京正负电子对撞机的0.5毫米J23磁性材料和电气行业急需的电磁开关材料DWK4系列,填补了国内冷轧无取向硅钢的两项空白,各项性能指标和实物质量都达到了国际领先的日本HMS材料的水平。当前武钢J23磁性材料已成为中国科学院高能物理研究所向美国提供的同步辐射器专用料。上述系列钢种的开发成功,都标志着武钢在硅钢方面已逐步形成了自身特色的系列核心技术,为武钢建成世界最大的硅钢生产基地奠定了坚定的技术基础。
　　3.满足某些用户的特殊需要,研究开发新产品
　　紧跟建筑行业发展方向,武钢耐火耐候钢独领风骚。该钢种已经过国家鉴定,集高耐火性、高耐候性、高Z向性和能承受大线能量焊接于一体,被国内权威专家誉为国内首创、填补空白,达世界先进水平。并被应用到上海、北京两大都市的标志性建筑:上海残疾人体育艺术培训基地和北京国家大剧院工程,使武钢产品在祖国大地一南一北两个最大都市的标志性建筑上大放异彩,充分展示了武钢人的志气和水平。
　　武钢生产的硬币钢,让武钢人引以自豪。”造币用冷轧钢带”,是武钢为满足国家制造硬币需要而成功开发的高附加值产品。由于造币行业的特殊性,要求钢芯硬币必须达到防伪、各类投币器能识别等多项功能,因此对其钢材用料提出了特殊的要求。武钢经过优化成份、改进工艺和设备条件,使得轧制乳化液控制、边部厚度公差控制等特殊质量要求均得到有效解决,钢板表面质量、厚度公差和硬度指标等均满足了国家硬币发行的要求,交货性能合格率达100%,创造了显著的经济效益和社会效益。
　　针对中国工程机械行业每年需从国外进口大量的SH系列钢,武钢率先研制了具有高强度、高韧性的HJ41、HJ50、HJ53、HJ58等强度级别的工程机械用钢,产品实物质量达到20世纪90年代同类产品国际先进水平,并以其规格跨度大、使用性能好等优势已应用于推土机、挖掘机、大型工程设备构件、重型汽车等工程机械、汽车大梁、管线等行业。其中,HG70R是中国第一代高强度低碳贝氏钢,具有高的强韧性和优良的焊接性能。该钢种—40冲击功Akv达200J以上,在内蒙古—30的现场冷成型、焊接不需预热,已成功应用于黄河小浪底等国家重点工程使用,并远销海外。
　　4.根据国内某些行业之急需,研究开发新产品
　　为了满足中国彩管行业对电视机用钢的需求,武钢在国内率先独家研制出框架钢、内磁屏蔽钢、防爆钢带等高难度、高效益的彩管用钢,替代进口,并逐步形成批量生产能力,现已在电视机行业得到广泛应用。
　　武钢研制生产的集装箱用钢,性能达到国际先进水平,已成为其钢材出口加工的关键品种。该系列产品经国内十余家集装箱制造公司使用,都认为武钢产品达到了日本、韩国、上海宝钢同类产品水平,自投放市场以来,该产品质量异议率几乎为零。
　　5.针对自身薄弱环节,研究开发新产品
　　自1993年以来,武钢生产了40余万吨重轨,但一直没有经过铁道部上线许可,给销售带来了极大困难。 ,武钢经过不懈努力和艰苦的科研攻关,新型城市轨道用WDI(50、60kg／m)钢轨成功地经过武汉市组织的技术鉴定;U71Mn(50、60kg／m)钢轨经过了湖北省组织的技术鉴定,并获得铁道部重轨上线许可证,为武钢重轨用于全国铁路主干线、进军武汉市轻轨工程拿到了”通行证”。轨道用钢获得了铁道部上线许可证,为该钢的研制工作划上了一个圆满的句号。当前WDI(60kg／m)和U71Mn(50、60kg／m)钢轨已被武汉市轻轨工程部分采用。
　　武钢高线新产品开发取得了”质”和”量”的突破。仅 上半年,高线新产品开发质量创历史同期最好水平。高线新试品种达30个,新产品质量异议量占其开发总量的0.084%,比上年同期降低了96.79%,创历史最低水平,成为武钢的效益产品之一。其中,钢帘线72A-L开发质量达到了贝卡尔特和米其林公司的要求,对方均要求扩大其订货量;82A盘条在上海米其林工厂试生产,效果良好;以82B为代表的硬线钢盘条的工艺得到进一步优化,质量稳定,成为武钢出口创汇的主要钢种之一;焊丝钢开发了市场急需的系列焊丝,高强度高韧性高耐候性气保护焊丝申报国家创造专利,高韧性微钛气体保护焊丝获国家创造专利授权。还完成了系列新钢种及重点工程的相关焊接性研究、焊接工艺、焊接材料的配套性能试验,为重点工程的顺利供货及新钢种的鉴定推广应用奠定了良好基础。
　　6.跟踪世界钢铁发展前沿,研究开发新产品
　　超细品钢是—种要求高强度和高韧性两者匹配良好的新一代钢铁材料,是当今全球性研究的一个大课题。为此,武钢投入了一定的人力和物力来研究开发该系列钢。”超细品粒钢的焊接研究”课题开发,当前武钢已冶炼、轧制出了超细品耐候钢和800MPa级超细品钢,并进行了800MPa超细品钢配套气保护焊丝研究,试轧出了试验盘条;”新一代超细品800MPa级钢中厚板的研究”课题,进行了工业性试制,取得了成功;”超细品355MPa级碳素钢热连轧板的研究”,进行了批量工业性生产,经过东风汽车公司进行冲压试验,其性能满足了汽车车厢纵、横梁的冲压和装配要求,应用前景广阔。
　　980MPa级高强度工程机械用钢和400MPa级高强度耐候钢,均完成了实验室试制。其中,400MPa级高强度耐候钢已小批量供货,满足了用户使用要求;高强度高耐候铁路车辆用钢开发已申请立项,各项性能指标完全满足了用户要求;耐磨钢经过徐州彼勒卡特公司批量试用,各项性能指标完全满足了用户要求,该公司决定用武钢产品替代进口。