特殊鋼新材料發(fā)展迎來新機遇、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創(chuàng)新和材料高端化等方面引述了專家觀點，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）領域迎來革命性的技術大爆炸，但所需能源也在指數級上漲。另一方面，氣候變化也將推動全球能源結構發(fā)生重大調整，人類即將進入“新能源驅動”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)勢基礎上的新質生產力將得到快速發(fā)展。鋼鐵等傳統(tǒng)產業(yè)持續(xù)優(yōu)化升級，高端特種合金對當前新質生產力發(fā)展將起到重要的支撐作用。

（二）基于大數據和人工智能的材料研發(fā)發(fā)生范式轉變

鋼鐵聯合生產運營一體化智能平臺將推動產業(yè)結構進一步調整。以電商平臺、企業(yè)物聯網為手段，質量、環(huán)保、成本大數據分析為工具，通過政策優(yōu)惠吸引優(yōu)勢企業(yè)和產能加入，分步驟實現產能協作、技術聯合、采購聯合、銷售聯合、形成優(yōu)勢產能的集約化運行管理，打造“鋼鐵產能聯合體”。人工智能進入全新階段， “AI+”材料科學已成為一個重要的交叉學科方向。Google和微軟、Meta和字節(jié)跳動近期都在布局用于材料科學領域的人工智能強化學習模型等相似的研發(fā)方向�！皵祿�+AI是材料基因工程的核心”已成為全球共識。

（三）大模型已經在冶金行業(yè)實現融合應用

鞍鋼集團通過將新一代信息通訊技術與地質勘探、測量、設計、采礦、運輸、選礦、經營、管理等環(huán)節(jié)深度融合，逐步實現礦山萬物全真互聯，地質資源數字化，全流程生產過程遠程化、可視化、平臺化、協同化、智慧化，經營管理數字化，構建全流程數據鏈，建立“礦群動態(tài)聯動生產模型”，助力建設世界*智慧礦山、數字礦山。

寶鋼股份與華為公司合作的基于華為盤古預測大模型開發(fā)的熱軋自然寬展預測模型，正式投入熱軋1880產線，實現在線控制，完成了預測大模型在鋼鐵制造領域首發(fā)閉環(huán)控制技術驗證。這是基于華為平臺的預測大模型*正式投入實時生產控制，也標志著AI大模型正式落地鋼鐵生產過程控制端。

項目專家團隊對大模型投入后的帶鋼寬度控制進行了跟蹤和驗證，專家團隊一致認為，在348塊帶鋼軋制過程中，華為大模型的預測精度、時延響應均滿足目標要求，帶鋼寬度實時控制正常，驗證取得圓滿成功。華為大模型落地寶鋼的成功實踐，不僅實現了預測大模型在鋼鐵制造業(yè)應用的首發(fā)落地，也驗證了AI大模型具備強大的工業(yè)應用潛力，特別是在復雜工藝控制、數據驅動優(yōu)化等場景。

實踐證明，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、大型客機、航空發(fā)動機）、軌道交通（如高鐵）、海洋工程（如深海油氣鉆采集輸）、能源裝備（如先進核能、超超臨界電站機組）是我國戰(zhàn)略性支柱產業(yè)，急需先進高強高韌性合金、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)將實現高端化，特鋼產品規(guī)格將出現*化。品種高端化表現在性能方面的突破，如強疲勞載荷、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、特殊鋼材料和技術的未來研發(fā)重點方向

未來，特鋼（含不銹鋼）產量將保持增長，在鋼鐵總產量中的占比將穩(wěn)步提高，產品質量也將進一步提升，主要表現在高強、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。

為了擺脫我國關鍵材料受制于人的局面，實現自主化和國產化，替代進口，未來特鋼新材料和生產技術研發(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控技術；

2）航空航天材料的特種冶金技術；

3）基于TiC調控的新一代耐磨鋼板技術；

4）高氮奧氏體不銹鋼及相應的加壓冶金技術及工業(yè)化；

5）半導體裝備用超高純奧氏體不銹鋼制造技術；

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)信息標準研究院黨委書記、院長張龍強的《中國特殊鋼發(fā)展與國際化之路》報告；東北大學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鍵基礎材料，代表金屬材料產業(yè)的整體水平和競爭力，是制造強國戰(zhàn)略的重要支撐，是鋼鐵強國的重要標志，特鋼發(fā)展水平一定程度上代表鋼鐵產品高端化水平。新中國特鋼產業(yè)經過七十多年的不懈努力，在產量、品種質量、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)達國家的差距，為我國國民經濟的發(fā)展，為我國高端裝備制造業(yè)、重大工程建設和國防現代化做出了不可替代的重要貢獻。中國鋼鐵工業(yè)協會黨委副書記、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，特鋼新材料產業(yè)應更加重視科技進步，以自主可控為戰(zhàn)略基點，以綠色化和智能化為核心主題，瞄準關鍵短板發(fā)力，構建創(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)協會主辦，中國鋼鐵工業(yè)協會、中國金屬學會、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、河南濟源鋼鐵（集團）有限公司、中天鋼鐵集團有限公司贊助。來自鋼鐵企業(yè)、行業(yè)協會、科研院所、高等院校、冶金設備公司、工程技術公司以及上下游產業(yè)鏈的200余名代表參加了會議。