2010 年 3 月济南

应用TRIZ理论实现莱钢技术创新的新突破 莱芜钢铁集团有限公司副总经理张胜生 2010年3月济南

Topics…… 一、莱钢的发展历程和面临的形势二、创新方法是提升企业技术创新能力的重要手段三、大力推进TRIZ理论的学习培训，深刻理解 TRIZ理论精髓四、积极应用TRIZ理论，实现莱钢技术创新的新突破

一、莱钢的发展历程和面临的形势 莱钢是1970年1月开工建设的小“三线”企业，当时素有山东“四大企业”之称，年产钢设计能力为50万吨，这个目标直到20年后的上个世纪90年代初才得以实现。2000年钢产量也只有210万吨。“八五”、“九五”期间，利用外资等机遇，进行技改扩建，有效提升工艺线技术装备水平，逐步完善配套工艺结构。

大型H型钢生产线 120吨转炉 JN60-6型焦炉 1880m3高炉 “十五”期间,莱钢引进应用学习型组织理论，不断改善心智模式，先后实施了《炼铁系统赶超全国一流水平优化大纲》、《提高电炉核心竞争力工程方案》、《2004年深度挖潜方略》等一系列系统技术创新工程，系统优化工艺结构和产品结构，大幅提升工艺技术水平。2005年一举登上千万吨钢台阶，进入全国十大钢行列，排名第六。经过40年的建设发展，现已成为具有年产1300万吨钢以上综合生产能力的大型钢铁企业集团。截至2009年底拥有总资产666.6亿元，职工3.9万人，其中钢铁主业2万人，控股莱钢股份、鲁银投资等上市公司和齐鲁证券等子公司13个。

“十五”以来莱钢的钢产量 1170 1073 1063 1038 1033 658 420 289 245 2008年 2009年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年

突出结构调整 着力自主创新莱钢发展新战略建设一流强企打造钢铁精品做出莱钢特色 “十一五” ，莱钢提出了“实现由发展速度为主向以质量效益为主的阶段性战略转移”的发展思路，把工作重心放到“做强”上。

产学研用一体化创新机制 咨询决策层研究开发层生产实施层合作应用层技术创新体制机制创新

做强莱钢技术支撑体系 技术研发三年计划十年规划工艺技术产品质量升级指南循环经济实施细则环境保护提升方案自动化信息技术开发应用计划质量管理及名牌战略推进方案

《大规格超薄近终型异形坯工艺技术的自主开发与创新》荣获2009年国家科技进步奖二等奖。《大规格超薄近终型异形坯工艺技术的自主开发与创新》荣获2009年国家科技进步奖二等奖。 2008年、2009年连续两年获得国家冶金科技进步奖一等奖；2007年以来获得山东省科技进步奖21项。专利申请量和授权量大幅增长。2007年专利申请量达113件，超过建厂以来的总和。2009年申请专利159件，其中发明专利76件，占48%，全年获授权专利103件。至2009年底已累计申请国家专利545件，授权297件；PCT申请6件，获国外授权专利8件。2009年被认定为全国企事业知识产权试点单位、山东省知识产权工作示范单位。

莱钢的专利申请及授权情况 160 140 120 100 件 80 申请量 60 授权量 40 20 0 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 06年 07年 08年 09年 6 19 26 22 18 23 17 13 83 137 159 申请量 7 5 16 18 13 13 19 16 21 52 103 授权量年份

具有自主知识产权的中低速磁浮列车轨排用热轧F型钢填补了国内空白。具有自主知识产权的中低速磁浮列车轨排用热轧F型钢填补了国内空白。加工出的成品轨排莱钢生产的热轧F型钢轨排应用于试验线技术人员在调试磁悬浮列车轨排

完善的技术创新机制体制 学术水平较高的科技人员经验丰富的技术人员二、创新方法是提升企业技术创新能力的重要手段高效创新效率面对这个困惑，我们深深思考······· 温家宝总理 “自主创新，方法先行”的批示让我们茅塞顿开。

2009年6月份的香山科学会议上，了解到TRIZ理论，让我们豁然开朗。2009年6月份的香山科学会议上，了解到TRIZ理论，让我们豁然开朗。 TRIZ 理论由苏联人Genrich Altshuller在1946年创立。 • 一种系统改良的方法； • 一种自觉性演化的技术系统解决工程问题的方法； • 一种消除工程冲突而不抵消妥协的工具； • 分享无数发明家的知识与经验来增加工程人员知识创造力和解决问题技巧的方法。

2009年7月10日，莱钢邀请张武城教授作了首场“技术创新方法与TRIZ理论报告。全面介绍了TRIZ理论由来、特点···2009年7月10日，莱钢邀请张武城教授作了首场“技术创新方法与TRIZ理论报告。全面介绍了TRIZ理论由来、特点··· • 40条创新原理 • 技术进化系统法则 • 技术矛盾与物理矛盾 • 矛盾矩阵 • 物质—场分析 • 理想性观念和标准解法 • ……

三、大力推进TRIZ理论的学习培训，深刻理解TRIZ三、大力推进TRIZ理论的学习培训，深刻理解TRIZ 理论精髓我们将创新方法作为一项长期性、战略性工作来抓，制定了《莱钢技术创新方法暨TRIZ理论培训推进实施方案》，把TRIZ理论培训推广工作纳入到技术创新推进工作的规划和计划中。

组建莱钢培训师团队，实现自主培训 莱钢培训中心主责培训工作，形成了公司和二级生产单位的两级培训体系。培训师们多次赴中国科学技术院所联谊会、亿维讯公司、河北工业大学创新设计研究所、山东建筑大学等组织和研究机构进行培训、学习，以提升其理论水平。

积极开展全面培训工作 截至目前，已邀请张武城、刘彦辰等权威专家进行专题讲座4次，对技术研发中心、技术资源部等技术人员密集单位培训5次，在各生产单位举办培训班9次，共培训人员1500多人次，拟在今年年底完成对全公司8000多名技术人员的培训。

激活了创新思维 迸发了创新灵感提高了创新能力四、积极应用TRIZ理论，实现了莱钢技术创新的新突破培训＋学习自去年7月份导入推广应用TRIZ理论后，全公司技术创新项目立项数量、专利申请量都有了明显提高。2009年第四季度共申报技术创新项目立项建议书60多个，同比提高50%，申请专利47件，同比提高20%。

应用实例1：引导表格和矩阵应用案例 • 案例： • 钢铁行业产生的粉尘含有较高的锌（一般>1％）、钾、钠等元素，这些粉尘颗粒非常细小。 • 如果将这部分粉尘返回烧结循环利用，在工艺操作上存在两方面的问题：1）降低烧结的产量，加剧成品矿的粉化性能，同时使烧结除尘系统的负荷加重；2）锌、钾、钠等有害元素循环富集，会影响高炉的顺行和高炉的寿命。 • 如果将这部分粉尘露天堆放，不仅占用场地，浪费资源，而且直接带来环境污染。 • 本着对社会环境负责任的态度，我们积极开展各种除尘粉灰经济利用的工艺研究。 • 分析：应用TRIZ理论进行分析后，该问题的实质是：物质有害副作用与工艺可操作性之间的矛盾。通过TRIZ理论矛盾矩阵查询，得到的提示答案有：03、 05、 06、 10、14、 15、23、04、24

创新原则分析:

最后的解决方案：选择转底炉预还原含碳球团联合脱碱工序，来处理粉尘。最终产品为碱金属、锌及金属化球团，可作到环保经济与固体废弃物循环利用的多举功效。最后的解决方案：选择转底炉预还原含碳球团联合脱碱工序，来处理粉尘。最终产品为碱金属、锌及金属化球团，可作到环保经济与固体废弃物循环利用的多举功效。目前，该项目实验室研究已基本结束，产业化建设正在进行中。

应用实例2：防止钢材表面锈蚀 • 案例： • 钢材的生锈问题是长期以来困扰钢铁企业的难题，对于普碳钢来说，一般氧化铁皮的结构比例为1Fe2O3:4Fe3O4:95FeO。随着氧化铁皮的逐渐产生，钢的基体越来越薄，承受能力就越来越低，导致构筑物的使用寿命下降。 • 系统学习TRIZ理论后，对所学的相关内容进行整理，想到了解决办法——应用TRIZ理论物场。

原有的物场模型如下 化学场 F1 有害作用物质2：O2和H2O 物质1： Fe S2 S1 解题思路

改变原物场模型 F1 化学场 F2 S1 S2 F1 有害作用物质2：O2和H2O 物质1： Fe S2 S1 改变1:增加一个新的场F2

化学场 F1 F1 S1 S2 有害作用 S3 物质1： Fe S2 S1 物质2：O2和H2O 改变2:增加一个新的物质S3

化学场 F2 F1 S2 S3 S1 F1 有害作用物质1： Fe 物质2：O2和H2O S2 S1 形成的结果如下

化学场 F2 F1 S2 S3 S1 物质2：O2和H2O 物质1：Fe 新物质S3选择从H2、石墨粉、漆等物质中，决定选择N2。

新场F2的选择 §导致钢材生锈的根本原因是Fe与空气和水中的O2发生反应。 §考虑通过增加电磁场使带正电荷的Fe离子和带负电荷的O离子移向相反的方向，阻止Fe2O3、Fe3O4和FeO的生成。 §考虑应用效应知识库。经过对微波、红外线、紫外线等电磁波进行筛选，考虑实施难度、效果、折射等特性，最终决定选择微波。

技术原理 微波是沿直线传播的，是一种频率为 300MHz－300GHz的电磁波，当遇到金属时，不能够穿透金属而形成反射；电磁波所产生的电磁场使带有电荷的极性粒子由原来的无序排列变为有序排列；由于导致钢材生锈的根本原因是Fe与空气和水中的O2发生反应，因此通过增加电磁场使带正电荷的Fe离子和带负电荷的O离子移向相反的方向，阻止Fe2O3、Fe3O4和FeO的生成，同时电磁波还增加了Fe离子和O离子的能量，促使已生成的Fe2O3、Fe3O4和FeO的化学键的断开，有利于Fe的还原。形成专利情况目前已申请“一种钢材防锈装置”的发明和实用新型专利。

莱钢推广应用TRIZ理论的工作才刚刚起步，效果是初步的。如何深化TRIZ理论的推广应用，还有很多工作要做。莱钢推广应用TRIZ理论的工作才刚刚起步，效果是初步的。如何深化TRIZ理论的推广应用，还有很多工作要做。今后我们将进一步认真学习先进单位的宝贵经验，加快TRIZ理论等技术创新方法的推广应用，快速提升莱钢技术创新能力。

谢谢大家！

2010 年 3 月济南