現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)應(yīng)用

1、近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展歷程近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展歷程主講教師：翁宇慶主講教師：翁宇慶內(nèi)容大綱內(nèi)容大綱 鋼鐵材料在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用和地位鋼鐵材料在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用和地位 近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程一二三三 鋼鐵行業(yè)未來(lái)發(fā)展關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題鋼鐵行業(yè)未來(lái)發(fā)展關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題2一、鋼鐵材料在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用和地位人類生活人類生活在物質(zhì)世界在物質(zhì)世界中，基礎(chǔ)原中，基礎(chǔ)原材料和能源材料和能源支撐了經(jīng)濟(jì)支撐了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)的各種活動(dòng)的各種活動(dòng)和過(guò)程。和過(guò)程。3鋼鐵是主導(dǎo)結(jié)構(gòu)材料4 鋼鐵的獨(dú)特性能使得從公元前鋼鐵的獨(dú)特性能使得從公元前15001500年起，年起， 鋼鐵便是人

2、鋼鐵便是人類社會(huì)最重要的結(jié)構(gòu)材料。類社會(huì)最重要的結(jié)構(gòu)材料。資源豐富，地殼中含有約資源豐富，地殼中含有約4.2% (重量重量)的鐵的鐵世界鐵礦石陸地保有儲(chǔ)量世界鐵礦石陸地保有儲(chǔ)量1542億噸，億噸，儲(chǔ)量基礎(chǔ)儲(chǔ)量基礎(chǔ)3473億噸，海洋、大洋錳億噸，海洋、大洋錳結(jié)核結(jié)核3萬(wàn)億噸。萬(wàn)億噸。每年開(kāi)采每年開(kāi)采1520億噸（原礦）億噸（原礦）全球目前年生產(chǎn)和使用全球目前年生產(chǎn)和使用14億噸鋼鐵億噸鋼鐵礦山采掘深海采礦鋼鐵具有最高回收利用率鋼鐵具有最高回收利用率5現(xiàn)有鋼鐵儲(chǔ)存量現(xiàn)有鋼鐵儲(chǔ)存量 =500億噸億噸世界廢鋼發(fā)生量和消費(fèi)量（單位：萬(wàn)噸）世界廢鋼發(fā)生量和消費(fèi)量（單位：萬(wàn)噸）年份1989199019911

3、99220002001發(fā)生量(A)344103266930525289973624036800消費(fèi)量(B)350353457031646300133669037340A/B (%)98.2294.5096.4596.6198.7098.55現(xiàn)有鋼鐵生產(chǎn)鐵素原料中，廢鋼提供約現(xiàn)有鋼鐵生產(chǎn)鐵素原料中，廢鋼提供約40%1871-2013美國(guó)美國(guó)日本日本中國(guó)中國(guó)獨(dú)聯(lián)體獨(dú)聯(lián)體世界世界粗鋼粗鋼總量總量83.4752.6279.8870.11500.14容易加工成各種類型的鋼材容易加工成各種類型的鋼材常見(jiàn)的鋼材加工方式常見(jiàn)的鋼材加工方式軋鋼：板、管、帶、棒、線、絲；軋鋼：板、管、帶、棒、線、絲；鍛鋼、鑄鋼：

4、各種異型，不同的形鍛鋼、鑄鋼：各種異型，不同的形狀尺寸要求。狀尺寸要求。鋼鐵是所有結(jié)構(gòu)材料中理論強(qiáng)度最高的材料鋼鐵是所有結(jié)構(gòu)材料中理論強(qiáng)度最高的材料7各種鋼鐵材料工業(yè)強(qiáng)度各種鋼鐵材料工業(yè)強(qiáng)度鐵的理想晶體強(qiáng)度鐵的理想晶體強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度： t t0.1E 208.2GPa0.1E 208.2GPa剪切強(qiáng)度：剪切強(qiáng)度： s sbb /2/2 a =80.65GPaa =80.65GPa鐵的理論強(qiáng)度：鐵的理論強(qiáng)度： t t21GPa21GPa s s11GPa11GPa2002002000Mpa2000Mpa（2GMpa2GMpa）8優(yōu)良的性能，性能多樣性優(yōu)良的性能，性能多樣性性性 能能典型鋼

5、實(shí)例典型鋼實(shí)例性性 能能典型鋼實(shí)例典型鋼實(shí)例機(jī)機(jī)械械性性能能1.強(qiáng)度、韌性強(qiáng)度、韌性超高強(qiáng)度不銹鋼超高強(qiáng)度不銹鋼電電氣氣電電子子性性能能1.超導(dǎo)電性超導(dǎo)電性金屬系列超導(dǎo)材料、氧化物系列超導(dǎo)材料金屬系列超導(dǎo)材料、氧化物系列超導(dǎo)材料2.比強(qiáng)度比強(qiáng)度金屬間化合物、金屬系復(fù)合材料金屬間化合物、金屬系復(fù)合材料2.導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)向架材料導(dǎo)向架材料3.硬度、耐磨損硬度、耐磨損新工具鋼新工具鋼3.半導(dǎo)電性半導(dǎo)電性人造格子人造格子4.剛性、彈性剛性、彈性高應(yīng)力彈簧鋼高應(yīng)力彈簧鋼4.其它其它蔭罩用冷軋薄鋼板蔭罩用冷軋薄鋼板5.延性、塑性延性、塑性超塑性鋼超塑性鋼磁磁性性能能1.高磁能積高磁能積稀土類鋼稀土類鋼6.

6、易切性易切性超易切鋼超易切鋼2.非磁性非磁性非磁性鋼非磁性鋼7.減震、防震減震、防震復(fù)合型減震鋼板復(fù)合型減震鋼板3.高透磁率高透磁率非晶金屬非晶金屬8.結(jié)構(gòu)用新型材料結(jié)構(gòu)用新型材料特殊不銹鋼管特殊不銹鋼管4.電磁波屏蔽電磁波屏蔽電磁波屏蔽材料電磁波屏蔽材料9.形狀記憶性、加工性、焊接性形狀記憶性、加工性、焊接性形狀記憶合金形狀記憶合金其其它它1.彩電彩電流行的色彩流行的色彩熱熱性性能能1.高溫強(qiáng)度高溫強(qiáng)度超耐熱鋼、結(jié)晶控制合金超耐熱鋼、結(jié)晶控制合金2.輕量、多孔質(zhì)輕量、多孔質(zhì)疊層薄鋼板疊層薄鋼板2.低溫韌性低溫韌性極低溫鋼極低溫鋼3.金屬粉金屬粉高速鋼粉末高速鋼粉末3.低溫膨脹低溫膨脹低溫膨脹

7、合金低溫膨脹合金4.超微粉金屬超微粉金屬超微粉合金超微粉合金/鐵系列合金鐵系列合金化化學(xué)學(xué)性性能能1.耐腐蝕（濕法鍍層）耐腐蝕（濕法鍍層）鍍特殊金屬鋼材鍍特殊金屬鋼材5.金屬箔金屬箔鐵系金屬箔鐵系金屬箔2.耐腐蝕（干式鍍層）耐腐蝕（干式鍍層）干式鍍層鋼材干式鍍層鋼材6.高純度金屬高純度金屬高純度鐵高純度鐵3.耐腐蝕（不銹鋼）耐腐蝕（不銹鋼）特殊不銹鋼材特殊不銹鋼材具有不同性能的鋼材具有不同性能的鋼材4.耐腐蝕（包層）耐腐蝕（包層）復(fù)合（包層）鋼管復(fù)合（包層）鋼管5.耐腐蝕（有機(jī)包層、其它）耐腐蝕（有機(jī)包層、其它）高溫用有機(jī)包層薄鋼板高溫用有機(jī)包層薄鋼板6.儲(chǔ)氫性能、生物合適性儲(chǔ)氫性能、生物合適

8、性儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫合金9便于大生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格低廉便于大生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格低廉（日本（日本1998年價(jià)格）年價(jià)格）單重價(jià)格（單重價(jià)格（A）￥）￥/kg 比強(qiáng)度（比強(qiáng)度（B）MPa/比重比重比強(qiáng)度價(jià)格比強(qiáng)度價(jià)格(A/B)鋼鐵（鋼板鋼鐵（鋼板SS41）46510.9鋁合金（鋁合金（A5062）585966.1水泥（生水泥）水泥（生水泥）57.8（擠壓強(qiáng)度）（擠壓強(qiáng)度）0.6塑料（聚氯乙烯）塑料（聚氯乙烯）125383.3木材（木材（9mm膠合板）膠合板）1311091.2（日本（日本1994年價(jià)格）年價(jià)格）鋼鋼鋁合金鋁合金鈦合金鈦合金水泥水泥Al2O3陶瓷陶瓷碳纖維碳纖維木材木材聚丙烯聚丙烯比強(qiáng)

9、度比強(qiáng)度521111338974160912539比強(qiáng)度價(jià)格比強(qiáng)度價(jià)格13.916.70.44.05.20.83.810材料價(jià)格變化材料價(jià)格變化年份年份不同材料的價(jià)格變化不同材料的價(jià)格變化 價(jià)格指數(shù)（對(duì)數(shù)）價(jià)格指數(shù)（對(duì)數(shù)）1974年年100 鋼材塑料水泥鋁19962001年主要鋼材品種國(guó)內(nèi)市場(chǎng)掛牌價(jià)格的變化趨勢(shì)年主要鋼材品種國(guó)內(nèi)市場(chǎng)掛牌價(jià)格的變化趨勢(shì)日本1995年1月2001年10月主要鋼材離岸價(jià)格變化趨勢(shì)11鋼鐵便宜，且普遍使用，總的價(jià)值量遠(yuǎn)高于其他材料鋼鐵便宜，且普遍使用，總的價(jià)值量遠(yuǎn)高于其他材料2007 年歐盟統(tǒng)計(jì)的價(jià)值年歐盟統(tǒng)計(jì)的價(jià)值鋼鋼鋁鋁鎂鎂塑料塑料價(jià)值比（鋼價(jià)值比（鋼/四種材料）

10、四種材料）7300 億億 /年年900 億億 /年年24 億億 /年年2820 億億 /年年66.1%數(shù)據(jù)來(lái)源：數(shù)據(jù)來(lái)源：世界鋼協(xié)世界鋼協(xié)WV Metalle美國(guó)地質(zhì)局美國(guó)地質(zhì)局Plastics EuropeDeutschland e.V鋼塑料 19701970年年/2008/2008年鋼、鋁、年鋼、鋁、鎂全球產(chǎn)量的比較鎂全球產(chǎn)量的比較單位：百萬(wàn)噸/年鋁鎂據(jù)日本據(jù)日本19971997年統(tǒng)計(jì)，鋼年統(tǒng)計(jì)，鋼材占所有基礎(chǔ)原材料（塑材占所有基礎(chǔ)原材料（塑料、陶瓷、水泥和木材等）料、陶瓷、水泥和木材等）用量的用量的45%45%12未來(lái)對(duì)材料和技術(shù)的要求未來(lái)對(duì)材料和技術(shù)的要求13對(duì)人類友好對(duì)人類友好14本

11、節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié) 從二十一世紀(jì)看，鋼鐵材料仍是有競(jìng)爭(zhēng)從二十一世紀(jì)看，鋼鐵材料仍是有競(jìng)爭(zhēng) 力的基礎(chǔ)材料。力的基礎(chǔ)材料。 鋼鐵材料具有可持續(xù)供應(yīng)、性能多樣且鋼鐵材料具有可持續(xù)供應(yīng)、性能多樣且 優(yōu)良，規(guī)模生產(chǎn)、價(jià)格低廉等多種優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)良，規(guī)模生產(chǎn)、價(jià)格低廉等多種優(yōu)點(diǎn)。23 鋼鐵是最重要的（人造）工程結(jié)構(gòu)材料。鋼鐵是最重要的（人造）工程結(jié)構(gòu)材料。115二、近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程產(chǎn)量產(chǎn)量+質(zhì)量質(zhì)量+可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展（能源、資源、環(huán)保）（能源、資源、環(huán)保）二戰(zhàn)結(jié)束二戰(zhàn)結(jié)束第一次石油危機(jī)第一次石油危機(jī)第二次石油危機(jī)第二次石油危機(jī)世界經(jīng)濟(jì)衰退世界經(jīng)濟(jì)衰退第一階段：第一階段：1864年年1950年，產(chǎn)量

12、由年，產(chǎn)量由3104萬(wàn)噸增加萬(wàn)噸增加到到2億噸。以平爐煉鋼為主、出現(xiàn)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。億噸。以平爐煉鋼為主、出現(xiàn)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。第二階段：第二階段：1951年年1974年，產(chǎn)量由年，產(chǎn)量由2億噸億噸增加到增加到7億噸。以氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼為主，億噸。以氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼為主，出現(xiàn)淘汰平爐、模鑄和橫列式軋機(jī)為主的出現(xiàn)淘汰平爐、模鑄和橫列式軋機(jī)為主的技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)創(chuàng)新。第四階段：第四階段：1999年年現(xiàn)在，源于新興國(guó)家發(fā)現(xiàn)在，源于新興國(guó)家發(fā)展，粗鋼產(chǎn)量從展，粗鋼產(chǎn)量從7.89億噸提高到億噸提高到14.14億噸億噸（2010年）。年均增長(zhǎng)率年）。年均增長(zhǎng)率5.5%，同時(shí)向提，同時(shí)向提高品質(zhì)、降低成本、重視環(huán)境

13、、節(jié)約能源高品質(zhì)、降低成本、重視環(huán)境、節(jié)約能源和資源，走社會(huì)和諧、可持續(xù)發(fā)展的道路。和資源，走社會(huì)和諧、可持續(xù)發(fā)展的道路。第三階段：第三階段：1974年年1999年，受二次石油年，受二次石油危機(jī)沖擊，全球鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生組織、技術(shù)危機(jī)沖擊，全球鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生組織、技術(shù)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。以后及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。以后25年全球粗鋼年增年全球粗鋼年增長(zhǎng)率僅為長(zhǎng)率僅為0.5%（7億增加到億增加到7.89億噸）。億噸）。16二、近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程十五世紀(jì)前后，高爐（熔礦爐）十五世紀(jì)前后，高爐（熔礦爐）在萊茵河上游出現(xiàn)。在萊茵河上游出現(xiàn)。17901790年英國(guó)用焦炭代替木炭煉鐵。年英國(guó)用焦炭代替木炭煉鐵。

14、18291829年英國(guó)用高爐煤氣加熱鼓風(fēng)。年英國(guó)用高爐煤氣加熱鼓風(fēng)。 幾百年的歷程，現(xiàn)有高爐技術(shù)進(jìn)步成熟。幾百年的歷程，現(xiàn)有高爐技術(shù)進(jìn)步成熟。C%4%C%4%（共析點(diǎn)在內(nèi)）（共析點(diǎn)在內(nèi)）17高爐還原反應(yīng)原理及能耗間接還原3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2 ， Fe3O4 +CO 3FeO+CO2FeO +CO Fe+CO2直接還原3Fe2O3+C 2Fe3O4+CO ， Fe3O4 +C 3FeO+COFeO +C Fe+CO 高爐間接還原度67%，要求料柱，透氣性； 碳原子約75%耗于燃燒反應(yīng)，僅有25%耗于礦石的還原反應(yīng)。因而能耗高，CO2產(chǎn)生量大。 高爐還原反應(yīng)進(jìn)行數(shù)小時(shí)，熔融還原

15、反應(yīng)速度以秒計(jì)算。理想高爐流程鐵水中含碳：174kgCO2/t鐵水輸出煤氣： 764kgCO2/t鐵水熱風(fēng)爐： 477kgCO2/t鐵水總計(jì)：總計(jì)： 1415kgCO2/t鐵水鐵水加入焦炭300kg/t鐵水噴煤150kg/t鐵水間接間接還原還原70.5%高爐耗能1.5GJ/t鐵水輸出能量2.4GJ/t鐵水18二、近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程十五世紀(jì)前后，高爐（熔礦爐）十五世紀(jì)前后，高爐（熔礦爐）在萊茵河上游出現(xiàn)。在萊茵河上游出現(xiàn)。17901790年英國(guó)用焦炭代替木炭煉鐵。年英國(guó)用焦炭代替木炭煉鐵。18291829年英國(guó)用高爐煤氣加熱鼓風(fēng)。年英國(guó)用高爐煤氣加熱鼓風(fēng)。 幾百年的歷程，現(xiàn)有高爐技術(shù)

16、進(jìn)步成熟。幾百年的歷程，現(xiàn)有高爐技術(shù)進(jìn)步成熟。C%4%C%4%（共析點(diǎn)在內(nèi)）（共析點(diǎn)在內(nèi)）19高爐還原反應(yīng)原理及能耗間接還原3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2 ， Fe3O4 +CO 3FeO+CO2FeO +CO Fe+CO2直接還原3Fe2O3+C 2Fe3O4+CO ， Fe3O4 +C 3FeO+COFeO +C Fe+CO 高爐間接還原度67%，要求料柱，透氣性； 碳原子約75%耗于燃燒反應(yīng)，僅有25%耗于礦石的還原反應(yīng)。因而能耗高，CO2產(chǎn)生量大。 高爐還原反應(yīng)進(jìn)行數(shù)小時(shí)，熔融還原反應(yīng)速度以秒計(jì)算。理想高爐流程鐵水中含碳：174kgCO2/t鐵水輸出煤氣： 764kgCO2/

17、t鐵水熱風(fēng)爐： 477kgCO2/t鐵水總計(jì)：總計(jì)： 1415kgCO2/t鐵水鐵水加入焦炭300kg/t鐵水噴煤150kg/t鐵水間接間接還原還原70.5%高爐耗能1.5GJ/t鐵水輸出能量2.4GJ/t鐵水20煉鋼技術(shù)發(fā)展歷程近代煉鋼（近代煉鋼（1856-19501856-1950）1856 酸性轉(zhuǎn)爐酸性轉(zhuǎn)爐 （空氣、底吹、酸性爐襯）（空氣、底吹、酸性爐襯）18641880 平爐煉鋼平爐煉鋼1879 堿性轉(zhuǎn)爐堿性轉(zhuǎn)爐 Bessemer酸性轉(zhuǎn)爐，1859年H. Bessmer (18131898)英國(guó)發(fā)明家、工程師Bessemer法方案圖19世紀(jì)中葉在英國(guó)謝菲爾德貝塞麥公司煉鋼廠原理：原理：

18、 C+O2 CO2 鐵水中溶解碳）212020世紀(jì)世紀(jì)5050年代平爐鋼年代平爐鋼80%80%，堿性轉(zhuǎn)爐鋼，堿性轉(zhuǎn)爐鋼10%10%，電爐鋼，電爐鋼10%10%。平爐成為主導(dǎo)煉鋼工藝平爐成為主導(dǎo)煉鋼工藝。漢陽(yáng)鐵廠漢陽(yáng)鐵廠1010噸平噸平爐，爐，18941894年年早期平早期平爐示意圖爐示意圖大型平大型平爐爐在該階段由于平爐比轉(zhuǎn)爐可大量使用廢鋼、對(duì)鐵水成分要求不高、在該階段由于平爐比轉(zhuǎn)爐可大量使用廢鋼、對(duì)鐵水成分要求不高、冶煉品種多、質(zhì)量好，為各國(guó)普遍采用。冶煉品種多、質(zhì)量好，為各國(guó)普遍采用。早期平早期平爐示意圖爐示意圖22煉鋼技術(shù)發(fā)展歷程現(xiàn)代煉鋼（現(xiàn)代煉鋼（1951-19751951-1975）

19、23氧氣煉鋼，從簡(jiǎn)單脫碳到成份控制（Si、Mn、P、Fe、O）O=OSi=(SiO2)Mn=(MnO)2P+5O=(P2O5)Fe+O=(FeO)2(FeO) +O=(Fe2O3)C+O=(CO)現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐的發(fā)明，適應(yīng)了現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐的發(fā)明，適應(yīng)了戰(zhàn)后全球經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的需求。戰(zhàn)后全球經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的需求。1950年，全球粗鋼年，全球粗鋼2億噸億噸/年，年，1975年，全球粗鋼年，全球粗鋼7億噸億噸/年。年。24煉鋼技術(shù)發(fā)展歷程現(xiàn)代煉鋼（現(xiàn)代煉鋼（1951-19751951-1975）25氧氣煉鋼，從簡(jiǎn)單脫碳到成份控制（Si、Mn、P、Fe、O）O=OSi=(SiO2)Mn=(MnO)2P+5O=(P

20、2O5)Fe+O=(FeO)2(FeO) +O=(Fe2O3)C+O=(CO)現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐的發(fā)明，適應(yīng)了現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐的發(fā)明，適應(yīng)了戰(zhàn)后全球經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的需求。戰(zhàn)后全球經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的需求。1950年，全球粗鋼年，全球粗鋼2億噸億噸/年，年，1975年，全球粗鋼年，全球粗鋼7億噸億噸/年。年。26為應(yīng)對(duì)七十年代（為應(yīng)對(duì)七十年代（1970s）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了三個(gè)出現(xiàn)了三個(gè)“淘汰淘汰”的技術(shù)變革的技術(shù)變革1 1、采用連鑄，淘汰模鑄、采用連鑄，淘汰模鑄5050年代連鑄步入工業(yè)化，年代連鑄步入工業(yè)化，6060年代弧年代弧形連鑄機(jī)引發(fā)一場(chǎng)革命，兩次能源形連鑄機(jī)引發(fā)一場(chǎng)革命，兩

21、次能源危機(jī)推動(dòng)全連鑄發(fā)展（危機(jī)推動(dòng)全連鑄發(fā)展（19761976年，新年，新日鐵大分廠實(shí)現(xiàn)全廠全連鑄）日鐵大分廠實(shí)現(xiàn)全廠全連鑄）大型高爐大型高爐+ +氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐+ +連鑄連鑄鋼鋼鐵大發(fā)展的基礎(chǔ)鐵大發(fā)展的基礎(chǔ)27為應(yīng)對(duì)七十年代（為應(yīng)對(duì)七十年代（1970s）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了三個(gè)出現(xiàn)了三個(gè)“淘汰淘汰”的技術(shù)變革的技術(shù)變革2 2、發(fā)展轉(zhuǎn)爐煉鋼，淘汰平爐、發(fā)展轉(zhuǎn)爐煉鋼，淘汰平爐高耗能、低效率使得平爐被淘汰成高耗能、低效率使得平爐被淘汰成為歷史的必然。自為歷史的必然。自2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代中年代中期起氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐迅速得到普及。期起氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐迅速得到

22、普及。28為應(yīng)對(duì)七十年代（為應(yīng)對(duì)七十年代（1970s）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了三個(gè)出現(xiàn)了三個(gè)“淘汰淘汰”的技術(shù)變革的技術(shù)變革1 1、采用連鑄，淘汰模鑄、采用連鑄，淘汰模鑄5050年代連鑄步入工業(yè)化，年代連鑄步入工業(yè)化，6060年代弧年代弧形連鑄機(jī)引發(fā)一場(chǎng)革命，兩次能源形連鑄機(jī)引發(fā)一場(chǎng)革命，兩次能源危機(jī)推動(dòng)全連鑄發(fā)展（危機(jī)推動(dòng)全連鑄發(fā)展（19761976年，新年，新日鐵大分廠實(shí)現(xiàn)全廠全連鑄）日鐵大分廠實(shí)現(xiàn)全廠全連鑄）大型高爐大型高爐+ +氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐+ +連鑄連鑄鋼鋼鐵大發(fā)展的基礎(chǔ)鐵大發(fā)展的基礎(chǔ)29為應(yīng)對(duì)七十年代（為應(yīng)對(duì)七十年代（1970s）二次能源危機(jī)，

23、鋼鐵工業(yè)）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了三個(gè)出現(xiàn)了三個(gè)“淘汰淘汰”的技術(shù)變革的技術(shù)變革2 2、發(fā)展轉(zhuǎn)爐煉鋼，淘汰平爐、發(fā)展轉(zhuǎn)爐煉鋼，淘汰平爐高耗能、低效率使得平爐被淘汰成高耗能、低效率使得平爐被淘汰成為歷史的必然。自為歷史的必然。自2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代中年代中期起氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐迅速得到普及。期起氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐迅速得到普及。30為應(yīng)對(duì)七十年代（為應(yīng)對(duì)七十年代（1970s）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)）二次能源危機(jī)，鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了三個(gè)出現(xiàn)了三個(gè)“淘汰淘汰”的技術(shù)變革的技術(shù)變革3 3、發(fā)展連軋和半連軋機(jī)，淘汰多火成材的橫列式軋機(jī)、發(fā)展連軋和半連軋機(jī)，淘汰多火成材的橫列式軋機(jī)31近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展歷程能

24、源危機(jī)后的鋼鐵技術(shù)發(fā)展能源危機(jī)后的鋼鐵技術(shù)發(fā)展第二小節(jié)第二小節(jié)32日本100年（1900-2000）鋼累計(jì)產(chǎn)量38. 37億噸；40年（1960-2000）人均鋼消費(fèi)31. 41噸。0200040006000800010000120001400019001908 19161924 19321940 19481956 19641972 19801988 1996萬(wàn)噸0200400600800100012001400160018002000kg/人年鋼產(chǎn)量人均鋼消費(fèi)美國(guó)100年（1900-2000）鋼累計(jì)產(chǎn)量70.79億噸；40年（1960-2000）人均鋼消費(fèi)18.7噸。020004000600

25、080001000012000140001600019001908 191619241932 19401948 195619641972 19801988 1996萬(wàn)噸020040060080010001200kg/人年鋼產(chǎn)量人均鋼消費(fèi)英國(guó)100年（1900-2000）鋼累計(jì)產(chǎn)量14.45億噸；40年（1960-2000）人均鋼消費(fèi)14.68噸。0500100015002000250030001900190819161924193219401948195619641972198019881996萬(wàn)噸020040060080010001200kg/人年鋼產(chǎn)量人均鋼消費(fèi)法國(guó)鋼產(chǎn)量197427020

26、05000100001500020000250003000018701876188218881894190019061912191819241930193619421948195419601966197219781984199019962002千噸瑞典鋼產(chǎn)量1974597201000200030004000500060007000188518901895190019051910191519201925193019351940194519501955196019651970197519801985199019952000千噸德國(guó)鋼產(chǎn)量1974532320100002000030000400005

27、00006000018701876188218881894190019061912191819241930193619421948195419601966197219781984199019962002二次能源危機(jī)（70s）后，發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)量計(jì)入成熟和穩(wěn)定區(qū)能源危機(jī)后的鋼鐵技術(shù)發(fā)展能源危機(jī)后的鋼鐵技術(shù)發(fā)展韓國(guó)鋼產(chǎn)量45700050001000015000200002500030000350004000045000500001946194919521955195819611964196719701973197619791982198519881991199419972000千噸發(fā)展中國(guó)家卻先后

28、開(kāi)始了工業(yè)化進(jìn)程，鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)總量處于增長(zhǎng)期能源危機(jī)后的鋼鐵技術(shù)發(fā)展能源危機(jī)后的鋼鐵技術(shù)發(fā)展阿根廷鋼產(chǎn)量44740500100015002000250030003500400045005000188518901895190019051910191519201925193019351940194519501955196019651970197519801985199019952000千噸墨西哥鋼產(chǎn)量155860200040006000800010000120001400016000180001885189018951900190519101915192019251930193519401945

29、19501955196019651970197519801985199019952000千噸巴西鋼產(chǎn)量165940200040006000800010000120001400016000180001894189919041909191419191924192919341939194419491954195919641969197419791984198919941999千噸印度鋼產(chǎn)量27000050001000015000200002500030000350001885189018951900190519101915192019251930193519401945195019551960196

30、51970197519801985199019952000千噸34全球和中國(guó)粗鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)變化0102030405060198019851990199520002005201002004006008001000120014001600粗鋼產(chǎn)量，百萬(wàn)噸年份 中國(guó)粗鋼產(chǎn)量 全球粗鋼產(chǎn)量 中國(guó)粗鋼產(chǎn)量在全球粗鋼產(chǎn)量中所占的比例中國(guó)粗鋼產(chǎn)量在全球粗鋼產(chǎn)量中所占的比例，% 197519752000 2000 全球鋼產(chǎn)量年增長(zhǎng)率平均在全球鋼產(chǎn)量年增長(zhǎng)率平均在1%1%左右，年左右，年總量不超過(guò)總量不超過(guò)8 8億噸；億噸；進(jìn)入二十一世紀(jì)后，以中國(guó)為代表的新興國(guó)家崛起，進(jìn)入二十一世紀(jì)后，以中國(guó)為代表的新興國(guó)家崛

31、起，年鋼鐵產(chǎn)量進(jìn)入高速增長(zhǎng)；年鋼鐵產(chǎn)量進(jìn)入高速增長(zhǎng)；中國(guó)已成為世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，中國(guó)已成為世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，20132013年比年比19971997年增年增長(zhǎng)了六倍（長(zhǎng)了六倍（8億噸億噸/年年），占全球），占全球46%46%以上。以上。351、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐迅速發(fā)展36 1952 1952年奧地利年奧地利Linz- Linz- DonawitzDonawitz廠開(kāi)發(fā)出純廠開(kāi)發(fā)出純 氧頂吹轉(zhuǎn)爐。氧頂吹轉(zhuǎn)爐。 比空氣吹煉，設(shè)備簡(jiǎn)比空氣吹煉，設(shè)備簡(jiǎn) 單、費(fèi)用降低；快速單、費(fèi)用降低；快速 冶煉、生產(chǎn)率高；原冶煉、生產(chǎn)率高；原 料限制少（廢鋼、鋼料限制少（廢鋼、鋼 鐵料皆可）；脫磷、鐵料皆可）；脫磷、 硫、鋼

32、水雜質(zhì)低。硫、鋼水雜質(zhì)低。37 1971 197119721972年美國(guó)開(kāi)發(fā)底吹年美國(guó)開(kāi)發(fā)底吹 轉(zhuǎn)爐（轉(zhuǎn)爐（Q-BOPQ-BOP）。）。 1977 1977年日本川崎公司千葉年日本川崎公司千葉 廠廠230230噸底吹轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)。噸底吹轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)。 底吹攪拌激烈，消除了頂吹底吹攪拌激烈，消除了頂吹渣和金屬噴濺；鋼液中渣和金屬噴濺；鋼液中TOTO和渣中（和渣中（TFeTFe）低；終點(diǎn)錳）低；終點(diǎn)錳收得率高，回收煤氣容易。收得率高，回收煤氣容易。 問(wèn)題：爐底耐火材料損耗問(wèn)題：爐底耐火材料損耗 大，吹入氣體中碳?xì)浠洗螅等霘怏w中碳?xì)浠?物多，鋼中含氫高。物多，鋼中含氫高。38七十年代中后期復(fù)吹轉(zhuǎn)爐迅七

33、十年代中后期復(fù)吹轉(zhuǎn)爐迅速發(fā)展。速發(fā)展。鋼水?dāng)嚢枘康模捍等霘怏w促鋼水?dāng)嚢枘康模捍等霘怏w促進(jìn)爐內(nèi)反應(yīng)，底吹少量氮?dú)狻⑦M(jìn)爐內(nèi)反應(yīng)，底吹少量氮?dú)?、氬氣（還可加入氬氣（還可加入CaOCaO）。）。頂吹煉鋼時(shí)間頂吹煉鋼時(shí)間3040（吹氧（吹氧1620）；復(fù)吹煉鋼時(shí)間）；復(fù)吹煉鋼時(shí)間20（吹氧（吹氧9）充分發(fā)揮頂、充分發(fā)揮頂、底吹各自優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)。底吹各自優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)。392、電爐冶煉在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速發(fā)展最早用于工具鋼，最早用于工具鋼，發(fā)展冶煉特殊鋼發(fā)展冶煉特殊鋼1899年P(guān)aul Heroult 造出第一臺(tái)工業(yè)用的電弧爐。1906年在美國(guó)紐約投產(chǎn)，可熔化3噸廢鋼。1879年William Siemens

34、 造出世界第一臺(tái)電弧爐，它用20分鐘熔化了5磅廢鋼。1879年William Siemens 造出世界第一臺(tái)電弧爐，它用20分鐘熔化了5磅廢鋼。現(xiàn)代化的大電爐現(xiàn)代化的大電爐40初期連鑄機(jī)發(fā)展大部分和電爐（特殊鋼廠）匹配，使立初期連鑄機(jī)發(fā)展大部分和電爐（特殊鋼廠）匹配，使立彎式連鑄機(jī)得到發(fā)展。彎式連鑄機(jī)得到發(fā)展。超高功率電爐發(fā)展，廢鋼資源及非焦煉鐵技術(shù)等發(fā)展，超高功率電爐發(fā)展，廢鋼資源及非焦煉鐵技術(shù)等發(fā)展，特別由于薄板坯連鑄連軋工藝的工業(yè)化，形成有競(jìng)爭(zhēng)力特別由于薄板坯連鑄連軋工藝的工業(yè)化，形成有競(jìng)爭(zhēng)力的短流程工藝的短流程工藝(mini-mill)。41中國(guó)、美國(guó)、日本電爐鋼比美國(guó)美國(guó)日本日本中國(guó)

35、中國(guó)423、發(fā)展高品質(zhì)鋼的關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量是產(chǎn)品的生命，名牌來(lái)自于質(zhì)量，企業(yè)依靠質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)提升質(zhì)量是產(chǎn)品的生命，名牌來(lái)自于質(zhì)量，企業(yè)依靠質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)提升競(jìng)爭(zhēng)力。在鋼鐵需求已不再增長(zhǎng)的發(fā)達(dá)國(guó)家，提高質(zhì)量為第一競(jìng)爭(zhēng)力。在鋼鐵需求已不再增長(zhǎng)的發(fā)達(dá)國(guó)家，提高質(zhì)量為第一需求。需求。以模具鋼為例，我國(guó)鋼材穩(wěn)定性差，造成高端模具嚴(yán)重進(jìn)口。以模具鋼為例，我國(guó)鋼材穩(wěn)定性差，造成高端模具嚴(yán)重進(jìn)口。 國(guó)內(nèi)外模具平均使用壽命比較示意圖國(guó)內(nèi)外模具平均使用壽命比較示意圖 國(guó)內(nèi)高端模具進(jìn)口狀況國(guó)內(nèi)高端模具進(jìn)口狀況 43熱作模具鋼（熱作模具鋼（ H13H13，4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV）的國(guó)內(nèi)外對(duì)比）的國(guó)內(nèi)外對(duì)比瑞典瑞典Av

36、esta AB、Sandvik AB 噸鋼效益都在噸鋼效益都在100歐元以上。歐元以上。瑞典瑞典Uddholm生產(chǎn)（生產(chǎn)（8407鋼）鋼）寶鋼特鋼生產(chǎn)寶鋼特鋼生產(chǎn)壽命差距壽命差距20萬(wàn)模次萬(wàn)模次最高最高5萬(wàn)模次萬(wàn)模次冶金質(zhì)量差距冶金質(zhì)量差距保護(hù)氣氛電渣重熔保護(hù)氣氛電渣重熔0.0009P%，0.0005S%普通電渣重熔普通電渣重熔0.018P%，0.005S%組織控制差距組織控制差距模塊心部橫向沖擊模塊心部橫向沖擊/縱向沖擊縱向沖擊0.60.8模塊心部橫向沖擊模塊心部橫向沖擊/縱向沖擊縱向沖擊0.20.3寶特普通寶特普通H13寶特寶特ESR寶特寶特PESRASS AB8407443-1 發(fā)展?fàn)t外

37、精煉（鋼包冶金、二次冶金）技術(shù)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水O最優(yōu)冶煉最優(yōu)冶煉-連鑄終點(diǎn)連鑄終點(diǎn)O最優(yōu)爐外精煉后最優(yōu)爐外精煉后400 ppm3060 ppm35 ppm鋼中夾雜物鋼中夾雜物質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%20世紀(jì)世紀(jì)70s20世紀(jì)世紀(jì)90s0.0235%0.004%45熱作模具鋼（熱作模具鋼（ H13H13，4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV）的國(guó)內(nèi)外對(duì)比）的國(guó)內(nèi)外對(duì)比瑞典瑞典Avesta AB、Sandvik AB 噸鋼效益都在噸鋼效益都在100歐元以上。歐元以上。瑞典瑞典Uddholm生產(chǎn)（生產(chǎn)（8407鋼）鋼）寶鋼特鋼生產(chǎn)寶鋼特鋼生產(chǎn)壽命差距壽命差距20萬(wàn)模次萬(wàn)模次最高最高5萬(wàn)模次萬(wàn)模次冶

38、金質(zhì)量差距冶金質(zhì)量差距保護(hù)氣氛電渣重熔保護(hù)氣氛電渣重熔0.0009P%，0.0005S%普通電渣重熔普通電渣重熔0.018P%，0.005S%組織控制差距組織控制差距模塊心部橫向沖擊模塊心部橫向沖擊/縱向沖擊縱向沖擊0.60.8模塊心部橫向沖擊模塊心部橫向沖擊/縱向沖擊縱向沖擊0.20.3寶特普通寶特普通H13寶特寶特ESR寶特寶特PESRASS AB8407463-1 發(fā)展?fàn)t外精煉（鋼包冶金、二次冶金）技術(shù)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水O最優(yōu)冶煉最優(yōu)冶煉-連鑄終點(diǎn)連鑄終點(diǎn)O最優(yōu)爐外精煉后最優(yōu)爐外精煉后400 ppm3060 ppm35 ppm鋼中夾雜物鋼中夾雜物質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%20世紀(jì)世紀(jì)70s

39、20世紀(jì)世紀(jì)90s0.0235%0.004%471. 脫氣、脫硫脫氣、脫硫 （S 6t/m3.d。關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)：1.氫氣高速還原技術(shù)；氫氣高速還原技術(shù)；2.低熔點(diǎn)高爐爐渣低熔點(diǎn)高爐爐渣3.廉價(jià)制氧技術(shù)；廉價(jià)制氧技術(shù)；4.全新高爐設(shè)計(jì)。全新高爐設(shè)計(jì)。82理論最低能耗：理論最低能耗：331/0.95+193.4=552kgce/t材（以電力折換系數(shù)約材（以電力折換系數(shù)約0.35計(jì)算）計(jì)算）國(guó)際鋼鐵界以噸鋼總能耗國(guó)際鋼鐵界以噸鋼總能耗20GJ（683.4kgce）為標(biāo)準(zhǔn)合理耗能（）為標(biāo)準(zhǔn)合理耗能（1GJ=34.17kgce） 其中還原反應(yīng)理論能耗：其中還原反應(yīng)理論能耗：331kgce/t鐵鐵

40、生產(chǎn)過(guò)程耗能：生產(chǎn)過(guò)程耗能：193.4kgce/t材材 煤氣及余熱余能：煤氣及余熱余能：490kgce/t材材（理論）節(jié)能潛力：（理論）節(jié)能潛力：683.4552=131.4 kgce/t材材（理論）（理論）CO2最低排放：最低排放：3.05 131.4400kg CO2 /t材）材）（不考慮煤氣（不考慮煤氣CO CO2二次燃燒排放）二次燃燒排放）以高爐以高爐- -轉(zhuǎn)爐聯(lián)合流程為例轉(zhuǎn)爐聯(lián)合流程為例83未來(lái)鋼鐵技術(shù)發(fā)展第四小節(jié)第四小節(jié) 未來(lái)鋼鐵技術(shù)發(fā)展關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題（二）未來(lái)鋼鐵技術(shù)發(fā)展關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題（二） (3) 環(huán)保環(huán)保 (4) 產(chǎn)品升級(jí)產(chǎn)品升級(jí)84近年來(lái)，我國(guó)冶金環(huán)保成績(jī)顯著，從清潔生產(chǎn)走

41、向綠色制造近年來(lái)，我國(guó)冶金環(huán)保成績(jī)顯著，從清潔生產(chǎn)走向綠色制造序序號(hào)號(hào)主要環(huán)保指標(biāo)主要環(huán)保指標(biāo)1995年年2000年年2006年年2010年年2012年年2013年年1噸鋼新水用量噸鋼新水用量 ，t/t45.1424.756.864.113.873.502廢水處理率，廢水處理率，%96.1998.6399.9499.9999.763有組織廢氣處理率，有組織廢氣處理率，%93.6496.0199.5099.6899.894廢氣中廢氣中SO2排放量，萬(wàn)排放量，萬(wàn)t76.0265.0480.6074.4872.9470.145噸鋼噸鋼SO2排放量，排放量，kg/t9.23.622.651.701.5

42、81.126廢氣中工業(yè)粉塵排放量，廢氣中工業(yè)粉塵排放量，萬(wàn)萬(wàn)t77.0559.3545.6352.0143.5231.137廠區(qū)降塵量，廠區(qū)降塵量，t /月月.km249.3643.8644.8847.728塵泥利用率，塵泥利用率，%94.7797.8698.7699.7997.379含鐵塵泥利用率，含鐵塵泥利用率，%89.9797.8698.8999.8197.1399.9085生產(chǎn)工序或設(shè)施生產(chǎn)工序或設(shè)施污染物項(xiàng)目污染物項(xiàng)目即將出臺(tái)即將出臺(tái)的鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（燒結(jié)、球團(tuán)）的鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（燒結(jié)、球團(tuán)）現(xiàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB9078-1996現(xiàn)有企業(yè)排放限值現(xiàn)有企業(yè)排

43、放限值新建企業(yè)排放限值新建企業(yè)排放限值重點(diǎn)區(qū)域特別排放限值重點(diǎn)區(qū)域特別排放限值II級(jí)級(jí)燒結(jié)（球團(tuán)）燒結(jié)（球團(tuán)）設(shè)備機(jī)頭設(shè)備機(jī)頭顆粒物顆粒物80 mg/m350 mg/m340 mg/m3100 mg/m3SO2700 mg/m3200 mg/m3180 mg/m32000 mg/m3NO2500 mg/m3400 mg/m3400 mg/m3無(wú)無(wú)F6 mg/m34 mg/m34 mg/m36 mg/m3二噁英二噁英2.0 ng-TEQ/m30.5 ng-TEQ/m30.5 ng-TEQ/m3無(wú)無(wú)燒結(jié)機(jī)尾、其它燒結(jié)機(jī)尾、其它顆粒物顆粒物50 mg/m330 mg/m320 mg/m3100 mg

44、/m320022002年大中型鋼鐵企業(yè)各工序年大中型鋼鐵企業(yè)各工序SOSO2 2排放量對(duì)比排放量對(duì)比86行業(yè)行業(yè)CO2排排放量放量?jī)|噸億噸/年年化石燃料消化石燃料消耗引起耗引起CO2排放量排放量?jī)|噸億噸/年年占我國(guó)化石燃占我國(guó)化石燃料消耗引起料消耗引起CO2總排放量總排放量的比例的比例%鋼鐵鋼鐵7.77.414.9化工化工3.42.75.3石化石化1.91.22.3水泥水泥6.52.75.3合計(jì)合計(jì)19.714.227.8不同行業(yè)不同行業(yè)COCO2 2排放占工業(yè)排放占工業(yè)COCO2 2總排放的比例總排放的比例我國(guó)承諾：我國(guó)承諾：20202020年比年比20052005年單位年單位GDPGDP的

45、的COCO2 2排放降低排放降低404045%45%；我國(guó)承諾：我國(guó)承諾：20202020年中國(guó)一次能源消費(fèi)中，非化石資源比例，將接近年中國(guó)一次能源消費(fèi)中，非化石資源比例，將接近15%15%左右左右20062010年年20112015年年20162020年年CO2排放下降排放下降16%17%16%相應(yīng)能耗下降相應(yīng)能耗下降19%16%14%87發(fā)展電爐流程和非高爐煉鐵是環(huán)保改善重要方向發(fā)展電爐流程和非高爐煉鐵是環(huán)保改善重要方向生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程CO2排放排放kg/t電力電力kWh/tCO2總排放總排放kg/t電爐（電爐（160kg鐵水）鐵水）396478619電爐（電爐（100%廢鋼）廢鋼）684

46、58282廢鋼應(yīng)用量已接近廢鋼應(yīng)用量已接近100%100%，廢鋼供應(yīng)量有極限。廢鋼供應(yīng)量有極限。20002000年年 20092009年中、日、美、韓、俄、印電爐鋼比年中、日、美、韓、俄、印電爐鋼比注：電力生產(chǎn)注：電力生產(chǎn)50%依靠化石燃料為能源。依靠化石燃料為能源。88項(xiàng)目項(xiàng)目CO2減排，減排，kgCO2/t-s占減排的貢獻(xiàn)，占減排的貢獻(xiàn)，%淘汰落后淘汰落后13035.83提高能源效率提高能源效率104.0128.65發(fā)展發(fā)展CO2減排技術(shù)減排技術(shù)噴吹塑料噴吹塑料11.843.26鐵鐵/鋼渣替代水泥應(yīng)用鋼渣替代水泥應(yīng)用50.8114.00電爐和廢鋼應(yīng)用電爐和廢鋼應(yīng)用54.114.91與化工結(jié)

47、合（與化工結(jié)合（COG中中H2應(yīng)用）應(yīng)用）0.700.19共同火力發(fā)電共同火力發(fā)電11.463.16五項(xiàng)合計(jì)五項(xiàng)合計(jì)128.9135.52總計(jì)總計(jì)362.92100預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)20152015年我國(guó)鋼鐵工業(yè)各因素對(duì)年我國(guó)鋼鐵工業(yè)各因素對(duì)COCO2 2減排的貢獻(xiàn)（在減排的貢獻(xiàn)（在20052005年減排的基礎(chǔ)上）年減排的基礎(chǔ)上）89鋼鐵工業(yè)溫室氣體來(lái)源于：煉鐵鋼鐵工業(yè)溫室氣體來(lái)源于：煉鐵- -煉鋼都是碳的還原煉鋼都是碳的還原- -氧化反應(yīng)，產(chǎn)物都是氧化反應(yīng)，產(chǎn)物都是COCO2 2數(shù)據(jù)源自數(shù)據(jù)源自 Ian Christmas, Ian Christmas, Secretary General, Secr

48、etary General, IISIIISI，5th China 5th China International Steel International Steel CongressCongress，Shanghai 2 Shanghai 2 June 2008 June 2008 煉鐵最終反應(yīng)2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 C+O2 CO2 1990年2006年噸鋼CO2排放，t1.81.7CO2排放，Bt1.42.190各類排放物占排放總量的比例聯(lián)合企業(yè)聯(lián)合企業(yè)電爐鋼廠電爐鋼廠總排放量總排放量5921.6kg/t總排放量總排放量2327.6kg/t固體廢棄物固體廢棄物9.9%廢水廢

49、水50.7%氣體氣體39.4%固體廢棄物固體廢棄物8.8%廢水廢水85.9%氣體氣體5.3%固廢，kg/tkg/t氣體，kg/tkg/t電爐流程電爐流程204.8204.8123123高高- -轉(zhuǎn)流程轉(zhuǎn)流程586.2586.223322332電爐電爐/ /高高- -轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)0.35:10.35:10.053:10.053:191生產(chǎn)流程CO2排放kg/t電力kWh/tCO2總排放kg/t高爐+轉(zhuǎn)爐（153kgPCI)21111872198高爐+轉(zhuǎn)爐（250kgPCI)20841842170COREX+電爐16396321934HISmelt+電爐16003701970電爐（160kg鐵水）3964

50、78619電爐（100%廢鋼）68458282注：電力生產(chǎn)注：電力生產(chǎn)50%50%依靠化石燃料為能源。依靠化石燃料為能源。 現(xiàn)代高爐現(xiàn)代高爐COCO2 2總排放總排放1900 kg/t1900 kg/t，世，世界高爐平均界高爐平均COCO2 2總排放總排放2200 kg/t2200 kg/t。92粗鋼積蓄量，億噸2008年2010年2015年2020年預(yù)計(jì)消費(fèi)量，億噸2020年積蓄量/產(chǎn)鋼量全球423.91447.91507.91567.9112.047.3美國(guó)78.5080.4685.3690.260.9892.1日本47.3849.6855.4361.181.1553.2中國(guó)45.4254

51、.4276.9299.424.522.0993CO2減排的主要對(duì)策提高碳的利用效率改變還原劑結(jié)構(gòu)實(shí)施CO2捕集、封存和碳的資源化94礦石、石灰石礦石、石灰石風(fēng)口風(fēng)口部分部分煤氣煤氣提氫提氫焦?fàn)t焦?fàn)t部分焦?fàn)t煤氣制甲醇部分焦?fàn)t煤氣制甲醇焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣剩余剩余CH4進(jìn)進(jìn)燃料管網(wǎng)燃料管網(wǎng)部分部分煤氣煤氣重整重整煤氣中：煤氣中：H270%，CO15%900120085%煤氣煤氣VPSA分離分離 15%的煤氣不分離的煤氣不分離CO2儲(chǔ)存儲(chǔ)存CO 加熱加熱課題一 焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣 重整重整 進(jìn)高爐進(jìn)高爐課題二 氧氣高爐爐頂氣 CO/CO2 分離分離CO2儲(chǔ)存，儲(chǔ)存，CO加熱加熱 進(jìn)高爐進(jìn)高爐高爐煤氣高爐煤

52、氣H2資源化資源化氧氣氧氣95%課題三 焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣 提氫提氫 CO+CO2 不分離不分離制甲醇制甲醇2CH4+O2 2CO+4H2焦炭焦炭95供需背景供需背景: : 我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期數(shù)據(jù)源自世界銀行數(shù)據(jù)源自世界銀行官網(wǎng)和世界鋼協(xié)官網(wǎng)和世界鋼協(xié)（WSA）官網(wǎng)。）官網(wǎng)。20112011年人均年人均GDPGDP與人均鋼材消費(fèi)量與人均鋼材消費(fèi)量96礦石、石灰石礦石、石灰石風(fēng)口風(fēng)口部分部分煤氣煤氣提氫提氫焦?fàn)t焦?fàn)t部分焦?fàn)t煤氣制甲醇部分焦?fàn)t煤氣制甲醇焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣剩余剩余CH4進(jìn)進(jìn)燃料管網(wǎng)燃料管網(wǎng)部分部分煤氣煤氣重整重整煤氣中：煤氣中：H270%，C

53、O15%900120085%煤氣煤氣VPSA分離分離 15%的煤氣不分離的煤氣不分離CO2儲(chǔ)存儲(chǔ)存CO 加熱加熱課題一 焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣 重整重整 進(jìn)高爐進(jìn)高爐課題二 氧氣高爐爐頂氣 CO/CO2 分離分離CO2儲(chǔ)存，儲(chǔ)存，CO加熱加熱 進(jìn)高爐進(jìn)高爐高爐煤氣高爐煤氣H2資源化資源化氧氣氧氣95%課題三 焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣 提氫提氫 CO+CO2 不分離不分離制甲醇制甲醇2CH4+O2 2CO+4H2焦炭焦炭97供需背景供需背景: : 我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期數(shù)據(jù)源自世界銀行數(shù)據(jù)源自世界銀行官網(wǎng)和世界鋼協(xié)官網(wǎng)和世界鋼協(xié)（WSA）官網(wǎng)。）官網(wǎng)。20112011

54、年人均年人均GDPGDP與人均鋼材消費(fèi)量與人均鋼材消費(fèi)量98礦石、石灰石礦石、石灰石風(fēng)口風(fēng)口部分部分煤氣煤氣提氫提氫焦?fàn)t焦?fàn)t部分焦?fàn)t煤氣制甲醇部分焦?fàn)t煤氣制甲醇焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣剩余剩余CH4進(jìn)進(jìn)燃料管網(wǎng)燃料管網(wǎng)部分部分煤氣煤氣重整重整煤氣中：煤氣中：H270%，CO15%900120085%煤氣煤氣VPSA分離分離 15%的煤氣不分離的煤氣不分離CO2儲(chǔ)存儲(chǔ)存CO 加熱加熱課題一 焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣 重整重整 進(jìn)高爐進(jìn)高爐課題二 氧氣高爐爐頂氣 CO/CO2 分離分離CO2儲(chǔ)存，儲(chǔ)存，CO加熱加熱 進(jìn)高爐進(jìn)高爐高爐煤氣高爐煤氣H2資源化資源化氧氣氧氣95%課題三 焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣 提氫提氫 CO

55、+CO2 不分離不分離制甲醇制甲醇2CH4+O2 2CO+4H2焦炭焦炭99供需背景供需背景: : 我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品供需狀況已進(jìn)入轉(zhuǎn)變期數(shù)據(jù)源自世界銀行數(shù)據(jù)源自世界銀行官網(wǎng)和世界鋼協(xié)官網(wǎng)和世界鋼協(xié)（WSA）官網(wǎng)。）官網(wǎng)。20112011年人均年人均GDPGDP與人均鋼材消費(fèi)量與人均鋼材消費(fèi)量100橋梁鋼板技術(shù)進(jìn)步的歷程橋梁鋼板技術(shù)進(jìn)步的歷程應(yīng)用廣泛，但板厚效應(yīng)嚴(yán)重，鐵路橋僅能應(yīng)用廣泛，但板厚效應(yīng)嚴(yán)重，鐵路橋僅能用到用到32mm32mmQ345-16MnqQ420-15MnVNq、15MnVqQ370-14MnNbq大跨大跨, ,重載鋼橋需要高強(qiáng)度等級(jí)鋼材重載鋼橋需要

56、高強(qiáng)度等級(jí)鋼材; ;整體焊接結(jié)構(gòu)需要具有良好焊接性能整體焊接結(jié)構(gòu)需要具有良好焊接性能與高韌性與高韌性; ;現(xiàn)場(chǎng)焊接施工需要能適應(yīng)大線能量、現(xiàn)場(chǎng)焊接施工需要能適應(yīng)大線能量、高濕度與不預(yù)熱的條件高濕度與不預(yù)熱的條件 采用降碳加鈮合金超純凈的冶金方法，具有優(yōu)異采用降碳加鈮合金超純凈的冶金方法，具有優(yōu)異的的40低溫沖擊韌性低溫沖擊韌性(蕪湖橋標(biāo)準(zhǔn)要求蕪湖橋標(biāo)準(zhǔn)要求40 Akv 120J)；同時(shí)焊接性能也大大提高，可大批量供應(yīng)；同時(shí)焊接性能也大大提高，可大批量供應(yīng)32 50mm厚鋼板。厚鋼板。Q420-HPSQ570-WNQ570正在建設(shè)的南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)約正在建設(shè)的南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)約927

57、0m，為六跨連續(xù)，為六跨連續(xù)鋼桁拱橋，主跨鋼桁拱橋，主跨2336m，連拱為世界同類橋梁最大跨度，連拱為世界同類橋梁最大跨度 從我國(guó)橋梁用鋼發(fā)展看應(yīng)用和服役性能改善從我國(guó)橋梁用鋼發(fā)展看應(yīng)用和服役性能改善1. C-Mn微合金化2. F/PB/針狀F3. 焊接性、低溫韌性4. 耐候性橋梁鋼板向高強(qiáng)韌橋梁鋼板向高強(qiáng)韌發(fā)展發(fā)展Q235-A3101數(shù)據(jù)源于各年鋼協(xié)數(shù)據(jù)源于各年鋼協(xié)鋼鐵統(tǒng)計(jì)年報(bào)鋼鐵統(tǒng)計(jì)年報(bào)102粗鋼按質(zhì)量分粗鋼按質(zhì)量分類類產(chǎn)量，萬(wàn)噸產(chǎn)量，萬(wàn)噸占總量，占總量，%普通質(zhì)量普通質(zhì)量4145664.9優(yōu)特鋼優(yōu)特鋼2241835.1優(yōu)特鋼按質(zhì)量分類優(yōu)特鋼按質(zhì)量分類產(chǎn)量，萬(wàn)噸產(chǎn)量，萬(wàn)噸占優(yōu)特鋼總量，占優(yōu)

58、特鋼總量，%一般優(yōu)特鋼一般優(yōu)特鋼1680874.98特殊質(zhì)量用鋼特殊質(zhì)量用鋼561025.02鋼中S、P含量有嚴(yán)格限制，對(duì)冶金質(zhì)量（高、低倍檢查）有明確要求。鋼中雜質(zhì)及氣體含量比優(yōu)鋼有更嚴(yán)限制，按使用條件對(duì)應(yīng)用和服役性能有明確的較高要求。103我國(guó)工業(yè)化中、后期，用鋼發(fā)展重點(diǎn)是裝備制造業(yè)用鋼。我國(guó)工業(yè)化中、后期，用鋼發(fā)展重點(diǎn)是裝備制造業(yè)用鋼。關(guān)注特殊質(zhì)量用鋼發(fā)展就是支持了鋼鐵業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展。關(guān)注特殊質(zhì)量用鋼發(fā)展就是支持了鋼鐵業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展。2001年年2010年年總產(chǎn)量總產(chǎn)量萬(wàn)噸萬(wàn)噸占用鋼總量占用鋼總量%總產(chǎn)量總產(chǎn)量萬(wàn)噸萬(wàn)噸占用鋼總量占用鋼總量%建筑、基礎(chǔ)建設(shè)建筑、基礎(chǔ)建設(shè)833459.023470256.1裝備制造裝備制造300921.311865630.16其它其它277819.67850013.741041、從普鋼轉(zhuǎn)特鋼，或普鋼廠生產(chǎn)部分特鋼產(chǎn)品，是目前鋼鐵廠品種提升的、從普鋼轉(zhuǎn)特鋼，或普鋼廠生產(chǎn)部分特鋼產(chǎn)品，是目前鋼鐵廠