鋼鐵科技發(fā)展指南與當前科技創(chuàng)新-PowerPointP

1、鋼鐵科技發(fā)展指南與當前科技創(chuàng)新 中國金屬學會 蘇天森2008年11月19日 廈門1一.認清形勢，增強信心，堅持創(chuàng)新二.2006年2020年中國鋼鐵工業(yè)科技發(fā)展 指南有關煉鋼的內容三.當前煉鋼科技創(chuàng)新重點2一.認清形勢，增強信心，堅持創(chuàng)新 受世界金融危機的影響，我國經濟增速已經放緩。鋼鐵及與石灰生產相關的行業(yè)在三季度末都放緩了增長，在這樣的形勢下，我們必須增強憂患意識，積極應對挑戰(zhàn)。 31鋼鐵生產形勢走向 今年初雖然原、燃料漲價，但全國城鎮(zhèn)固定資產投資比去年同期增長27.3%，社會消費品增長21.7%出口增長22.7%，鋼鐵不僅大幅度增產，而且鋼材價格上漲，上半年，粗鋼日均產量平均達到146萬噸

2、。1-7月份全國生產粗鋼30829萬噸，比去年同期增長9.6%，而表觀消費量（產量出口+進口）增長14.96%。國民經濟需求的拉動作用依然十分明顯。4 但八月中旬開始，特別九月份國內市場鋼材價格出現(xiàn)了數周持續(xù)較 大幅度的下滑，鋼廠庫存增加。進入十月份后，部分鋼廠出現(xiàn)虧損、 停產、減產。汽車、造船、機械制造、建筑，尤其 是住房建設等行業(yè)也程度不同地放緩 了增速。 經濟形勢究竟怎樣走向，已成為大家一致關心的問題。52認清形勢，堅定信心 在當前形勢下，盲目樂觀和悲觀都是不可取的。2.1要從內部分析原因，加強應對從鋼鐵生產看，目前形勢行業(yè)自身是有責任的。年初 祈求高額利潤和對形勢過于樂觀。近期又急于大

3、幅度 降價，企圖保本減產，卻影響了市場信心。下決心加大科技創(chuàng)新力度，淘汰落后產能和裝備的力 度，挖潛降成本。注意控制產量并理性對待產品價格調整，增強市場信 心，拉動需求。依靠國家宏觀調控面向內需為主的思路上來。62.2國內經濟形勢依然良好，堅定信心十 分重要國際金融危機對我國的影響遠小于對發(fā)達國家的影 響，我們沒有任何驚慌失措的理由。 十七屆三中全會的公報指出“我國經濟總體形勢是好的，經濟保持較快的增長，金融業(yè)穩(wěn)健運行，我國經濟發(fā)展的態(tài)勢沒有改變。要更加自覺、更加堅定地推動科學發(fā)展，堅定信心、冷靜觀察、多管齊下、有效應對，著力擴大國內需求，特別是消費需求”。 溫總理在廣西視察時明確指出，中國經

4、濟發(fā)展的潛 力十分巨大。 7十七屆三中全會公報中明確規(guī)定了到2020年 農村人均純收入比2008年翻一番的宏偉目標。國家已相繼出臺了一系列金融、財政、刺激 房市等旨在保證經濟平穩(wěn)較快發(fā)展，控制物 價超快上漲的政策，而且實際上國民經濟總 體上保持GDP年均增長水平10%人左右 （2008年上半年為10.5%，1-3季度為9.9%，明 年預計9%）。8十一月十一日國務院常務會議決定拉動經濟的四項實施措施9000億元破解低收入者住房難（經濟適用房、廉租房、棚戶 區(qū)改造）據傳鐵路建設將投入一萬億元人民幣現(xiàn)在最重要的事是把自己的事做好。核準審批固定資產投資項目西氣東輸二期930億元，水 利174億元，核

5、電955億元3770項產品出口退稅調高，取消部分鋼材，化工品和 糧食出口關稅災區(qū)重建資金方案3000億元加強支持林業(yè)生態(tài)恢復重建9二.2006年2020年中國鋼鐵工業(yè)科學與技術與發(fā)展指南 第4部分工藝技術煉鋼和鋼鐵能源部分內容104.2.2.1 轉爐煉鋼技術發(fā)展目標總體目標總體上適應國內外轉爐技術裝備優(yōu)化的發(fā)展要求，實現(xiàn)轉爐大型化（改造與建設100噸轉爐、加快淘汰30t的小轉爐）冶煉高效化（強供氧、短的冶煉時間）、標準化（生產操作、原料供應等管理規(guī)范和標準化）自動化（提高計算機冶煉、尤其是冶煉終點的控制水平、如實現(xiàn)副槍和爐氣分析相結合的動態(tài)控制全自動煉鋼、實現(xiàn)轉爐智能型調度生產管理等）綠色化（

6、如轉爐煤氣、蒸汽全部綜合利用，實現(xiàn)轉爐工序能耗為負值；轉爐留渣操作；轉爐渣和轉爐除塵灰、泥的綜合利用；實現(xiàn)“零排放”、無公害化生產）。4.2.2煉鋼技術發(fā)展目標11分階段目標2006年2010年100t轉爐實現(xiàn)計算機終點動態(tài)控制平均供氧強度44.5 m3/t.min平均噸鋼石灰綜合消耗量4555kg/t，平均轉爐爐齡10000爐50%的轉爐100t的鋼廠實現(xiàn)轉爐工序能耗為負值平均冶煉周期3034 min122011年2020年各鋼廠基本上實現(xiàn)轉爐計算機動態(tài)控制，全自動煉鋼（終點控制合格率達到99%以上）平均供氧強度5.0m3/t.min平均噸鋼石灰綜合消耗量35kg/t平均冶煉周期30min平

7、均轉爐爐齡13000爐90%以上的轉爐100t的鋼廠實現(xiàn)轉爐工序能耗為負值134.2.2.2 電弧爐煉鋼技術的發(fā)展目標總體目標 高度重視煉鋼原料技術的研究，實現(xiàn)冶煉高效化以及自動化和標準化；平均噸鋼電耗低于380 kwh/t，冶煉周期50 min，氧氣消耗3035m3/t；平均爐齡1000爐分階段目標 2006年2010年平均噸鋼電耗420kwh/t，冶煉周期60 min，氧氣消耗2530 m3/t50噸以上電弧爐實現(xiàn)計算機操作爐齡800爐142011年2020年平均噸鋼電耗低于380 kwh/t，冶煉周期50 min，氧氣消耗3035m3/t平均爐齡1000爐實現(xiàn)智能化電爐生產 注上述目標是

8、如下爐料結構的可比值：全部冷固體料，冷生鐵配比15，其余為冷廢鋼和直接還原鐵154.2.2.3 爐外精煉及鐵水預處理技術發(fā)展總體目標基本實現(xiàn)全量鐵水預處理鋼水基本經過精煉，真空精煉比達到60以上可穩(wěn)定生產各類純凈鋼16分階段目標2006年2010年鐵水預處理比和鋼水精煉比均60真空精煉比達到30高效、低成本潔凈鋼生產技術達到國際先進水平2011年2020年全量鐵水預處理，30鐵水“三脫”處理后的鐵水硫含量 0.002，磷含量達到0.010鋼水基本都經過爐外精煉處理，鋼水真空處理的比例60% 穩(wěn)定生產各類純凈鋼。174.2.2.4 連鑄技術發(fā)展目標總體目標全面提高現(xiàn)存鑄機的水平，全部實現(xiàn)高效化（

9、優(yōu)質、高速、高作業(yè)率、高連澆率）加快特鋼連鑄技術的推進，連鑄比70，促進我國連鑄比98，進入世界領先行列薄板坯連鑄連軋的裝備和工藝、品種生產技術國產化并保持走在世界前列加強自主開發(fā)新型連鑄設備與半凝固加工、電磁連鑄等前沿工藝技術的開發(fā)力度，進入國際先進行列18分階段目標2006年2010年高效連鑄機數量比例60，條形材高速連鑄直接軋制試驗有重大進展薄板坯連鑄生產效率、品種、質量全面進入世界領先行列，年產300萬噸薄板坯連鑄設備國產化薄帶坯連鑄技術開發(fā)有突破性進展特鋼連鑄比70基本解決穩(wěn)定生產優(yōu)質鑄坯的工藝技術“瓶頸”2011年2020年薄帶坯連鑄直軋技術產業(yè)化連鑄復合鋼材生產產業(yè)化連鑄生產實現(xiàn)

10、智能化194.2.6鋼鐵能源技術發(fā)展目標總體目標2020年全國鋼鐵企業(yè)綜合能耗700kgce/t，新水消耗6m3/t大于200m2燒結機基本實現(xiàn)余熱回收利用炭化室高4.3以上焦爐干法熄焦裝置（CDQ）比例達601000m3以上容積高爐均有煤氣壓差發(fā)電設施（TRT），高爐煤氣全部綜合利用100以上轉爐工序能耗為負值，煤氣蒸汽回收后全部有效利用大中型鋼鐵企業(yè)全部建立能源計算機管理中心或能源環(huán)保綜合計算機管理中心鋼鐵生產大規(guī)模利用可再生清潔能源技術產業(yè)化可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備在全行業(yè)得到廣泛推廣20分階段目標2006年2010年全國重點鋼鐵企業(yè)綜合能耗730kgce/t，耗新水8m3/t燒結球團余

11、熱利用有重大突破，開始推廣炭化室高4.3m以上焦爐干法熄焦裝置比例達40以上1000m3以上高爐煤氣壓差發(fā)電設施（TRT）普及率達80以上，高爐煤氣加熱、發(fā)電等綜合利用率95100t以上轉爐50以上實現(xiàn)轉爐工序能耗為負值，回收蒸汽，煤氣放散率10兌入一定比例鐵水的電爐、鐵合金礦熱爐的汽化冷卻、煤氣回收利用技術有突破50以上大中型鋼鐵企業(yè)建立能源管理中心或能源環(huán)保綜合管理中心可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備示范工程建成投產可再生和清潔能源在鋼鐵生產應用的技術有重大突破212011年2020年2020年全國重點鋼鐵企業(yè)綜合能耗700kgce/t，耗新水 6m3/t大于200m2燒結機基本上實現(xiàn)余熱回收利用

12、炭化室高4.3M以上焦爐干法熄焦裝置（CDQ）比例達601000m3以上容積的高爐全部進行煤氣壓差發(fā)電（TRT），高爐煤氣全部得到綜合利用。100t以上轉爐實現(xiàn)轉爐工序能耗為負值電爐、鐵合金爐、軋鋼加熱爐余熱和煤氣回收技術基本產 業(yè)化冶金低溫余熱利用技術產業(yè)化能源計算機管理中心或能源環(huán)保計算機綜合管理中心在大 中型鋼鐵企業(yè)普及可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備在全行業(yè)得到推廣鋼鐵生產大規(guī)模利用可再生清潔能源，優(yōu)化鋼鐵生產能源 結構的技術產業(yè)化224.3.2 煉鋼關鍵技術4.3.2.1 轉爐煉鋼關鍵技術2006年2010年轉爐煉鋼少渣、濺渣相結合的冶煉技術 主要是鐵水三脫，脫磷轉爐操作后，脫碳轉爐渣量將減

13、少到50kg/t以下時，仍進行濺渣護爐的技術。包括新條件下爐渣改質技術、噴槍結構優(yōu)化技術、與噴補結合技術、全留渣技術等。轉爐煉鋼高強度供氧和長壽復吹技術 供氧強度5/mint,供氧時間10min的系統(tǒng)工藝、裝備技術。氧槍頭結構優(yōu)化與長壽是技術的關鍵，也要配合優(yōu)化爐型。 改進底吹透氣元件結構和材質，優(yōu)化工藝，100%復吹，高爐令技術。23轉爐煉鋼冶煉潔凈鋼和特鋼技術 在優(yōu)化爐料質量基礎上，實現(xiàn)過程、終點和精煉精確控制的轉爐精煉結合冶煉各類中高合金鋼的高效優(yōu)質生產技術，其中轉爐不銹鋼冶煉系統(tǒng)技術為開發(fā)重點轉爐內熔融還原合金化冶煉技術 脫磷爐加鐵礦，脫碳爐加鉻礦、錳礦等礦物直接還原、合金化，低成本冶

14、煉技術。轉爐煉鋼環(huán)保節(jié)能技術 1）轉爐煤氣、蒸氣回收技術 實現(xiàn)煤氣回收100m3/t,蒸汽回收80kg/t，蒸汽完全滿足煉鋼廠 各種需求（包括RH、VD的蒸汽）有余，供應其他廠。 2）轉爐干法除塵技術 自主開發(fā)高效、易控、低成本的干法除塵技術。 3）轉爐低排放控制技術 主要是水零排放、煙氣全除塵（消滅無組織排放）、爐渣、煙塵 與塵泥基本上全利用等系統(tǒng)技術。 轉爐長壽復吹技術、轉爐冶煉特鋼技術、轉爐干法除塵技術是該階 段主導 技術。242011年2020年“零排放”清潔轉爐煉鋼生產技術 在低排放控制技術上，進一步做到氣、水、 固廢完全無排放，固廢中可利用元素回收 利用等系統(tǒng)技術。經濟高效的廠房房

15、頂三 級除塵裝備與技術是研發(fā)的要點。轉爐煉鋼連續(xù)煉鋼技術 連續(xù)兌鐵加料、連續(xù)出鋼、控制合金化， 生產各類合格鋼水的高效化生產技術。254.3.2.2 電弧爐煉鋼關鍵技術2006年2010年電弧爐煉鋼合理爐料結構和廢鋼處理技術 低成本、強化冶煉的最佳爐料配比結構與工藝技術。 廢鋼分撿、加工（包括粉碎性加工、剪切、打梱）、貯存與配料技術。電弧爐煉鋼強化氧燃輔助能源應用和余熱利用技術 除廢鋼全量預熱外，主要是電爐汽化冷卻與蒸汽供真空精煉使用的系統(tǒng)裝備與技術 各類氧燃燒咀、氧槍結構優(yōu)化提高供應強度與利用效率的技術。集束氧槍、高效氧燃槍的研發(fā)及布置應用是重點。26電弧爐煉鋼合理供電技術 1）電弧爐煉鋼優(yōu)

16、化供電技術，包括優(yōu)化供電模 型、供電曲線和高效節(jié)電技術 2）高效、電網低干擾的高阻抗電爐系統(tǒng)技術 3）直流電弧爐煉鋼技術 綜合引進的幾類主要裝備技術優(yōu)點，開發(fā)自主知識產權、高穩(wěn)定性供電，長壽底電極、低N控制技術等高效、低耗的直流電爐技術。電爐冶煉終點精確控制技術 電弧爐煉鋼成份、溫度精確控制技術；電弧爐煉鋼煙氣成分分析與動態(tài)控制技術27電弧爐高效煉鋼技術 高效廢鋼預熱技術，超高功率及供電優(yōu)化技術，高供氧強度、供燃強度技術。全固體料冶煉周期60min，30%熱鐵水條件下冶煉周期45min。2011年2020年電弧爐煉鋼“零排放”清潔生產技術 1）高效一、二次除塵技術 2）汽化冷卻技術 3）爐渣處

17、理與回收利用技術 4）水“零排放”技術電弧爐連續(xù)煉鋼技術 連續(xù)加料、冶煉、出鋼和合金化控制裝備與技術。284.3.2.3爐外精煉及鐵水預處理關鍵技術2006年2010年鐵水預處理技術 1）鐵水脫硫工藝的優(yōu)化 如純鎂、鎂復合噴吹預脫硫的低耗、長壽命噴槍、高效除渣技術，KR攪拌法優(yōu)化脫硫等系統(tǒng)技術 2）鐵水脫磷工藝的優(yōu)化鐵水包脫磷低噴濺和高效率技術（包括抑噴劑開發(fā)）、轉爐高效預脫磷技術等。 鋼水綜合真空處理工藝與裝備技術；29 夾雜物控制技術。如超低氧控制、喂絲夾雜物 變形、LF渣精煉夾雜物脫除及性狀控制等技術 鋼中殘余元素（Cu、Sn、Pb、Sb、Bi等）去除技術；2011年2020年爐外精煉過

18、程提高碳溶解速度和碳替代物技術；高潔凈度脫氧技術； 解決鋼水中氧快速傳質與脫除、脫氧產物（H2O）排除，電解質探頭壽命，低氧量快速精確測量等關鍵技術。304.3.2.4連鑄關鍵技術2006年2010年高效連鑄系統(tǒng)裝備與工藝優(yōu)化技術 包括方坯拋物線型結晶器，板坯連鑄高均勻、高傳熱強度結晶器、液壓正弦與非正弦振動，凝固末端動態(tài)輕壓下與連續(xù)矯直，二冷動態(tài)控制，低溫、高速、高均質、高等軸晶凝固等工藝和裝備技術。電磁連鑄技術 主要有電磁約束、攪拌、制動、側封、流動控制、電脈沖孕育形核等技術。電磁約束包括磁約束結晶器（軟接觸結晶器）和磁約束水口技術。電磁側封用于薄帶坯連鑄。薄板坯連鑄連軋優(yōu)質品種生產技術

19、集中在以熱代冷薄規(guī)格板帶、高強度微合金化板帶、硅鋼等的開發(fā)研究31薄帶連鑄直軋產業(yè)化技術 主要是雙輥同徑薄帶連鑄生產低碳鋼、不銹鋼、碳工鋼、硅鋼的50100萬噸/年流生產線成套技術，也考慮反向凝固、水平凝固等其他技術的開發(fā)。型、線、管坯連鑄直軋技術 異形坯連鑄，510mm棒線連鑄直軋，內10100nn管坯連鑄直軋。復合鋼材連鑄技術 以鋼為基板復合連鑄、不同鋼種復合連鑄等。研究內容有噴射沉積工藝技術、水平電磁法復合鋼坯連鑄技術（LMF）、包覆層連續(xù)鑄造技術（CPC）、反向凝固連鑄技術、雙結晶器連鑄雙金屬技術、充芯連鑄法CFC制作復合金屬的技術。300萬噸/年薄板坯連鑄連軋成套裝備技術 包括全部設

20、備、工藝的自主設計、開發(fā)、優(yōu)化322011年2020年半凝固加工產業(yè)化技術 半凝固態(tài)的制備、保持、輸送、成型、 加工的系統(tǒng)技術。熔融還原連續(xù)煉鋼高效連鑄直軋全連續(xù)新型流程系統(tǒng)技術334.3.6冶金能源關鍵技術2006年2010年冶金礦山采礦與選礦節(jié)能技術冶金生產余壓余熱回收利用技術（如TRT，CDQ，轉爐煤氣、蒸汽回收利用，電爐、加熱爐汽化冷卻與蒸汽回收利用，連鑄坯熱送、熱裝等技術）蓄熱式燃燒技術動力設備模糊控制與交交、交直交變頻調速技術企業(yè)能源與能源環(huán)保計算機綜合管理中心技術全流程組合優(yōu)化綜合節(jié)能技術342011年2020年大中型企業(yè)能源生產與使用智能化管理技術冶金生產低溫余熱回收利用產業(yè)化

21、技術冶金生產能源結構優(yōu)化，大規(guī)模利用可再生清 潔能源（如太陽能、風能、核能、氫能）技術低溫冶金節(jié)能生產技術可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備優(yōu)化節(jié)能生產技術35 最近35年國內鋼鐵企業(yè)積極研究開發(fā)和推廣以下重大技術創(chuàng)新成果： （1）轉爐濺渣護爐與長壽復吹技術 （2）轉爐高效吹煉工藝 （3）高效連鑄技術 （4）連鑄恒速澆注技術 （5）薄板坯連鑄-連軋生產工藝達到國際先進水平 （6）專線化生產技術 （7）轉爐負能煉鋼技術 （8）全自動轉爐煉鋼與終點控制技術36目前尚存在的主要生產技術問題：（1）煉鋼廠能耗與國際先進水平相比仍有較 大差距；（2）煉鋼廠環(huán)境治理和廢棄物回收利用與國 外先進水平相比有較大差距；（

22、3）企業(yè)管理不夠精細，應加強對廢鋼、石 灰等輔料、耐材和鐵合金的分類管理， 實現(xiàn)煉鋼精料，進一步減少渣量，減輕 轉爐回硫，降低生產成本；（4）鋼水成分控制精確度偏低，產品質量穩(wěn) 定性存在差距；37（5）設計理論與設計方法創(chuàng)新不多，煉 鋼廠平面布置研究不夠，主要生產設 備的差異化選型研究不夠，特別要注 意避免精煉工藝裝備選型和位置的失 誤所造成煉鋼-連鑄的混亂運行，應該 深入研究專線化生產品種鋼和動態(tài)-有 序的運行模式。38三.當前煉鋼科技創(chuàng)新重點1充分發(fā)揮煉鋼科技創(chuàng)新在新一代鋼鐵生產過 程中的核心作用 21世紀先進鋼鐵廠是在20世紀現(xiàn)代化鋼鐵廠發(fā)展的基礎上，為滿足市場對鋼鐵產品的需求和鋼鐵企業(yè)

23、與社會和諧發(fā)展的要求而建設的新型鋼鐵廠，其基本特點是：生產高效化、產品潔凈化和對環(huán)境的無害化。39 新一代鋼鐵流程將具有高效、低成本、穩(wěn)定生產高品質鋼材的鋼鐵產品制造功能；提高資源能源利用效率、顯著降低污染物排放的能源、資源轉換功能和大量消納社會廢棄物的再資源化功能，這是應該樹立的新理念。 鋼鐵生產是典型的流程制造業(yè)，因此樹立新理念還必須結合流程工業(yè)的基本特點：系統(tǒng)復雜性、生產連續(xù)性、管理協(xié)調性和發(fā)展整體性，在有限的時間和空間內將復雜的鋼鐵生產工藝過程有機地融為一體，實現(xiàn)生產過程動態(tài)-有序、連續(xù)-緊湊和高效穩(wěn)定的生產。40 21世紀社會要求的新一代煉鋼-連鑄流程應實現(xiàn)以下發(fā)展目標： 流程應具備高效化的生產特點，可以大批量、低成本、穩(wěn)定地生產各類不同品質的鋼材； 新流程應具備資源/能源減量化、可循環(huán)和再利用的基本功能，建設環(huán)境友好型清潔生產的新流程； 新流程應具備社會大宗廢棄物無害化、資源化處理的功能