我國(guó)鋼鐵冶金工程的演變與發(fā)展

我國(guó)鋼鐵冶金工程的演變與發(fā)展

1主要材料是鐵與其他動(dòng)物的主要區(qū)別在于它們是如何使用和制造工具，這是人類(lèi)發(fā)展和創(chuàng)造人類(lèi)文化的重要前提。人類(lèi)祖先要使用工具就要尋找制造工具的材料，首先是石頭，然后是青銅，最后是鐵。人類(lèi)社會(huì)發(fā)展階段劃分為舊石器時(shí)代，新石器時(shí)代，青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代，就是以制造工具的主要材料為依據(jù)的?？脊叛芯空J(rèn)為，公元前2900年就已冶煉出金屬鐵(埃及金字塔中發(fā)現(xiàn)的)，但至今未發(fā)現(xiàn)有古代文獻(xiàn)的記載。關(guān)于冶煉過(guò)程的第一個(gè)描述是埃及公元前1500年古墓墻上的壁畫(huà)。我國(guó)約在公元前1500年進(jìn)入青銅時(shí)代，公元前600年進(jìn)入鐵器時(shí)代。鐵以其在地球上特有的賦存狀況和物理化學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，在人類(lèi)文明形成過(guò)程中，成為人類(lèi)社會(huì)所使用的最主要的材料，而且在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)中不會(huì)改變。鋼鐵工業(yè)已成為支撐人類(lèi)社會(huì)文明的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)社會(huì)所使用的材料總體上可以分為兩大類(lèi)：金屬材料與非金屬材料。在金屬材料中也可以分為兩大類(lèi)：鋼鐵與非鐵金屬材料。由于自然賦存條件的不同，以及鋼鐵材料本身固有的特性，目前人類(lèi)社會(huì)使用量最大，使用面最廣的材料是鋼鐵。不同金屬材料的制造工藝是千差萬(wàn)別的，本文僅對(duì)鋼鐵冶金工程的發(fā)展過(guò)程加以回顧、分析。2古代鐵、鋼的加工技術(shù)金屬鐵在地球上是不能自然賦存的。人類(lèi)如何從礦石中得到第一批金屬鐵，至今仍是個(gè)謎。但可以肯定的是古人從富鐵的氧化物，如富鐵礦中得到鐵(有人說(shuō)是從隕石中得到的)。由于工藝簡(jiǎn)陋，不可能達(dá)到金屬鐵融化的溫度，首先冶煉出的不是液態(tài)金屬，而是還原并軟化了的、含有渣的金屬鐵的混合物。由于當(dāng)時(shí)知識(shí)的限制，冶煉過(guò)程的溫度低，從鐵礦石中還原出的金屬鐵不能大量吸收碳，含碳量低的鐵熔點(diǎn)較高，因而處于半熔融狀態(tài)，相對(duì)而言由氧化物、硅酸鹽等形成的渣熔點(diǎn)低于金屬鐵而處于液態(tài)。實(shí)際上，當(dāng)時(shí)由富鐵礦經(jīng)還原得到的是半熔融狀態(tài)的金屬鐵和液體渣的混合物，人們經(jīng)過(guò)反復(fù)鍛打把渣擠壓出去得到含碳低的熟鐵。按現(xiàn)代的分類(lèi)，熟鐵屬于鋼的范疇。因此可以認(rèn)為，在人類(lèi)文明史上，人類(lèi)先冶煉出“鋼”，許多年之后才冶煉出現(xiàn)代意義上的生鐵。據(jù)考古學(xué)者的研究，早期的冶煉爐是熔融洞，用石塊砌筑并涂上泥襯，用風(fēng)箱送風(fēng)(見(jiàn)圖1)。風(fēng)箱是人力驅(qū)動(dòng)的，使用的燃料和還原劑是木炭。熟鐵太軟，不能制造器具，古代人創(chuàng)造了熟鐵滲碳的技術(shù)，使熟鐵轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兴鑿?qiáng)度、硬度和韌性的鋼。由于送風(fēng)設(shè)備的機(jī)械化，送風(fēng)能力增大，使冶煉爐容增大，爐體高度的增加，冶煉爐演變成立式爐。隨著爐容增大，熱效率提高，豎爐內(nèi)溫度升高，冶煉出的不是熔融狀態(tài)的熟鐵而是液態(tài)鐵水。由于溫度升高，鐵液熔池發(fā)生了增碳過(guò)程，鐵水中的含碳量提高，鐵水凝固后得到生鐵。生鐵流動(dòng)性好可以鑄成器具。14世紀(jì)歐洲出現(xiàn)了豎爐，這種豎爐是近代高爐的前身，如圖2所示。生鐵與熟鐵不同，可以直接鑄成器具，雖硬但質(zhì)脆，不具備韌性和延展性，可加工性差。要得到具備韌性和延展性的鋼，必須使生鐵中的碳降低并除去含有的雜質(zhì)。辦法是將生鐵中含有的碳元素氧化，并降到所需要的含碳量，從而使生鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殇?。西方采用的煉鋼工藝是用攪鋼爐將生鐵煉成熟鐵(含碳量很低的一種“鋼”)，然后再用滲碳工藝得到不同性能的鋼。歐洲大量采用坩堝爐滲碳，見(jiàn)圖3及圖4。我國(guó)是最早掌握冶鐵技藝的世界文明古國(guó)之一。秦朝時(shí)期已在主要產(chǎn)鐵地區(qū)設(shè)置鐵官，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)已形成了一定規(guī)模的手工作坊性的產(chǎn)業(yè)，當(dāng)時(shí)我國(guó)的冶鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。詳細(xì)記載我國(guó)古代冶鐵技藝的書(shū)有宋應(yīng)星著的《天工開(kāi)物》(此書(shū)初刊于1637年)。該書(shū)對(duì)當(dāng)時(shí)鐵、鋼冶煉過(guò)程均有詳細(xì)的描述。圖5為該書(shū)描述鋼鐵冶煉工藝的插圖。我國(guó)古代用的裝備與西方不同，但基本原理是相同的：即先從鐵礦石中冶煉出生鐵(鐵水)，把鐵水中的碳氧化掉一部分得到鋼(或熟鐵)。隨著冶鐵工藝的不斷改進(jìn)，鋼、鐵產(chǎn)量規(guī)模不斷擴(kuò)大，長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的積累，使鋼鐵冶煉和加工成為一門(mén)技藝。無(wú)論在西方或東方，鋼鐵冶煉加工均以一定規(guī)模的冶鐵手工作坊的形式成為農(nóng)牧業(yè)之外手工業(yè)的重要組成部分。3現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的誕生進(jìn)入18世紀(jì)，歐洲的工業(yè)革命已經(jīng)開(kāi)始。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，帶動(dòng)了紡織、鐵路、輪船等的發(fā)展，當(dāng)時(shí)，需要大量生產(chǎn)鋼鐵來(lái)支持工業(yè)、交通、運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。當(dāng)時(shí)鐵路的軌道是木制的，上面包一層鐵皮，船舶、建筑物、大部分橋梁都是木制的，甚至容器也是木制的。工業(yè)革命帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期盼著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的誕生。現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的演化經(jīng)歷漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程，其中充滿(mǎn)著技術(shù)創(chuàng)新和舊技術(shù)的淘汰，同時(shí)也充滿(mǎn)著工程系統(tǒng)的集成和演進(jìn)。就技術(shù)創(chuàng)新而言，既有漸進(jìn)性的改進(jìn)，又有突變性的發(fā)明，與此同時(shí)，相應(yīng)落后的工藝裝備被淘汰出局。就工程系統(tǒng)的集成而言，也經(jīng)歷了“萬(wàn)能化”的鋼廠到以“專(zhuān)業(yè)化”生產(chǎn)的鋼廠，鋼廠的生產(chǎn)流程發(fā)生了重構(gòu)性的演進(jìn)。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)等概念的發(fā)展，鋼廠的功能拓展也提到學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的日程上來(lái)?？偟目磥?lái)，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)歷了豐富多彩的演化，并且將繼續(xù)演變進(jìn)化著。鋼鐵工業(yè)屬于流程制造業(yè)。流程制造業(yè)的功能是把自然資源加工成制造業(yè)所需的材料。工業(yè)革命前，無(wú)論流程制造業(yè)和加工制造業(yè)都以手工作坊的形式存在。工業(yè)革命促使所有的制造業(yè)和手工作坊演化為門(mén)類(lèi)不同的工業(yè)，即現(xiàn)在稱(chēng)之為的傳統(tǒng)制造業(yè)。下面將對(duì)若干在形成鋼鐵工業(yè)的演化過(guò)程中重要的技術(shù)創(chuàng)新和工程系統(tǒng)的集成作簡(jiǎn)要的描述：3.1焦炭取代焦炭18世紀(jì)以前煉鐵作坊的高爐使用的燃料是木炭，當(dāng)時(shí)英國(guó)作為產(chǎn)鐵大國(guó)不得不大量砍伐森林來(lái)燒制木炭，從而產(chǎn)生了不少問(wèn)題。進(jìn)入18世紀(jì)，英國(guó)政府下令禁止砍伐森林燒木炭，使許多高爐停產(chǎn)。英國(guó)人試用煤代替木炭煉鐵，但效果不理想。直到1718年英國(guó)人A.達(dá)比(A.Darby)在什羅普郡(Shropshire)的Coalbrookdale廠的高爐上成功地用焦炭全部取代了木炭。由于A.達(dá)比為了保持個(gè)人利益，此項(xiàng)技術(shù)在1771年以后才得以推廣，但這一技術(shù)創(chuàng)新為其后煉鐵高爐進(jìn)一步發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.2降低燃燒溫度早期的煉鐵高爐使用的是冷風(fēng)，當(dāng)時(shí)的高爐冬天產(chǎn)量高，夏天產(chǎn)量低。有人錯(cuò)誤地認(rèn)為冷風(fēng)比熱風(fēng)好，卻忽視了冬天空氣濕度低，利于提高燃燒溫度的特點(diǎn)。直到1828年，J.B.尼爾森(J.B.Neilson)在蘇格蘭的高爐上進(jìn)行了加熱鼓風(fēng)試驗(yàn)成功后，使高爐煉鐵由冷風(fēng)改為熱風(fēng)，這一技術(shù)創(chuàng)新為高爐提高生產(chǎn)力、降低能源消耗提供了重要的技術(shù)支撐。3.3堿性平爐的起源工業(yè)革命的市場(chǎng)需求對(duì)煉鋼工藝在提高生產(chǎn)力上有新的要求。1850年至1860年間英國(guó)人H.貝塞麥(H.Bessemer)根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算方法，推算出在使用鐵水煉鋼時(shí)，向鐵水中吹入空氣，一方面可以去除鐵水中碳和其他雜質(zhì)，同時(shí)其所產(chǎn)生的熱量足以使得到的鋼水處于高溫的流動(dòng)狀態(tài)。貝塞麥提出了用轉(zhuǎn)爐替代攪鋼爐的設(shè)想，并進(jìn)行了多次試驗(yàn)，最終在謝菲爾德(Sheffield)取得成功。貝塞麥的技術(shù)創(chuàng)新使煉鋼工藝的生產(chǎn)力上了一個(gè)大臺(tái)階，開(kāi)創(chuàng)了煉鋼史上第一次重大的工藝技術(shù)革命，為大規(guī)模的現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的形成奠定了基礎(chǔ)。這一工藝被稱(chēng)為貝氏煉鋼法，如圖6所示。由于當(dāng)時(shí)攪鋼爐一爐的產(chǎn)量只有500磅，生產(chǎn)一爐鋼要6—7個(gè)小時(shí)，而貝塞麥轉(zhuǎn)爐一爐鋼數(shù)以噸計(jì)，冶煉一爐鋼只要數(shù)十分鐘，適應(yīng)了工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)鋼的市場(chǎng)需求。貝塞麥轉(zhuǎn)爐的鋼水可以直接鑄成鋼錠，同時(shí)此法的煉鋼過(guò)程不需要外加燃料，生產(chǎn)效率高，成本相對(duì)低，并適合于規(guī)?；a(chǎn)，貝塞麥轉(zhuǎn)爐迅速得到推廣。貝塞麥法也顯示出其缺點(diǎn)，主要是不能脫除硫、磷等鋼中有害元素，鋼水中氣體含量高，鋼的質(zhì)量不如攪鋼爐的熟鐵。其后，1855年，英國(guó)工程師W.西門(mén)子(W.Siemens)發(fā)明了以蓄熱室加熱燃燒用煤氣和空氣，使燃燒后獲得高溫的技術(shù)，采用此項(xiàng)技術(shù)可將廢鋼和生鐵融化成液態(tài)進(jìn)行精煉，燃燒廢氣將熱量傳給蓄熱室，如此反復(fù)循環(huán)，可以成為一種以生鐵和廢鋼為原料的煉鋼方法，這就是近代煉鋼平爐的雛形。法國(guó)人皮埃爾?艾米莉?馬丁(Pierre-EmileMartin)取得西門(mén)子的專(zhuān)利權(quán)后加以改進(jìn)，1864年西門(mén)子-馬丁煉鋼法(平爐煉鋼法)出現(xiàn),其鋼質(zhì)優(yōu)于貝氏煉鋼法。由于在起始階段平爐和轉(zhuǎn)爐使用的耐火材料都是酸性的，因而都難以脫除鋼中的有害雜質(zhì)(硫、磷)，1875年英國(guó)的S.G.托馬斯(S.G.Thomas)和P.G.吉爾吉里斯特(P.G.Gelchrist)在發(fā)明了堿性耐火磚的基礎(chǔ)上，發(fā)展出稱(chēng)為托馬斯轉(zhuǎn)爐煉鋼法，由于托馬斯煉鋼法采用堿性爐襯和堿性爐渣，這樣鋼中的有害雜質(zhì)—硫和磷就可以脫除，鋼的質(zhì)量明顯提高，并可以利用歐洲的高磷鐵礦資源。其后平爐也改用了堿性爐襯和堿性爐渣，由此，堿性平爐煉鋼工藝得到大發(fā)展，由于平爐易于擴(kuò)大爐子噸位并大量利用社會(huì)廢鋼資源，逐步成為19世紀(jì)后期和20世紀(jì)中期占統(tǒng)治地位的煉鋼工藝。圖7為當(dāng)時(shí)堿性平爐的簡(jiǎn)圖。在煉鋼工藝革命過(guò)程中，冶金物理化學(xué)過(guò)程的理論研究的深化發(fā)揮了重要作用。除了上述貝塞麥煉鋼法是在物理化學(xué)原理指導(dǎo)下出現(xiàn)的，堿性轉(zhuǎn)爐，堿性平爐的演化也都是在冶金物理化學(xué)理論的指導(dǎo)下完成的。在這方面，物理化學(xué)家的貢獻(xiàn)功不可沒(méi)。3.4現(xiàn)代鋼鐵軋鋼技術(shù)的發(fā)展攪鋼爐煉出的是熟鐵，經(jīng)過(guò)滲碳?增碳提高強(qiáng)度后使用。當(dāng)時(shí)對(duì)熟鐵的加工成型方法是用鍛錘加工成所需的形狀。焦炭高爐代替木炭高爐后，加上高爐使用熱風(fēng)代替冷風(fēng)，生鐵產(chǎn)量增加，攪鋼爐產(chǎn)量增加，使鋼加工材料應(yīng)用范圍擴(kuò)大，并開(kāi)始出現(xiàn)以鋼材替代木材和石材的格局。1779年英國(guó)建成第一座鐵橋(Ironbridge，橋長(zhǎng)59.8米，橋高13.7米，橋重378.5噸)。1839年J.內(nèi)史密斯(J.Nasmyth)發(fā)明了蒸汽機(jī)鍛錘，大幅度提高了加工鋼材的能力，鋼材的市場(chǎng)供應(yīng)能力增大，使得建筑物、工作機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械的部件由木質(zhì)變?yōu)殇?鐵)制。為了適應(yīng)更大規(guī)模生產(chǎn)鋼材，軋鋼機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)，蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，軋機(jī)的動(dòng)力增加，使得熱壓力加工的軋機(jī)出現(xiàn)，隨后軋鋼機(jī)替代鍛錘成了鋼材加工的主要設(shè)備。軋機(jī)由兩輥式演變?yōu)槿伿?，并出現(xiàn)了初軋/開(kāi)坯軋機(jī)，棒材、線材、型鋼軋機(jī)，大型/軌梁軋機(jī)，中/厚板軋機(jī)，薄板軋機(jī)，無(wú)縫鋼管等多種軋機(jī)。在軋鋼工藝上逐步由可逆軋制進(jìn)化為半連續(xù)軋制、連續(xù)軋制。軋鋼技術(shù)進(jìn)步，使鋼軌、棒、線、板和型材的批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。1876年用貝氏鋼建造的美國(guó)第一座懸索橋——布魯克林大橋建成。其后，英國(guó)用平爐鋼建造了福布斯(Forbs)橋。1877年英國(guó)用厚鋼板建造軍艦。管材以及棒材、線材、型鋼、鋼軌、厚板、薄板的加工技術(shù)進(jìn)步使鋼鐵成為人類(lèi)社會(huì)主要的結(jié)構(gòu)材料。19世紀(jì)確立了線材和帶材的連續(xù)軋鋼工藝。進(jìn)入20世紀(jì)以后,連續(xù)軋鋼技術(shù)在寬幅薄板軋機(jī)上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。1923年在美國(guó)建成了第一套熱軋薄板連軋機(jī)。連軋機(jī)的出現(xiàn)一方面為鋼鐵企業(yè)的大型化創(chuàng)造了條件，同時(shí)為汽車(chē)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、電器制造業(yè)以及制罐業(yè)的發(fā)展提供了可能。3.5企業(yè)的誕生和早期實(shí)踐自1880年堿性平爐煉鋼法出現(xiàn)后，由于生產(chǎn)規(guī)模大，原料適應(yīng)性好，得到快速發(fā)展，鋼的生產(chǎn)能力大幅度提高，攪鋼爐工藝逐漸被淘汰。以液態(tài)煉鋼工藝為核心，形成了高爐-平爐煉鋼-鑄錠-開(kāi)坯-軋鋼-熱處理等工藝集成的近代鋼材生產(chǎn)流程，從而出現(xiàn)了鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。與以前的鋼鐵生產(chǎn)手工作坊相比，該流程不僅生產(chǎn)規(guī)模大，成本低，而且產(chǎn)品質(zhì)量好。最重要的是，這一工藝流程適時(shí)地滿(mǎn)足了當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求，支撐了人類(lèi)社會(huì)的工業(yè)化進(jìn)程(當(dāng)時(shí)這一進(jìn)程主要出現(xiàn)在歐洲和北美)。隨著鋼鐵生產(chǎn)能力的大幅度提高，鋼鐵廠數(shù)量增多，從業(yè)人員增加，使在手工作坊為主的鋼鐵冶煉技藝的基礎(chǔ)上形成了產(chǎn)業(yè)——近代鋼鐵工業(yè)?？梢?jiàn)，工業(yè)革命促進(jìn)了近代鋼鐵工業(yè)，特別是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的誕生。電爐煉鋼法的出現(xiàn)比空氣轉(zhuǎn)爐晚。1878年W.西門(mén)子進(jìn)行過(guò)電爐煉鋼法試驗(yàn)，電爐法的應(yīng)用首先在電解鋁方面。1899年，法國(guó)電弧爐煉鋼獲得成功，法國(guó)Creugot公司在施耐德(Schneider)的普拉格(LaPrag)電爐煉鋼廠建成。從鋼鐵工業(yè)的形成過(guò)程看，電爐煉鋼廠的出現(xiàn)是在第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)誕生之后。19世紀(jì)，工業(yè)發(fā)源地的英國(guó)在鋼產(chǎn)量在世界領(lǐng)先。1871年，英國(guó)鋼年產(chǎn)量為33.4萬(wàn)噸，德國(guó)為25.1萬(wàn)噸，法國(guó)為8.6萬(wàn)噸，美國(guó)為7.4萬(wàn)噸。煉鋼工藝技術(shù)革命后，美國(guó)由于擁有礦石、焦炭資源優(yōu)勢(shì)，貝氏煉鋼法得到迅速推廣，1890年，美國(guó)鋼產(chǎn)量超過(guò)英國(guó)成為第一產(chǎn)鋼國(guó)，德國(guó)超過(guò)英國(guó)居第二。堿性平爐出現(xiàn)后，取代了貝氏煉鋼法。19世紀(jì)末出現(xiàn)了世界上第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，如：美國(guó)鋼鐵公司(1882年)，德國(guó)的蒂森鋼鐵公司(1890年)，日本八幡制鐵所(1891年)，美國(guó)伯利恒鋼鐵公司(1892年)，加拿大鋼鐵公司(1895年)。我國(guó)第一個(gè)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)漢冶萍公司，1890年開(kāi)始建設(shè)，從歐洲引進(jìn)當(dāng)時(shí)的先進(jìn)技術(shù)，1894年投產(chǎn)，時(shí)間也并不晚，但由于清政府的腐敗，這座鋼廠在民國(guó)初期就倒閉了。部分設(shè)備在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)初期拆遷到重慶建了鋼廠?，F(xiàn)在漢陽(yáng)的遺址已不存在。4世界鋼產(chǎn)量演變堿性平爐煉鋼工藝的開(kāi)發(fā)成功和推廣，使其成為煉鋼的主導(dǎo)工藝，特別是在美國(guó)。1900年全世界鋼產(chǎn)量是2850萬(wàn)噸，其中美國(guó)鋼產(chǎn)量為1035.2萬(wàn)噸，占世界產(chǎn)量的36.3%。電力的出現(xiàn)使蒸汽機(jī)被電動(dòng)機(jī)取代。這一創(chuàng)新加速了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。世界鋼產(chǎn)量1906年超過(guò)5000萬(wàn)噸。第一次世界大戰(zhàn)后，1927年全世界鋼產(chǎn)量超過(guò)一億噸。盡管20世紀(jì)30年代的經(jīng)濟(jì)危機(jī)使全球鋼產(chǎn)量下降到一億噸以下，但危機(jī)后鋼產(chǎn)量又恢復(fù)到一億噸以上。二次大戰(zhàn)后，戰(zhàn)后重建和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)鋼鐵的需求發(fā)生了顯著的變化。二戰(zhàn)之前，鋼鐵主要用于機(jī)械、鐵路、運(yùn)輸、造船、軍工等方面。二戰(zhàn)以后，隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，住宅、高速公路、港口、機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化、家用電器的應(yīng)用推廣，石油天然氣輸送管道的建設(shè)以及機(jī)械化、自動(dòng)化技術(shù)的推廣應(yīng)用，對(duì)性能好、價(jià)格低的結(jié)構(gòu)材料和功能材料的需求越來(lái)越迫切。由此鋼鐵制品進(jìn)入所有的制造業(yè)和工程領(lǐng)域，并大量進(jìn)入居民家庭。與其他材料相比，鋼材在質(zhì)量、性能和性?xún)r(jià)比上都是最佳的，與其他金屬材料相比，鐵資源的蘊(yùn)含量較為豐富，鋼鐵成了人類(lèi)社會(huì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的首選材料，從而成為發(fā)展的重點(diǎn)。二次大戰(zhàn)后，在全球范圍內(nèi)，出現(xiàn)了許多高品位的鐵礦石供應(yīng)基地(例如巴西、澳大利亞等)，加上遠(yuǎn)洋運(yùn)輸技術(shù)和能力快速增長(zhǎng)，使鐵礦石的供應(yīng)趨向國(guó)際化，進(jìn)而為鋼鐵工業(yè)的大發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，并使鐵礦石資源貧乏的國(guó)家(例如日本、韓國(guó)等)能夠依靠科技進(jìn)步和沿海港口的優(yōu)勢(shì)，逐步成為主要產(chǎn)鋼國(guó)。20世紀(jì)以來(lái)世界鋼產(chǎn)量的演變見(jiàn)圖8。20世紀(jì)中期以來(lái)出現(xiàn)的鋼鐵制造技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)了鋼鐵工業(yè)的大發(fā)展，鋼鐵工業(yè)成為世界性的重要產(chǎn)業(yè)。由圖8可見(jiàn)，20世紀(jì)以來(lái)世界鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了兩次高速增長(zhǎng)期。第一次高速增長(zhǎng)期，從50年代開(kāi)始到70年代初，世界鋼年產(chǎn)量由2億噸增至7億噸。第二次高速增長(zhǎng)期，由20世紀(jì)末開(kāi)始，鋼產(chǎn)量由2000年的8.43億噸升至2007年的13.4億噸，目前仍在持續(xù)之中。兩次高速增長(zhǎng)期都是世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)需求的拉動(dòng)力和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)力的結(jié)果，如表1所示。20世紀(jì)以來(lái)，2000年的鋼產(chǎn)量比1900年增長(zhǎng)超過(guò)28倍，2008年的鋼產(chǎn)量比2000年又超過(guò)60%，2009年的經(jīng)濟(jì)危機(jī)使全球鋼產(chǎn)量下降，仍為2000年產(chǎn)量的140%。把20世紀(jì)稱(chēng)為鋼鐵工業(yè)大發(fā)展的世紀(jì)是符合實(shí)際情況的。4.1好鋼技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)40年代瑞士的R.杜勒(RobertDürer)教授等對(duì)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)行了研究，但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制氧氣價(jià)格太貴而不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。進(jìn)入50年代，制氧工業(yè)的進(jìn)步使氧氣機(jī)產(chǎn)能大幅提高，氧氣成本下降，氧氣煉鋼的條件趨于成熟。1952年奧地利的VOESTALPINE公司在林茨鋼廠成功開(kāi)發(fā)出30噸的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，即LD(Linz—Donawitz)法，并與瑞士的BOT聯(lián)合以專(zhuān)利方式向全世界推廣。與其他煉鋼工藝相比，LD法熱效率高，控制鋼含碳量的能力強(qiáng)，冶煉周期短，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備大型化。此外，使用高純氧使鋼中含[N]量低，廢鋼使用比例較平爐為低，廢鋼帶入的有害雜質(zhì)少，提高了鋼的質(zhì)量，從而使氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在全世界得到迅速發(fā)展。第一次鋼鐵高速增長(zhǎng)期，日本、歐洲鋼產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)與氧氣轉(zhuǎn)爐的普及密不可分。我國(guó)80年代以后鋼鐵工業(yè)的崛起，氧氣轉(zhuǎn)爐的推廣和平爐煉鋼的淘汰起了重要作用。4.2高爐大型化技術(shù)二次世界大戰(zhàn)以后，高爐大型化的趨勢(shì)明顯，特別在日本與蘇聯(lián)。1959年日本最大的高爐是戶(hù)畑1號(hào)高爐，內(nèi)容積為1603m3;1976年日本大分廠內(nèi)容積為5070m3的2號(hào)高爐投產(chǎn)，10多年時(shí)間內(nèi)，高爐容積擴(kuò)大了近3倍。20世紀(jì)70年代前期，蘇聯(lián)也在克里沃羅格和切列波維茨建了5000m3級(jí)高爐。歐洲也以建3000—5000m3級(jí)高爐來(lái)淘汰1000m3級(jí)高爐。高爐大型化提高了高爐生產(chǎn)水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了能耗。高壓操作是20世紀(jì)40年代出現(xiàn)的高爐煉鐵技術(shù)創(chuàng)新。首先在美國(guó)和蘇聯(lián)應(yīng)用，以后全世界推廣。提高爐頂壓力促進(jìn)了高爐增產(chǎn)，并推進(jìn)高爐大型化。20世紀(jì)50年代高爐風(fēng)溫一般在600—800℃之間，900℃以上就算是高風(fēng)溫。隨著熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的技術(shù)創(chuàng)新和耐火材料的更新?lián)Q代，20世紀(jì)90年代高爐風(fēng)溫水平一般超過(guò)了1100℃，相當(dāng)多的高爐超過(guò)了1200℃，這為高爐風(fēng)口噴吹燃料和降低焦比創(chuàng)造了條件。高爐風(fēng)口噴吹燃料是20世紀(jì)50年代以后的重要技術(shù)創(chuàng)新。最初，從風(fēng)口噴吹重油來(lái)替代焦炭，效果良好。石油危機(jī)后，由于油價(jià)高漲，為降低煉鐵成本，風(fēng)口噴吹煤粉大發(fā)展，并可以做到置換焦炭用量的40%左右。20世紀(jì)后期，風(fēng)口噴吹劑趨向多元化，同時(shí)富氧鼓風(fēng)也得到發(fā)展。高爐的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率不斷得到改善。4.3高爐焦炭質(zhì)量技術(shù)進(jìn)步國(guó)際大型富鐵礦山的開(kāi)發(fā)和鐵礦資源的全球化，促進(jìn)了煉鐵原料品位的提高。選礦工藝技術(shù)進(jìn)步，加工、混勻、整粒技術(shù)進(jìn)步，燒結(jié)及球團(tuán)工藝技術(shù)改進(jìn)，提高了煉鐵原料的質(zhì)量水平。許多地區(qū)的高爐根據(jù)具體條件，尋找出合理的爐料結(jié)構(gòu)，為高爐強(qiáng)化冶煉提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。焦炭是煉鐵高爐的發(fā)熱劑、還原劑和料柱支撐骨架。焦炭質(zhì)量對(duì)高爐煉鐵的生產(chǎn)能力、效率和經(jīng)濟(jì)性具有決定性作用。煉焦工藝的技術(shù)創(chuàng)新，焦炭質(zhì)量的提高，對(duì)20世紀(jì)鋼鐵工業(yè)的大發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。4.4連鑄技術(shù)的應(yīng)用第二次世界大戰(zhàn)后，全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)鋼鐵工業(yè)提出新的需求，是世界鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)高速增長(zhǎng)的拉動(dòng)力。需求增長(zhǎng)促進(jìn)了技術(shù)創(chuàng)新。除了工序本身的技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)鋼鐵制造工序之間的鏈接與組成的合理化與優(yōu)化也出現(xiàn)了創(chuàng)新，結(jié)果是提升了鋼鐵制造流程的效率與產(chǎn)品的質(zhì)量，其主要表現(xiàn)形式是工序的集成與解析。工序集成的目的是縮短鋼鐵制造流程，以提高效率和求較低物耗與能耗。連鑄技術(shù)的出現(xiàn)是一個(gè)典型。連鑄技術(shù)的實(shí)質(zhì)是煉鋼鑄錠與初軋機(jī)開(kāi)坯的集成。這一集成的主要成果是鋼材成材率大幅提升(平均≥10%)和能耗降低，同時(shí)將萬(wàn)能式大型鋼廠轉(zhuǎn)化為專(zhuān)業(yè)化鋼廠，使鋼鐵制造流程走向以連鑄為中心的格局。流程工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的核心是優(yōu)化流程，并不僅僅是縮短流程。連鑄技術(shù)屬于縮短了制造流程。社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)鋼材產(chǎn)品的質(zhì)量、品種要求不斷提高，單獨(dú)靠縮短流程不可能予以滿(mǎn)足，從而促成了煉鋼工藝的解析與分工。第一代鋼鐵工業(yè)的流程是高爐將鐵水送到煉鋼，煉鋼的功能是把鐵水煉成鋼水并鑄成鋼錠。煉鋼爐的功能是：脫碳、脫硫、脫磷，升溫并調(diào)整鋼水成分，使其達(dá)到成品要求。隨著鋼材質(zhì)量要求的不斷提高，煉鋼爐實(shí)現(xiàn)功能的難度越來(lái)越大。其解決問(wèn)題的出路是功能的解析與分工?，F(xiàn)代化的煉鋼工序已解析為：鐵水預(yù)處理解決脫硫問(wèn)題→脫磷轉(zhuǎn)爐脫磷并穩(wěn)定地產(chǎn)出低磷低硫鐵水→轉(zhuǎn)爐脫碳升溫→二次精煉技術(shù)完成脫氧和成分調(diào)整，生產(chǎn)出符合連鑄工序和成品要求的優(yōu)質(zhì)鋼水。煉鋼工序功能的解析與分工，提高了生產(chǎn)效率，鋼水質(zhì)量和降低了消耗，使鋼鐵制造工藝流程的優(yōu)化前進(jìn)了一大步。4.5社會(huì)廢鋼積極主動(dòng)，電化學(xué)鋼在世界改長(zhǎng)期以來(lái)，鋼鐵產(chǎn)品中金屬鐵的來(lái)源是鐵礦石。隨著世界鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)，社會(huì)廢鋼積蓄量增加。進(jìn)入20世紀(jì)下半葉，在美國(guó)、意大利和瑞典等國(guó)，通過(guò)大型超高功率電爐，偏心爐底出鋼、強(qiáng)化用氧和噴吹燃料等技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功和集成，使得電爐煉鋼過(guò)程由4小時(shí)縮短到1小時(shí)左右，由此引起了大型超高功率電爐——鋼包精煉爐——連鑄機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)代電爐煉鋼流程，推動(dòng)了電爐煉鋼廠的數(shù)量增加。電爐煉鋼不用鐵水，只使用固態(tài)料，主要是廢鋼。電爐煉鋼廠主要生產(chǎn)合金鋼，特殊鋼和鐵合金。電爐鋼比例很低，直到20世紀(jì)60年代，美國(guó)的電爐鋼產(chǎn)量比才達(dá)到10%，其他國(guó)家則更低。隨著世界鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)，社會(huì)廢鋼積蓄量的增加，電爐鋼規(guī)模增加。20世紀(jì)70年代以后，電爐鋼由以生產(chǎn)合金鋼、特殊鋼為主轉(zhuǎn)向生產(chǎn)長(zhǎng)材(主要為了使用廢鋼降低成本)。薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，動(dòng)因之一就是為了尋找一種以廢鋼為原料，用電爐工藝低成本生產(chǎn)板材的工藝流程。電爐鋼的生產(chǎn)規(guī)模主要取決于廢鋼資源的多少。進(jìn)入21世紀(jì)，歐盟電爐鋼產(chǎn)量很大，超過(guò)8000萬(wàn)噸/年，占其總鋼產(chǎn)量40%以上；美國(guó)電爐鋼產(chǎn)量超過(guò)5000萬(wàn)噸/年，占其總鋼產(chǎn)量50%以上；日本電爐鋼產(chǎn)量大約3000萬(wàn)噸/年，約占總鋼產(chǎn)量的25%—30%。我國(guó)近年來(lái)電爐鋼產(chǎn)量也不少，2010年將超過(guò)6000萬(wàn)噸，但占總鋼產(chǎn)量的比例只有10%左右。隨著中國(guó)社會(huì)廢鋼積蓄量的增大，今后電爐鋼的比例將上升。從節(jié)能降耗出發(fā)，今后應(yīng)盡量擴(kuò)大廢鋼的循環(huán)利用，電爐鋼將會(huì)發(fā)展，而電爐工藝也將成為第二個(gè)鋼鐵制造的主流工藝流程。4.6連鑄技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的重要作用連續(xù)鑄鋼是鋼水凝固技術(shù)的重大創(chuàng)新。將原來(lái)的鋼水鑄錠和初軋開(kāi)坯集成為一個(gè)工序，提高了收得率、縮短了加工周期、節(jié)約了能源。20世紀(jì)40年代連鑄技術(shù)首先在德國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，50年代以后取得顯著發(fā)展。1970年日本大分制鐵所建成世界第一座全連鑄鋼廠。20世紀(jì)70年代以來(lái)的世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和我國(guó)90年代以后鋼鐵工業(yè)的崛起，連鑄技術(shù)都發(fā)揮了重要作用。連鑄不僅有效地取代了原來(lái)的模鑄、初軋/開(kāi)坯軋機(jī)，而且對(duì)鋼廠生產(chǎn)過(guò)程中上下游工藝、裝備乃至鋼廠的總平面圖、物流系統(tǒng)都發(fā)生了重大的、結(jié)構(gòu)性的影響。在工藝技術(shù)上，連鑄加速了大型堿性平爐的淘汰，加速了初軋/開(kāi)坯軋機(jī)的淘汰；同時(shí)，推動(dòng)了爐外精煉，各類(lèi)連軋機(jī)，以及鑄坯熱送熱裝等節(jié)能工藝的發(fā)展，鋼材收得率提高了12%—15%，噸鋼能耗大幅度降低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯提高。與此同時(shí)，全連鑄鋼廠的出現(xiàn)，使得鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由原來(lái)與初軋/開(kāi)坯對(duì)應(yīng)的“萬(wàn)能化”生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?zhuān)業(yè)化”生產(chǎn)，從而推動(dòng)了大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。4.7ordswell公司1989年，德國(guó)SMS公司開(kāi)發(fā)的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線在美國(guó)紐科(Nucor)公司的克勞福斯維爾(Crowfordsville)廠投產(chǎn)，這是繼連鑄之后凝固技術(shù)又一重大創(chuàng)新。由于該技術(shù)具有建設(shè)投資省，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，能耗低，生產(chǎn)成本低于常規(guī)熱連軋機(jī)而受到廣泛關(guān)注。迄今為止，全世界薄板坯連鑄連軋總生產(chǎn)能力已超過(guò)1億1千萬(wàn)噸，我國(guó)已建成的能力已超過(guò)3500萬(wàn)噸/年。薄板坯連鑄連軋技術(shù)為規(guī)模較大的鋼廠生產(chǎn)薄板產(chǎn)品，提供了一種新的解決方案。4.8高級(jí)市場(chǎng)品種，市場(chǎng)強(qiáng)20世紀(jì)，連續(xù)軋制技術(shù)不斷地得到了發(fā)展，使生產(chǎn)效率、鋼材的成材率、鋼材的尺寸精度和板型，特別是連軋工藝與控軋控冷技術(shù)相結(jié)合，使得鋼材的質(zhì)量明顯提高，并開(kāi)發(fā)了許多高級(jí)的鋼材品種?，F(xiàn)在熱寬帶鋼軋機(jī)的年生產(chǎn)能力已達(dá)350萬(wàn)—550萬(wàn)噸/年，薄板坯過(guò)薄連軋作業(yè)線年產(chǎn)能力達(dá)到200萬(wàn)—300萬(wàn)噸/年，高速線材能力已達(dá)60萬(wàn)—70萬(wàn)噸/年，棒材連軋機(jī)能力已達(dá)60萬(wàn)—100萬(wàn)噸/年。最近有些國(guó)家在開(kāi)發(fā)薄帶鑄造。從國(guó)際市場(chǎng)需求和條件的多樣性出發(fā)，今后的發(fā)展應(yīng)是常規(guī)熱連軋，薄板坯連鑄連軋等多工藝并存。4.9產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高設(shè)備大型化、連續(xù)化、高效化必須依靠信息化和自動(dòng)化。高新技術(shù)為鋼鐵工業(yè)提供了新的檢測(cè)手段、控制手段和計(jì)算機(jī)調(diào)控系統(tǒng)，使鋼廠的生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，成本降低，鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量大幅度提高，新品種不斷涌現(xiàn)，資源、能源消耗逐年降低，勞動(dòng)生產(chǎn)力空前提高，從而使鋼鐵在材料工業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。由計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)等組成的信息技術(shù)，已經(jīng)在鋼鐵工業(yè)得到較好的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，不僅已在工藝裝置控制、產(chǎn)品質(zhì)量保證、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、各類(lèi)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)管理等方面得到應(yīng)用，而且將在新一代鋼廠全流程控制、能量流控制、環(huán)保控制等方面進(jìn)一步得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用。5我國(guó)鋼鐵連鑄工序的發(fā)展現(xiàn)狀回顧18世紀(jì)以來(lái)的鋼鐵工業(yè)的發(fā)展史，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求拉動(dòng)的結(jié)果，而從技術(shù)層面上講，則是鋼鐵制造工藝的技術(shù)創(chuàng)新史和鋼鐵制造流程的集成演進(jìn)史。作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵廠的組織形式也經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期的演化過(guò)程。自鋼鐵冶煉形成一門(mén)技藝起，就出現(xiàn)了以冶煉為中心的手工作坊。工業(yè)革命后，鋼鐵制造流程中各工序隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，形成不同工序鋼鐵制造工廠。工業(yè)革命帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新，形成了以液態(tài)煉鋼工藝為核心，從高爐煉鐵→平爐煉鋼→模式鑄錠→初軋開(kāi)坯→分品種軋鋼→熱處理、到成品的鋼材制造流程。19世紀(jì)末出現(xiàn)了第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各工序之間，除了煉鐵與煉鋼工序的直接連接，其他工序之間并非連續(xù)的，而是間歇的，工序之間靠倉(cāng)庫(kù)緩沖。鋼材制造過(guò)程中經(jīng)過(guò)多次降溫和升溫。第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)大多靠近原料產(chǎn)地建設(shè)，產(chǎn)品往往是多品種并存。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著澳洲、南美洲的大富鐵礦基地的被發(fā)現(xiàn)，以及海運(yùn)業(yè)的發(fā)展，使世界鐵礦石資源走向國(guó)際化，鐵礦石資源貧乏的國(guó)家也可以發(fā)展鋼鐵工業(yè)。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)和連續(xù)鑄鋼技術(shù)的出現(xiàn)，淘汰了模式鑄錠和初軋開(kāi)坯，使煉鋼與軋鋼工藝直接連接，而連軋機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，使鋼鐵制造流程的生產(chǎn)規(guī)模大幅度擴(kuò)大，流程縮短，形成了第二代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。第二代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，一部分是新建的臨海鋼鐵企業(yè)，一部分是第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)改造、擴(kuò)建后形成的。年產(chǎn)量100萬(wàn)噸以上就可以算得上第一代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，而第二代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的規(guī)模基本上在年產(chǎn)500萬(wàn)噸以上，有的接近1000萬(wàn)噸。薄板坯連鑄連軋技術(shù)的出現(xiàn)，使鋼鐵廠的流程進(jìn)一步縮短。第二代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)以連鑄工序?yàn)楹诵?，使鋼鐵制造工藝能耗降低，實(shí)現(xiàn)高效化，同時(shí)使產(chǎn)品走向“專(zhuān)業(yè)化”。隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)的功能除了生產(chǎn)鋼鐵產(chǎn)品外還要保護(hù)地球環(huán)境，從而必須節(jié)約能源，減少排放。鋼鐵企業(yè)由以供應(yīng)鋼鐵產(chǎn)品為主要功能，向供應(yīng)市場(chǎng)需求的鋼鐵產(chǎn)品及副產(chǎn)品、能源轉(zhuǎn)換和消納社會(huì)廢棄物以及地球環(huán)境友好三項(xiàng)功能轉(zhuǎn)變。目前正處于第二代鋼鐵企業(yè)向新一代(第三代)鋼廠演化的初始階段。我國(guó)鋼鐵工業(yè)由于國(guó)情，資源的條件，人口眾多，地域遼闊，鋼鐵工業(yè)的規(guī)模不可能小，人均年耗粗鋼量將在300公斤/人以上。我國(guó)鋼鐵企業(yè)將逐步形成兩大類(lèi)鋼廠:區(qū)域性鋼廠與跨區(qū)域鋼廠。區(qū)域性鋼廠以滿(mǎn)足區(qū)域內(nèi)的鋼鐵材料需求，而跨區(qū)域鋼廠則以生產(chǎn)高技術(shù)附加值和全國(guó)性需求的鋼材為主。由于我國(guó)鐵礦石對(duì)外依賴(lài)性高，跨區(qū)域鋼廠將主要設(shè)在沿海沿江地區(qū)。這種格局將在21世紀(jì)前期形成。當(dāng)然，在一些后工業(yè)化社會(huì)的國(guó)家，由于大量社會(huì)折舊廢鋼的出現(xiàn)和相對(duì)價(jià)廉的電能供應(yīng)，以廢鋼和直接還原鐵為原料的電爐流程(所謂短流程)以其成本低、生產(chǎn)效率高、資源與環(huán)境負(fù)荷小等優(yōu)勢(shì)，而得到發(fā)展。21世紀(jì)鋼鐵材料仍將是人類(lèi)社會(huì)所使用的主要材料。為適應(yīng)地球環(huán)境與資源能源條件約束，鋼鐵企業(yè)必須依據(jù)地域條件的不同，多種形式并存?？傮w上必須走綠色制造的道路，新一代鋼鐵企業(yè)的形成必須依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和不斷的研究、探索開(kāi)發(fā)，這將是一個(gè)更為深刻的演化過(guò)程。6鋼鐵工業(yè)的發(fā)展過(guò)程是長(zhǎng)期的工程過(guò)程之一(1)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展始終是受經(jīng)濟(jì)需求拉動(dòng)的。最初是人類(lèi)為了自身生存和繁衍的需求而不得不進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，向自然界索取，利用地球的資源。也正由于學(xué)會(huì)了利用，使用和制造工具，使人類(lèi)從其他動(dòng)物中區(qū)別開(kāi)來(lái)，最終形成人類(lèi)社會(huì)。人類(lèi)社會(huì)的歷史，從總體上看，就是人類(lèi)為自身生存、發(fā)展的需要而謀求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的演變過(guò)程。其間，人類(lèi)對(duì)利用、使用和制造工具方式方法的演變，發(fā)揮了重大的作用。鋼鐵作為人類(lèi)社會(huì)所使用的主要材料，參與了這個(gè)演變過(guò)程。隨著人類(lèi)社會(huì)需求的不斷增長(zhǎng)，對(duì)自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)不斷加深，鋼鐵材料制造成為一種技藝。在工業(yè)革命的推動(dòng)下，鋼鐵制造由手工作坊演變?yōu)榻撹F工業(yè)，而鋼鐵制造技術(shù)由技藝演變并優(yōu)化、集成為鋼鐵冶金工程，進(jìn)化為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)。進(jìn)入20世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)已成為世界上的最重要的產(chǎn)業(yè)之一。從歷史過(guò)程看，鋼鐵制造經(jīng)歷了手工業(yè)作坊→近代