冶金新技术讲座.ppt

冶金新技术讲座冶金新技术讲座 主讲人主讲人 杨吉春杨吉春主要讲授内容主要讲授内容 1.1.冶金工业发展历程回顾与展望冶金工业发展历程回顾与展望 2.直接还原和熔融还原技术新进展直接还原和熔融还原技术新进展 3.转炉、电炉炼钢技术新进展转炉、电炉炼钢技术新进展 4.炉外精炼和连铸技术新进展炉外精炼和连铸技术新进展 5.特种冶金技术的发展特种冶金技术的发展 6.近终成形新技术近终成形新技术 7.计算机在冶金中的应用计算机在冶金中的应用 8.钢铁冶金工艺流程新进展钢铁冶金工艺流程新进展第一章第一章 冶金工业发展历程回顾与展望冶金工业发展历程回顾与展望1.1.钢铁生产发展简史钢铁生产发展简史 人类历史上从铁器时代开始人类历史上从铁器时代开始,钢铁就是兵器及生产工具的主钢铁就是兵器及生产工具的主要材料。要材料。原因：原因：1 1）铁资源丰富，约占总资源的）铁资源丰富，约占总资源的5%5%。2 2）铁矿石中铁主要以氧化物和碳酸化合物形式存在，）铁矿石中铁主要以氧化物和碳酸化合物形式存在，且较易被还原制取，生产成本低。且较易被还原制取，生产成本低。3 3）铁碳合金有较优良的性能。）铁碳合金有较优良的性能。结果：结果：2020世纪产业革命以后，世界钢产量迅速增长，钢铁企业世纪产业革命以后，世界钢产量迅速增长，钢铁企业日益扩大，优质钢和合金钢比率增大，出现空前繁荣局面。日益扩大，优质钢和合金钢比率增大，出现空前繁荣局面。钢产量成为一个国家综合国力的标志。钢产量成为一个国家综合国力的标志。2020世纪以来钢铁工业发展的几个阶段：世纪以来钢铁工业发展的几个阶段：一、一、1945 1970 1945 1970 年，世界钢铁工业处于高速发展阶段，平年，世界钢铁工业处于高速发展阶段，平均年增长率均年增长率6.3%6.3%背景：背景：第一次及第二次世界大战期间，第一次及第二次世界大战期间，战争促使钢铁生产的战争促使钢铁生产的竞赛。竞赛。钢铁生产发展简史钢铁生产发展简史 二、二、19701970年以后世界钢产量增长缓慢，停滞不前，出现年以后世界钢产量增长缓慢，停滞不前，出现1987 19961987 1996的的十年徘徊，世界粗钢产量在十年徘徊，世界粗钢产量在7.57.5亿吨左右波动，这时有了亿吨左右波动，这时有了“钢铁工业是夕钢铁工业是夕阳工业阳工业”之说。之说。背景：背景：1 1）工业发达国家钢铁产量已达到社会所需饱和值，人均钢材消费量：）工业发达国家钢铁产量已达到社会所需饱和值，人均钢材消费量：日本日本680Kg680Kg，美国，美国660Kg660Kg。2 2）两次石油危机造成能源短缺，降耗才能盈利，促使钢铁工业流程、）两次石油危机造成能源短缺，降耗才能盈利，促使钢铁工业流程、工艺进一步革新，使传统全流程钢铁企业处于萎缩状态。工艺进一步革新，使传统全流程钢铁企业处于萎缩状态。3 3）9090年代世界格局发生变化，冷战结束，出现年代世界格局发生变化，冷战结束，出现“和平与发展和平与发展”的新的新阶段，高新技术发展要求钢铁工业从阶段，高新技术发展要求钢铁工业从“产量型产量型”向向“质量型质量型”转化。转化。4 4）有色金属及合金、陶瓷材料、塑料、复合材料的发展一定程度上）有色金属及合金、陶瓷材料、塑料、复合材料的发展一定程度上取代了钢材。取代了钢材。三、三、19961996年以后，由于高新技术进入产业，引发了年以后，由于高新技术进入产业，引发了“第三次产业革命第三次产业革命”、“第四次浪潮第四次浪潮”。高新技术的基础是新材料，优质合金钢及超级合金在新。高新技术的基础是新材料，优质合金钢及超级合金在新材料中占相当比重。材料中占相当比重。背景：背景：各国在发展高新技术过程中，钢铁新材料占到一半以上。各国在发展高新技术过程中，钢铁新材料占到一半以上。中国中国钢铁工业的发展历程钢铁工业的发展历程2.2.中国中国钢铁工业的发展历程钢铁工业的发展历程l18901890年年中国第一家钢铁厂在汉阳创建中国第一家钢铁厂在汉阳创建；l19491949年年新新中中国国成成立立，当当年年钢钢铁铁产产量量只只有有15.815.8万万吨吨，居居世世界界第第2626位，不到当时世界钢铁年总产量的位，不到当时世界钢铁年总产量的1.61.6亿吨亿吨0.1%0.1%；l经过第一个五年计划经过第一个五年计划,19571957年年钢产量就达到钢产量就达到535.5535.5万吨；万吨；l到到19781978年年，我我国国钢钢产产量量达达到到31783178万万吨吨，居居世世界界第第五五位位，占占当当年世界钢铁产量的年世界钢铁产量的4.42%4.42%。l19791979年年以以后后，我我国国钢钢铁铁工工业业获获得得了了快快速速发发展展，新新建建了了宝宝钢钢、天天津津钢钢管管等等大大型型现现代代化化钢钢铁铁企企业业。通通过过对对老老企企业业挖挖潜潜改改造造，钢产量以每年钢产量以每年400-500400-500万吨的速度快速增长。万吨的速度快速增长。l19891989年年，我我国国钢钢产产量量达达到到61596159万万吨吨，首首次次突突破破60006000万万大大关关，成为继美国、苏联、日本之后第成为继美国、苏联、日本之后第4 4个产钢大国。个产钢大国。l上世纪上世纪8080年代，我国钢产量平均年增长率年代，我国钢产量平均年增长率5.82%5.82%；9090年代为年代为6.99%6.99%；l到到19961996年年,我国钢产量已突破亿吨大关我国钢产量已突破亿吨大关,达到达到1012410124万吨万吨,跃居跃居世界第一位；世界第一位；l进入进入2121世纪，世纪，20002004年的四年间，平均增长率就高达年的四年间，平均增长率就高达20.71%20.71%；l20032003年，我国钢铁产量突破年，我国钢铁产量突破2 2亿吨，成为世界上唯一年产钢亿吨，成为世界上唯一年产钢超过超过2 2亿吨的国家；亿吨的国家；l20042004年，我国粗钢产量已达到年，我国粗钢产量已达到2.722.72亿吨，占全球钢产量亿吨，占全球钢产量10.510.5亿吨亿吨25.8%25.8%。中国粗钢产量已从占世界的。中国粗钢产量已从占世界的10%10%上升到了上升到了25%25%；l20052005年年，我国钢、铁、材的产量突破，我国钢、铁、材的产量突破3亿吨，只用了短短的亿吨，只用了短短的两年时间；两年时间；l20122012年，我国成品钢材产量突破年，我国成品钢材产量突破9.52亿吨。亿吨。中国中国钢铁工业的发展历程钢铁工业的发展历程中国中国钢铁工业的发展历程钢铁工业的发展历程l突破1亿吨我们用了47年时间；l翻一番到2亿吨用了七年时间；l从2亿吨到3亿吨用两年时间；l从3亿吨到4亿吨用一年时间l钢铁生产基本满足了国民经济快速发展的需要，中国钢铁工业为振兴中华做出了重大贡献，已经成为我国经济综合实力的重要标志，成为我国为数不多的具有国际竞争力的行业。占世界五分之一的人口能生产世界50的钢是中国人民的骄傲。我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析 3.我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析 1）我国钢铁产品产量大幅度增长）我国钢铁产品产量大幅度增长 项目项目2001年年2006年年2012年年钢产量，亿吨钢产量，亿吨1.494.216.83生铁产量，亿吨生铁产量，亿吨1.474.146.3钢材，亿吨钢材，亿吨1.5774.719.52铁矿石，亿吨铁矿石，亿吨2.115.8813.1焦炭，万吨焦炭，万吨131304041744323铁合金，万吨铁合金，万吨42314332841.6我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析2）产品结构优化，板带比增加，关键钢材品种自给率提高）产品结构优化，板带比增加，关键钢材品种自给率提高 品种品种2001年年2006年年2012年（年（进进口）口）冷冷轧轧薄板薄板62.2%83.8%59.09万吨万吨镀锌镀锌板板39.3%83.7%253.84万吨万吨彩涂板彩涂板25.8%93.6%41.09万吨万吨冷冷轧轧硅硅钢钢33.5%66.5%66.19万吨万吨（电工钢板）（电工钢板）不不锈钢锈钢26%61%90.75%2012年我国进口钢材1366万吨，其中板材1166万吨2012年我国进口钢材一览年我国进口钢材一览品种品种铁道用材铁道用材大型型钢大型型钢棒材棒材热轧薄板热轧薄板中板中板中厚宽钢带中厚宽钢带热轧薄宽带热轧薄宽带201211.6529.0239.119.67107.03114.2665.552013.43.099.6611.368.0531.7642.9829.23品种品种冷轧薄宽带冷轧薄宽带无缝管无缝管镀层板镀层板焊管焊管线材线材冷轧窄钢带冷轧窄钢带热轧窄钢带热轧窄钢带2012306.6921.68313.5820.4743.2924.210.712013.4109.486.1898.46.4714.147.972.85单位：万吨单位：万吨我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析3）钢铁企业由多变少）钢铁企业由多变少类别类别时间时间全国全国河北河北天津天津炼铁企业炼铁企业2012.94953942013.7451360炼钢企业炼钢企业2012.92922772013.7264307我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析4）装备水平大幅度提高，主要经济指标不断改善）装备水平大幅度提高，主要经济指标不断改善宝钢、鞍钢、武钢、马钢、太钢等大型企业的工艺装备水宝钢、鞍钢、武钢、马钢、太钢等大型企业的工艺装备水平已达到或接近世界先进水平平已达到或接近世界先进水平焦化焦化已投产机械化焦炉已投产机械化焦炉2108座，炼焦能力座，炼焦能力29890万吨，万吨，其中其中7m焦炉焦炉3座，能力占座，能力占1.07%，已是世界上拥有，已是世界上拥有7m以上以上焦炉数量最多、能力最大的国家；焦炉数量最多、能力最大的国家；6m焦炉焦炉119座，占座，占19.9%；焦炉；焦炉503座，占座，占51.8%。烧结、球团烧结、球团2006年我国烧结机有年我国烧结机有400余台，年产烧结矿余台，年产烧结矿4.5亿吨，其中亿吨，其中300m2以上烧结机以上烧结机26台，台，180m2以上烧结机以上烧结机34台。台。炼铁炼铁2006年我国炼铁总能力年我国炼铁总能力46987万吨，其中万吨，其中1000m3以上大高炉有以上大高炉有121座，占全国生产能力的座，占全国生产能力的39%；300-1000m3高炉高炉395座，占座，占38%；300m3以下高炉以下高炉738座，占座，占23%；3000m3以上高炉以上高炉11座，太钢、马钢座，太钢、马钢4000m3高炉正在建高炉正在建设中，曹妃甸正在建设中，曹妃甸正在建5500m3高炉高炉。我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析炼钢炼钢2006年炼钢能力超过年炼钢能力超过5亿吨，拥有亿吨，拥有120吨的转炉吨的转炉74座，座，产能产能15400万吨，占炼钢总能力的万吨，占炼钢总能力的30.6%；50-100吨电炉吨电炉33座座，能力，能力1890万吨，占万吨，占3.8%。2006年重点企业钢铁料消耗年重点企业钢铁料消耗1085kg/t，转炉炉衬寿命，转炉炉衬寿命6052炉，连铸比炉，连铸比98.6%，达到世界先进水平。，达到世界先进水平。轧钢轧钢 到到2006年底，我国共有一次材轧机年底，我国共有一次材轧机997套，总生产套，总生产能力能力49260万吨，平均单套轧机能力万吨，平均单套轧机能力49.4万吨，达到国际先进万吨，达到国际先进水平的轧机大幅度增加。水平的轧机大幅度增加。u铁道用材（钢轨）及大型材铁道用材（钢轨）及大型材 各种大型轧机各种大型轧机33套，能力套，能力2000万吨，其中万吨，其中60%的能力达到世界先进水平，攀钢、包的能力达到世界先进水平，攀钢、包钢、鞍钢、武钢钢、鞍钢、武钢4家重轨生产线，已能生产家重轨生产线，已能生产100m长尺钢轨长尺钢轨和高速钢轨和高速钢轨，整体装备达到世界先进水平。，整体装备达到世界先进水平。已建已建15套套H型钢生产线，总能力型钢生产线，总能力1100万吨，其工艺装备万吨，其工艺装备水平已达世界先进水平，马钢、莱钢已达世界领先水平。水平已达世界先进水平，马钢、莱钢已达世界领先水平。在建在建4套，能力为套，能力为400万吨，到万吨，到2010年达年达2400万吨。万吨。我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析u棒材及钢筋轧机棒材及钢筋轧机已有已有220多套，能力多套，能力1.35亿吨，亿吨，2006年产量年产量1.27亿吨，其中亿吨，其中80%已达世界先进水平，横列式的产已达世界先进水平，横列式的产能不足能不足20%。在建和计划建。在建和计划建30套，能力套，能力2700万吨，到万吨，到2010年总能力达年总能力达1.6亿吨。亿吨。u线材轧机线材轧机2006年线材轧机年线材轧机152套套，能力，能力7560万吨，万吨，2006年产量年产量7151万吨，其中高速线材轧机生产能力占万吨，其中高速线材轧机生产能力占83%，还有，还有17%属于落后的复二重轧机。在建属于落后的复二重轧机。在建22套，能力套，能力1300万吨，万吨，2010年达年达8800万吨。万吨。u中小型轧机中小型轧机2006年有中小型轧机年有中小型轧机40套套，生产能力，生产能力1100万吨，万吨，2006年产量年产量950万吨，其中万吨，其中65%产能是落后的横列式产能是落后的横列式轧机，是我国轧机装备最落后的品种。轧机，是我国轧机装备最落后的品种。u中厚板轧机中厚板轧机2006年已有中厚板轧机年已有中厚板轧机48套套，生产能力，生产能力5000万吨，产量万吨，产量4022万吨，其中属落后的万吨，其中属落后的2300-2500mm轧机轧机15套，总能力套，总能力1000万吨，属国际先进水平轧机占万吨，属国际先进水平轧机占60%以上。以上。在建在建12套套，能力，能力1700万吨，万吨，2010年达年达6700万吨。万吨。我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析u热轧宽带钢轧机热轧宽带钢轧机2006年已投产的有年已投产的有42套套，产能，产能1.36亿亿吨，吨，2006年产量年产量1.04亿吨，另外在建亿吨，另外在建13套，其中套，其中薄板坯连薄板坯连铸连轧（中厚）铸连轧（中厚）19套套，占，占22%，炉卷轧机，炉卷轧机6套，占套，占2%，热，热连轧工艺装备均达到国际先进水平和国内先进水平，宝钢、连轧工艺装备均达到国际先进水平和国内先进水平，宝钢、鞍钢、武钢、太钢等连轧机达到国际领先水平。热轧宽带鞍钢、武钢、太钢等连轧机达到国际领先水平。热轧宽带钢在建钢在建23套，能力套，能力8000万吨，能力到万吨，能力到2010年将突破年将突破2亿，亿，达到达到21600万吨；宽厚板在建万吨；宽厚板在建6700万吨，窄带钢万吨，窄带钢5000万吨，万吨，板带合计板带合计3.3亿吨。亿吨。u无缝管无缝管2006年有无缝管轧机年有无缝管轧机380套套，生产能力，生产能力1500万万吨，吨，2006年产量年产量1484万吨，其中达到国际先进水平机组万吨，其中达到国际先进水平机组10套（套（8套二辊、套二辊、2套三辊）能力套三辊）能力430万吨，有万吨，有350-400万轧机万轧机属落后能力，占属落后能力，占25-29%需淘汰。在建需淘汰。在建20套，能力套，能力700万吨，万吨，2010年达年达2200万吨。另外，有窄带钢轧机万吨。另外，有窄带钢轧机82套，能力套，能力5000万吨，万吨，2006年产量年产量4100万吨万吨。我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析u冷轧宽带钢轧机冷轧宽带钢轧机目前已有冷连轧机组目前已有冷连轧机组24套，单机架可套，单机架可逆轧机逆轧机50台，总生产能力台，总生产能力4760万吨，在建万吨，在建15套，能力套，能力3300万吨，万吨，2010年达年达8000万吨，连轧机已达国际先进水平，万吨，连轧机已达国际先进水平，4辊辊6辊单双机架冷轧也属国内先进水平。辊单双机架冷轧也属国内先进水平。u热镀锌生产线热镀锌生产线已有热镀锌线已有热镀锌线130条以上，生产能力条以上，生产能力2500万吨。重点企业普遍采用大型化（年产万吨。重点企业普遍采用大型化（年产30-40万吨）、万吨）、高速化（运行速度高速化（运行速度200m/min以上），达到世界先进水平，以上），达到世界先进水平，在建在建15套，能力套，能力1100万吨，万吨，2010年达年达3600万吨。万吨。u电镀锌生产线电镀锌生产线国内有国内有5条，能力条，能力135万吨，宝钢万吨，宝钢2条属条属国际领先水平。国际领先水平。u彩涂机组彩涂机组已投产已投产120条生产线，能力条生产线，能力1200万吨万吨。u硅钢轧机硅钢轧机 国内已投产冷轧硅钢企业四家（武钢、鞍钢、国内已投产冷轧硅钢企业四家（武钢、鞍钢、宝钢和太钢）总生产能力宝钢和太钢）总生产能力332万吨，其中取向万吨，其中取向28万吨，如在万吨，如在建投产，总能力达建投产，总能力达500万吨，取向万吨，取向56万吨。万吨。我国钢铁工业现状分析我国钢铁工业现状分析5）节能减排取得初步成效）节能减排取得初步成效吨钢综合能耗由吨钢综合能耗由“九五九五”末的末的1.387tce降到降到“十十五五”末的末的1.042tce，年均节能率，年均节能率5.5%，“十一五十一五”吨钢综合能耗下降吨钢综合能耗下降12.1%。6）钢铁行业运行受经济形势影响，企业效益下滑）钢铁行业运行受经济形势影响，企业效益下滑钢铁企业受世界经济衰退、原材料涨价及同质竞钢铁企业受世界经济衰退、原材料涨价及同质竞争，企业效益出现明显下滑。争，企业效益出现明显下滑。7）我国钢铁工业具备较强参与国际竞争能力）我国钢铁工业具备较强参与国际竞争能力钢铁产品已能满足国民经济需要的钢铁产品已能满足国民经济需要的95%左右，高左右，高附加值的板材、管材品种发展，已占出口钢材总附加值的板材、管材品种发展，已占出口钢材总量量60%左右。左右。我国钢铁工业发展存在的主要问题我国钢铁工业发展存在的主要问题 l品种质量亟待升级，我国钢材产品实物质量整体水平仍然不高，只有约30%可以达到国际先进水平。少数关键品种钢材仍依赖进口，高强度、耐腐蚀、长寿命、减量化等高性能产品研发和生产技术水平有待进一步提高。l布局调整进展缓慢。钢铁工业北重南轻的布局长期未能改善，环渤海地区钢铁产能近4亿吨，50%以上产品外销。16个直辖市和省会城市建有大型钢铁企业，已越来越不适应城市的总体发展要求。l能源、环境、原料约束增强。高炉、转炉煤气干法除尘普及率较低。烧结脱硫尚未普及，绿色低碳工艺技术开发还处于起步阶段，二氧化硫、二氧化碳减排任务艰巨。铁矿石价格大幅上涨极大地挤压了钢铁行业的盈利空间，严重制约了钢铁行业的健康发展。l自主创新能力不强。重点统计钢铁企业研发投入只占主营业务收入的1.1%，远低于发达国家3%的水平。钢铁工业发展关键钢铁工业发展关键4.4.钢铁工业发展的关键技术钢铁工业发展的关键技术 1 1）采用新流程、新技术、新装备代替传统的全流程生产方式，达）采用新流程、新技术、新装备代替传统的全流程生产方式，达到高生产率、高效率、产品优质。到高生产率、高效率、产品优质。2 2）节约资源、能源，降低制造成本、投资成本及劳动成本。）节约资源、能源，降低制造成本、投资成本及劳动成本。3 3）满足国民经济各部门对钢材使用性能及质量上不断提高的要求。）满足国民经济各部门对钢材使用性能及质量上不断提高的要求。如汽车用深冲钢板要求：钢中如汽车用深冲钢板要求：钢中C+P+S+O+N+HC+P+S+O+N+H总和不大总和不大于于0.01%0.01%。4 4）保护环境，根治污染，保持生态平衡。）保护环境，根治污染，保持生态平衡。5.5.中国需要多少钢中国需要多少钢n从世界各国发展的经验来看从世界各国发展的经验来看,发达国家钢产量在达到一定规模后开发达国家钢产量在达到一定规模后开始回落始回落,之后将保持一定的需求量之后将保持一定的需求量,即钢材需求的饱和点即钢材需求的饱和点。如：美国。如：美国19731973年，年，1.371.37亿吨；日本亿吨；日本19731973年，年，1.191.19亿吨；前苏联亿吨；前苏联19881988年，年，1.631.63亿吨。亿吨。n钢材消耗量及消费强度和国内生产总值及结构间的关系钢材消耗量及消费强度和国内生产总值及结构间的关系 中国需要多少钢中国需要多少钢 1 1）基础建设阶段：钢材消耗量及消费强度随国内生产总值的增加而）基础建设阶段：钢材消耗量及消费强度随国内生产总值的增加而增加；增加；2 2）加速工业化阶段：钢材消耗量及消费强度有可能不变。消费强度）加速工业化阶段：钢材消耗量及消费强度有可能不变。消费强度出现徘徊或降低，但钢材消耗量会继续增加；出现徘徊或降低，但钢材消耗量会继续增加；3 3）发达阶段：钢材消耗量及消费强度下降。）发达阶段：钢材消耗量及消费强度下降。我国处于第二阶段，且处于我国处于第二阶段，且处于2121世纪，不会再走过去的老路（先工业化后世纪，不会再走过去的老路（先工业化后信息化），而是走传统产业和高新技术产业及第三产业协同发展的路子。信息化），而是走传统产业和高新技术产业及第三产业协同发展的路子。此外，我国基础差、人口多、地区发展不平衡，钢材消耗量大的阶段会此外，我国基础差、人口多、地区发展不平衡，钢材消耗量大的阶段会持续时间长一些。持续时间长一些。如：如：19551955年年1970年，我国国民生产总值人均年，我国国民生产总值人均89109美元，钢材消耗美元，钢材消耗量量3051420万吨，消费强度万吨，消费强度0.088kg/美元美元0.267kg/美元；美元；1970年年1995年，我国国民生产总值人均年，我国国民生产总值人均109537美元，钢材消耗量美元，钢材消耗量142013194万吨，消费强度万吨，消费强度0.267kg/美元美元0.142kg/美元；美元；符合加速化工业阶段的一般情况符合加速化工业阶段的一般情况中国需要多少钢中国需要多少钢 设想：设想：人均国民生产总值达到人均国民生产总值达到1200012000美元，国内生产总值美元，国内生产总值1818万亿美元，消费强度万亿美元，消费强度0.016kg/0.016kg/美元（美国标准），将需要钢美元（美国标准），将需要钢材约材约3 3亿吨。亿吨。p钢材消耗量及消费强度和人口的关系钢材消耗量及消费强度和人口的关系 发达国家：发达国家：300-500kg/300-500kg/人，人，20122012年我国人口年我国人口1313亿；亿；地区发展不平衡，发达程度不一样，东南沿海已经或正在地区发展不平衡，发达程度不一样，东南沿海已经或正在进入中等发达程度，这一区域人口约进入中等发达程度，这一区域人口约5 5亿，粗略计算：亿，粗略计算：55002.5 55002.5亿吨亿吨 83002.4 83002.4亿吨亿吨 合计：合计：4.94.9亿吨亿吨p钢材消耗量及消费强度和制造业的关系钢材消耗量及消费强度和制造业的关系 我国是机电产品出口大国，钢材消耗量会有所增加。我国是机电产品出口大国，钢材消耗量会有所增加。p综合以上因素，我国钢产量的发展空间，约综合以上因素，我国钢产量的发展空间，约4.5-54.5-5亿吨。亿吨。2012年美国GDP 15.83万亿美元中国GDP 8.3万亿美元日本GDP 5.3万亿美元德国GDP 3.4万亿美元欧盟GDP 16.11万亿美元 中国人均5414美元(89)2011年 中国7.43万亿元钢铁冶金前沿技术钢铁冶金前沿技术6.6.钢铁冶金前沿技术钢铁冶金前沿技术 1 1）传统炼铁流程传统炼铁流程：由焦化、烧结、高炉工序组成：由焦化、烧结、高炉工序组成 缺点缺点：投资大，流程长，能耗高。尤其是炼焦煤，仅占投资大，流程长，能耗高。尤其是炼焦煤，仅占煤总储量的煤总储量的10%10%，已告缺。且炼焦排放大量的有害气体（，已告缺。且炼焦排放大量的有害气体（COCO2 2，COCO，NONOX X，SOSO2 2等），造成温室效应，严格的排放标准出台等），造成温室效应，严格的排放标准出台后，焦化工序将首先被淘汰。后，焦化工序将首先被淘汰。对策对策：开发用烟煤或天然气作还原剂，不用高炉，将铁开发用烟煤或天然气作还原剂，不用高炉，将铁矿石还原成海绵铁的直接还原炼铁法以及生产成铁水的熔融矿石还原成海绵铁的直接还原炼铁法以及生产成铁水的熔融还原法。还原法。2 2）交流电弧炉炼钢生产率的提高交流电弧炉炼钢生产率的提高 为降低电耗，缩短冶炼时间，与炉外精炼匹配，超高功为降低电耗，缩短冶炼时间，与炉外精炼匹配，超高功率电炉问世，比功率逐年提高，达到率电炉问世，比功率逐年提高，达到1000KVA/t1000KVA/t以上。以上。钢铁冶金前沿技术钢铁冶金前沿技术缺点缺点：大功率交流电弧炉的电弧稳定性差，对电网冲击大，产生大功率交流电弧炉的电弧稳定性差，对电网冲击大，产生 强烈的电压闪烁，造成噪声污染。强烈的电压闪烁，造成噪声污染。对策对策：发展直流电弧炉。发展直流电弧炉。3 3）炉外精炼是提高质量、增加产量，降低成本的有效手段炉外精炼是提高质量、增加产量，降低成本的有效手段 没有炉外精炼，超高功率电炉无法发挥优势，炼钢和连铸没有炉外精炼，超高功率电炉无法发挥优势，炼钢和连铸得不到衔接和缓冲。增加钢的炉外精炼比例是冶金工业的发展得不到衔接和缓冲。增加钢的炉外精炼比例是冶金工业的发展方向。方向。4 4）连铸技术的发展和扩大应用引发钢铁工业又一次重大革新连铸技术的发展和扩大应用引发钢铁工业又一次重大革新 高效连铸及近终形连铸对现代炼钢和高速连轧起衔接作用，高效连铸及近终形连铸对现代炼钢和高速连轧起衔接作用，使产品专业化、系列化、优化及高附加值。使产品专业化、系列化、优化及高附加值。5 5）等离子冶金具有潜在优势等离子冶金具有潜在优势6 6）真空冶金是生产超级合金的重要手段真空冶金是生产超级合金的重要手段 目前在凝壳熔炼、悬浮熔炼、冷坩埚熔炼及真空电弧双电目前在凝壳熔炼、悬浮熔炼、冷坩埚熔炼及真空电弧双电极重熔等方面有新的突破。极重熔等方面有新的突破。钢铁冶金前沿技术钢铁冶金前沿技术7 7）电渣冶金在电渣冶金在2121世纪仍具有以下五个方面的优势世纪仍具有以下五个方面的优势 a.a.在优质大型及中型锻件生产中，处于垄断地位；在优质大型及中型锻件生产中，处于垄断地位；b.b.在优质钢工具钢、模具钢、不锈耐热钢、超高强钢、管坯及冷轧轧辊在优质钢工具钢、模具钢、不锈耐热钢、超高强钢、管坯及冷轧轧辊生产中占绝对优势；生产中占绝对优势；c.c.在超级合金（高温合金、耐蚀合金、精密合金、电热合金）生产中与在超级合金（高温合金、耐蚀合金、精密合金、电热合金）生产中与真空冶金处于竞争状态；真空冶金处于竞争状态；d.d.在有色金属生产方面，发展前景广阔；在有色金属生产方面，发展前景广阔；e.e.电渣重熔空心锭和电渣熔铸异形件具有独到之处，发展前景良好。电渣重熔空心锭和电渣熔铸异形件具有独到之处，发展前景良好。8 8）近终成形是金属毛坯制备的新方向近终成形是金属毛坯制备的新方向 它是将金属合成、精炼、凝固、成形集中与一道工序，是物性转变的最佳它是将金属合成、精炼、凝固、成形集中与一道工序，是物性转变的最佳短流程，可有效控制污染，提高金属性能。短流程，可有效控制污染，提高金属性能。9 9）人工智能及计算机集成系统在冶金的应用日益广泛人工智能及计算机集成系统在冶金的应用日益广泛 21 21世纪在钢铁企业建立世纪在钢铁企业建立CIMSCIMS综合管理系统是当务之急，结合钢铁工业综合管理系统是当务之急，结合钢铁工业短流程技术的发展，实现控制智能化。短流程技术的发展，实现控制智能化。“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划u指导思想 以钢铁工业结构调整、转型升级为主攻方向，以自主创新和技术改造为支撑，提高质量，扩大高性能钢材品种，实现减量化用钢，推进节能降耗，优化区域布局，引导兼并重组，强化资源保障，提高资本开放程度和国际化经营能力，加快实现由注重规模扩张发展向注重品种质量效益转变。u基本原则 坚持结构调整、坚持绿色发展、坚持自主创新、坚持区域协调、强化资源保障。u主要目标 品种质量品种质量。进口量较大的高强高韧汽车用钢、硅钢片等品种实现规模化生产，国内市场占有率达到90%以上；船用耐蚀钢、低温压力容器板、高速铁路车轮及车轴钢、高压锅炉管等高端品种自给率达80%。400兆帕及以上高强度螺纹钢筋比例超过80%。“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划节能减排。节能减排。淘汰400立方米及以下高炉（不含铸造铁）、30吨及以下转炉和电炉。重点统计钢铁企业焦炉干熄焦率达到95%以上。单位工业增加值能耗和二氧化碳排放分别下降18%，重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗低于580千克标准煤，吨钢耗新水量低于4.0立方米，吨钢二氧化硫排放下降39%，吨钢化学需氧量下降7%，固体废弃物综合利用率97%以上。产业布局。产业布局。产能过剩地区的盲目扩张得到抑制，建成湛江、防城港钢铁精品基地，从根本上解决“北钢南运”问题。资源保障。资源保障。基本建立利益共享的铁矿石、煤炭等钢铁工业原燃料保障体系，新增境外铁矿石产能1亿吨以上。技术创新。技术创新。重点统计钢铁企业建立起完善的技术创新体系，研发投入占主营业务收入达到1.5%以上。绿色低碳冶炼和资源综合利用等自主创新工艺技术取得进展，高效生产和节能减排等共性关键技术得到广泛应用。产业集中度。产业集中度。大幅度减少钢铁企业数量，国内排名前10位的钢铁企业集团钢产量占全国总量的比例由48.6%提高到60%左右。“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划十二五时期钢铁工业发展主要指标序号指标2005年2010年2015年十二五时期累计增长/%1行业前十家产业集中度提高/%34.748.66011.4*2单位工业增加值能耗降低/%183单位工业增加值二氧化碳排放降低/%184企业平均吨钢综合能耗降低/kgtcc69460558045吨钢耗新水量降低/m38.64.14.02.46吨钢二氧化硫排放量降低/kg2.831.631397吨钢化学需氧量降低/kg0.250.070.06578固体废弃物综合利用率提高/%9094973*9研究与实验发展经费占主营业务收入比重/%0.91.11.50.5*为2015年比2010年增加或减少的百分点。“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划u重点领域和任务（一）加快产品升级 全面推进钢材品种、质量和标准的提升。加大高强钢筋的推广应用。（400-500MPa）发展关键钢材品种。（二）深入推进节能减排 铁前节能减排技术铁前节能减排技术（低温烧结工艺技术，烧结烟气脱硫、脱硝技术，小球烧结技术，链篦机-回转窑球团技术，球团废热循环利用技术，高温高压干熄焦技术，煤调湿技术，捣固炼焦技术，焦炉、高炉利用废塑料技术，高炉高效喷煤技术，高炉脱湿鼓风技术，高炉干法除尘技术，高炉热风炉双预热技术，转底炉处理含铁尘泥技术）炼钢、轧钢节能减排技术炼钢、轧钢节能减排技术（转炉煤气干法除尘技术，转炉负能炼钢工艺技术，电炉烟气余热回收利用除尘技术，蓄热式燃烧技术，低温轧制技术，在线热处理技术，轧钢氧化铁皮综合利用技术）综合节能减排技术综合节能减排技术（燃气-蒸汽联合循环发电技术，原料场粉尘抑制技术，双膜法污水处理回用技术，能源管理中心及优化调控技术。冶金渣综合利用技术，综合污水处理技术，余热余压综合利技术）“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划（三）强化技术创新和技术改造 n新工艺、新装备、新技术新工艺、新装备、新技术（非高炉炼铁技术，新一代可循环钢铁流程技术，钢材强韧化技术，新一代控轧控冷技术，大型电炉设备成套技术，薄带连铸短流程产业化技术，煤针状焦产业化技术，工业核心工艺控制器系统（CCTS）研究与开发）n新产品、新材料技术新产品、新材料技术（核电不锈钢、核岛压力容器钢板、核电发电机转子锻件合金钢、核电蒸发器传热管用钢生产技术；超超临界火电机组蒸汽管、过热器、再热器用钢，高中压电转子用钢生产技术；超纯铁素体不锈钢、高氮控氮奥氏体不锈钢、超级奥氏体耐蚀不锈钢生产技术；油船用高品质耐蚀船板、特种耐腐蚀油井管生产技术；高强高韧汽车用钢、高品质轴承钢、齿轮钢等生产技术）n节能减排新技术及资源、能源循环利用技术节能减排新技术及资源、能源循环利用技术（高炉富氧喷吹焦炉煤气技术，高炉炉顶煤气循环氧气鼓风炼铁技术，烧结脱硝脱二噁英技术，电炉炼钢中二噁英类物质的减排技术，转底炉直接还原钒钛磁铁矿技术，矿产资源综合利用新流程技术，高炉渣、钢渣等显热回收利用技术，共伴生矿、难选冶矿应用技术）“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划n品种质量品种质量（发展高速铁路用钢、高磁感取向硅钢、高强高韧汽车用钢、高强度机械用钢、低温压力容器板、船舶行业用耐蚀钢、高性能油气输送管线钢、高强度机械用钢、海洋工程用钢、油气储罐用钢、电力行业用高压锅炉管和核电用钢等高精尖产品和关键钢材品种）n资源开发资源开发（低品位、伴生矿采选冶炼，尾矿综合利用，废钢加工等）n节能减排节能减排（转炉、高炉烟气干法净化与余热余压综合利用系统集成优化，电炉烟气余热回收，烧结工序节能减排系统集成优化，冶金渣等固废处理利用与过程中余热利用系统集成优化）n工艺技术工艺技术（洁净钢生产、新一代控轧控冷（TMCP）等工艺技术改造和工艺流程优化）n两化融合两化融合（钢材性能在线监测、预报、控制技术改造，信息化集成系统技术改造，建设能源管理中心）（四）淘汰落后生产能力n烧结、球团和炼焦生产工艺装备（90m2以下烧结机，土烧结矿、热烧结矿工艺，8m2以下球团竖炉，土法炼焦（含改良焦炉），单炉产能7.5万吨/年以下或无煤气、焦油回收利用和污水处理达不到准入条件要求的半焦（兰炭）生产装置，炭化室高度4.3m（捣固焦炉3.8m）以下常规机焦炉）n炼铁、炼钢生产工艺装备（400立方米及以下的炼铁高炉，200立方米及以下的专业铸铁管厂高炉，生产地条钢、普碳钢的工频和中频感应炉（机械铸造用钢锭除外），30吨及以下炼钢转炉，15000千伏安及以下（30吨及以下）炼钢电炉，5000千伏安及以下（公称容量10吨及以下）高合金钢电炉）“十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划n轧钢生产工艺装备（复二重线材轧机，叠轧薄板轧机，横列式棒材及型材轧机，普钢初轧机及开坯用中型轧机，热轧窄带钢（600mm及以下）轧机，三辊劳特式中板轧机，直径76mm以下热轧无缝管机组，三辊横列式型线材轧机（不含特殊钢生产）n落后产品（热轧硅钢片，I级螺纹钢筋产品，级螺纹钢筋产品(按建筑行业用钢标准和建筑规范要求淘汰)，25A空腹钢窗料，普通松弛级别的钢丝、钢绞线）（五）优化产业布局 n环渤海、长三角地区原则上不再布局新建钢铁基地。n西部地区部分市场相对独立区域，立足资源优势，承接产业转移，结合区域差别化政策，适度发展钢铁工业。新疆、云南、黑龙江等沿边地区，积极探索利用周边境外矿产、能源和市场，发展钢铁产业。充分发挥攀西钒钛资源和包头稀土资源优势，发展具有资源综合利用特色的钢铁工业。n继续推进东南沿海钢铁基地建设。“十二五”期间，加快建设湛江、防城港沿海钢铁精品基地，彻底改变东南沿海钢材供需矛盾，推进福建宁德钢铁基地建设，促进海峡西岸经济发展。n有序推进与城市发展不协调的钢厂转型或搬迁。支持广州、青岛、昆明、合肥、唐山（丰南）、杭州、芜湖等城市钢厂搬迁改造或转型发展，科学论证西宁、抚顺、石家庄、贵阳等城市钢厂发展定位 “十二五十二五”钢铁工业发展规划钢铁工业发展规划（六）增强资源保障能力 n强化铁矿石资源保障体系建设。规范国内铁矿石市场秩序，加大国内铁矿资源的勘探力度，提高尾矿回收综合利用水平。n加快建立适应我国钢铁工业发展要求的废钢循环利用体系。依托符合环保要求的国内废钢加工配送企业，重点建设一批废钢加工示范基地，完善加工回收配送产业链，提高废钢加工技术装备水平和废钢产品质量。积极研究制定进口废钢的优惠