1、鐵冶金概論培訓(xùn)課程課程的主要目的 介紹鋼鐵冶煉及加工過(guò)程的基本原理、工藝特點(diǎn)及基本工藝流程，使非冶金專業(yè)學(xué)生對(duì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程有一個(gè)全面而概括的了解，并初步掌握冶金的基本知識(shí)。2課程的主要內(nèi)容 第一部分:緒論 第二部分:鐵冶金 第三部分:鐵合金冶煉 第四部分:鋼冶金 第五部分:爐外精煉與連鑄 第六部分:鋼鐵材料壓力加工3第一部分:緒論 1.1 冶金的基本概念 1.2 冶金的相關(guān)學(xué)科 1.3 冶金工業(yè)發(fā)展史 1.4 現(xiàn)代冶金過(guò)程 1.5 鋼鐵產(chǎn)品及副產(chǎn)品 1.6 鋼鐵資源與能耗 1.7 冶金中的耐火材料 1.8 鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1.9 環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)與鋼鐵可持續(xù)發(fā)展41.1 冶金的基本概

2、念1) 冶金的概念： 冶金是研究如何經(jīng)濟(jì)地從礦石或其他原料中提取金屬或金屬化合物，并采用各種加工方法制成具有一定性能的金屬材料的科學(xué)。5 2）冶金分類 提取冶金提取冶金： 物理冶金物理冶金：研究提取金屬，存在化學(xué)反應(yīng)研究金屬材料成型過(guò)程61.2 冶金學(xué)的支撐學(xué)科冶金學(xué)(理 論 基 礎(chǔ))物理學(xué)流體力學(xué)化學(xué)物理化學(xué)(提供技術(shù)材料及研究課題)電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)71.3 冶金工業(yè)發(fā)展歷史人類社會(huì)發(fā)展史：原始社會(huì)奴隸社會(huì)封建社會(huì)資本主義社會(huì) 人類使用材料的歷史：石器青銅器鐵器工業(yè)化(鋼鐵) 信息社會(huì)(多種新材料)8中國(guó)冶金的輝煌歷史91.4 現(xiàn)代冶金過(guò)程冶煉過(guò)程10現(xiàn)代冶金過(guò)程軋鋼過(guò)程111.5 鋼鐵產(chǎn)

3、品及副產(chǎn)品1)鋼鐵冶煉產(chǎn)品（1）生鐵：鐵與C、Si、Mn、P、S組成的合金，主要由高爐生產(chǎn)煉鋼生鐵Si1.25%鑄造生鐵1.25%Si4.25%12（2）鋼：含C2%，并含有其它元素的Fe-C合金按冶煉方法分：脫氧程度：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼按化學(xué)成分分：碳素鋼：低、中、高碳合金鋼：低、中、高合金按質(zhì)量分：按用途分：普通碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼冶煉設(shè)備：轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼13（3）鐵合金：鐵與一種或幾種元素組成的中間合金，用于煉鋼脫氧及合金化14(1)爐渣 爐料冶煉過(guò)程中不能進(jìn)到金屬中的S-化物,O-化物等形成的熔融體,主要成分: CaO,MgO,SiO2, Al2O3,

4、MnO,FeO, P2O5, CaS 等。爐渣分類：由冶煉方法不同分為：高爐渣和煉鋼渣按化學(xué)成分不同分為：堿性渣和酸性渣2)鋼鐵副產(chǎn)品爐渣的用途： （高爐渣）水泥、隔熱材料、填料；水泥、隔熱材料、填料；（轉(zhuǎn)爐渣）燒結(jié)、煉鐵、水泥、筑路、富集提取稀有金屬燒結(jié)、煉鐵、水泥、筑路、富集提取稀有金屬15 (2)煤氣：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣CO(57%)+H2(5060%)+CO2(25%)+N2(510%)+CH4(2030%)發(fā)熱量1500019000kJ/Nm3CO(2630%)+H2(13%)+CO2(1014%)+N2(5658%)+CH4(0.20.60%)發(fā)熱量33004200kJ/

5、Nm3CO(5070%)+H2(0.52.0%)+CO2(1415%)+N2(1020%)發(fā)熱量750011000kJ/Nm3161.6 鋼鐵資源與能耗 我國(guó)的四類基本資源中，耕地、淡水人均占有我國(guó)的四類基本資源中，耕地、淡水人均占有量只分別相當(dāng)于世界平均水平的量只分別相當(dāng)于世界平均水平的1/3和和1/4，森，森林和草地只分別相當(dāng)于世界平均水平的林和草地只分別相當(dāng)于世界平均水平的1/7和1/3； 能源資源中，煤炭、石油和天然氣的人均探能源資源中，煤炭、石油和天然氣的人均探明儲(chǔ)量分別只有世界平均水平的明儲(chǔ)量分別只有世界平均水平的1/2、1/10和和1/20。 礦產(chǎn)資源人均占有量只有世界平均水平的

6、礦產(chǎn)資源人均占有量只有世界平均水平的 58%，排世界第，排世界第53位位;17 18 我國(guó)是資源和能源利用率較低的國(guó)家之一。我國(guó)最終產(chǎn)品量?jī)H占原料投入量的20%30%，60%以上的原料變成了廢棄物，資源回收率比世界平均水平低20%。19 據(jù)資料統(tǒng)計(jì)據(jù)資料統(tǒng)計(jì), ,我國(guó)的能源開采回收率只我國(guó)的能源開采回收率只有有32%, 32%, 能源加工、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存的效率為能源加工、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存的效率為70.3%, 70.3%, 終端能源利用率平均為終端能源利用率平均為42%, 42%, 這表這表示所生產(chǎn)能源中得到利用的只占示所生產(chǎn)能源中得到利用的只占29%29%。20 據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每百萬(wàn)美元的單位產(chǎn)值能耗

7、為1172噸油當(dāng)量，遠(yuǎn)高于日本（162）、德國(guó)（229）、英國(guó)（292）和美國(guó)（384）等發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)值，也遠(yuǎn)高于世界平均水平（397）。21 每萬(wàn)元GDP的能耗從1980年的7.98噸標(biāo)煤降低到2002年的2.63噸標(biāo)煤,減少了近2/3;每噸標(biāo)煤所創(chuàng)造的GDP從1980年的2335元提高到2000年的6880元。 噸標(biāo)煤創(chuàng)造產(chǎn)值（元）每萬(wàn)元GDP能耗（噸標(biāo)煤）22 近三十年，我國(guó)近三十年，我國(guó)GDPGDP年平均增年平均增長(zhǎng)率為長(zhǎng)率為9.5%9.5%，而相應(yīng)的能源消耗增，而相應(yīng)的能源消耗增長(zhǎng)率僅為長(zhǎng)率僅為4.2%,4.2%,不到不到GDPGDP年平均增長(zhǎng)年平均增長(zhǎng)率的一半（率的一半（44%44

8、%）。）。 23 鋼鐵工業(yè)是能源和資源密集型鋼鐵工業(yè)是能源和資源密集型產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè), , 例如能源消耗約占世界總能例如能源消耗約占世界總能耗的耗的10%10%。我國(guó)鋼鐵工業(yè)在上世紀(jì)。我國(guó)鋼鐵工業(yè)在上世紀(jì)七十年代時(shí)占全國(guó)總能耗的七十年代時(shí)占全國(guó)總能耗的13%13%14%14%，從八十年代起有所降低，但，從八十年代起有所降低，但也在也在10%10%以上。以上。24 近近2020年來(lái)鋼鐵工業(yè)在降低資源消耗和年來(lái)鋼鐵工業(yè)在降低資源消耗和環(huán)境負(fù)荷方面已作出很大努力并取得顯著環(huán)境負(fù)荷方面已作出很大努力并取得顯著的成績(jī)，大幅降低了噸鋼綜合能耗和大中的成績(jī)，大幅降低了噸鋼綜合能耗和大中型企業(yè)噸鋼可比能耗。型企業(yè)噸

9、鋼可比能耗。25 例如噸鋼綜合能耗從1980年的2040公斤標(biāo)煤降低到1999年的1083公斤標(biāo)煤，大中型企業(yè)噸鋼可比能耗從1980年的1285公斤標(biāo)煤降低到1999年的833.0公斤標(biāo)煤。 噸鋼可比能耗（公斤標(biāo)煤）噸鋼綜合能耗（公斤標(biāo)煤）261.7 耐火材料1）什么是耐火材料2）鋼鐵冶金過(guò)程為什么要使用耐火材料耐火材料是耐火度耐火度不低于1580的材料，一般是指主要由無(wú)機(jī)非金屬無(wú)機(jī)非金屬材料材料構(gòu)成的材料和制品。耐火度耐火度是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程特定軟化程度的溫度度的溫度，它標(biāo)志材料抵抗高溫作用的性能。鋼鐵冶金過(guò)程大多是高溫反應(yīng)，冶煉新技術(shù)的發(fā)展依賴優(yōu)質(zhì)高效耐火材料的開發(fā)；此外，

10、耐火材料在節(jié)能方面起到重要作用。（電極的噴涂料）273）耐火材料的種類化學(xué)特性耐火度制造工藝及形態(tài)酸性（如：SiO2質(zhì)）中性（如：C質(zhì)、Al2O3、Cr2O3質(zhì)）堿性（以CaO、MgO為主）普通 15801770 高級(jí) 17702000特殊 2000定型（燒成、不燒成等）不定型（耐火泥漿、涂層材料等）分類：28 抵抗高溫?zé)嶝?fù)荷作用，不軟化，不熔融；（高耐火度高耐火度） 體積不收縮、僅有均勻膨脹（體積穩(wěn)定性體積穩(wěn)定性）； 抵抗高溫?zé)嶝?fù)荷和重負(fù)荷共同作用，不喪失強(qiáng)度，不發(fā)生蠕變和坍塌（抗蠕變性抗蠕變性）； 抵抗溫度急劇變化或受熱不均影響，不開裂，不剝落（耐耐熱震性熱震性）； 抵抗化學(xué)侵蝕，不變質(zhì)，

11、不蝕損（抗渣性抗渣性）； 抵抗火焰和爐料、爐塵的沖刷、撞擊和磨損（常溫、常溫、高溫的耐磨性高溫的耐磨性） 抵抗高溫真空作業(yè)和氣氛變動(dòng)的影響，不揮發(fā)，不損壞（化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性）4）耐火材料的基本要求295）耐火材料的生產(chǎn)工藝過(guò)程結(jié)合劑添加劑原料包裝不定型耐材焦油結(jié)合熱處理成型干燥燒成燒成磚混合粉碎配料混練添加劑不燒成磚配料混料電熔鑄造冷卻加工熔鑄磚301.8 鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1）目前鋼鐵材料的無(wú)法替代性；2）世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家過(guò)去百年(1901-2000)的發(fā)展情況；3）中國(guó)目前是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)；4）中國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)裝備已躋身世界先進(jìn)水平311）鋼鐵仍然是不可替代的功能性、結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)性材料）

12、鋼鐵仍然是不可替代的功能性、結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)性材料生產(chǎn)能力、效率、資源的優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)能力、效率、資源的優(yōu)勢(shì) 性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì) 不可完全替代不可完全替代 32世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家過(guò)去世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家過(guò)去100年年(19012000)的發(fā)展情況的發(fā)展情況 國(guó)家項(xiàng)目世界美國(guó)蘇聯(lián)（獨(dú)聯(lián)體）日本德國(guó)中國(guó)1100年鋼產(chǎn)量（億噸）335.3570.955.938.3423.7619.482鋼產(chǎn)量達(dá)到1億噸（年數(shù)）554128(1.3 1.6億噸18年)260.4億噸31年533中國(guó)目前是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)中國(guó)目前是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)20002001200220032004200520060100002000030

13、000400004.1878億噸1.2579億噸2.201億噸34 高爐：大型化、長(zhǎng)壽化、大噴煤、利用系數(shù)高爐：大型化、長(zhǎng)壽化、大噴煤、利用系數(shù) 轉(zhuǎn)爐：生產(chǎn)效率、爐齡、負(fù)能煉鋼轉(zhuǎn)爐：生產(chǎn)效率、爐齡、負(fù)能煉鋼 連鑄：高效化、緊湊化連鑄：高效化、緊湊化 軋鋼：全自動(dòng)連軋軋鋼：全自動(dòng)連軋 自控：檢測(cè)、智能化自控：檢測(cè)、智能化 中國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)裝備已躋身中國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)裝備已躋身世界先進(jìn)水平世界先進(jìn)水平351.9 環(huán)保、環(huán)保、 進(jìn)入新世紀(jì)后人類社會(huì)發(fā)展發(fā)展呈現(xiàn)知進(jìn)入新世紀(jì)后人類社會(huì)發(fā)展發(fā)展呈現(xiàn)知識(shí)型經(jīng)濟(jì)和循環(huán)型經(jīng)濟(jì)兩大趨勢(shì)。知識(shí)型經(jīng)識(shí)型經(jīng)濟(jì)和循環(huán)型經(jīng)濟(jì)兩大趨勢(shì)。知識(shí)型經(jīng)濟(jì)要求加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中智力資源對(duì)物

14、質(zhì)資源濟(jì)要求加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中智力資源對(duì)物質(zhì)資源的替代，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的知識(shí)化轉(zhuǎn)向；循環(huán)的替代，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的知識(shí)化轉(zhuǎn)向；循環(huán)型經(jīng)濟(jì)要求以環(huán)境友好的方式利用自然資源型經(jīng)濟(jì)要求以環(huán)境友好的方式利用自然資源和環(huán)境容量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)化轉(zhuǎn)向。和環(huán)境容量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)化轉(zhuǎn)向。3637 在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，全球眾多國(guó)家因經(jīng)濟(jì)在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，全球眾多國(guó)家因經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)帶來(lái)的嚴(yán)重污染和生態(tài)破壞，導(dǎo)致高速增長(zhǎng)帶來(lái)的嚴(yán)重污染和生態(tài)破壞，導(dǎo)致了一系列震驚世界的環(huán)境公害事件。這在很了一系列震驚世界的環(huán)境公害事件。這在很大程度上是由于當(dāng)今世界上的能源體系所造大程度上是由于當(dāng)今世界上的能源體系所造成的。當(dāng)前大量消耗

15、的化石類能源均為碳?xì)涑傻摹．?dāng)前大量消耗的化石類能源均為碳?xì)浠衔?，使用后釋放出大量的溫室氣體化合物，使用后釋放出大量的溫室氣體COCO2 2以及以及SOSO2 2、NONOX X等有害氣體，還有粉塵等影等有害氣體，還有粉塵等影響環(huán)境質(zhì)量的物質(zhì)。世界人口的急劇增長(zhǎng)、響環(huán)境質(zhì)量的物質(zhì)。世界人口的急劇增長(zhǎng)、工業(yè)膨脹發(fā)展、森林過(guò)度砍伐、常規(guī)能源無(wú)工業(yè)膨脹發(fā)展、森林過(guò)度砍伐、常規(guī)能源無(wú)節(jié)制使用等因素都對(duì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重節(jié)制使用等因素都對(duì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。威脅。 38 每天向空氣排放的每天向空氣排放的COCO2 2有有17501750萬(wàn)噸；萬(wàn)噸； 每天的地球表土損失為每天的地球表土損失為648

16、06480萬(wàn)噸；萬(wàn)噸； 每天沙漠化的土地有每天沙漠化的土地有100100多平方公里；多平方公里； 僅占地球水源僅占地球水源6%6%的淡水每天都在遭受污染；的淡水每天都在遭受污染； 每天有每天有140140個(gè)物種遭滅絕；個(gè)物種遭滅絕； 39 長(zhǎng)期以來(lái)，鋼鐵工業(yè)一直作為能耗和污長(zhǎng)期以來(lái)，鋼鐵工業(yè)一直作為能耗和污染大戶受到批評(píng)，據(jù)報(bào)道，鋼鐵工業(yè)的固體染大戶受到批評(píng)，據(jù)報(bào)道，鋼鐵工業(yè)的固體粉塵、二氧化硫和煙塵排放分別列行業(yè)第二、粉塵、二氧化硫和煙塵排放分別列行業(yè)第二、第三和第四位，其中粉塵排放約占工業(yè)總排第三和第四位，其中粉塵排放約占工業(yè)總排放量的五分之一。放量的五分之一。 40 七五七五十五計(jì)劃期間

17、我國(guó)環(huán)保費(fèi)用占十五計(jì)劃期間我國(guó)環(huán)保費(fèi)用占GDPGDP的的0.69%1.3%,0.69%1.3%,環(huán)保產(chǎn)業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)“十五十五”投資投資達(dá)到達(dá)到70007000億元人民幣，雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比在億元人民幣，雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比在總量和比例上都是較低的總量和比例上都是較低的 ( (例如美國(guó)例如美國(guó)19901990年環(huán)年環(huán)保費(fèi)用為保費(fèi)用為12001200億美元，占億美元，占GDP 2.8%), GDP 2.8%), 但已成但已成為政府和企業(yè)的承重負(fù)擔(dān)，而且治理效果也不為政府和企業(yè)的承重負(fù)擔(dān)，而且治理效果也不盡人意，說(shuō)明走盡人意，說(shuō)明走“末端治理末端治理”的道路的道路, , 雖然化雖然化費(fèi)了很大的代價(jià)，卻未

18、能收到理想的效果。費(fèi)了很大的代價(jià)，卻未能收到理想的效果。 41 金屬材料的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了人類物質(zhì)文明的金屬材料的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了人類物質(zhì)文明的新紀(jì)元，幾千年來(lái)大規(guī)模的應(yīng)用又加速了人新紀(jì)元，幾千年來(lái)大規(guī)模的應(yīng)用又加速了人類社會(huì)發(fā)展的歷史進(jìn)程，金屬材料和其它材類社會(huì)發(fā)展的歷史進(jìn)程，金屬材料和其它材料一起構(gòu)成了人類社會(huì)的四大支柱之一。但料一起構(gòu)成了人類社會(huì)的四大支柱之一。但是隨著地球表殼資源的日益貧化，金屬礦產(chǎn)是隨著地球表殼資源的日益貧化，金屬礦產(chǎn)資源已迅速枯竭。據(jù)專家估計(jì)，地球上金屬資源已迅速枯竭。據(jù)專家估計(jì)，地球上金屬礦產(chǎn)的開采只能維持礦產(chǎn)的開采只能維持100100至至300300年，其中，鐵年，其中，鐵

19、只能開采只能開采100160100160年，而鈦、銅、銀的開年，而鈦、銅、銀的開采將不足采將不足5050年。年。 42 我國(guó)的礦產(chǎn)資源相對(duì)不足，已探明鐵我國(guó)的礦產(chǎn)資源相對(duì)不足，已探明鐵礦總儲(chǔ)量?jī)H礦總儲(chǔ)量?jī)H530530億噸左右，按目前的生產(chǎn)規(guī)億噸左右，按目前的生產(chǎn)規(guī)模只可穩(wěn)定供應(yīng)約模只可穩(wěn)定供應(yīng)約2020年。除了資源問題以年。除了資源問題以外，環(huán)境生態(tài)保護(hù)也日益向鋼鐵材料的生外，環(huán)境生態(tài)保護(hù)也日益向鋼鐵材料的生產(chǎn)提出更高要求。產(chǎn)提出更高要求。43 盡管蓬勃發(fā)展的各種新型材料將會(huì)在盡管蓬勃發(fā)展的各種新型材料將會(huì)在很多領(lǐng)域逐漸取代傳統(tǒng)材料，但由于其高性很多領(lǐng)域逐漸取代傳統(tǒng)材料，但由于其高性價(jià)比和高循

20、環(huán)使用率，鋼鐵材料不僅是迄今價(jià)比和高循環(huán)使用率，鋼鐵材料不僅是迄今人類文明發(fā)展的人類文明發(fā)展的“鋼筋鐵骨鋼筋鐵骨”，在未來(lái)人類，在未來(lái)人類社會(huì)的材料使用中還必將長(zhǎng)期占據(jù)重要的地社會(huì)的材料使用中還必將長(zhǎng)期占據(jù)重要的地位。當(dāng)然，其原料和能源結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)形式位。當(dāng)然，其原料和能源結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)形式也必然會(huì)發(fā)生根本的變化。也必然會(huì)發(fā)生根本的變化。 44 大量消耗天然資源，大量排放爐渣、廢熱和廢氣大量消耗天然資源，大量排放爐渣、廢熱和廢氣的傳統(tǒng)的鋼鐵材料生產(chǎn)方式必將逐步被取代。原材料的傳統(tǒng)的鋼鐵材料生產(chǎn)方式必將逐步被取代。原材料和能源充分循環(huán)利用、高效率、低排放甚至零排放的和能源充分循環(huán)利用、高效率、低排

21、放甚至零排放的新型生產(chǎn)方式應(yīng)得到發(fā)展和推廣。這種生產(chǎn)方式的細(xì)新型生產(chǎn)方式應(yīng)得到發(fā)展和推廣。這種生產(chǎn)方式的細(xì)節(jié)尚不十分清晰，但從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求和技術(shù)積累的節(jié)尚不十分清晰，但從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求和技術(shù)積累的層面分析，應(yīng)該包含以廢鋼循環(huán)為主的原料結(jié)構(gòu)和以層面分析，應(yīng)該包含以廢鋼循環(huán)為主的原料結(jié)構(gòu)和以氫能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，包含對(duì)排氣、廢水和廢渣氫能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，包含對(duì)排氣、廢水和廢渣的回收和綜合利用的回收和綜合利用, , 以此從根本上保證可持續(xù)發(fā)展的以此從根本上保證可持續(xù)發(fā)展的需要。需要。 4546 目前世界上年產(chǎn)目前世界上年產(chǎn)8 8億噸億噸左右的粗鋼中，左右的粗鋼中，有近有近40%40%來(lái)自來(lái)自

22、廢鋼廢鋼的回爐熔煉。廢鋼的循的回爐熔煉。廢鋼的循環(huán)，有利于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，而且環(huán)，有利于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，而且最終將成為地球上鋼鐵材料最終將成為地球上鋼鐵材料唯一的原料來(lái)唯一的原料來(lái)源源。47 與其它人工材料如玻璃、紙張、塑料等相與其它人工材料如玻璃、紙張、塑料等相比，鋼鐵材料具有最高的循環(huán)使用率。比，鋼鐵材料具有最高的循環(huán)使用率。 48循環(huán)存在的兩大難題循環(huán)存在的兩大難題49 有害雜質(zhì)在循環(huán)中的富集是廢鋼完全循有害雜質(zhì)在循環(huán)中的富集是廢鋼完全循環(huán)利用的一大障礙。估計(jì)目前每年無(wú)法再利環(huán)利用的一大障礙。估計(jì)目前每年無(wú)法再利用的廢鋼約占廢鋼總量的用的廢鋼約占廢鋼總量的7%7%，到，到20

23、152015年，其年，其累計(jì)量將達(dá)到累計(jì)量將達(dá)到2 2億噸。將來(lái)隨著廢鋼循環(huán)次數(shù)億噸。將來(lái)隨著廢鋼循環(huán)次數(shù)的累加和社會(huì)需求對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量要求的的累加和社會(huì)需求對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高，對(duì)鋼鐵產(chǎn)品中殘存元素含量的進(jìn)一步提高，對(duì)鋼鐵產(chǎn)品中殘存元素含量的限制也將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，而在現(xiàn)代技術(shù)條件限制也將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，而在現(xiàn)代技術(shù)條件下無(wú)法回收利用的廢鋼數(shù)量還會(huì)急劇增長(zhǎng)。下無(wú)法回收利用的廢鋼數(shù)量還會(huì)急劇增長(zhǎng)。因此，以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純凈鋼將是因此，以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純凈鋼將是未來(lái)必須解決的難題。未來(lái)必須解決的難題。 50 為了解決以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純?yōu)榱私鉀Q以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純凈

24、鋼的難題。近年來(lái)已有不少針對(duì)鋼液中凈鋼的難題。近年來(lái)已有不少針對(duì)鋼液中脫除銅、錫、砷、銻、鉍等殘存元素的技脫除銅、錫、砷、銻、鉍等殘存元素的技術(shù)研究。幾年前上海大學(xué)提出渣化還原、術(shù)研究。幾年前上海大學(xué)提出渣化還原、逆向提取的技術(shù)思路并正在對(duì)這一問題作逆向提取的技術(shù)思路并正在對(duì)這一問題作了初步的研究和探討。了初步的研究和探討。 51 52 在某些鋼鐵產(chǎn)量已達(dá)平衡、廢鋼資源充在某些鋼鐵產(chǎn)量已達(dá)平衡、廢鋼資源充裕的發(fā)達(dá)國(guó)家，以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高裕的發(fā)達(dá)國(guó)家，以普通廢鋼為原料生產(chǎn)高純凈鋼的需求已初見端倪。在中國(guó)，由于純凈鋼的需求已初見端倪。在中國(guó)，由于歷來(lái)的高鐵鋼比和廢鋼資源不足，目前似歷來(lái)的高鐵鋼

25、比和廢鋼資源不足，目前似乎還未感覺到這種迫切性。但是，近年來(lái)乎還未感覺到這種迫切性。但是，近年來(lái)鋼鐵產(chǎn)量異乎尋常的快速擴(kuò)張和進(jìn)口廢鋼鋼鐵產(chǎn)量異乎尋常的快速擴(kuò)張和進(jìn)口廢鋼量的增長(zhǎng)，再考慮到我國(guó)鋼材消費(fèi)強(qiáng)度必量的增長(zhǎng)，再考慮到我國(guó)鋼材消費(fèi)強(qiáng)度必然要降低的趨勢(shì)，鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)平衡的然要降低的趨勢(shì)，鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)平衡的到來(lái)很可能會(huì)比預(yù)期的要早。到來(lái)很可能會(huì)比預(yù)期的要早。 53 在傳統(tǒng)的以礦石為原料的煉鋼流程中，在傳統(tǒng)的以礦石為原料的煉鋼流程中，碳是主要的還原劑，同時(shí)，煤炭在不少國(guó)碳是主要的還原劑，同時(shí)，煤炭在不少國(guó)家和地區(qū)也超過(guò)石油、天然氣和電力成為家和地區(qū)也超過(guò)石油、天然氣和電力成為鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中主

26、要的能源。本世紀(jì)后期鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中主要的能源。本世紀(jì)后期世界各國(guó)將面臨石油資源枯竭的問題，煤世界各國(guó)將面臨石油資源枯竭的問題，煤炭資源雖然能維持更長(zhǎng)的時(shí)間，但是由于炭資源雖然能維持更長(zhǎng)的時(shí)間，但是由于溫室氣體排放問題已經(jīng)受到全球的關(guān)注，溫室氣體排放問題已經(jīng)受到全球的關(guān)注，因此限制化石燃料在一次能源中的使用比因此限制化石燃料在一次能源中的使用比例是勢(shì)在必行的。例是勢(shì)在必行的。 54 氫氫作為理想的未來(lái)能源日益引起重視，作為理想的未來(lái)能源日益引起重視，與天然氣、煤和石油不同與天然氣、煤和石油不同, ,氫燃燒時(shí)高效、氫燃燒時(shí)高效、清潔，僅產(chǎn)生水蒸氣而不會(huì)產(chǎn)生污染物或清潔，僅產(chǎn)生水蒸氣而不會(huì)產(chǎn)生污染物

27、或溫室氣體?？梢哉雇詺淙〈甲鳛檫€原溫室氣體?？梢哉雇詺淙〈甲鳛檫€原劑的綠色冶金方向。劑的綠色冶金方向。55 為使人類能應(yīng)用氫這一高效、清潔為使人類能應(yīng)用氫這一高效、清潔的能源，科學(xué)家們正在做不懈的努力，的能源，科學(xué)家們正在做不懈的努力，以便利用太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、核能等以便利用太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、核能等能源制氫，氫的經(jīng)濟(jì)、安全和有效利用能源制氫，氫的經(jīng)濟(jì)、安全和有效利用問題也引起強(qiáng)烈的關(guān)注，問題也引起強(qiáng)烈的關(guān)注，“氫經(jīng)濟(jì)氫經(jīng)濟(jì)”的的概念呼之欲出。在未來(lái)，當(dāng)解決了利用概念呼之欲出。在未來(lái)，當(dāng)解決了利用再生能源大量生產(chǎn)和儲(chǔ)存廉價(jià)氫源的問再生能源大量生產(chǎn)和儲(chǔ)存廉價(jià)氫源的問題時(shí)，則其廣泛應(yīng)用將

28、成為可能。題時(shí)，則其廣泛應(yīng)用將成為可能。 56 按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)中企業(yè)內(nèi)部循環(huán)、生產(chǎn)之按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)中企業(yè)內(nèi)部循環(huán)、生產(chǎn)之間循環(huán)、社會(huì)整體循環(huán)、物質(zhì)能量循環(huán)四間循環(huán)、社會(huì)整體循環(huán)、物質(zhì)能量循環(huán)四大循環(huán)和資源的節(jié)約（大循環(huán)和資源的節(jié)約（ReduceReduce）、回收）、回收 (Recycle) (Recycle) 和再利用和再利用(Reuse)(Reuse)的的三大原則三大原則，在，在未來(lái)鋼鐵生產(chǎn)流程中各種能量和物質(zhì)的循未來(lái)鋼鐵生產(chǎn)流程中各種能量和物質(zhì)的循環(huán)利用和回收以及與上下游產(chǎn)業(yè)的交融是環(huán)利用和回收以及與上下游產(chǎn)業(yè)的交融是鋼鐵工業(yè)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重要課題題。鋼鐵工業(yè)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重要課題題。 57 由于經(jīng)濟(jì)性原因，傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)由于經(jīng)濟(jì)性原因，傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)流程適合于使用富礦作為原料。作為未流程適合于使用富礦作為原料。作為未來(lái)以廢鋼為主的原料結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充，還需來(lái)以廢鋼為主的原料結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充，還需要采用全新的工藝?yán)玫厍蛏系呢毜V資要采用全新的工藝?yán)玫厍蛏系呢毜V資源來(lái)補(bǔ)償金屬循環(huán)中的損耗。源來(lái)補(bǔ)償金屬循環(huán)中的損耗。 58 地球上的貧礦資源占有不小的比例，地球上的貧礦資源占有不小的比例，例如我國(guó)的鐵礦資源中貧礦占例如我國(guó)的鐵礦資源中貧礦占97.8%97.8%，此外還存在著多組元共生和嵌布