D0I:10.13374/i.issn1001053x.1990.03.001 北京科技大学学报 第12卷第3期 Vol.12 No.3 J990年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 1990 关于钢铁工业的若干评论 殷瑞钰· 110年来我国钢铁工业的简要回顾 自我国实行改革、开放政策以来，钢铁工业开始了一个新的发展时期。10年来钢产量由 1978年的3178万吨上升到1988年的5943万吨，平均每年递增276万吨，增长8.6%；生铁产量 由3479万吨提高到5704万吨；钢材产量由2208万吨提高到4689万吨，每年平均增长7.8%。 这10年间，我国钢产量除1981年比上年下降4%以外，一直都是稳定上升的，60年代70年代那 种大起大落或徘徊不前的情况已基本扭转。 10年来，我国钢铁工业的生产技术结构有了相当大的改善，主要技术经济指标也有相应 的进步。钢的增长是在铁钢比、平炉钢比、吨钢综合能耗逐步下降而材钢比、连铸比、低合 金比逐步提高的合理趋势下取得的。表1是一些技术结构对比资料。 表11978年一1988年中国钢铁生产技术结构的简要对比 年份 钢材/钢 铁/钢 连铸比 低合金比 平炉钢比 氧气转炉锅比 吨钢综合能耗 1978 0.695 1.095 3.5% 8.5% 35.5% 33.4% 2.52吨标煤 1988 0.789 0.965 14.79% 14.6% 21.7% 56.14% 1.647吨标煤 10年来，通过贯彻改革、开放方针以及调整、提高等措施，钢铁工业的能源消耗以及基 建投资在我国国民经济中所占的比例也发生了明显的变化，经济效益得到提高，向着较为合 理的方向发展。表2的数据表明了这一趋势。 表21978年~1988年钢铁工业在国民经济中所占比例的变化 钢铁工业占 锅铁工业占国有 铜铁工业占国有 钢铁工业占国 铜铁丁业占国有 年份 工业总产值 工业企业固定资 工业企业基本建 民经济总能耗 工业企业税利总 的比例% 产原值的比例% 设投资的比例% 的比例% 额的比例⅓ 1978 6.30 11.99 14.26 12.91 6.32 1988 4.90 10.11 8.81 8.89 10.82 1990-05-30收稿 ·北京科技大学治金系兼职教授 191
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 注 关于钢铁工 业的若干评论 殷 瑞 红 ’ 叹 年来我 国钢铁工 业 的简要 回顾 自我 国实行改 革 、 开放政策 以来 ， 钢铁 工 业开 始了一个新 的 发展时期 。 年来钢产 量 由 年 的 万 吨 上升到 年 的 万吨 ， 平均 每年递增 万吨 ， 增长 生铁 产 量 由 万吨 提 高到 万吨 钢材 产 量 由 万 吨 提高到 万吨 ， 每年 平均增 长 。 这 年 间 ， 我 国钢 产 量除 年 比 上年下 降 写以外 ， 一直都是 稳定 上升 的 ， 年代 年代 那 种 大起 大落 或徘 徊不 前 的情况 已基本扭转 。 年 来 ， 我 国钢 铁工业 的生 产 技术结 构有 了相 当大的 改善 ， 主要 技术经济 指标也 有相 应 的进步 。 钢 的增长是 在铁钢 比 、 平 炉 钢 比 、 吨 钢综 合能耗逐 步下 降 而材钢 比 、 连铸 比 、 低 合 金 比逐步 提高的合理 趋势下取得 的 。 表 是一些 技术结构对 比 资料 。 表 年 一 年 中国 钢铁 生产 技 术结 构的简 要对 比 年 份 钢 材 钢 铁 钢 连铸 比 低 合 金 比 平炉 钢 比 氧气转炉 钢比 吨 钢综合能 耗 。 。 。 旦百 。 。 。 。 吨 标煤 吨 标煤 年来 ， 通 过贯 彻 改革 、 开 放方针 以及调 整 、 提高等措施 ， 钢铁 工 业的能源 消耗 以及基 建投资在我 国 国民经济 中所 占的比例也 发生 了 明显 的 变化 ， 经 济 效益 得到 提高 ， 向着较 为 合 理 的方 向 发展 。 表 的数据 表 明了这一 趋势 。 表 年 年钢铁工业在 国 民经 济 中所 占 比例 的变 化 勺几份 钢 铁工业 占国 有 工 业 企 业 墓本 建 设 投 资的 比 例 钢 铁 工 业 占国 民经 济 总 能 耗 的 比 例 钢 铁 工业 占国有 毛 业 企 业 税 利总 额的 比例 。 。 。 。 。 。 。 一 一 收 搞 北 京 科技大 学 冶金系兼职教 授 军 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1990．03．001
在这个过程中，中国占世界钢产量的比例也在升，表3示了这种变化的趋势。 表了中国占世界钢产量的比例 单位：百万吨 年份 世界粗钢产量 中国粗制产：量 中国占世界钢产量百分比(%) 1978年 716.8 3t.78 4.43 1979年 746.9 31.18 4.62 1980年 716.1 37.12 5.18 198I年 707.8 35.60 5.03 1982年 615.6 37.16 5.76 1983年 663.8 40.02 6.03 1984年 710.5 13.48 6.12 1985年 720.1 46.79 6.50 1986年 715.8 52.21 7,29 1987年 737.5 56.28 7.63 1988年 780.0 59.43 7.62 1989年 783.5 61.58 7.86 中国钢产量构成分类10年中间也有明显的变化。1978年平炉钢占总产量的35.47%，转炉 钢是33.41%。1989年平炉钢比例降到21%，转炉钢比例上升到57%。表4示出了钢产量构 成的变化趋势。 表4中国钢产量分类构成 单位：万吨 平炉 钢 电炉钢 顶吹氧转炉钢 份 总产量 产 片总屉 :量 占总量% 量 占总量% 1978年 3178 11:7,1 35.47 681.3 21.4 1061.8 33.41 1979年 3448 1134.8 32.91 730.6 21.19 1293.0 37.5 1980年 3712 1189.0 32.03 710.7 19.15 1508.6 40.64 1981年 3560 1118.8 31.13 656.5 18.44 1529.3 42.96 1982年 3716 1164.8 31.35 686.7 18.48 1665.7 44.83 1983年 1002 1190.7 29.75 812.3 20.30 1853.6 46.32 1984年 4348 1214.5 27.93 903.3 20.78 2074.9 47.72 1985年 679 1230.0 26.29 1008.4 21.55 2308.4 49.34 1986年 5221 1235.8 23.67 1056,8 20.24 2819.3 54.00 1987年 5628 1277.8 22.70 1147.6 20.39 3085.5 54.82 1988年 5913 1304.4 2195 1206.6 20.30 3336.4 56.14 1989f 6158 21.00 20.00 57.00 ·为估让数字 中国生产的钢材品种结构也有所变化。表5列出了1989年统计数值。可以看出板管类钢 材与70年代相比，无论是绝对数量或是比例都有所增长。与此同时，还应看到线材、小型 材、中型型钢、大型型钢等型材，仍占主要比例，占65%左右。总的看钢材结构虽说有变 化，但是处在一种建筑型的结构，板管类（特别是薄板和石油管等）仍属短缺产品。 192
在这个过程 中 ， 中国 占世界钢产 量的比 例 也在 卜升 ， 表 示出了 这种变化的趋势 。 」 产 月 表 中国 占世 界 钢产 的比 例 单 位 百 万吨 年 份 世 界粗 钢产 最 ， ，国粗 钢 产 屐 中国 占 世界钢产 最百 分比 一 一一 一 一 － 一－ 一 － 月口‘了 年 卜 年 考卜 勺几 年 考卜 才卜 介毛 年 年 年 。 。 。 】 。 。 。 。 。 。 刁 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 弓 尸 。 。 。 中国钢产 量构成分 类 年中间也 有 明显 的变 化 。 年平炉钢 占总产 量的 ， 转炉 钢是 写 。 年平炉 钢 比例降到 ， 转炉钢 比 例上升到 。 表 示出 了钢产 量构 成 的变化 趋势 。 表 中国 钥 产 分 类构成 单位 万吨 平 炉 钢 电 炉 钢 顶 吹 氧转炉 钢 年 份 总 产 怪 川 产 最 ‘片总 量 产 是 占总 最 产 占总 年 年 勺气 年 年 年 乍 年 年 才气 飞 年 年 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 吕 。 。 。 。 。 。 。 ﹄ … ，汀里 ，。丹︸ 八嗯 ’ 卫 ， ，声 急亡巴 ﹄，臼户︵ ︺勺‘沼匕一了月叼台﹄ · 为估 计数 字 中国生产的钢材 品种结 构 也有所 变化 。 表 列出 了 年统 计数值 。 可 以看出板 管类钢 材 与 年代 相 比 ， 无论 是绝对 数 量或是 比例都有所 增 长 。 与 此 同 时 ， 还应 看到线 材 、 小型 材 、 中型型 钢 、 大型 型钢 等型 材 ， 仍 占主要 比 例 ， 占 左 右 。 总的 看钢材 结 构 虽 说 有 变 化 ， 但 是处 在一 种 建筑型的结 构 ， 板 管类 特 别是薄板 和 石油 管等 仍属短缺产 品 。 草
表51989年中国钢材分品种产量 品种名称中厚板薄板硅钢片带锅无缝管岸管重轨轻轨大型中型小型线材终香 型材 其他 产量万吨640.30524.3263,15145.19192.07216.07101.8722.7590.63283.811152.8879.82475.J197.24 占总量%13.1610.781.392.983.954.442.090.471.805.1223.7018.089.772.00 10年改革开放带来的进步是明显的。钢产量翻一番，钢材产量从2200万吨到4600万吨。 从技术结构、经济指标结构、钢材的结构、能源的结构、投资比例等看，10年来都有明显的 变化。但也应实事求是地看到，中国钢铁工业的技术经济指标总的来说还不理想，企业管理 水平也急待提高。 在取得这些成绩的同时，相对国民经济发展的要求而言，我国钢铁工业存在着“三个不 适应的问题，即在数量上不适应国民经济发展的需要；品种结构上不适应国民经济产业结构 变化的需要；产品质量上不适应国民经济各部门技术进步的需要。”同时钢铁工业内部也存 在着一些需要着力解决的问题，主要是： (1)工序结构互不适应一钢铁治金的特点之一是工艺流程长。近10年来，我国的冶炼、 加工等主要工序发展较快，投人也较多，当前突出的问题是矿山在产量上不能满足增产的需 要；耐火材料、铁合金、炭素制品在品种质量上不能与治炼、加工相适应，制约着整个钢铁 工业的前进，急待加强。 (2)品种结构不合理一我国钢材结构尚未摆脱“建筑型”的状态。型材、棒材、线材约 占65%左右；而对于交通、能源、化工、机电、轻工、农业等部门发展中所需的板、管材比 重较小，尤其是石油管、汽车板、搪瓷板、镀锡板、硅钢片等高档品种生产能力很小，相当 大部分质量水平较低，极需调整。 (3)技术结构不先进一我国钢铁工业技术装备大部分处于五、六十年代以前的水平，老 的设备多，工艺流程落后。因此在技术经济指标上表现为原材料消耗高，能耗高，质量差， 甚至浪费资源，影响环境。 (4)企业结构不合理一主要是我国钢铁企业为数众多，但能达到经济规模的企业很少： 不少企业没有摆脱“大而全”、“小而全”的模式，缺乏合理的专业分工，特钢企业尤其如此。 (5)职工队伍素质不理想。总体地看，当前我国治金行业从人员的文化、技术、管理等 方面水平与四化建设的要求相比，都有较大差距，需要有计划、有步骤、有针对性进行各类 在职教育，提高素质，适应现代化生产、建设的需要。 2“夕阳工业”？重要的基础材料工业？ 二次世界大战后世界粗钢生产大休上经历了3个阶段：如图1 (1)第二次世界大战后至第一次石油危机(1947一1973年)，此期间粗钢以每年高于6% 的速度增长（由1.360亿吨增至7.034亿吨）。 (2)第一次石油危机(1974年)后至1986年。此期间粗钢产量起伏不定（尤其是西方发达 国家和日本)，增长势头不大，可以说是稳中有升(1975年产钢6.343亿吨，1986年产钢 193
表 年 中国钢材分 品 种产量 品 种 名称 中厚 板 薄 板 硅 钢片 带 钢 无 缝 管 焊 管 重 轨 轻 轨 大 型 中型 小 型 线 材 优 质 型 材 其 他 产 量 万 吨 式 只 通弓 弓 。 连 弓 占总 量 ‘ 、 、 ‘ 年改 革开放 带来 的进步是 明显 的 。 钢产 量翻一番 ， 钢材产 量 从 万吨 到 万吨 。 从技 术结 构 、 经济 指 标结构 、 钢材 的 结构 、 能源 的结构 、 投资 比 例等看 ， 年来 都 有 明显 的 变化 。 但也 应 实事求 是地看 到 ， 中国钢铁工业 的技术经 济指标 总 的来说还不 理 想 ， 企 业管理 水平 也急待 提高 。 在取得 这 些成 绩的 同时 ， 相 对 国 民经济 发展 的要 求 而言 ， 我 国钢铁 工 业存 在着 “ 三个不 适应 的 问题 ， 即在数 量上不适应 国民经 济发展 的 需要 品种结构上不适 应 国 民经济 产业结 构 变化 的需要 产 品质 量上不适 应 国 民经 济各部门技术进步 的需要 。 ” 同时钢铁工业 内部也存 在着一些 需要 着力解决 的 问题 ， 主要是 工 序 结构互 不适 应 一钢铁冶 金 的特点之一 是工 艺 流 程长 。 近 年来 ， 我 国 的冶炼 、 加工等 主要 工 序发展较 快 ， 投入也较 多 ， 当前 突 出的 问题是矿 山 在产 量上不 能满足增产 的需 要 耐火材 料 、 铁合金 、 炭 素制 品 在品种 质 量上不 能与冶 炼 、 加工 相适 应 ， 制 约着整个钢铁 工 业 的前 进 ， 急待加强 。 品种 结构不 合理 一我 国钢材结 构尚未摆 脱 “ 建 筑型 ” 的状 态 。 型材 、 棒材 、 线 材 约 占 左 右 而对于 交通 、 能源 、 化工 、 机 电 、 轻工 、 农业等部 门发展 中所 需的板 、 管材比 重较 小 ， 尤 其 是 石油管 、 汽 车 板 、 搪 瓷板 、 镀锡 板 、 硅钢片 等 高 档 品种 生 产 能 力 很 小 ， 相 当 大部 分 质量 水 平较低 ， 极 需调 整 。 技 术结构不先 进一我 国钢铁 工 业技 术装 备大部 分处 于五 、 六 十 年代 以前 的 水平 ， 老 的设 备 多 ， 工 艺流程落 后 。 因 此 在技 术经济 指标 表现为 原材料 消 耗高 ， 能耗高 ， 质 量 差 ， 甚至 浪 费资源 ， 影 响环 境 。 企 业结构不 合理 一主要 是我 国钢铁 企业 为数 众 多 ， 但能达到经 济规 模的 企业很少 不少 企 业 没有摆 脱 “ 大而全 ’ ‘ 、 “ 小 而全 ” 的 模式 ， 缺乏 合理 的专 业分工 ， 特 钢 企业尤 其如此 职 工 队 伍 素质不理 想 。 总 体地 看 ， 当前 我 国冶 金 行业从人 员的 文化 、 技术 、 借理等 方面水平 与 四 化建设 的要 求相 比 ， 都有较大差距 ， 需要 有计划 、 有步骤 、 有针对性 进 行各 类 在职 教 育 ， 提 高素质 ， 适 应现代 化生产 、 建设 的需要 。 “ 夕阳工 业 ” 了 重要 的基础材料工 业 了 二 次世界大战 后世界粗钢生 产大休上经 历了 个 阶 段 如 图 第 二 次世界大 战后 至 第一 次石油危 机 一 年 ， 此期 间粗钢 以每年高于 的速 度增 长 由 。 亿吨增 至 亿吨 。 第一 次石油危 机 年 后 至 年 。 此期 间粗钢产 量起 伏不定 尤 其是西方发达 国家和 日本 ， 增长势头不大 ， 可 以说是 稳 中有升 年 产 钢 亿 吨 ， 年产钢 革
900 800 700 600 30 400 300 200 10) 194619501955156019631971197515801985199019952000 Year 图1第二次世界人战以来世界粗锅产日的进展情况 11947-1974年+6,1%/年 219741986年+0,07%年 31987~2000年+1.3%/年 500 450 400 350 30 二 250 200 10 194619509519601965197195198)198,1991995900 Yea. 阳2第二次世界大战以来西方风家机钢产量的进展站况 11917-1971年+5.5：/年21971~1986年-1.08：/年319%7~20nn年+1.16/年 7.158亿吨)。 (3)1987年以后，此期间钢铁工业界预测认为增长*约为每年1.3%。 综观本世纪粗钢生产曾出现4次不景气阶段：如图2第一次发生在第一次世界大战结束 后，第二次发生在世界性经济大萧条时期，第三次发生在第二次世界大战结束后的几年里： 第四次发生在第一次石油危机后的期间。经过分析可以看出西方世界钢的生产呈现周期性的 波动前进。 1 194
尸创 〔川 洲 一户一式 声 【 ‘ 汤 飞 乃 下 】 冬丁 冬 曰 ， 【 】 川 丫 之 图 第 二 次 世 界大 战 以 来世 界祖 钢 产 冠的进 展 情 况 一 年 年 年 年 一 年 石厂年 ﹄ 川 几 川 义 马吸 川 汤 」 生 ， 份二马 ， 曰 丁汤 丫 、 卜 ’ 一 」 一 【 互 愁 冬洲 冬川 卜夕生 ， 】 、 ‘ 图 第 吮 次 世 界 大战 以 来西 方冈宋 粗 钢产 砚的 进 展 情况 犷几 年 盯 一 月‘ 年 一 门 勺 盯 一 勺屯 叮 年 亿吨 。 年 以后 ， 此 期 间钢铁 工 业 界预 测 认为增长 率约为 侮 年 写 。 综 观 本 世纪 粗钢 生产 曾出现 次不 景气阶 段 如 图 第一 次 发生 在第一 次世 界大战结 束 后 第 二 次 发生 在世 界性 经 济 大 萧条时 期 第 三 次 发生 在第二 次世界大 战 结 束后的 几年里 ， 第 四 次 发生 在第一 次石 油危 机 后的期’ 。 经 过分析 可 以 看出 西方 世界 钢 的 生 产呈 现周期性的 波 动前 进 。 代
钢铁工业在一些西方工业发达国家中某一段时间内出现的产量衰减现象并不能说明钢铁 材料在现代化工业社会中处于被替代或淘汰的状态。其主要标志是对钢材的总需求量并没有 降低，而且即使是西方发达国家其钢产量在近期也出现周期性地由亵转旺。例如：1988年世 界钢产量达到7.76亿吨，其中西方国家钢产量达到4.876亿吨，比1987年增长8.8%，是1974 年以来最好的一年。1989年西方世界的钢产量将超过1988年而突破4.9亿吨。在钢的消费量 方面，1988年世界钢的消费量为7.822亿吨（超过当年世界钢的总产量），比1987年增加 5,1%,创历史最高记录。预计1989年世界钢的消费量为7,91亿吨，1990年将为7.83亿吨（因 调整库存等原因比今年将减少1%)。另据报导90年代西方国家钢消费量年增长率预计为 1.4%,1995年世界钢消费量可能达到8.0一8.5亿吨。 对于发展中国来说，在其工业化进程中对钢铁材料的需求量是不断增长的，钢的消费量 年均增长率约为4%。对这些国家而言，钢铁材料无疑是重要的原材料，而且市场供需矛盾 突出，长期处于短缺状态。需要决定了市场，市场决定了生产。钢铁工业不属于夕阳工业、 从材料应用的角度看，在可以预见的时间阶段内，还不能看到钢铁材料可以被大量取代的 前景。当然，在某些用途方面也可能出现钢材被铝、工程塑料、玻璃、木材、钛及其合金部分 潜代的情况，然而，由于铝资源分布的限制和制取能耗高，工程塑料难以再生利用及玻璃、木材 的机械力学性能的局限性，大量代替钢铁也是不可能的；还由于钢铁工业的现有工业基础和 已经投入的大量资金，加之废钢的回收利用率远远高于其他工程材料等原因（世界上发达国家 每年用废钢铁炼钢约占年产钢总量的40%。自1979~1988年以来，炼钢用废钢量接近25亿吨。) 钢铁材料从应用角度看仍具有强大的生命力和竞争性。据国际钢协估计，西方工业发达国家用 塑料、铝、玻璃、木材等材料代用钢材的比率有可能占钢消费量的2一5%。但是，另一方面 也可看到（特别是在发展中国家里）钢铁材料取代其他材料和开辟新的使用领域的广阔前景。 从当今世界经济结构以及各主要产业（交通运输、能源工业、化学工业、机械制造业、 建筑亚等)的材料消耗情况来看，钢铁材料仍然是重要的基础材料。在结构材料中，钢仍是 应用最广泛的。 长期以来钢铁材料对人类社会的经济、生活和文化的提高作出了贡献。我们相信在21世 纪中，作为材料特别是结构材料钢铁应继续保持其应有的重要地位。主要原因之一是钢的成 本低。据统计分析，对应用最广的几种结构材料，按材料的单位强度计，其成木为（美元）： 钢0.07；铅0.29；陶瓷0.30碳素纤维0.38。 3钢铁冶金生产工艺、质量的进展和趋势 第二次世界大战以后，国际上科学、技术和经济的迅猛发展，推动着世界钢铁工业不断发 展。钢铁工业无论从生产工艺上香，还是从产品性能、技术装备、书能增材等方面看，都在 不断地发展着，其主要特点是逐步改进工艺流程和用高技术来改造钢铁工业这一传统产业。 发展的趋势是不断提高产品质量水平，不断开发新的使用领域，节能、降耗，尽可能地降低 成本，简化、缩短工艺流程，在大型化的基础上，向着连续化、节能化、自动化方向不断进 步。 综观二次大战后的情况，从钢铁生产工艺的进展情况来分析，有渐进性的发展，有革命 性的突破，还有正在开发，接近成功，或开始工业应用的新工艺、新流程，如图3。 195
气 、 、 钢铁工 业在一些 西方工 业 发达 国家中某一 段 时间内出现 的产量衰减 现象并不 能说 明钢铁 材料 在现代化 工 业社会中处于被替代或淘 汰 的状 态 。 其主要 标 志是对 钢材 的 总需求 量并没 有 降低 ， 而且 即 使是 西方 发 达 国家其钢产量 在近期 也 出现 周期 性 地 由衰 转旺 。 例如 年世 界钢产 量达到 亿吨 ， 其 中西方国家钢产 量达到 亿吨 ， 比 年增长 ， 是 年 以来 最好的一年 。 年西方世界的钢产 量将 超 过 年 而突破 亿吨 。 在钢 的消费量 方面 ， 年 世界钢 的消费量为 。 亿吨 超 过 当年世界钢 的总产 量 ， 比 年 增 加 ， 创历 史最 高记录 。 预计 年世 界钢 的消费量为 亿吨 ， 年将 为 亿吨 因 调整库存等原 因 比今年将减少 写 。 另 据报导 年代 西方 国家钢 消费量年增长率预 计 为 。 ， 年世界钢 消费量可 能达 到 。 。一 。 亿吨 。 对于发展 中国来 说 ， 在其工 业化进程 中对钢铁 材料 的 需 求量是不 断增长 的 ， 钢的 消费量 年均 增长率 约为 。 对这些 国家而言 ， 钢铁 材料无疑是 重要的原材料 ， 而且市场供 需矛盾 突 出 ， 长期处 于 短缺 状 态 。 需要 决定 了 市场 ， 市场 决 定 了生 产 。 钢 铁 工业不属 于 夕阳工 业 、 从材料 应 用 的 角 度看 ， 在可 以预 见 的时 间阶 段 内 ， 还不 能 看到 钢铁 材料可 以被大 量取代 的 前 景 。 当然 ， 在 某些 用途方面也 可 能 出现钢 材被铝 、 工 程 塑料 、 玻璃 、 木 材 、 钦 及其 合金 部分 替代 的情况 。 然 而 ， 由于 铝资源 分 布的限 制 和制 取 能耗高 ， 工程 塑料 难 以再生 利用及 玻 璃 、 木材 的 机械力 学性 能的 局限性 ， 大 量代 替钢铁 也是不 可能的 还 由于 钢铁工业 的现 有工 业 基础 和 已经投 人 的大 量资金 ， 加 之废钢 的回收 利 用率远 远高于其 他工程材料等原 因 世 界上发达国家 每年 用废 钢铁 炼钢约 占年产钢 总 量的 。 肠 。 自 一 年以来 ， 炼钢用废 钢 量接近 亿吨 。 钢铁 材料从应 用 角度 看仍具有强 大 的生命力 和竞争性 。 据 国际 钢协估计 ， 西 方工业 发 达 国家用 塑料 、 铝 、 玻 璃 、 木 材等材料 代 用 钢材的 比率有可 能 占钢消费量 的 一 。 但是 ， 另一方面 也可 看到 特 别是 在发展 中国 家里 钢铁材料取代 其他材料 和开 辟新的使用 领域 的广 阔前 景 。 从 当今 世界经济结构 以及各主要 产业 交通运输 、 能源 工 业 、 化 学工 业 、 机械制造 业 、 建 筑业等 的材料 消耗情况 来 看 ， 钢铁材料仍然是重要 的基础材料 。 在结 构材料 中 ， 钢仍是 应 用 最广 泛 的 。 长 期 以来 钢 铁 材料 对人 类 社会 的经 济 、 生 活 和文 化 的提 高作 出了贡献 。 我 们相信 在 世 纪 中 ， 作为材料特 别是结构材料 钢铁 应继续保 持其应有 的重要 地 位 。 主 要原 因 之一 是钢 的成 本低 。 据 统 计分析 ， 对应用 最广 的 几种结构材料 ， 按材料 的单位强 度计 ， 其成 木为 美元 钢 。 铝 。 叭 陶 瓷。 。 叭 碳 素纤 维。 。 。 钢铁冶金生产工艺 、 质量 的进 展和趋势 第二 次世界大 战 以后 ， 国 际上科 学 、 技 术 和经济 的迅 猛 发 展 ， 推动 着 世界钢铁 工 业不 断 发 展 。 钢 铁工 业无论从 生产工 艺 上看 ， 还是从产 品性能 、 技术装 备 、 节能增材等方面看 ， 都 在 不 断 地发展着 ， 其主要特点是逐 步改 进工艺流程和用 高技术来 改造 钢铁 工 业这一传统产业 。 发展的趋 势是不断 提高产 品 质量水平 ， 不 断开 发新 的 使用领 域 ， 节能 、 降耗 ， 尽 可 能 地 降 低 成本 ， 简化 、 缩短工 艺流程 ， 在大 型 化的 基础上 ， 向 着连 续化 、 节能化 、 自动 化方向不 断 进 步 。 综 观 二次大 战 后 的情况 ， 从钢铁 生产工艺的 进展 情况来分析 ， 有 渐进性 的 发展 ， 有 革命 、 性的突破 ， 还有 正 在开 发 ， 接近 成功 ， 或开始工 业应用的 新工 艺 、 新流程 ， 如 图 。 苏
华炉 高炉 平炉 校诗均投炉初轧加热炉精轧（成品） 机()开坯) 热处理 烧结 铁水预处理 (球闭) 加热炉 炉外槽炼连钱热，视轧机。一 精扎（成品） 体志还原氧气转炉 (开坯) 热处厘 加热炉 人粗轧 精轧（控轧、控冷） 成品 in 精轧（控轧、控冷）成品 图3铜铁治金生产工艺流程演进的一个简要示意。 1传统工艺流程（渐进性发展） 2新工艺流程（突破创新发展） 3正在开发中的甭要工艺流程 以焦化—一烧结（球团）一高炉组成的炼铁工序，基本属于一种渐进性的发展，总体 上没有摆脱以焦炭为主要能源和还原介质的竖炉过程。当然，这一评估并不否认焦化、烧结 (球团)、高炉各工序自身在工艺技术方面有着重大的进步。60年代中、后期发展起来的高炉 大型化技术，在70年代得到了蓬勃发展，随后又不断提高，口臻完善。应该认为，就生产工 艺而言，高炉炼铁是效率很高的生产技术。 栋钢方面革命性、突破性的工艺发展十分显著。铁水预处理一氧气转炉一炉外精炼 一一连续，钢是最为引人注目的成就。这“三位一体”冶炼流程和连铸可以认为是当代世界 炼钢工艺发展的基木趋势。铁水预处理一氧气转炉—炉外精炼一全连铸生产工艺的配 套和完非，使得整个炼钢工序朝着“物流管制”的方向发展，朝着高质量、高效率、节能 化、自动化的方向发展。 氧气转冶炼的物兴使平已处于被淘的状态，其意义和作用已为人们所熟知。 铁水预处理、钢包治金、二次精炼等外处理手段既是针对提高质量和开发品种的，又 是为了提高生：名，提高经济液益的。采用炉外精炼（包括钢包治金和次精炼等)和铁水 预处理技术，使钢的纯净度提到了新的水平。行害杂质可根据需要控制任极低的含量水平 k,最高水平为：〔C〕<5ppm,〔S)<5ppm,CP)<20ppm,〔O]<10ppm,〔H)<1Ppm, N<I0~30ppm(碳素钢)，N<50Ppm（合金钢)。钢中各种需要控制的元素总量可降至 [C)+〔S)+〔P]+〔O]+〔N)+〔IH)≤70ppm。可以这样认为：没有炉外精炼和铁水预处理技 术，上述水平的高纯度钢是难以企及的。应该认为，炉外处理在工业生产过程中还有潜力。 196
梢 轧 成晶 声 图 钢铁 冶 众生产 〔 艺流 程演进 的 一 个 简要 示 意 。 传统工 艺流程 渐 进 性 发展 新 工 艺 流 程 突 破创 新 发 展 正 在 开 发 中的 贡 要 工 艺 流程 产‘ 声 以焦 化－ 烧结 球 团 － 高炉 组 成的炼铁 工序 ， 基 本属 于 一 种 渐进性 的 发展 ， 总体 上 没 有摆 脱 以焦 炎为主 要 能源 和 还原介 质 的 怪炉 过 程 。 当然 ， 这一 评估并不 否 认焦化 、 烧 结 球团 、 高炉 各工序 自身在工 艺 技 术方面 有着重大 的进 步 。 年代 中 、 后期 发 展起 来 的 高炉 大型 化技术 ， 在 年代 得 到 了蓬 勃 发展 ， 随 后 又不 断 提 高 ， 口臻 完 善 。 应 该 认 为 ， 就 生产 工 艺而言 ， 高炉 炼铁 是效 率 很 高的 生 产技 术 。 炼钢 方 面 革命性 、 突破性 的 工 艺发展 十分显 著 。 铁 水预 处理 － 氧气转炉 － 炉 外 精炼 － 连 续 铸 钢 是 址为引 人 注 目的 成 就 。 这 “ 三位一 体 ” 冶 炼 流程 和 连铸 可 以 认 为是 当代 世 界 炼钢 工 艺发展 的 基 本趋 势 。 铁 水 预 处 理 － 氧 气转 炉 － 炉 外精 炼 － 全 连铸 生 产工 艺的配 套和完 湃 ， 使得 整 个炼钢 工序 朝若 “ 物 流 管制 ” 的 方向 发展 ， 朝 着高质 敬 、 高 效 率 、 节 能 化 、 自动化 的方 向 发展 。 氧 气转炉 冶 炼 的 勃 兴 使平炉 已处 被淘 汰 的状态 ， 其 意 义和作用 已 为人 们 所 熟知 。 铁 水预 处理 、 钢 包冶 金 、 二 次精炼 等炉 外 处理 手段 既是针 对 提 高质 欣和开 发 品种 的 ， 又 是 为了提高生产 率 ， 捉高经 济 效 益 的 。 采 用 炉外 精炼 包括 钢包冶 金 和二 次精炼等 和铁水 顶处 理 技 术 ， 使钢 的纯 净 度 提 到 新 的 水 平 。 有害杂 质可 根据需 要控 制 在极低的 含 址 水 平 卜 ， 最 高水 平 为 〔 〕 ， 〔 〕 ， 〔 〕 ， 〔 〕 ， 〔 〕 ， 一 碳 素钢 ， 合金钢 。 钢 中各 种 需 要控 制的元 素总 量可 降 至 〔 〕 〔 〕 〔 〕 〔 〕 〔 〕 〔 〕 簇 。 可 以这 样 认 为 没 有 炉外 精 炼 和铁 水预 处理 技 术 ， 上述 水 平的 高纯 度钢是 难 以企 及的 。 应 该 认为 ， 炉外处 理 在工 业生 产过 程 中还 有潜 力 。 尸 母
上述指标大都属突破性的水平。大生产中正在追求的高纯度钢的目标是〔C)、〔S)、〔P)、 〔O)都<10PPm。炉外精炼的另一重要的作用是准确控制钢水温度及其均匀性，使高水平的连 续铸钢得以顺利实现。特别是对于铸坯热送装炉轧制(CC-DHCR)或铸坯直接轧制(CC-DR) 而言，炉外精炼应是不可缺少的工序。 连续铸钢技术的不断开发和成熟，其功能已远远超越了传统的模铸工艺器，起着治金、 凝固器、成型器、节能器的作用，而不是简单取代模铸工艺。特别是近几年来它的治金器、 节能器作用愈益显著。作为治金器最显著的特点就是使钢水与大气彻底隔绝，从而严格地控 制了钢中氧含量。作为节能器显著特点主要有：一为提高(5~12)%成材率；二为由于高温 无缺陷铸坯的实现，从而发展了铸坯热送热装或铸坯直接轧制工艺。 值得引起特别注意的是，由于连铸工艺技术、轧制技术以及过程管理和控制的不断进 步，发展了炼钢一炉外精炼一连铸一一热轧诸工序之间直接高温连接，从而使得整个钢 铁生产工艺流程的简化和连续化进程，有可能得到较完善的解决。经过战后40年的不断探 索，在钢铁生产工艺流程的连续化上，虽然作了大量工作，诸如各种类型的连续炼钢工艺 等，但均未得到完善的解决。现在看来，某些努力也许是没有切中要害。钢铁生产工艺流程 连续化的关键不在连续炼钢这一工艺环节，而是在钢由液态转变为固态过程的连续化，以及 随后形成的铸坯与热轧机之间的连续稳定地实现高温直接连接。如此简化工序和高温直接连 接的真正价值，不仅在于实现节能、提高成材率、缩短生产周期等直接效果，而且还包含有 从新的工艺中产生新的材质的可能性以及还可能进而引出下一代新技术 轧钢工序方面，在连续热轧、连续冷轧、连续酸洗、表面处理（主要是镀涂层）及连续 退火等方面的工艺上有了长足的进步。然而最值得注意的当推控制轧制、控制冷却。这一工 艺将相变与形变结合起来，将金属热处理工序融合到金属压力加工工序中去，提高了产品质 量，开发了品种，拓宽了使用领域，其技术经济意义无疑是重要的。 在冷轧工艺上，将连续酸洗一一连续冷轧结合起来的CDCM工艺，以及将连续冷轧一 连续退火联结起来的CAL工艺在技术上、经济上的优越性也已在生产中显示出来。 看来，对于炼钢一热轧工序的现代化而言，要以积极采用连续技术为契机，来理顺和 改造工艺；炼钢、炉外处理（铁水预处理、钢包冶金、二次精炼）要适应连铸体制：热轧的 工艺流程和装备水平，也要适应连铸技术的发展进程。 从钢铁产品质量动向看，总的是向着不断提高质量的方向发展。实际上也正在形成不同 层次的质量水平，这种不同质量水平的形成是与科学技术的发展、客观用途的要求、工艺流 程的完善化以及资金的投入强度密不可分的。现在，从总的技术角度上看，似乎已经大体上 形成了两个不同层次的质量水平的格局，即现代钢铁产品质量水平和传统钢铁产品质量水 平。 现代钢铁产品质量水平，是建立在以现代治金、金属材料和其他相关科学成就以及以电 子计算机调控为核心的成套现代装备基础上的新一代钢铁生产流程中制造出来的。它是以谁 确（最佳化）、纯净（超纯净）、受控为其特征的产品。要达到现代钢铁质量水平，必须有 一个基本的工艺流程；必须有一个基本的装备水平：必须有一个基本的经济生产规模；必须 有一个基本的资金投入强度才能得以实现。 表5是氧气转炉炼钢工艺的演进过程，在一定程度上它体现了现代钢铁产品质量水平的 进展。 197
‘ 、 ， 上述指标大都属突破性的 水平 。 大生 产中正 在追求 的 高纯度钢 的 目 标 是 〔 〕 、 〔 〕 、 〔 〕 、 〔 〕 都 。 炉外 精炼的另一重要 的作用是准确控制 钢 水温 度及其均 匀性 ， 使高水平 的连 续铸钢 得 以顺 利实现 。 特 别是对于 铸 坯热 送 装炉轧 制 一 或铸 坯直接轧 制 一 而言 ， 炉外精炼应是不 可 缺少 的工 序 。 连 续铸 钢技术的不断开 发和成 熟 ， 其功能 已远 远超越 了传统的模铸工 艺器 ， 起 着冶 金 、 凝 固器 、 成型器 、 节 能器 的作 用 ， 而 不是简单取代 模铸工 艺 。 特 别是近 几 年来它 的 冶 金器 、 节 能器 作用愈益 显 著 。 作 为冶 金 器 最显著的特 点就是 使钢水 与大气彻 底隔绝 ， 从而严 格 地控 制 了钢 中氧含 量 。 作 为 节能器显 著特 点主要 有 一为 提 高 一 成材率 二为 由于 高温 无缺陷铸 坯的 实现 ， 从而 发展 了铸 坯热送热装 或铸 坯直接 轧 制工艺 。 值得引起特 别 注 意的是 ， 由于 连铸工艺技 术 、 轧 制技术 以及过 程 管理 和控 制 的 不 断 进 步 ， 发展 了炼钢 － 炉外 精炼－ 连铸 － 热轧 诸工序之 间直接 高温连接 ， 从而 使得整个钢 铁 生产工 艺流程 的简 化 和 连 续化 进 程 ， 有可 能得到较 完善的解决 。 经 过 战后 年的不 断 探 索 ， 在 钢铁 生 产工 艺 流程 的连 续化 上 ， 虽然作 了大量工作 ， 诸 如 各种 类型 的连 续 炼 钢 工 艺 等 ， 但均未得到完善的 解决 。 现 在看来 ， 某些努 力也 许是 没 有切 中要 害 。 钢铁 生 产工艺 流程 连续化的关 键不 在连续炼钢这一工 艺环 节 ， 而是 在钢 由液态 转变 为 固 态过程 的连续化 ， 以及 随 后形成 的铸 坯与热轧 机 之 间的连续 稳定地 实现 高温直接 连接 。 如此 简化工序 和 高温直接 连 接 的 真正 价值 ， 不 仅 在于 实现节能 、 提 高成材率 、 缩短生 产周期 等直接 效果 ， 而且还包含 有 从新的工 艺 中产生新 的材 质 的可 能性 以及 还可 能进而引 出下一代 新技 术 轧 钢工序方 面 ， 在连续热轧 、 连续 冷轧 、 连续酸 洗 、 表面处理 主要是镀涂层 及 连续 退火等方面 的工艺上有了长 足 的进 步 。 然 而最值得 注 意 的 当推控制轧 制 、 控 制冷 却 。 这一 工 艺将相变与形 变结 合起来 ， 将金属热 处 理 工序融 合到 金属 压力加工工序 中去 ， 提高了产 品质 量 ， 开 发 了 品种 ， 拓 宽 了 使用 领域 ， 其 技术经济 意义无 疑是重要 的 。 在冷轧工艺 上 ， 将 连 续酸 洗 － 连续冷轧结合起 来的 工 艺 ， 以及将 连续 冷轧 连 续退火 联结起来 的 工 艺在技术上 、 经 济上 的优越性也 已 在生产 中显 示 出 来 。 － 看来 ， 对于炼 钢－ 热 轧工序 的现代 化而言 ， 要 以积极 采 用连 续技 术为契 机 ， 来 理顺 和 改造 工艺 炼 钢 、 炉外 处 理 铁 水预处 理 、 钢包冶 金 、 二次精炼 要适 应连铸 体制 热 轧 的 工艺流程 和装备水平 ， 也要适 应连铸技 术 的发展进程 。 从 钢铁 产品质 量动 向看 ， 总 的是 向着不断 提高质 量 的方 向发展 。 实际上也 正 在形 成不 同 层 次 的质 量水平 ， 这种不 同质 量水平的形成是 与科 学技术 的 发展 、 客观 用途 的要 求 、 工 艺流 程 的完善化 以及资金 的投 人强 度密不可分 的 。 现 在 ， 从 总的技术 角度上看 ， 似乎 已经 大体上 形成 了两个不 同层 次 的质量水平 的格局 ， 即现代 钢铁 产品质 量水平和传统钢铁 产 品 质 量水 平 。 现代钢铁 产 品质 量水平 ， 是 建立在以现代 冶 金 、 金属材料和其他 相关科 学成就 以及 以 电 子计 算机调 控为核心 的成套现代装备基 础 上 的新一代 钢铁 生产流程 中制造 出来 的 。 它 是 以准 确 最佳化 、 纯 净 超 纯净 、 受控为其特征 的产 品 。 要 达到 现代 钢铁 质 量 水平 ， 必须 有 一个 基本 的工艺流程 必须有一 个基本的装备 水平 必须 有一 个基本 的经 济 生产规 模 必须 有一 个基本 的资 金投入强 度 才能得 以实现 。 表 是 氧气转炉 炼钢工艺 的演进过程 ， 在一 定程度 上它 体现 了现代钢 铁 产 品 质 量水平 的 进展
表5氟气转炉炼钢工艺的清进过程 :序设备高炉 +铁水预处觅 →转炉炼钢 →炉外精炼 ·浇让 :要功能 脱硅 殷硅股碗脱动脱硅脱磷脱硫脱碳升温脱气脱碳脱氧脱晓 夹杂形升温棱让连， 态控机 50年代 0 0 00 ) 60年代 6 O CC O 0 △ 70年代 0 0- + 0 80年代 O 0 0 + O O 0 △ 非：○：表示主要使用的功能或设备 △：表示处于发展中的功能或设备 +:表示处于次要地位的功能或设备 一，表示处于被海汰（或将被淘法）的功能或设备 由于上述新一代炼钢工艺流程的开发和应用，以及以电子计算机调控为核心的配备有各 类治金过程控制、板型挖制、镀涂层控制、在线热处理等技术装备的新一代治炼、铸造装备 和热、冷连轧带钢轧机的建立和应用，为生产现代质量水平的钢铁产品提供了可靠的保证。 没有这些工艺和设备，产品质量是不稳定的。其突出的代表产品，就是冷轧晶粒取向硅钢 片、超深冲冷轧薄板、镀锡、带钢、沉淀硬化型微合金高强度钢板以及石袖钢管等。对这些 产品而言，钢的成分、组织和主要性能参数的设计在很大程度上摆脱了“经验妙菜”的办 法，而是根据材料工程和综合优化原则设计出来的，它的冶炼、加工和处理工艺是集中了各 方面成就而建立起来的完整流程；它的化学成分被准确的控制在一个相当容的（最佳化的) 花围内：它的夹杂物、气体和其它有害元素含量降到了传统流程、传统装备根本难以达到的 程度。因此它是纯净（超纯净）的，其纯净程度几乎可以在相当程度上按材料工程的要求 来实现。它的表面质量、晶粒和组织以及相应的各种机械力学性能和使用工艺性能由于采用 了上述工艺流程、新的装备和现代控制于段，因而在相当大程度上是受控的。它除了在质量特 性上具有非价格竞争力之外，而且在交货期、最小订货批量以及成本上也具有强大的竞争力。 传统质最水平，也绝不意味着这种钢铁产品可以粗制滥造和因循守1，停止不前。相对 于现代质量水平的产品而，传统质量水平的钢作质量特性上不能充分反映消费者要求的质 量特性顶目，行时甚至低于消费者的要求，因为它所追求的门标通常只是执行“标淮”。此 外，对传统质量水平的钢铁产品而，它的生产丁艺流程、装备水平，它的生产经济规模与 现代质量水平的产品，是行明显的岸别的。例如生产普碳棒材的工」一和产深冲冷轧薄板的 工厂，从工、装备、规模以及答理方面看都不屈丁同一次。 从上面对于钢铁产品的质量（往往也具体地体现在品种：）发展动向分析发，不难看 出在进一步发展钢铁工业的过程中，对于工)的建设和改造，对于钢铁工业的布局，甚至在 新一代工厂的构思上：，都应该从产品的品种质量要求发，分层次地加以对待。 4关于钢铁生产新工艺的分析和预测 当代钢铁生产流程是以高炉一转炉一连铸一轧钢贯穿起来的工艺为上流的。在进一步发 198
表 复气转炉炼 钢工艺 的演 进 过 程 眨序设 务 高 价 铁 水预 处现 ， 转炉 炼 钢 ， 炉 外精 炼 ， 浇矛 卜要 功 能 脱 硅 脱 硅 脱 硫 脱磷 脱 硅 脱 磷 脱 硫 脱 碳 升 温 脱 气 脱 碳 脱 氧 脱 硫 夹 杂 形 态 拧 制 升 温 模 宁三 连 铸 年代 年 赶 年代 年代 今 产 ‘ 一 十 一 自 △ △ 一 八 介 护主 △ 表 示 主 要 使 用 的功能 或 设 备 表 示 处 于 发展 中的 功 能或 设 备 表 示 处 于 次 要 地 位 的 功能或 设 备 表 示 处 于 披淘 汰 或将 被 淘 汰 的功 能 或设 备 声 由于 上述 新一 代炼钢工 艺 流 程 的开 发和 应 用 ， 以 及 以电子 计算机调 控为核心 的配 备 有各 类冶金 过 程控 制 、 板型 控 制 、 镀 涂 层控 制 、 在线热处 理 等技 术装 备 的新一 代冶 炼 、 铸 造 装备 和热 、 冷连轧 带钢 轧 机 的建 立 和应 用 ， 为生产 现代 质 量 水平 的钢铁 产 品 提供了可 靠 的保 证 。 没有这些 工 艺 和 设 备 ， 产 品 质量是 不 稳定 的 。 其 突 出 的代 表 产 品 ， 就是 冷轧 晶粒 取 向 硅 钢 片 、 超 深 冲冷轧 薄板 、 镀 锡 、 带 钢 、 沉 淀 硬化型微 合金 高强 度钢 板 以及 石 油钢 管等 。 对 这些 产 品 而 六 ， 钢 的成 分 、 组 织 和主 要性 能 参数 的设计 在很 大 程 度 摆 脱 了 “ 经 验 炒 菜 ” 的 办 法 ， 而是 根据材 料 工 程 和综 合优化 原 则设 计出来 的 ， 它 的冶 炼 、 加工 和 处理 工 艺是 集中了各 方而成 就而建 立 起 来 的完整流 程 它 的化 学成 分被 准确 的控 制 在一 个 相 当窄的 最佳 化 的 范 田 内 它 的 夹 杂物 、 气体和其它 仃害元 素含量降到 了传 统流 程 、 传 统装 备根 本 难 以达 到 的 程度 。 因 此它 是 纯 净 超纯 净 的 ， 其纯 净程 度几 乎 可 以在相 当程 度 上 按照材 料工 程 的要求 来 实现 。 它 的 丧 面 质量 、 晶粒 和组织 以及相 应 的 各种 机 械 力 学性 能和使用工 艺性 能 由于采用 了上述 工 艺流程 、 新的装 备 和 现代控 制手段 ， 因 而在相 当大 程 度 上是 受控 的 。 它 除 了 在质量特 性 卜具 有非价 格 竞 争力之外 ， 而 几在交货期 、 最 小订货批 量 以及 成本上也 具有强 大 的竞 争力 。 传 统 质晨 水平 ， 也 绝不 意味 若这 种钢铁 产 品 可以粗 制滥 造 和因循守 归 ， 停 止 不前 。 相对 于现 代 质 欣水 平 的 产 品 而言 ， 传 统 质 决水 、「的钢 在 质 员特性 巨不 能充分 反映 消 费者 要 求 的质 缺特性 项 目 ， 有时 甚 至低 于 消 费 若的 要求 ， 因 为它 所 追 求 的 日标通常 只是 执行 “ 标 准 ” 。 此 外 ， 对 传统 质 耻水 平 的钢 铁 产 况而 ，’ ， 它 的 ‘卜产工 艺流 程 、 装 备水 不卜 ， 它 的生 产经 济规 模 一 与 现代 质 欣水平 的产 品 ， 是 有 明 显 的差 别 的 。 例 如产卜产 普碳林 材 的 二厂 和 产深 冲 冷轮 薄板 的 工 厂 ， 从 工 艺 、 装 备 、 规 模 以 及若理 方而 石都不属 于 同一 层 次 。 从 土 而 对于钢 铁产 品 的 质 缺 往往 也且体地 体现 在况种 介 发展 动 向分析 出 发 ， 不 难 石 出 在迸 一 步 发 展钢 铁 工 业 的 过程 ， ，， 对于 仁 ‘ 的建 设和 改造 ， 对 于钢 铁 工 业 的 布局 ， 甚 至 在 新一 代工 厂 ‘ 的 构思 上 都应 该 从产 品 的品种 质 量要 求 出 发 ， 分 层 次地 加 以对待 。 关于 钢铁生产新工艺 的分析和预测 当代 钢铁 生产 流程 是 以 高炉 一转炉 一连铸一轧 钢贯穿起来 的工艺 为主 流的 。 在进一 步发
展过程，作为带有根本性突破的新工艺主要在两方面：即对高炉炼铁而言，是熔态还原技 术；对于连铸一热轧来说是接近成品形状的连铸技术。这一趋势，几乎已在世界范围内形成 共识。然而，在工业生产以及投资、建设上，对这两项工艺进行实事求是地分析、评估以及 在此基础上的预测、判断仍是十分必要。对于资金有限、企业结构具有明显多层次性的我国 钢铁工业而言，尤其如此。 4.1关于熔融还原问题 熔融还原工艺主要是针对高炉炼铁的一些弱点而提出的。从当前的实际情况看，应该认 为高炉炼铁还是一种效率很高的生产工艺。其主要问题在于设备投资费用高；大型高炉生产 缺乏灵活性；依赖于焦炭作为还原介质和主要能源，进而涉及到各类炼焦煤的资源开采供给 和运输，炼焦设备老化及其更新费用、有关材料和技术性的各种问题。因此，高炉炼铁工艺 既面临着进一步完善、改进，又面临着挑战、决择。 开发中的熔态还原工艺的特点是简化工艺，不要烧结机和炼焦设备，生产具有一定的灵 活性，产生的CO2气体也可以减少5%左右，有利于大气环境的改善。因此，可降低建设 费用、节约能源，不依赖于焦煤资源并简化工艺、改善环境等优点。然而，目前熔态还原工 艺还处在开发阶段，需要一段成熟完善的时期。在开发一成功一成熟一成主流这一过程中， 我们应该一方面注意世界发展动向，不断地加强信息跟踪，实事求是地进行分析、评估和判 断：另一方面，我们应该积极组织力量，进行试验研究，力争以较高的效率，较低的费用逐 步突破、掌握。 在分析、判断和试验开发过程中注意如下几点是重要的： 应该认为熔融还原工艺主要衔接对象是转炉炼钢而不是电炉烁钢。因此，成熟的、实用 的熔融还原工艺应有相当的生产能力。从经济观点看，一般而言，至少应能适应年产30万吨 的规模，若要取代现代大型高炉，生产能力甚至应在100万吨/年以上。 要从经济上、技术上慎重分析和选择，是从铁裕过程突破还是从共他类型工艺突破，这 将涉及到投资费用、设备特点以及生产效率和成本。 要十分重视相关技术的开发与配套。经验证明，一项新工艺只有主体工艺的突破，没有 相关技术的开发、配套支持，是难以在工业规模上实用的。 要注意一项钢铁生产新工艺从开发到成熟需要有一个较长的时期，往往不是几年而是10 年以上。以氧气转炉和连铸技术为例，两者都是在50年代初开发的，氧气转炉从开发、成功、 成熟、到成为主流技术，大体经历了15年左右的时间，应该说是很快的。连铸从开发、成 功、成熟到实现全连铸车间和全面取代初轧机而成为主流，大约化了20~30年。熔融还原 工艺要达到成熟程度并进而大量地取代高炉也不可能是一个很短的时期。 从现在的进展情况和已经取得的成就看，虽然国际上已做了许多有益的开创性工作，这 项技术还只能说是处在开发阶段。在工业生产中实用化，其技术、经济的合理性还不能十分 肯定。我国在90年代，以高炉炼铁为主流的格局不会改变。炼铁工序中高炉富氧喷烟煤、延 长高炉寿命、延长焦炉寿命、高炉合理炉料结构等重要研究课题不能因此而有所放松。 当然，作为主要产钢国，作为世界大国，我们绝不能因此而忽视对熔融还原的研究开 发，我们应该集中力量而不是分散力量、应该集中有限资金而不是一哄而起地开展试验研 究。在试验研究的起步阶段应是有限目标，积极跟踪（包括信息跟踪），而不一定去争取 199
、 展过程 ， 作为带有根本性突破 的新工艺主要在两方面 即对高炉炼铁而言 ， 是熔 态 还 原 技 术 对于连铸 一热轧 来 说是接 近 成 品形 状 的连铸 技 术 。 这一 趋势 ， 几乎 已在世界范 围 内形成 共识 。 然而 ， 在工 业生产 以及 投资 、 建 设 上 ， 对这 两项工 艺进 行 实事求是地分析 、 评估 以及 在此 基 础上的 预测 、 判 断 仍是 十分 必要 。 对于资金 有限 、 企业结 构具有 明显 多 层 次性 的 我国 钢 铁工 业而言 ， 尤其如 此 。 。 关 于熔 融 还 原 向题 熔 融还原工艺主要 是针 对 高炉炼铁 的一些 弱点 而提 出 的 。 从 当前 的实际 情况 看 ， 应该 认 为 高炉 炼铁 还是一种 效 率很 高的 生产工 艺 。 其主 要 问题 在于 设 备 投资费用 高 大型 高炉 生产 缺 乏 灵 活性 依赖于 焦炭 作为 还原介质 和 主要 能源 ， 进 而涉 及 到 各类炼 焦煤 的资源 开 采 供给 和运输 ， 炼焦 设备老 化及 其更新 费用 、 有 关材料和 技术性 的各种 问题 。 因此 ， 高炉 炼铁 工艺 既 面临 着进一 步完 善 、 改进 ， 又 面临 着挑 战 、 决 择 。 开 发 中的熔态 还原工 艺 的特 点是简化 工艺 ， 不要烧结 机 和炼焦设 备 ， 生 产 具有一 定 的灵 活性 ， 产生的 气体也可 以减少 左右 ， 有 利于大 气环 境 的改 善 。 因此 ， 可 降 低 建 设 费 用 、 节 约能源 ， 不 依赖于 焦 煤 资源 并简 化工艺 、 改善环 境等优点 。 然而 ， 目前熔 态还原工 艺 还处 在开 发阶段 ， 需要一段 成 熟完 善的 时期 。 在开 发一成 功一成熟 一成 主 流 这一 过程 中 ， 我们应该一 方 面注 意世界发展 动 向 ， 不 断 地 加强 信息 跟 踪 ， 实事求是 地 进 行分析 、 评 估 和判 断 另一 方面 ， 我 们应该 积极组织 力 量 ， 进 行试验 研 究 ， 力 争以较 高的效率 ， 较低的 费 用逐 步 突 破 、 掌握 。 在分析 、 判断 和 试验 开 发过 程 中注 意如下几 点是重要 的 应 该认为熔融 还原 工艺主要 衔接 对 象是转炉炼钢而不是 电炉 炼钢 。 因此 ， 成熟 的 、 实用 的熔 融 还原工艺应 有相 当的生 产 能力 。 从经济观 点 看 ， 一般 而言 ， 至少 应 能 适 应年产 万 吨 的规 模 ， 若要 取代 现代 大型 高炉 ， 生产 能 力甚至 应 在 万 吨 年 以上 。 要 从经 济 上 、 技术上慎重 分 析 和选 择 ， 是从铁 浴过程突 破 还是 从共他 类型 工 艺突 破 ， 这 将涉 及 到 投资 费用 、 设 备特 点 以及 生 产效率 和成 本 。 要 十分 重 视相 关技术 的开 发 与配 套 。 经 验证 明 ， 一项 新工 艺 只有主 体工 艺 的突 破 ， 没有 相关 技 术的开 发 、 配套 支 持 ， 是 难 以在工业规 模 上 实用 的 。 要 注 意一 项钢 铁 生 产新工 艺从开 发 到 成熟 需要 有一 个较 长 的时期 ， 往往 不是 几年 而是 年 以上 。 以氧气转 护 和连铸技术 为例 ， 两者都是 在 年代 初开 发的 ， 氧气转炉 从开 发 、 成功 、 成熟 、 到成 为主 流技术 ， 大 体经 历 了 年 左 右 的时 间 ， 应 该 说 是很 快 的 。 连 铸 从 开 发 、 成 功 、 成 熟到 实 现全 连铸车 间和全 面取代 初 轧 机而成 为主 流 ， 大约化 了 一 。 年 。 熔 融 还 原 工艺要 达 到成 熟 程度 并进 而大 量 地取代 高炉 也不可 能 是一 个很短 的时期 。 从现 在的进 展情况 和 已经 取得 的成 就 看 ， 虽 然 国际 上 已做 了许多有益 的开 创性工作 ， 这 项 技术还 只能说是处 在开 发 阶 段 。 在工 业生 产中实用 化 ， 其技术 、 经 济 的合 理性 还不 能十分 肯定 。 我 国在 。年代 ， 以 高炉 炼 铁为 主 流 的格局 不 会改 变 。 炼铁 工序 中高炉 富氧 喷烟 煤 、 延 长高炉 寿命 、 延 长焦炉 寿命 、 高炉 合理 炉 料 结构等重要 研 究课题不 能因 此而 有所 放松 。 当然 ， 作 为主要 产 钢 国 ， 作 为 世界大 国 ， 我们绝 不能因此 而忽 视 对熔融 还原 的 研 究 开 发 ， 我们 应该 集 中力量而不 是 分 散 力 量 、 应该 集 中有限 资金 而不是一哄 而起 地 开 展 试 验 研 究 。 在试验研究的起步阶段应是有限 目标 ， 积极跟踪 包括信息跟踪 ， 而 不一 定 去 争 取
“全面赶超”。内因际条件成熟时（正体技术相关技术以及经济上）应不尖时机地大 量投资，迅速突破、学握，形成工业生产能力。 4.2关于接近成品形状的连铸技术 接近成品形状的连铸技术是进一步改进现行成熟的连铸一热轧工艺，是炼钢炉一连铸一 热轧直接连接的更高水平的工艺，其技术经济意义无疑是十分重要。它是今后取代高效率、 高质量的连铸一热轧」艺的有力竞年者。 当前，该工艺是从薄板坯连铸（厚度50mm左）开始的，而且已经有80万吨级以上 的工业装置投人试生产。从综合情况看，其水平较高，成功的可能性以及成熟的程度都是乐 观的。我国应该在90年代有所作为，要争取作工业规模的生产上有所建树。 在分析预测接近成品形状连铸技术时，回项一下过去连铸技术取代模铸一初轧工艺的过 程是必要的。连铸的从成功到成熟，再到成为上流的过程经历了20~30年时间。开始阶段， 是将提高成材空优点人的不锈钢等特殊钢和作质其方面已成熟的结构用棒材为突破对象的， 但还达不到取代初轧机的程度。其上要原因是在经济合理性和质量方面不如初轧法。直到因 石油危机导致国际上能源价格猛涨才突破了经济方面的障碍，并在技术上实现了全连铸工 艺，全面取代初轧机，完成了开发一成功一成熟一成主流的过程。看来，该新工艺的工业化 关键是经济合理性和质址问题。 接近成品形状的连铸技术作为一项带根本性突破的新工艺，我国应该十分重视，抓紧开 展工作。一方面要组织国内研究力量试验开发；另一方面要分析国际上已取得的成就，择其 优秀适川者，并结合利用外资大胆引进，继而在更高的起点上，消化、吸收、开发、创新。 即使采用引进的方式作为主要突破口，也还要在分析、判断的基础上进行。看来，采用接近 成品形状连铸技术时，首先要注意的是与其相匹配的炼钢炉容量过小是不合适的。因为过小 容量的炼钢炉既不适合于连铸机的连浇工艺，也不适合于轧机的经济规模。从我国的现状出 发，要引进接近成品形状的连铸技术，其前提之一是炼钢容量不宜小于50吨。过小容量 (10吨，15吨)的炉子，不宜匆忙决定引进。其次，在产品方向上，接近成品形状的连铸 技术最好也是先从不锈钢和质量方面不太成问题的结构用碳钢作为突破口，这一点也是很重 要的。 接近成品形状的连铸技术各国都在进行不同规模、不同水平、不同目标的开发，要成为 主流技术无疑也需要一段时间。但是，不能因为成熟期的存在而有所忽视、放松，为了21世 纪钢铁工业的进步，我们必须认真努力地抓紧开发和举握这一新工艺。 200
“ 全 而赶 超 ” 。 久 日内国际 条件成热时 体技 术 和 关技术以 及经 济 上 应不 失时机地 大 童 投 资 ， 迅 速突 破 、 掌握 ， 形 成 工 业生 产能 力 。 尸 关 于 接 近 成 品 形 状 的连 铸 技 术 接 近 成 品 形状 的连 铸技 术是进 一 步 改进 现 ’ 戍 熟 的连 铸一热轧 工 艺， 是 炼钢 炉 一连 铸一 热 轧 直接 连接 的 更 高水 乎的工 艺 ， 其技 术经 济 意 义无疑是 十分 重 要 。 它 是 今 后取代 高效率 、 高质 量 的连铸一 热 轧 工 艺的 有力 竞 争者 。 当前 ， 该 工 艺 是 从 薄 板 坯 连铸 厚 度 左 右 开 始 的 ， 而 且 已经 有 万 吨 级 以 上 的工业装置 投人 试 生 产 。 从 综 合情况 看 ， 其 水 平较 高 ， 成功 的 可能性 以及 成熟 的程度都是 乐 观 的 。 我 国应 该 在 年代 有所 作为 ， 要 争取 在工 业 规 模 的生 产上有所 建树 。 在分 析预测接 近 成 品 形 状 连 铸技 术时 ， 回顾 一 下 过 去连 铸 技 术取代 模铸 一初轧 工 艺的过 程 是 必 要 的 。 连铸 的从成功 到成 熟 ， 再 到 成为 主 流 的过程经 历 一 年 时 介 。 开 始阶 段 ， 是将 提 高成材 率优 点 大 的 不诱钢 等特 殊钢 和 在质 量 方面 已成 熟 的结构 用棒 材为 突 破 对象 的 ， 但 还达不 到取 代 初 轧 机的 程 度 。 共主 要原 因是 在经 济 合理性 和质 量方 面不如初轧 法 。 直 到 因 石 油危 机导致 国际 上 能源 价格 猛涨 才 突破 了经 济 方面的 障碍 ， 并 在技术 上 实现 了 全 连 铸 工 艺 ， 全 面 取代 初轧 机 ， 完成 了开 发一成功 一成 熟 一成 主 流的过程 。 看来 ， 该新工 艺 的工业化 关键是经 济 合理性 和质量问 题 。 接 近 成 品形 状 的连铸 技术作为一 项带根本性突 破 的新工 艺 ， 我 国应 该十分重 视 ， 抓紧开 展 工 作 。 一 方 面要 组织 国 内研 究力 量 试验开 发 另 一 方 面要 分析 国际 上已取 得的 成就 ， 择 其 优 秀适 用 者 ， 并结 合利用外 资大 胆引 进 ， 继 而 在更 高的起 点上 ， 消化 、 吸收 、 开 发 、 创新 。 即使采 用 引进 的 方 式作为 主 要突破 ， 也 还 要 在分析 、 判 断 的 基 础上进 行 。 看来 ， 采 用接 近 成 品形 状连铸 技 术时 ， 首 先要 注 意 的是 与其相 匹配 的炼钢炉容 量过小是 不合适 的 。 因为过 小 容 量的炼钢炉 既 不适 合于 连 铸机 的连 浇工艺 ， 也 不适 合于轧 机 的经 济 规 模 。 从我 国 的现状 出 发 ， 要 引进接 近成 品形状 的 连 铸技 术 ， 其前 提之一 是 炼钢炉 容 量 不宜 小 于 吨 。 过 小 容 量 。 吨 ， 吨 的炉 户 ， 不宜匆忙决 定引 进 。 共 次 ， 在产 品 方向上 ， 接近 成 品形 状 的 连 铸 技 术址好 也是 先从 不锈钢 和质量 方面 不太成问 题 的 结 构川碳 钢作为突 破 日 ， 这一 点 也是 很 重 要 的 。 接 近 成 品形状 的连铸 技术各国都在进行 不 同规 模 、 不 同水平 、 不 同 目标 的 开 发 ， 要 成为 主 流技 术无疑 也需 要一 段 时介 。 但是 ， 不能因为成 熟 期 的存 在而 有所忽 视 、 放松 ， 为 了 世 纪钢铁工 业 的迸步 ， 我们 必须 认真努力地抓紧 开 发和 掌握这一新工 艺
