電弧爐煉鋼技術(shù)講座(終稿)課件

1、北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2008.03.202008.03.20電弧爐煉鋼技術(shù)講座電弧爐煉鋼技術(shù)講座目目 錄錄1. 1. 總論總論2. 2. 電弧爐煉鋼工藝及技術(shù)分析電弧爐煉鋼工藝及技術(shù)分析3.3. 供電供電4.4. 供氧供氧5. 5. 能量集成能量集成6. 6. 煉鋼電弧爐爐型煉鋼電弧爐爐型7. 7. 資源資源8. 8. 環(huán)境環(huán)境1 1 總論總論1.1 1.1 產(chǎn)量的增長產(chǎn)量的增長1.2 1.2 過程工業(yè)與過程系統(tǒng)過程工業(yè)與過程系統(tǒng)1.3 1.3 煉鋼生產(chǎn)的高效化和潔凈化煉鋼生產(chǎn)的高效化和潔凈化1.4 1.4 兩類鋼鐵生產(chǎn)流程兩類鋼鐵生產(chǎn)流程世界鋼產(chǎn)量增

2、長情況世界鋼產(chǎn)量增長情況1.1 1.1 產(chǎn)量的增長產(chǎn)量的增長世界鋼產(chǎn)量預(yù)測世界鋼產(chǎn)量預(yù)測鋼產(chǎn)量增長情況鋼產(chǎn)量增長情況各國電爐鋼產(chǎn)量比例各國電爐鋼產(chǎn)量比例 鋼鐵生產(chǎn)屬于過程工業(yè)原料經(jīng)一系列的單鋼鐵生產(chǎn)屬于過程工業(yè)原料經(jīng)一系列的單元工序被元工序被 加工成合格產(chǎn)品的工業(yè)，其中包括能量加工成合格產(chǎn)品的工業(yè)，其中包括能量的轉(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。 過程系統(tǒng)處理物流或能量流的人造目的系過程系統(tǒng)處理物流或能量流的人造目的系統(tǒng)，即實現(xiàn)物質(zhì)或能量轉(zhuǎn)換的工業(yè)系統(tǒng)。另一種統(tǒng)，即實現(xiàn)物質(zhì)或能量轉(zhuǎn)換的工業(yè)系統(tǒng)。另一種說法可以是：由被加工的物流或能量流經(jīng)過的諸說法可以是：由被加工的物流或能量流經(jīng)過的諸單元工序所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為過程系

3、統(tǒng)，與之相應(yīng)單元工序所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為過程系統(tǒng)，與之相應(yīng)的是過程工業(yè)。的是過程工業(yè)。1.2 1.2 過程工業(yè)與過程系統(tǒng)過程工業(yè)與過程系統(tǒng) 系統(tǒng)與環(huán)境一起構(gòu)成更大系統(tǒng)，因此系統(tǒng)的系統(tǒng)與環(huán)境一起構(gòu)成更大系統(tǒng)，因此系統(tǒng)的優(yōu)化取決于更大系統(tǒng)所確定的目標和約束，即資優(yōu)化取決于更大系統(tǒng)所確定的目標和約束，即資源、產(chǎn)品、市場和環(huán)境。源、產(chǎn)品、市場和環(huán)境。 冶金工程系統(tǒng)構(gòu)成冶金工程系統(tǒng)構(gòu)成 物質(zhì)流物質(zhì)流 能量（流）能量（流） 信息流信息流 風(fēng)、水、電、氣、汽風(fēng)、水、電、氣、汽 財務(wù)（資金流）財務(wù)（資金流）冶金工程的過程系統(tǒng)特征冶金工程的過程系統(tǒng)特征 過程工業(yè)和制造工業(yè)過程工業(yè)和制造工業(yè) 工業(yè)：大規(guī)模制造、可重復(fù)

4、、穩(wěn)定的進行（不工業(yè)：大規(guī)模制造、可重復(fù)、穩(wěn)定的進行（不希望變異）希望變異） 過程工業(yè)：過程工業(yè)：Process Industry Process Industry 化工、石油、冶化工、石油、冶金、電力、建材、核能等行業(yè)。金、電力、建材、核能等行業(yè)。 制造工業(yè)：制造工業(yè)：Products Industry Products Industry 汽車、家電、汽車、家電、電子電子 國民經(jīng)濟中的前幾名一般都是過程工業(yè)行業(yè)。國民經(jīng)濟中的前幾名一般都是過程工業(yè)行業(yè)。 過程工業(yè)過程工業(yè) 制造工業(yè)制造工業(yè) （1 1）原料：自然資源）原料：自然資源 過程工業(yè)的產(chǎn)品過程工業(yè)的產(chǎn)品 （2 2）產(chǎn)品：供給制造工業(yè)）產(chǎn)

5、品：供給制造工業(yè) 人類使用、市場人類使用、市場 （3 3）生產(chǎn)過程：連續(xù)、半連續(xù)）生產(chǎn)過程：連續(xù)、半連續(xù) 分散、單件分散、單件 （4 4）物理、化學(xué)變化）物理、化學(xué)變化 機械加工，外形物理變化機械加工，外形物理變化 （5 5）放大規(guī)模生產(chǎn)）放大規(guī)模生產(chǎn)Scale-up Scale-up 生產(chǎn)線生產(chǎn)線 （6 6）污染重、能耗大、負荷大）污染重、能耗大、負荷大 環(huán)境、負荷輕環(huán)境、負荷輕 過程工業(yè)和制造工業(yè)的特點過程工業(yè)和制造工業(yè)的特點過程系統(tǒng)過程系統(tǒng) 過程系統(tǒng)工程定義：過程系統(tǒng)工程定義： 處理物質(zhì)流處理物質(zhì)流/ /能量流的系統(tǒng)。能量流的系統(tǒng)。 過程工業(yè)：過程工業(yè)： 原料經(jīng)過一系列單元工序轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品

6、的工業(yè)。原料經(jīng)過一系列單元工序轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的工業(yè)。 現(xiàn)代煉鋼技術(shù)處于理性發(fā)展，氧氣轉(zhuǎn)爐煉現(xiàn)代煉鋼技術(shù)處于理性發(fā)展，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼和電弧爐煉鋼是兩種最主要的煉鋼方法，技鋼和電弧爐煉鋼是兩種最主要的煉鋼方法，技術(shù)進步的共同趨勢是高效化和潔凈化。術(shù)進步的共同趨勢是高效化和潔凈化。 1.3 1.3 煉鋼生產(chǎn)的高效化和潔凈化煉鋼生產(chǎn)的高效化和潔凈化l高的生產(chǎn)率高的生產(chǎn)率l高的生產(chǎn)速率高的生產(chǎn)速率l高的能量利用效率高的能量利用效率 生產(chǎn)率指標是單位時間內(nèi)的產(chǎn)鋼量生產(chǎn)率指標是單位時間內(nèi)的產(chǎn)鋼量萬萬噸噸/ /年、噸年、噸/ /日或噸日或噸/ /時。時。 實現(xiàn)全連鑄、特別是連鑄實現(xiàn)全連鑄、特別是連鑄連軋生產(chǎn)流程連軋

7、生產(chǎn)流程后，鋼鐵企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于單通道串聯(lián)結(jié)構(gòu)，后，鋼鐵企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于單通道串聯(lián)結(jié)構(gòu)，煉鋼工序的生產(chǎn)率與煉鋼裝備的生產(chǎn)率的關(guān)系煉鋼工序的生產(chǎn)率與煉鋼裝備的生產(chǎn)率的關(guān)系簡單化。簡單化。 煉鋼工序的生產(chǎn)率取決于后步工序的需求煉鋼工序的生產(chǎn)率取決于后步工序的需求 目前目前 寬帶熱連軋寬帶熱連軋 200200400400 10104 4t/at/a 薄板坯連鑄連軋薄板坯連鑄連軋 100100250250 10104 4t/at/a 長型材連軋長型材連軋 5050100100 10104 4t/at/a 煉鋼裝備的合理大型化煉鋼裝備的合理大型化 大型化有利于提高裝備水平和技經(jīng)指標大型化有利于提高裝備水

8、平和技經(jīng)指標 大型化與生產(chǎn)率之間關(guān)系需參考生產(chǎn)速率指標大型化與生產(chǎn)率之間關(guān)系需參考生產(chǎn)速率指標 大型化的合理性應(yīng)符合物流通量的平衡大型化的合理性應(yīng)符合物流通量的平衡 生產(chǎn)速率指標是每噸公稱爐容量在單位時間內(nèi)的鋼產(chǎn)生產(chǎn)速率指標是每噸公稱爐容量在單位時間內(nèi)的鋼產(chǎn)量量萬噸萬噸/ /噸位噸位年，噸年，噸/ /噸位噸位日，噸日，噸/ /噸位噸位時。時。 在當前，煉鋼生產(chǎn)是一種間歇式操作或周期性操作，在當前，煉鋼生產(chǎn)是一種間歇式操作或周期性操作，生產(chǎn)速率的特征表現(xiàn)為生產(chǎn)節(jié)奏生產(chǎn)速率的特征表現(xiàn)為生產(chǎn)節(jié)奏爐次爐次/ /小時或冶煉周小時或冶煉周期期分鐘分鐘/ /爐次，整個煉鋼工序應(yīng)處于相對穩(wěn)定的節(jié)奏爐次，整個煉

9、鋼工序應(yīng)處于相對穩(wěn)定的節(jié)奏中。中。 生產(chǎn)速率是一種強度指標，更直接地反映出煉鋼生產(chǎn)生產(chǎn)速率是一種強度指標，更直接地反映出煉鋼生產(chǎn)的裝備、操作、工藝的綜合水平。的裝備、操作、工藝的綜合水平。 高的生產(chǎn)速率高的生產(chǎn)速率 影響生產(chǎn)速率的因素影響生產(chǎn)速率的因素冶煉周期構(gòu)成冶煉周期構(gòu)成 有效冶煉時間有效冶煉時間提高冶煉強度提高冶煉強度 輔助操作時間輔助操作時間機械化、自動化機械化、自動化 非操作時間非操作時間作業(yè)率，爐襯、維修、管理等作業(yè)率，爐襯、維修、管理等 建議的指標是建議的指標是 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼：1.51.5萬爐次萬爐次/ /年年 和和 3030分鐘分鐘/ /爐次爐次 電弧爐煉鋼：電弧

10、爐煉鋼：70007000爐次爐次/ /年年 和和 6060分鐘分鐘/ /爐次爐次 目標：建立一座轉(zhuǎn)爐吹煉制，使一座轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量達到傳統(tǒng)目標：建立一座轉(zhuǎn)爐吹煉制，使一座轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量達到傳統(tǒng)2 2座座 轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力。 冶煉周期冶煉周期202025min25min，年產(chǎn)爐數(shù)，年產(chǎn)爐數(shù)1500015000爐爐 轉(zhuǎn)爐爐齡轉(zhuǎn)爐爐齡1500015000爐爐技術(shù)措施技術(shù)措施 100% 100%鐵水三脫預(yù)處理，鐵水鐵水三脫預(yù)處理，鐵水P P、S0.01%S0.01% 轉(zhuǎn)爐少渣冶煉，渣量轉(zhuǎn)爐少渣冶煉，渣量30kg/t30kg/t 快速吹煉，供快速吹煉，供O O2 2強度從強度從3.5Nm3.5Nm3

11、 3/t.min/t.min提高到提高到 5.0Nm5.0Nm3 3/t.min/t.min 全自動吹煉，控制噴濺率全自動吹煉，控制噴濺率1%1% 快速出鋼，從終點到出鋼結(jié)束的時間縮短到快速出鋼，從終點到出鋼結(jié)束的時間縮短到5min5min以內(nèi)以內(nèi) 提高爐齡到提高爐齡到1500015000爐以上爐以上 消除補爐操作消除補爐操作轉(zhuǎn)爐高速吹煉工藝技術(shù)轉(zhuǎn)爐高速吹煉工藝技術(shù)電弧爐快速冶煉工藝電弧爐快速冶煉工藝 目標：供電時間縮短到目標：供電時間縮短到202025min25min，冶煉周期，冶煉周期45 min45 min，冶煉，冶煉 電耗（全廢鋼）電耗（全廢鋼）350kWh/t350kWh/t，電極消

12、耗，電極消耗1kg/t1kg/t。 超高功率供電，比功率達到超高功率供電，比功率達到1000kVA/t1000kVA/t 強化冶煉，供強化冶煉，供O O2 2強度達到強度達到0.80.81.0Nm1.0Nm3 3/t.min,/t.min, 提高化學(xué)能輸入比例提高化學(xué)能輸入比例 廢鋼預(yù)熱，平均廢鋼預(yù)熱溫度廢鋼預(yù)熱，平均廢鋼預(yù)熱溫度600600 連續(xù)加料，縮短加料時間連續(xù)加料，縮短加料時間 提高爐齡，減少補爐時間提高爐齡，減少補爐時間技術(shù)措施技術(shù)措施高的能量利用效率高的能量利用效率 從某種意義講，冶煉是一種以能量換取合格鋼生產(chǎn)從某種意義講，冶煉是一種以能量換取合格鋼生產(chǎn)量的過程。量的過程。 冶煉

13、能耗用于冶煉能耗用于 合格鋼水的物理熱合格鋼水的物理熱有用能量有用能量380kwh/t380kwh/tsteel steel 或或1368MJ/t1368MJ/tsteelsteel 合格鋼水與雜質(zhì)的分離合格鋼水與雜質(zhì)的分離冶煉操作耗能冶煉操作耗能 可利用的余熱可利用的余熱物理余熱和化學(xué)余熱物理余熱和化學(xué)余熱 熱損失熱損失 對于電弧爐煉鋼，電能利用效率的指標是變壓器利對于電弧爐煉鋼，電能利用效率的指標是變壓器利用系數(shù)：用系數(shù)：t/kVAt/kVAd d或或t/MVAt/MVAa a。國內(nèi)重點企業(yè)原平均指標。國內(nèi)重點企業(yè)原平均指標是是131315t/kVA15t/kVAd d，相當于，相當于50

14、00t/MVA5000t/MVAa a，而國際水平，而國際水平是是1.21.2 10104 4t/t/MVAMVAa a。噸鋼電耗與變壓器日利用系數(shù)關(guān)系噸鋼電耗與變壓器日利用系數(shù)關(guān)系0 5 10 15 20 25 30 35 40 400 500 600 700 800 900 大連二軋 天津三軋 舞陽 北滿 沙鋼 唐鋼 杭州 安陽 湖州 合肥 三明 沈總 東方 酒泉 國際 天鋼 柳鋼 蕪湖 張店 沈鋼 線性回歸：數(shù)據(jù)量 n=88 SEC=786.7+10.2Ce.d 復(fù)相關(guān)數(shù)： R = -0.68154 顯著性水平：P = 2.6988E-13 噸鋼電耗 SEC kWh/t 日利用系數(shù) Ce

15、.d t/MVA.d 兩種原料和能源兩種原料和能源 鐵水鐵水/ /純氧氣純氧氣 輸入的物理熱輸入的物理熱+ +化學(xué)熱遠大于合格鋼水帶走的物理熱。故化學(xué)熱遠大于合格鋼水帶走的物理熱。故主要的任務(wù)在于氧氣的供應(yīng)，同時改善能量的有效利用。主要的任務(wù)在于氧氣的供應(yīng)，同時改善能量的有效利用。 廢鋼廢鋼/ /電能電能 過程所需的能量依賴于電能只有電弧才能保證足夠的能過程所需的能量依賴于電能只有電弧才能保證足夠的能量密度達到量密度達到303080MW80MW，而一般油氧的功率只有，而一般油氧的功率只有2 23MW3MW。 煉鋼生產(chǎn)的潔凈化煉鋼生產(chǎn)的潔凈化 鋼質(zhì)的潔凈化（內(nèi)在潔凈化）鋼質(zhì)的潔凈化（內(nèi)在潔凈化）

16、 鋼的潔凈化生產(chǎn)（外部潔凈化）鋼的潔凈化生產(chǎn)（外部潔凈化） 潔凈鋼冶煉潔凈鋼冶煉 目標：鋼水純凈度對大規(guī)模生產(chǎn)可達到：目標：鋼水純凈度對大規(guī)模生產(chǎn)可達到： S+P+T.O+N+H100S+P+T.O+N+H1001010-6-6 成分控制精度：成分控制精度：C C（0.01%0.01%）; Si; Si、MnMn（0.02%0.02%）; ; Ti, Ti, V, V, Nb Nb= 6= 0.6= 0.6 1 1.5= 0.25= 0.40= 0.01= 0.02= 0.25= 3 3= 0.6= 0.4= 1.0 0.3 0.3 0.3Total = 0.9= 0.8 92= 0.25=

17、0.50= 0.02= 0.07 車削車削廢鋼廢鋼E5H E5M均勻來源均勻來源混合車削混合車削 使用前分析成分使用前分析成分= 0.40= 0.03= 0.5= 0.6 1.5 0.7= 0.45= 0.40= 0.03= 0.03= 0.35= 1.0直接還原鐵直接還原鐵 直接還原鐵是指鐵礦石在低于熔化溫度下進行直接還原鐵是指鐵礦石在低于熔化溫度下進行還原得到的海綿狀金屬鐵，通常又稱海綿鐵、預(yù)還還原得到的海綿狀金屬鐵，通常又稱海綿鐵、預(yù)還原鐵，簡稱直接還原鐵（原鐵，簡稱直接還原鐵（DRIDRIDirect Reduction Direct Reduction IronIron）。）。 直接

18、還原過程一般是在回轉(zhuǎn)窯或豎爐內(nèi)進行，直接還原過程一般是在回轉(zhuǎn)窯或豎爐內(nèi)進行，所用還原劑有煤基和氣基兩類。所用還原劑有煤基和氣基兩類。 根據(jù)工藝不同，主要有三類產(chǎn)品：海綿鐵；根據(jù)工藝不同，主要有三類產(chǎn)品：海綿鐵；金屬化球團；熱壓塊鐵（金屬化球團；熱壓塊鐵（HBIHBIHot Briquetted Hot Briquetted IronIron）HBIHBI的使用價值的使用價值0100100% 優(yōu)質(zhì)原料優(yōu)質(zhì)原料100% 劣質(zhì)原料劣質(zhì)原料冶煉成本冶煉成本% 劣質(zhì)廢鋼劣質(zhì)廢鋼總成本高總成本高-由于原料成本高由于原料成本高最低冶煉成本最低冶煉成本-最優(yōu)點最優(yōu)點總成本高總成本高-由于加工成本高由于加工成本

19、高非經(jīng)濟區(qū)非經(jīng)濟區(qū)92% Met HBI Improves Yield at Casima Pellet BasedBriquettes(T=96.3)HBIHBIFines BasedBriquettes(T=98.2) -25 + 6.3mm -25 + 6.3mm-6.3mm-6.3mm熱鐵水熱鐵水 鐵水具有無鐵水具有無Sn Sn 、PbPb、 AsAs、 SbSb、BiBi等有害等有害元素，無元素，無CrCr、Ni Ni 、Mo Mo 、CuCu等殘余元素的特點。等殘余元素的特點。電爐熱裝鐵水可大大改善電爐冶煉條件，提高鋼電爐熱裝鐵水可大大改善電爐冶煉條件，提高鋼材質(zhì)量。兌入鐵水后，鐵

20、水與爐內(nèi)的留鋼留渣迅材質(zhì)量。兌入鐵水后，鐵水與爐內(nèi)的留鋼留渣迅速形成溶池，這時，爐壁氧氣射流吹入的氧氣射速形成溶池，這時，爐壁氧氣射流吹入的氧氣射流與鐵水中的碳、硅、錳等元素快速反應(yīng)，在爐流與鐵水中的碳、硅、錳等元素快速反應(yīng)，在爐內(nèi)冷區(qū)放出大量的化學(xué)熱，使爐內(nèi)溫度和成份均內(nèi)冷區(qū)放出大量的化學(xué)熱，使爐內(nèi)溫度和成份均勻，同時鐵水的兌入使泡沫渣的形成時間提前，勻，同時鐵水的兌入使泡沫渣的形成時間提前，提高了電能的效率。提高了電能的效率。 碳化鐵碳化鐵 碳化鐵生產(chǎn)過程比較簡單，通過氣碳化鐵生產(chǎn)過程比較簡單，通過氣固反應(yīng)一步生成?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：固反應(yīng)一步生成?；瘜W(xué)反應(yīng)式為： 3Fe 3Fe2 2O O3

21、 3+5H+5H2 2+2CH+2CH4 4=2Fe=2Fe3 3C+9HC+9H2 2O O 從使用角度看，碳化鐵產(chǎn)品穩(wěn)定、強度好、從使用角度看，碳化鐵產(chǎn)品穩(wěn)定、強度好、不易碎、不自燃、不易二次氧化、不粘結(jié)、流動不易碎、不自燃、不易二次氧化、不粘結(jié)、流動性好，且便于運輸、貯存、加料。性好，且便于運輸、貯存、加料。 和高爐煉鐵相比：碳化鐵生產(chǎn)減少了礦粉破和高爐煉鐵相比：碳化鐵生產(chǎn)減少了礦粉破碎、造塊、燒結(jié)、焦化等過程的投資和環(huán)境污染碎、造塊、燒結(jié)、焦化等過程的投資和環(huán)境污染，不依賴日益枯竭的焦煤資源。，不依賴日益枯竭的焦煤資源。 同廢鋼相比：碳化鐵價格便宜，雜質(zhì)元素含同廢鋼相比：碳化鐵價格便宜

22、，雜質(zhì)元素含量極少，不含硫，供應(yīng)穩(wěn)定。量極少，不含硫，供應(yīng)穩(wěn)定。 與與DRIDRI相比：碳化鐵具有相比：碳化鐵具有DRIDRI的大部分優(yōu)點，的大部分優(yōu)點，卻很少有其他缺點，且價格便宜。卻很少有其他缺點，且價格便宜。脫碳粒鐵脫碳粒鐵 脫碳粒鐵生產(chǎn)工藝為高爐出鐵時，鐵水經(jīng)高壓脫碳粒鐵生產(chǎn)工藝為高爐出鐵時，鐵水經(jīng)高壓水淬火，得到不同粒度的生鐵（水淬火，得到不同粒度的生鐵（3-10mm3-10mm），然后將），然后將?；F裝入回轉(zhuǎn)窯，加熱至一定溫度，在回轉(zhuǎn)窯粒化生鐵裝入回轉(zhuǎn)窯，加熱至一定溫度，在回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)過程中通入一定量的混合氣體，使粒鐵脫碳，旋轉(zhuǎn)過程中通入一定量的混合氣體，使粒鐵脫碳，得到可供電弧

23、爐煉鋼使用的原料。得到可供電弧爐煉鋼使用的原料。配料計算方法配料計算方法確定某爐確定某爐基本需要基本需要原料品種、品質(zhì)原料品種、品質(zhì)原料來源原料來源原料有害物含量原料有害物含量碳平衡碳平衡? ?加入生鐵加入生鐵架碳架碳調(diào)整供氧率調(diào)整供氧率溶劑添加溶劑添加合金添加合金添加取得最低取得最低產(chǎn)品成本產(chǎn)品成本廢品率廢品率- -量鋼量鋼煉鋼產(chǎn)鋼率煉鋼產(chǎn)鋼率軋鋼成材率軋鋼成材率出鋼出鋼- -出鋼時間出鋼時間與熱效率與熱效率電耗電耗鐵含量鐵含量脈式含量脈式含量原料成本原料成本N N2 2裝料方法裝料方法操作調(diào)整操作調(diào)整鋼種對廢鋼中殘余元素含量的限制鋼種對廢鋼中殘余元素含量的限制HBIHBI加入量對鋼中殘余元

24、素的影響加入量對鋼中殘余元素的影響原料中殘余元素原料中殘余元素 DRI DRI：CuCu、SnSn平均平均在在0.005%0.005%以下；以下； 02%02%、SnSn為為0.0050.0050.01%0.01%； 廢鋼：廢鋼：CuCu平均含平均含量達量達0.35%0.35%以上，是以上，是鋼中殘余有害金屬鋼中殘余有害金屬元素的最主要來源。元素的最主要來源。金屬金屬年開采量（萬噸）年開采量（萬噸）可開采可開采年數(shù)年數(shù)備備 注注鉛鉛錫錫銀銀金金鋅鋅銅銅鎳鎳錳錳鈷鈷鐵鐵鋁鋁石油石油天然氣天然氣煤煤57718.11.440723584.89.18億噸億噸9963 2223

25、303141531291501742322334356328（1）全世界資）全世界資源是有限的；源是有限的；（2）所有的金）所有的金屬中，鐵量占約屬中，鐵量占約90，所以未來，所以未來的鋼鐵材料仍然的鋼鐵材料仍然是最主要的金屬是最主要的金屬材料。材料。世界資源情況世界資源情況 8. 8. 環(huán)境環(huán)境 19961996年美國環(huán)保署關(guān)于溫室效應(yīng)氣體年美國環(huán)保署關(guān)于溫室效應(yīng)氣體(CO(CO2 2) )排放量排放量的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 1922 kg/t-steel BOF/LD1922 kg/t-steel BOF/LD 642 kg/t-steel EAF 642 kg/t-steel EAF（含發(fā)電）（含

26、發(fā)電） 轉(zhuǎn)爐流程的排放量大約是電爐流程的轉(zhuǎn)爐流程的排放量大約是電爐流程的4 4倍倍輸入物料輸入物料(1t(1t粗鋼粗鋼) )礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)廢鋼小鋼廠廢鋼小鋼廠 鐵礦石鐵礦石 1500kg 1500kg 煉焦煤煉焦煤610kg 610kg 熔劑熔劑40kg40kg燃料煤燃料煤60kg60kg合金合金10kg10kg塊礦塊礦150kg150kg熱熱/ /冷生鐵冷生鐵熔劑熔劑200kg200kgDRIDRI1130kg1130kg廢鋼廢鋼175kg175kg廢鋼廢鋼 2695kg 2695kg = 1180kg = 1180kg水水 5m5m3 3( (水水) ) 3m 3m3 3

27、輸出物料輸出物料(1t(1t粗鋼粗鋼) )礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè) 廢鋼小鋼廠廢鋼小鋼廠渣渣 445kg445kg 渣渣 148.5kg148.5kg粉塵粉塵/ /泥渣泥渣 56kg56kg 爐塵爐塵/ /泥渣泥渣 19kg/2.5kg19kg/2.5kg氧化鐵皮氧化鐵皮 16kg16kg 氧化鐵皮氧化鐵皮 16kg16kg廢耐火材料廢耐火材料 4kg4kg 廢鋼材廢鋼材 17kg17kg廢油廢油 0.8kg0.8kg 廢油廢油 0.8kg0.8kg其他其他 54kg 54kg 其他其他 3kg3kg= 575.8kg= 575.8kg = 204.3kg = 204.3kg排放物排放

28、物(1t(1t粗鋼粗鋼) )礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)廢鋼小鋼廠廢鋼小鋼廠廢水廢水(ss,(ss,油油,NH,NH3 3) )3 m3 m3 3固體懸浮物固體懸浮物(ss)(ss)1.6 kg1.6 kg油油 150 kg150 kg氨態(tài)氮氨態(tài)氮110 kg110 kg酚酚, ,甲基類甲基類, ,氰化物氰化物 8 kg8 kgCOCO 28 kg 28 kgCO 2.5 kgCO 2.5 kgCOCO2 2 2.3 t2.3 tCOCO2 2 120 kg120 kgSOSO2 22.2 kg2.2 kgSOSO2 2 60 g60 gVOCVOC0.3 kg0.3 kgNONOX X

29、0.5 kg 0.5 kg NONOX X2.3 kg2.3 kg顆粒物顆粒物 16 kg16 kg顆粒物顆粒物1.1 kg1.1 kg其他其他( (金屬金屬,H,H2 2S)S)65 kg65 kg 輸入能源輸入能源(1t(1t粗鋼粗鋼) )礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)廢鋼小鋼廠廢鋼小鋼廠煤煤19.2GJ(655.5kgce)19.2GJ(655.5kgce)煤煤/ /焦焦0.45GJ(15.4kgce)0.45GJ(15.4kgce)蒸汽蒸汽 5.2GJ(177.5 kgce)5.2GJ(177.5 kgce)電電3.5GJ(119.5kgce)3.5GJ(119.5kgce)電電5.

30、5GJ(188.0kgce)5.5GJ(188.0kgce)氧氣氧氣 0.3GJ(10.2kgce)0.3GJ(10.2kgce) 氧氣氧氣 0.205GJ(7.0kgce)0.205GJ(7.0kgce)天然氣天然氣0.04GJ(1.4kgce) 0.04GJ(1.4kgce) 天然氣天然氣1.3GJ(44.4kgce)1.3GJ(44.4kgce) 電極電極0.12GJ(4.1kgce)0.12GJ(4.1kgce)=28.24GJ(964.1kgce) =7.575GJ(258.6kgce)=28.24GJ(964.1kgce) =7.575GJ(258.6kgce)輸出能源輸出能源(1

31、t(1t粗鋼粗鋼) )礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè)礦石鋼鐵聯(lián)合企業(yè) 廢鋼小鋼廠廢鋼小鋼廠蒸汽蒸汽 5.2GJ(177.5kgce)5.2GJ(177.5kgce)電電 3.4GJ(116.1kgce)3.4GJ(116.1kgce)煤焦油煤焦油 0.9GJ(30.7kgce)0.9GJ(30.7kgce)苯苯 0.3GJ(10.2kgce)0.3GJ(10.2kgce)= 9.8GJ(334.6kgce)= 9.8GJ(334.6kgce)凈能耗凈能耗 BF/BOFBF/BOF是是EAFEAF的的2.42.4倍倍總能耗總能耗 BF/BOFBF/BOF是是EAFEAF的的3.43.4倍倍20102010年鋼

32、鐵工業(yè)能耗值預(yù)測年鋼鐵工業(yè)能耗值預(yù)測全世界的鐵水和粗鋼產(chǎn)量與鐵鋼比全世界的鐵水和粗鋼產(chǎn)量與鐵鋼比世界CO世界CO2 2排放量排放量145286341832124323716012911311110494.282.466.847.528.117.917.613.38.9301002003004005006007008009001000110012001300140015001600美國中國俄羅斯日本德國印度英國加拿大意大利韓國法國墨西哥澳大利亞印度尼西亞泰國馬來西亞菲律賓新加坡智利新西蘭百萬噸-碳世界總量=6073百萬噸-碳世界各國能源消費量對比1996年世界各國能源消費量對比1996年2135

33、89159951035026223623516216116114110188.558.638.927.523.916.716.305001000150020002500美國中國俄國日本德國印度加拿大英國韓國法國意大利墨西哥澳大利亞印度尼西亞泰國馬來西亞菲律賓新加坡智利新西蘭百萬噸標油世界各國人均能源消費量對比 1996年世界各國人均能源消費量對比 1996年0123456789噸標油/人8.03印度尼西亞7.887.855.524.484.354.274.064.054.003.562.811.891.511.160.9770.7730.4490.3820.277美國加拿大新加坡澳大利亞新西蘭

34、法國德國日本俄國英國韓國意大利馬來西亞墨西哥 智利泰國中國菲律賓印度類類 型型對經(jīng)濟增長率的負面影響對經(jīng)濟增長率的負面影響失業(yè)、貧困、社會動亂失業(yè)、貧困、社會動亂0.30.6腐敗的經(jīng)濟影響腐敗的經(jīng)濟影響0.5艾滋病、傳染病影響艾滋病、傳染病影響1.82.2缺水和污染缺水和污染1.02.0能源消耗及價格上漲能源消耗及價格上漲1.0脆弱的金融系統(tǒng)、國企脆弱的金融系統(tǒng)、國企0.91.3國外直接投資下降的可能國外直接投資下降的可能0.81.6臺灣海峽和其他地區(qū)沖突臺灣海峽和其他地區(qū)沖突1.01.3資料來源：資料來源：RAND, ChinaRAND, Chinas Continued Economic

35、Progress: Possible Adversities and s Continued Economic Progress: Possible Adversities and Obstacles, 5Obstacles, 5thth Annual CRF Annual CRFRAND Conference, Beijing, October 31RAND Conference, Beijing, October 31Novermber 1, Novermber 1, 20022002。 美國蘭德公司對中國不確定因素影響經(jīng)濟增長率的估計美國蘭德公司對中國不確定因素影響經(jīng)濟增長率的估計（200520