冶金生产概论绪论.ppt
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1、冶金生产概论,绪论,1钢铁工业在国民经济中的地位,钢铁工业是基础材料工业,其发展状况反映了一个国家国民经济的发达程度,国民经济发达程度,工业化水平,国民生活水准,劳动生产率,机械设备,生活用品,交通工具,市政设施,民用住宅,基础材料,钢铁产品,人均年占有钢的数量是衡量一个国家发达程度的重要指标之一 日本世界第一800kg/人.年,中国380kg/人.年,钢铁是使用最多的金属材料 原因:储量大;冶炼加工容易;综合性能好预计未来几年钢铁产品在各行业中占的比例,钢铁工业是国民经济的重要基础产业,是国家经济水平和综合国力的重要标志,钢铁发展直接影响着与其相关的国防工业及建筑、机械、造船、汽车、家电等行
2、业。,重 轨,桥梁用钢,奥运鸟巢,板 卷,彩涂板,冷轧镀锌板,船板钢,锅炉容器用钢板,钢管,管线钢,螺旋焊管,线材生产,厚板矫直,厚板冷床,铁的故事,在远古时代,第一块落到人类手中的铁可能不是来自于地球,而是来自宇宙空间,因在一些古语中,称之为“天降之火”。埃及人把铁叫做“天石”。可见人们最早认识的铁是从陨石开始的。,2.世界钢铁生产的发展状况与我国钢铁生产概况,“天外来客”毕竟有限。因此在冶金业发展之前,用陨铁制作的器具相当的珍贵。因此,铁在地球上的出现与使用,在最初是带有神秘与高贵的色彩。只有最富有的贵族才能买得起耐磨的铁制装饰品。在古罗马,甚至结婚戒指一度是铁制而不是金制。在世纪探险家航
3、行中甚至有过这样的经历,他们用一枚生锈的铁,可以换一头猪,用几把破刀,就可换足够全体船员食用好几天的鱼。因为他们遇见的波利尼亚西土著人对铁的渴望超过了其它。有史以来,锻造业也一直被认为是最体面的行业之一。,著名铁建筑,年,由杰出的法国工程师艾菲尔(Eiffel.G)设计的一座宏伟的铁塔建筑物在巴黎落成。许多人认为,这座高米的铁塔不会持久,艾菲尔却坚持说它至少可以矗立四分之一个世纪。到现在一个多世纪过去了,艾菲尔铁塔仍然高高屹立在巴黎,吸引着成千上万的游客,成为法国的骄傲。,年,在比利时首都布鲁塞尔世界工业博览会上,一座让人过目难忘的大楼矗立起来,这座建筑物由个巨大的金属球组成,每个球的直径为米
4、,个球处于立方体的每个角顶,第个球处于立方体中心,这正是一个放大上千亿倍的铁晶体点阵模型,它叫阿托米姆(Atomin),也是铁的象征人类不可缺少的朋友。,炼铁发展,在人类历史上,起过革命作用的原材料中铁应该居首位,无论在世界的哪个地区,冶铁技术的发明都是划时代的重大事件。,早期的冶铁技术,大多采用“固体还原法”,即冶铁时,将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中,点火焙烧,在6501000温度下,利用炭的不完全燃烧,产生一氧化碳,遂使铁矿石中的氧化铁被还原成铁。但是由于炭火温度不够高,致使被还原出的铁只能沉到炉底而不能保持熔化状态流出。人们只好待把铁炼成,炼炉冷却后,再设法将铁取出。这种铁块表面因
5、夹杂渣滓而显粗糙,有的还不如青铜坚韧。后人们发现,炼出的铁反复加热,压延锤打,才能柔韧不脆。人们还发现再将红热的锻铁猛淬入冷水会变成坚韧的好铁,这种铁比青铜好。,古代炼铁与现代炼铁之比较,1万t生铁,1.6万t 铁矿石,3000t 焦炭,2000t 煤粉,3000t 炉渣,0.19亿m3 煤气,0.15亿m3 空气,Q1:生产1t生铁需要的原料分别是多少呢?,(1)世界钢铁生产的发展状况,现代钢铁工业始于19世经初期,至今已有一百多年历史,但真正得到大规模发展的是20世纪。1900年全世界钢总产量仅2850万吨,1937年突破1亿吨,达到1.1亿多吨,到2000年达到82960万吨。在100年
6、间,钢产量增长了30倍,年平均增长3.4%,累计产钢达300亿吨以上。尤其是20世纪下半叶特别是1973年世界能源危机以来,随着国际市场需求的变化和科学技术突破性的发展,钢铁工业的产品品种、质量、工艺技术、装备、技术经济指标都发生了革命性的变化和质的飞跃。20世纪世界钢铁工业的最深刻变化,是由于科学技术的进步,一些先进的产钢国家完成了从规模扩张到结构优化的战略转移。回顾20世纪钢铁工业的发展史,大体可以分为三个阶段。,第一阶段,从1901年到1951年,是第一代钢铁技术推动现代钢铁工业快速发展的阶段。这一阶段,钢铁工业在基数较低的基础上起步,由于以高炉、平炉、模铸造、初轧开坯、横列式轧机为主的
7、第一代钢铁技术的广泛应用,实现了有史以来钢铁领域生产力的一次大解放,产量迅速扩张。到1937年,钢产量达到11000万吨,首次突破1亿吨;到1951年,钢产量达到21070万吨,首次突破2亿吨。这一期间经历了两次世界大战,51年间,世界钢产量平均年增长率达到4%。钢铁生产国分布十分集中,大多分布在大西洋北部沿岸地区的美国和西欧(以西德为主)以及前苏联,高达全世界钢铁产量的87.5%,成为战前世界三大钢铁生产基地。美国因其远离战场的优势和经济技术的迅速发展,1951年,美国钢产量达到9544万吨,占全世界钢产量的45.3%,在世界钢铁工业中占据了霸主地位。,第二阶段,从1952年到1974年,是
8、第二代钢铁技术推动世界钢铁产量加速扩张的阶段。由于高炉喷煤、氧气顶吹转炉、铁水预处理、炉外精炼、连续铸钢、连续轧钢、冷热带钢连轧机等新技术得到了广泛应用,大大推动了钢铁工业的发展。在短短的23年中,世界钢产量以5.4%的年平均增长率快速扩张,从1951年的2亿吨迅速跃上了7亿吨的台阶(70342万吨),高级轿车面板、合金板、高强度石油管、冷轧硅钢等高附加值产品大量投入市场。这一阶段,日本钢铁工业技术和规模实现了飞速发展,在技术上基本淘汰了平炉,发展了大型转炉和连铸、连轧技术,在优化结构的基础上钢产量从1951年的650万吨增长到1974年的11713万吨,平均年增长率高达13.4%,逐步取代美
9、国、苏联而居于霸主地位。其他三大产钢国家即美国、前苏联、西德,分别以1.43%、6.6%、5.41%的速度实现规模扩张,1974年钢产量分别达到13220万吨、13620万吨和5323万吨。,第三阶段,从1975年到20世纪末,世界钢铁工业进入了重结构优化和重吨位增长两种类型共存的发展阶段。这一时期,钢产量始终在7.08.0亿吨之间徘徊。从1975年到1994年的20年间,平均年增长率仅为0.14%。到2000年,钢产量才突破8亿吨达到82960万吨。这种发展格局是由两种不同类型的发展模式和增长方式构成的。一种是日本、西欧、美国等工业化早已成熟的国家和地区,在吨位负增长的同时,走上了品种质量型
10、和集约效益型的发展道路。另一种是处于工业化初期阶段的发展中国家,为了推动工业化进程,偏重于吨位增长,加快了产能扩张速度,(2)我国钢铁生产概况,建国50十多年来,我国的钢铁工业取得了巨大的成就。1949年中国的钢铁产量只有15.8万吨,居世界第26位,不到当时世界钢铁年总产量的1.6亿吨0.1%。在三年经济恢复时期和以后的几个五年计划期间,我国钢铁工业在困境中顽强地前进。到1978年,我国钢产量达到3178万吨,居世界第五位,占当年世界钢铁产量的4.42%。1979年以后,我国逐步走上了改革开放和建设社会主义经济的道路,钢铁工业获得了快速发展的极好机遇和强大的内在动力,新建了宝钢、天津钢管等大
11、型现代化钢铁企业。通过对老企业挖潜改造,钢产量以每年400 500万吨的速度快速增长。20世纪90年代以来,中国钢铁工业飞速发展,钢产量从1990年的6535万吨,以每年增长600 700万吨的速度大幅度增长。从1996年首次超过一亿吨大关,跃居世界第一位以后,我国钢产量连年增长,并一直保持钢产量世界排名第一名的位置。,中国钢铁业世界第一,近几年,中国钢铁工业取得了多项世界第一:产量第一、出口量第一、消费量第一,并一跃成为全球钢铁生产大国。但世界钢铁生产大国并没有成为钢铁生产强国,在全球钢铁产业格局中没有话语权。中国钢铁产量占全球总产量30%以上,在推动世界钢铁工业发展中所起的作用越来越突出,
12、为我国经济的持续快速发展也作出了重大贡献。多年来,正是得益于钢铁工业提供的各类钢铁产品,才确保了国内机械、交通运输、建筑、国防等基础行业的大发展。但是,在获得诸多“世界第一”的背后,中国也为钢铁工业的无限扩产付出了惨重代价。这代价不仅是物质上的、环境上的,也包括精神上的;不仅是短期的,还包括长期的,甚至影响到我国钢铁工业在做大后难以做强。,存在的问题,一、资源弱势,受制于人 造成我国钢铁工业大而不强原因,几乎贯穿了整个钢铁产业链,其负面影响也越来越突出。基础资源储备不足。上世纪80年代以后,国家对地质勘探的支持力度弱化,勘探工作基本处于停顿,特别是对铁矿石资源的勘探力度和深度尤为欠缺。资源储备
13、不足,造成了一边是国内钢铁工业迅速发展,一边是铁矿石资源出现严重稀缺。需求大增,丧失定价权。由于国内铁矿石产量满足不了企业生产需求,我国每年不得不进口上亿吨铁矿石和铁精粉,而这些资源仅由几个国际矿业巨头所控制(必和必拓公司、力拓公司、淡水河谷以及印度的铁矿石公司等)。中国钢铁业对铁矿石的需求连年增加,这些矿业巨头就在每年的铁矿石谈判中联手抬价,对我国钢铁企业形成需求控制。行业不规范,调控不力。受市场需求驱动,地方中小钢铁企业受利益驱使和地方政府的支持,产能扩张无度。中小企业与大企业争原料、抢市场、拼价格,其产品又多是低附加值的大路货,如线材、盘条等,使产品利润被不断走高的原料价格所侵蚀。在国际
14、基础资源市场,“中国人买什么,什么就涨价”的怪现象,在钢铁工业方面表现得尤为突出。需求传导,引起连环涨价。急剧增长的钢铁产销量,对国内交通运输形成巨大压力,仅进口铁矿石和出口钢材两项运输总量,2006年铁路运输量就达13.79亿吨(含原辅能源材料)。近几来,钢铁企业进口大量铁矿石,又出口生铁、钢坯和钢材等产品,导致国际海运价格大幅攀升。2007年,巴西、澳洲到宁波港的铁矿石运费已分别由1月份33.64美元/吨、15.93美元/吨,上涨到10月末的85.56美元/吨和36.29美元/吨。,二、污染环境,恶性竞争,钢铁工业是耗能大户,也是资源消耗大户,除了需要高品位铁矿石外,还需要大量的辅助材料煤
15、、焦炭、水、电及熔剂等。钢铁行业更是污染物排放大户,废气、废水、废渣排放量占全国总排放量的14%,是个地道的大污染行业。在生产中,产生大量的废渣留在国内,我国钢铁工业年排废渣高达5亿吨左右,占全国总排放量的14%,出口产品近5300万吨,在生产过程中废渣排放量占全国总排放量2.4%。全国钢铁工业每年氟化物气体排放量约250万吨以上,而出口产品部分,留在国内大气中的氟化物约占1/10。钢铁工业的飞速发展,为我国经济作出了重大贡献。国民经济的持续发展,国内外两个市场消费旺盛,使得国内钢铁工业固定资产投资一再攀升,产能一扩再扩,总生产能力已远远超过国内实际需求,但高端钢铁产品又满足不了市场需求。目前
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