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钢铁行业的环境分析(为了了解中国钢铁行业的景气情况)

时间: 2024-03-26 04:51:11 |   作者: 冷作模具钢

  我的煤炭网新闻综合信息选矿知识钢铁行业的环境分析(为了了解中国钢铁行业的景气情况)

  下表包含了钢铁行业中涉及的大部分技术术语,以及本报告中涉及的主要术语和缩略语。

  是指在高温下对矿石进行熔炼精炼反应和熔化操作,使金属和杂质分离,获得相对纯净的金属的过程。整一个完整的过程可大致分为原料准备、熔炼、精炼三个过程。所需的过程能量主要由燃料燃烧提供,但也由过程中的化学反应热提供。

  在室温或100℃以下用溶剂处理矿石或精矿的过程,使待提取的金属溶解在溶液中,而其它杂质不溶解,然后从溶液中提取分离金属。因为大部分溶剂是水溶液,所以也叫湿法冶金。该方法有浸提、分离、富集和提取步骤。

  利用电能提取和提炼金属的方法。按电能形式可分为电热冶金和电化学冶金两大类。

  一种冶金过程,将矿石或精矿置于合适的环境中,加热至低于其熔点的温度,进行氧化、还原或其他化学变化。目的是改变原料中被萃取物的化学成分,满足冶炼要求。根据焙烧过程中气体控制的不同,可分为氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧和氯化焙烧。

  将碳酸盐或氢氧化物矿石原料在空气体中加热分解,除去二氧化碳或水,使之变成氧化物的过程,也称焙烧,如将石灰石煅烧成石灰,用作炼钢熔剂。

  通过高温下的氧化还原反应将处理过的矿石或其他原料分离成金属和炉渣两个液体层的过程也称为熔炼。按熔炼条件可分为还原熔炼、冰铜熔炼、氧化吹炼等。

  用少量冶炼产生的杂质进一步处理粗金属,以提高其纯度。例如,铁矿石被熔化以获得生铁,然后生铁被氧化并被精炼成钢。精炼方法有很多,如炼钢、real 空冶金、喷射冶金、熔盐电解等。

  先将铁矿石还原熔化成生铁(高炉炼铁),然后将生铁放入炼钢炉中氧化精炼成钢(主要是转炉或平炉)。这种冶炼工艺由高炉炼铁和转炉炼钢两个步骤组成,也称为简略炼钢法。由于其技术成熟、生产率高、成本低,是现代钢铁冶炼中批量生产的主要方法。

  铁矿石一步炼成钢的方法是直接炼钢(也叫直接炼铁)。该方法不使用高炉和昂贵的焦炭,而是将铁矿石放入直接还原炉中,用气体或固体还原剂还原含碳量低、杂质少的半熔融海绵铁。这种铁能代替废钢作为电炉炼钢的原料。从而形成了直接还原-电炉串联生产的炼钢新工艺。

  非高炉炼铁法,在高温下熔化铁矿石,用碳将氧化物还原成金属铁。产品为液态生铁,可通过传统转炉精炼成钢。

  建设大型钢铁企业,采用大型高炉,能节约资产金额的投入,提高劳动生产率,降低各种消耗和生产成本。

  高炉不仅吹热风,有时还向高炉中加入氧气、蒸汽和辅助燃料,以提高产量、节约焦炭和稳定操作。

  它是通过冶炼降低生铁中的碳,去除有害杂质,然后根据钢材性能的要求加入适量的合金元素,使之成为具有高强度、韧性或其他特殊性能的钢材。

  为了提高钢的质量,必须精确控制钢中的碳、磷、硫、氮、氢和氧的含量,因为这些元素的单一或综合作用会极大地影响钢的性能。有必要将冶金操作转移到精炼炉中。

  即通过钢包、中间包等铸造设备,将炼钢炉内冶炼、炉外精炼得到的合格钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中,使其凝固成钢锭或钢坯。

  一个行业的整体技术水平包括生产设备的技术水平、产品质量的技术水平等。,反映了工业发展的技术阶段和该国企业所达到的技术水平。近年来,中国钢铁工业的生产技术水平有了很大进步,具体表现为:

  1.工艺技术和装备水平有了很大提高,产品质量和产品结构有了很大改善。与2002年相比,2006年3000立方米以上的大型高炉由3座增加到9座,2000-2999立方米的大型高炉由17座增加到37座。大型高炉年生产能力从4079万吨增加到10585万吨,增长了2.59倍。百吨以上转炉由33台增加到91台,年生产能力由5638万吨增加到12464万吨,增长了2.21倍;热轧带钢轧机从17台增加到35台,年生产能力从3845万吨增加到9139万吨,增长了2.83倍;冷连轧机从8台增加到24台,年生产能力从1106万吨增加到3130万吨,增长了2.83倍;2006年不锈钢产能达到1000万吨,比2002年增长3.52倍,形成了相对合理的现代化生产体系,配套热轧产能800万吨,冷轧产能600万吨。2006年与2002年相比,镀锌生产线倍,涂层生产线倍,厚板和中厚板产能增长了3.64倍。2006年,中厚板(不含窄带钢)产量达到15402.46万吨,占全年钢产量的33%。

  到2008年,国内不锈钢粗钢可达1500万吨,在建项目1000万吨。2008年1-9月,中厚板(不含窄带钢)产量达到17182.61万吨,占钢铁总产量的38.60%,比2007年提高3.74个百分点。这一些状况表明,整个行业的技术水平正在向大型化、现代化方向发展,我国大中型钢铁企业的装备水平已进入国际领先水平的行列,其他已接近。

  2.主要技术指标已接近或达到世界领先水平。2008年一季度,96家大中型钢铁企业吨钢综合能耗为624.13千克标准煤,比去年同期下降0.19%。吨钢耗5.09吨,同比下降5.6%。2004年日本吨钢能耗为656千克标准煤/吨。这一些数据表明,中国钢铁工业的能耗水平正在慢慢地缩小与先进国家的差距。

  3.钢铁技术核心技术取得突破,如鞍钢开发2150宽带钢热轧生产线,产品精度达到国际领先水平。同时,鞍钢自主研发了1700中薄板坯连铸连轧生产线,形成了具有自主知识产权的ASP技术。

  1.重大冶金装备和高技术、高的附加价值的钢铁产品仍依赖进口,在薄板坯连铸连轧装备、中厚板轧机、冷轧宽带钢装备等研发方面仍缺乏自己的核心技术。也就是说,中国是钢铁产品的制造大国,但不是钢铁技术和工艺的R&D强国。

  2.在已形成的实际产能中,300立方米及以下的落后小高炉产能约1亿吨,20吨及以下的小转炉产能、小电炉产能5500万吨。这部分落后产能规模小、效率低、污染重、没有综合利用设施。单位能耗通常比大型设备高10%至15%,物耗高7%至10%,二氧化硫排放量高3倍。对周边生态环境能够造成严重威胁,与中国钢铁工业想要达到的“高效、清洁、节能”的发展趋势相悖。中国钢铁工业既然已经选择了循环经济发展之路,就要尽快淘汰这部分落后产能。

  3.产品劳动生产率(行业人均钢产量)与发达国家相比还有很大差距,这也反映出中国钢铁企业的管理还存在很多不足。

  2002年以来,中国钢铁冶炼炼铁炼钢产能迅速增加,目前已基本饱和。并且钢材深加工能力结构还有差距,将成为未来钢铁企业投资发展的主要方向。

  统计显示,截至2007年底,我国高炉炼铁产能约为5.5亿吨,国内高炉产能利用率在85%以上,部分高炉产能利用率达到90%以上,没再次出现高炉炼铁产能严重超过标准。从结构上看,我国大高炉数量相对较少,而小高炉数量相对较多。2007年,国家发改委加大落后产能淘汰力度,首次以行政命令强制淘汰300m3以下高炉,涉及炼铁产能近亿吨。预计到2010年,我国300m3以下高炉将基本淘汰。小高炉被淘汰后,形成的生铁供应缺口将被大高炉替代。目前国内只有大型钢企有实力和资质建设大型高炉,所以淘汰小高炉实际上为国内大型钢企的产能扩张创造了条件。

  2007年底,我国炼钢总产能达到约5.8亿吨,粗钢产能平均利用率为88.95%,处于较高水平。这说明国内炼钢产能并没有严重超过标准。但炼钢产能结构分布偏差较大,转炉钢和电炉钢利用率差异较大。受废钢资源短缺的影响,目前我国电炉利用率严重偏低。2007年电炉生产的钢坯只有4000万吨左右,产能利用率不足40%。同时,电炉钢的原料结构也发生了很大的变化,从废钢变成了废钢和生铁。电炉钢生产原料的变化,说明中国钢铁工业对铁矿石资源的依赖慢慢的变大。与电炉钢利用率低相比,我国转炉钢产能利用率在90%以上。我国政府在淘汰落后炼铁产能的同时,将淘汰20吨以下的小转炉,涉及炼钢产能约5500万吨。淘汰后,供应缺口将主要由投产大型转炉的大型钢企来弥补。

  我国热轧板产能集中在大型国有和民营钢铁企业,而热轧长线材产能大多集中在中小型民营钢铁企业。由于中小型民营钢铁企业经营的不确定性很大,产能波动很大。热轧板生产不仅稳定,而且是中国发展最快的领域。由于板带材附加值高,近年来,我国大型钢铁企业纷纷向板带材转移产能,一线钢铁企业的长协钢材占比正在年年在下降。除热轧板外,冷轧板带、镀锌板、彩涂板、电工钢等深加工板产能也迅速增加。中厚板生产实力已成为衡量钢铁企业综合竞争力的核心指标。未来,一线钢铁企业之间的竞争仍将集中在板带生产上。

  通过全行业人均产出来衡量劳动生产率。2004年、2005年钢铁行业人均产量增速高达19%,2006年、2007年逐年放缓至4%。2008年1-8月,全行业人均粗钢产量达到114.21吨,同比增长5.06%。折合成年率后,2008年人均产量预计为171.32吨,比2007年增长8.98%。

  表2 2003-2008年8月中国钢铁工业人均粗钢产量单位:万吨/人,吨/人。

  近年来,国外钢铁工业完成了结构调整、专业化分工和技术升级,正处于企业兼并和资源整合阶段。规模扩张从发达国家转向以亚洲为主的发展中国家。而欧洲、日本、韩国等国家的大型钢铁企业通过加大科技投入、开发核心技术、实施知识产权战略,加强了在国际竞争中的领头羊。凭借规模、资金、技术诀窍、服务网络等优势,通过出口设备向中国等发展中国家输出技术,获取高额利润。

  中国钢铁工业正在进入一个以规模扩张和结构调整为特征的时代,技术创新仍处于初级阶段。近年来,主要是依靠引进关键技术和设备,已经获得了当代世界最先进的技术和设备。目前致力于引进技术的消化吸收,以发挥先进设备的优势,开发存在竞争力的产品,进而进行二次技术创新,形成具有我国自主知识产权的核心技术,向真正的钢铁强国迈进。

  目前炼铁生产仍以高炉为主,高炉炼铁技术正朝着高效、低成本、环保的方向发展。

  (1)大型设备。目前世界上最大的炼铁高炉是切尔维尔钢铁厂的5号高炉,炉容量为5580立方米。宝钢在中国的三座高炉都在4000立方米以上,总产能12476立方米。

  (2)高炉长寿。日本高炉平均寿命超过12年,最高达20年,西欧高炉平均寿命达到10年。中国也有一批寿命超过10年的高炉。

  (3)利用系数高。美国和芬兰一些高炉的利用系数超过3吨/立方米& # 8226;日,高达4吨/立方米& # 8226;7月,中国新兴铸管厂350m3高炉系数为4.07吨/m3 & # 8226;日。

  高炉实现了精料、高顶压、高风温、长寿后,高炉技术在喷煤、操作和控制方面都有了新的发展。炼铁低成本运行是当前炼铁技术发展的主要方向,国外先进国家炼铁成本比国内平均低150元/吨。

  日本等先进国家做到了:铁渣利用率100%;工业水重复利用率>

  :97%,排放废水合格率100%;工业烟(粉)治理已完成,厂区粉尘10吨/千立方米& # 8226;月,废气达标率为100%。

  全球转炉钢占总产量的70%以上;完成了炼钢技术的新分析和重组,形成了铁水预处理-转炉冶炼-炉外精炼-连铸的技术体系。炼钢技术的成就体现在转炉长寿高效、计算机自动化炼钢和高洁净钢系统技术、高效连铸和优质钢坯生产技术、综合节能环保技术等方面。

  连铸的发展促进了钢铁制造工艺的持续不断的发展,最终形成了短炼钢工艺线。短流程炼钢生产线的基本特征是:围绕一个相对单一的产品,形成配置最佳的生产线,进行连续生产。主要生产设备是采用单机匹配原则,即一一对应。生产单元之间的物流协调依赖于辊道或管道运输。其优点是设备投资少,生产效率高,生产节奏快,生产周期短。但由于生产线上缓冲容量小,需要依靠生产设备可靠运行,生产秩序稳定有节奏。

  为了降低生产所带来的成本,近20年来,国际钢铁企业始终致力于高效生产技术的研究、开发和推广。特别是最近10年,钢铁生产高效技术突飞猛进,取得重大进展,实现了炼钢工艺的高效生产水平。

  (1)提高冶炼强度,缩短生产周期。转炉冶炼周期可小于25分钟,转炉利用率可超过100吨/标称吨& # 8226;日。

  (2)延长炉体寿命,提高设备运转率。随着溅渣护炉技术的发展和应用,炉龄可提高到10000 ~ 20000炉以上,最高可达37000炉,提高了转炉作业率。

  (3)加强设备维护,提高生产作业率。如国外高效连铸技术,使连铸机作业率高达98%,转炉作业率高达97%。

  洁净钢生产技术的目标是大量廉价地生产优质钢,使洁净钢的生产所带来的成本可低于常规钢。

  世界轧钢工业的技术进步大多分布在在生产的基本工艺的缩短和简化、短流程和近净技术;轧制产品的主要质量和品种规格的多样化;智能控制手段,生产的全部过程低污染,环保。

  轧钢的连续生产和控轧控冷技术是20世纪钢铁工业标志性的技术进步。它们与氧气转炉炼钢和连铸一起,是推动钢铁工业技术进步的三大技术,为紧凑化生产的基本工艺奠定了基础。

  炼钢技术的进步提高了钢的纯净度,近终形连铸对凝固组织的优化控制改变了保证钢的性能所需的最小压缩比,轧制所需压缩比从25:35下降到3:5。炼钢、连铸、轧制之间技术进步的相互影响,将实现低能耗、低成本的“极近终形连铸”和“最小压缩比”轧制的一体化。

  4.钢铁企业结构优化,或生产线优化,追求合理的规模经济和灵活的生产方向(多品种、高质量、小批量、小订单量、最短交货期、低成本)。轧制产品的高质量和低成本使轧制生产转向优质低成本的轨道。

  5.计算机AI和虚拟轧制技术的应用,如过程-结构-性能-模型预测的在线.轧制过程中的清洁生产——绿色技术:热轧过程中的节能和无氧化加热;冷加工原材料的无酸除锈;轧制产品性能的柔性生产;延长钢材常规使用的寿命,降低钢材消耗。

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