鋼鐵冶煉技術范文精選

一、美國鋼鐵業：第三次技術革命浪潮的戰略性新興產業

新知識是人類生活水平得以提高的主要因素，熊彼特曾經指出，經濟增長的真實推動力是發明和創新。然而，創新有著不同的形式，也有大小之分。佩雷絲和弗里曼等學者在前人研究的基礎上，將l8世紀開始的資本主義經濟增長劃分為5個不同的階段，每個階段都曾出現過一次巨大的技術創新浪潮，這些浪潮由緊密交織在一起的一組技術創新集群所組成，它們改變了通用技術從而帶來生產效率爆炸性的增長，提供相互關聯的系統性技術和組織原則，催生出新的技術一經濟范式并通過擴散效應促成所有經濟活動潛在生產率的量子躍遷。盡管每次技術創新的發展高潮在長期內都屬于世界性的現象，但縱觀歷史可以發現，重大技術變遷常常是從某個核心國家逐漸向外圍擴散，而該國在當時正是世界范圍的經濟領袖；同時，創新浪潮的發生及其擴散往往也是世界經濟權力發生改變的時刻，后發國家可以有意識地促進相關核心產業的發展，率先建立能夠發生“生產率爆炸”的報酬遞增產業活動，從而實現跨越式發展。就美國而言，“直到1850年，絕大多數的美國一般制造業仍然是在工廠和家庭里，通過家庭勞動或是通過雇傭學徒的私營店主而進行的。”【2但到了第一次世界大戰前夕，美國卻成功地躍升為全球最大的工業化國家。

究其原因，美國正是通過大力發展第三次技術浪潮的戰略新興產業，成功打破了英國在世界范圍內的工業霸權，同英國、德國一起率先完成了這次革命性技術進步，并在此基礎上啟動和領導了第四次和第五次創新浪潮，將世界頭號工業強國的地位保持至今。第三次技術浪潮是以鋼鐵冶煉、重型機械制造和電氣化的迅速發展為標志，其中廉價鋼材的大量生產和應用成為影響工業、農業和服務業等各個部門技術進步的核心。①在歷史上，鋼材出現的時間雖然較早，但其冶煉成本極高，質量也不容易控制，與之相比，鐵(生鐵和熟鐵)的運用更為廣泛，故而也成為前兩次技術浪潮的核心投入。由于19世紀50—70年代一系列冶煉技術的重要進步，鋼鐵工業發生了巨大變化。在此期間，原鋼冶煉成本降低了8O～90，鋼軌的價格從1865年的每噸165美元下降到1898年的18美元。[3]雖然許多產品和工藝利用鋼材的最初動機在于其低成本優勢，但鋼材的特殊性能(堅硬、有彈性而且可塑)使之迅速取代鐵成為主要的黑色金屬材料。于是，在很短時間內，新型鋼材、鋼梁和其他鋼制品及合金制品在各種交通運輸及生產設備、大型建筑甚至基本消費品的制造中都發揮了舉足輕重的作用，這些無疑證明了鋼材及其冶煉和加工工業在本次創新浪潮中發揮了核心投入和主導產業的作用。美國雖然不是鋼鐵產業重大技術創新的發源地，但卻最為有效地吸收和應用了這些技術進步。

第三次技術浪潮的標志性事件，正是卡內基(Car—negie)于1875年在賓夕法尼亞州建立的第一家制造鋼軌的轉爐鋼鐵廠。19世紀7O一9O年代，美國在世界上最早實現了鋼鐵工業生產力的爆炸性增長。數據表明，1870年時美國的鋼材產量不足7萬噸，1880年時達到124．7萬噸，1890年達到427．7萬噸，1900年達到1018．8萬噸，到了1910年時則增長到2609．5萬噸，40年時間增長372倍，年均增長率達到15．9。l4]1890年美國鋼鐵產量(包括鋼和鐵)超越英國，此時美國和英國分別占世界總產量的34．4和29．4，這標志著美國已開始成為世界鋼鐵生產的領導者，而到了1918年，美國的產量更是一度達到世界總產量的6O%。在鋼鐵的國際貿易方面，從19世紀中葉至70年代末期，英國一直是世界上主要的鋼鐵出口國，年產量820萬噸中的47用于出口，而美國則是主要的進口國之一，年均進口約100萬噸，甚至美國西部使用的鋼鋸、斧頭等基本工具都依賴從英國的謝菲爾德等地進口。但到了第一次世界大戰之前的1913年，美國鋼鐵產品的價格迅速下降并一度處于世界最低水平，該年出口量約300萬噸，而這只占到其總產量的9；然而，同期英國的鋼鐵產業仍舊維持在19世紀8O年代的水平，雖然它依然向其殖民地等國家出口一定數量的鐵制品，但每年進El超過200萬噸鋼材，這使其不可避免地淪為當時世界上主要的鋼材進口國。上述貿易格局的巨變可以充分反映英美兩國鋼鐵工業生產效率與成本方面的巨大差異，在1860年前后，英國鋼鐵產品的成本只相當于美國的53，但到了1907—19O9年，美國的生產率已高于英國15個百分點。E65美國鋼鐵工業的迅猛發展也催生出一系列技術一經濟范式的轉變，其中包括重工業企業規模的巨型化、工廠生產的垂直一體化、世界范圍的生產和銷售網絡、實現最優控制的成本會計制度、科學與技術聯系日益緊密從而成為生產力發展的重要推動力量等。通過鋼鐵冶煉等支柱產業的迅猛發展，美國成功實現了工業化，成為世界上最大的經濟實體和工業國家。史料表明，1859-1914年，美國制造業價值增加了18倍，到1919年則增加了33倍；從制成品價值來衡量，美國在1860年處于全世界第4位，而1894年則躍居世界第一，此時美國的價值水平是英國的兩倍，是歐洲各國產量之和的一半。[3]

二、美國政府對鋼鐵業的保護和美國鋼鐵業獨占巨大的國內市場

在19世紀的大部分時間里，美國一直在對其關鍵性制造業部門實施貿易保護政策，內戰前主要是紡織業，19世紀后期則主要是鋼鐵業。[其實，早在19世紀2O年代，出于促進本國冶煉產業發展和增加政府財政收入的目的，美國就開始實行對生鐵、熟鐵等金屬材料的貿易保護政策。此后，隨著優質鐵礦陸續被發現以及冶金技術迅猛發展時代的到來，美國鋼鐵業受到的關稅保護程度更是在全世界處于最高水平。一些學者曾對19世紀70年代至20世紀初期美國鋼鐵保護的真實程度與實際影響進行了測算。森德拉拉簡(Sundararajan)指出，由于進口商品可能是生產過程中的原材料，也可能是制成品，因此對不同性質的進口品征收關稅對一國特定生產活動往往具有不同的影響。就鋼鐵業來看，對生鐵和鋼材提高關稅意味著保護程度的增加，而鐵礦石等原材料關稅稅率的上升則意味著保護的削弱。由此，森德拉拉簡提出了考慮上述性質的“有效關稅率”，并對美國鋼鐵業的關稅保護水平進行了重新計算，他將1872—1913年這段時間劃分為兩個時期：1872-1889年，美國的有效關稅水平極高，稅率平均值為89．9，1883年和1889年甚至達到了1269／6和1479／6的程度；1890-1913年，由于對鐵礦石進口征收較高關稅等因素的影響，有效關稅率在30～0的低水平波動，平均值為16．8。森德拉拉簡還對美國鋼鐵產量增長與保護之間的關系進行了回歸驗證，他指出，在1890年之前，高關稅政策對該產業的壯大起到了極為關鍵的推動作用，但在此之后，保護政策的作用不再顯著——一此時美國鋼鐵業已經崛起，生產效率的提高促進了冶煉成本的迅速下降，外國鋼鐵的國際競爭已不再具有沖擊性和破壞性。

一、我國廢鋼的消費需求現狀

1、廢鋼消費需求主要取決于電爐鋼的發展廢鋼是電爐煉鋼的主要原料，電爐煉鋼是廢鋼消費的主動力，是廢鋼消耗的主要熔煉裝置。近幾年世界電爐鋼產量占世界煉鋼總產量的比重約34％左右，而消費的廢鋼約占總廢鋼的70％左右。因此可以說電爐鋼產量是廢鋼消費量和價格的晴雨表。

2008年電爐鋼的產量繼續增長，比重略有提高，主要是高爐－轉爐流程在中國的發展比電爐更為迅速，因此廢鋼供應仍顯緊張、價格較高，供電緊張、電價較高等原因所致。目前，制約我國電爐鋼快速發展的主要因素是廢鋼緊缺和電力供應緊張，一方面，中國鋼材積蓄量低，產生廢鋼還不能滿足發展需要，近年來隨著廢鋼進口價格不斷上升，我國進口廢鋼呈逐年下降趨勢，預計今后3－5年內國內外廢鋼市場將保持著廢鋼與鋼鐵產品相對應的合理價位；另一方面，由于近幾年經濟發展迅猛，電力供應出現了緊張的局面，而且中國工業用電價格高于歐洲、美國等發達國家，這些因素都限制了電爐鋼的發展。另外，品種結構、產品質量等也是制約我國電爐鋼發展的不可忽視的因素。

現代化電爐已不再單純依靠電能，而是在使用電能的基礎上大力發展利用各種化學能以及物理熱等，使得電爐冶煉電耗降低，冶煉時間縮短，易于與連鑄機銜接匹配運行，增強了電爐流程的市場競爭力。綜合考察現代化電爐煉鋼工藝的發展狀況可以看出，中國今后電爐煉鋼還可能有較大發展。

2、轉爐煉鋼消耗廢鋼也加劇了廢鋼資源的緊張局面

近年來，隨著國內經濟的發展，鋼鐵工業得到了快速發展，鋼產量平均增長速度達到20％，但其中主要以轉爐鋼增長的速度較快。2008年綜合平均廢鋼單耗為145kg/噸鋼，與世界平均單耗450kg/噸鋼相比還是有很大差距。目前，我國高爐冶煉鐵水成本低于廢鋼價格，因此高爐－轉爐流程企業不會采用多吃廢鋼的冶煉工藝，廢鋼消耗強度仍維持現有水平，但由于轉爐鋼產量增長較大，對廢鋼需求數量會有較大增長。隨著我國煉鋼工藝的改進，電爐鋼的增加和原生鐵礦資源的不足，屆時的廢鋼需求量將是巨大的。因此，國內外專家預言，世界未來的廢鋼市場在亞洲，亞洲的廢鋼市場在中國，中國將成為世界廢鋼鐵貿易的主要市場。

摘要:鋼鐵工業是勞動力、能源密集型行業，現行長流程煉鋼消耗大量煤炭資源，排放大量CO2。目前，我國鋼鐵行業的碳排放量占到經濟活動總碳排放量的約15%，高居制造業首位，節能減排任務艱巨。嘗試就低碳經濟大環境下的鋼鐵企業自主技術升級、轉型低碳煉鋼和技術路徑進行論述。

關鍵詞:低碳經濟;低碳煉鋼;低碳鋼;碳達峰;碳中和;氫冶金;碳排放;碳捕集利用與封存

什么是低碳經濟?什么是碳達峰、碳中和?這里的碳指的是CO、CO2還是CH4?低碳煉鋼和煉低碳鋼(低碳鋼是指碳含量低于0.25%的碳素鋼)是一回事嗎?這一切還得從溫室效應和溫室氣體(greenhousegas，簡稱GHG)說起。溫室效應，是指來自太陽的熱量以短波輻射的形式到達地球外空間，然后穿越厚厚的大氣層到達地球表面，地球表面吸收這些短波輻射熱量后升溫，升溫后的地球表面反而向大氣釋放長波輻射熱量，這些長波熱量很容易被大氣中的溫室氣體吸收，這樣就使得地球表面的大氣溫度升高的現象。大氣中的溫室氣體主要有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)組成。1997年于日本京都召開的聯合國氣候變化綱要公約第三次締約國大會中所通過的《京都議定書》，明訂針對六種溫室氣體進行削減:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。其中后三類氣體造成溫室效應的能力最強，但對全球升溫的貢獻百分比來說，二氧化碳由于含量較多，所占的比例也最大，約為25%，其次是甲烷(CH4)，約為15%。全球主要溫室氣體的結構組成見圖1。溫室效應破壞臭氧層，導致全球變暖、缺氧、海平面升高，引發未知病蟲害和土地沙漠化，威脅人類生存，所以必須在各個行業的經濟活動中著力改善能源使用效率，對化石燃料逐步加以限制以減少溫室氣體，特別是減少組成占比高達77%的二氧化碳的排放。

1鋼鐵工業碳排放現狀

2014年全球CO2排放量為324億t，中國約占28.2%，居世界第一位。2019年全球鋼鐵工業CO2排放量約為28億t，約占全球能源系統排放量的8%，中國鋼鐵工業CO2排放量占到全球鋼鐵工業CO2排放量的60%以上，約占全國碳排放量的15%，按行業大類區分，占據第二位，僅次于能源電力行業的40%，高于水泥行業的13.5%。中國鋼鐵工業的碳排放量居高不下，主要原因在于:(1)電爐生產效率低于轉爐，電爐平均58min/h，個別達到35min/h，轉爐冶煉周期平均為32min/h。(2)相比與轉爐，因為電價高、廢鋼量少價高，電爐沒有成本優勢。就全廢鋼冶煉的電弧爐而言，噸鋼成本約為3400元，較轉爐噸鋼成本的3050元高出約350元/t［1］。(3)基于上述原因，2018年以高爐－轉爐的長流程煉鋼產量占到了總產量的90%，而電弧爐短流程煉鋼的產能僅占約10%。相比同期全球電爐鋼平均占比約28%(其中美國電爐鋼平均占比約68.4%，歐盟40.3%，韓國32.9%，日本24.2%)有很大的差距。(4)煉鋼流程的不同，決定了能源結構的差異。我國的煉鋼工業能源結構中，電力消耗約占6.3%(光電、風電＜1%)，油氣能源約占1.7%，煤炭、焦炭占比高達92%，遠高于全國能源消費結構中煤炭占比58.5%的平均值。(5)高爐－轉爐的長流程煉鋼噸鋼CO2排放量約為2.11t［2］，電弧爐短流程煉鋼噸鋼CO2排放量約為0.5t，不到長流程的1/4，減排優勢明顯。

2低碳煉鋼是鋼鐵工業發展的方向

摘要:面對全球范圍的氣候變暖和環境惡化，低碳發展已成為各國的首選路徑。我國制定了一系列政策，從政府層面推進低碳發展。鋼鐵工業作為我國國民經濟的支柱產業，低碳發展已取得顯著成效，同時也面臨巨大挑戰。本文針對鋼鐵工業提出了一系列低碳發展策略。

關鍵詞:鋼鐵;工業;低碳;策略

0引言

隨著世界工業經濟的發展、人口增長、消費水平提高，世界氣候面臨越來越嚴峻的問題，二氧化碳排放量越來越大，全球災難性氣候變化屢屢出現，嚴重危害到人類的生存環境和健康安全。面對全球范圍的氣候變暖和環境惡化，低碳發展已成為各國的首選路徑。從1990年聯合國大會超過85個國家元首或政府首腦、192個國家的環境部長出席共同決定啟動國際氣候公約談判，到2005年《京都議定書》生效，再到2007年“巴厘島路線圖”和2009年末的哥本哈根聯合國氣候變化大會，均體現出國際社會對減少碳排放的關注和共同承擔責任。2015年，氣候變化巴黎大會為全球共同應對氣候變化提供了重要契機，隨著《巴黎協定》的簽署，世界各國為應對氣候變化做出了全面行動安排。

1我國低碳發展政策

改革開放以來，中國經濟持續高速增長，工業發展取得了顯著成績，但同時能源消耗持續攀升，能源效率仍然較低，工業快速發展所帶來的環保問題日益嚴峻。我國作為全球第一碳排放大國，面臨空前的減排壓力。目前，我國發展仍處于重要戰略機遇期，在充分考慮中國國情的基礎上，制定了一系列減碳政策。2006年，科技部、氣象局、發改委、環保局等六部委聯合了《氣候變化國家評估報告》，明確提出了“積極發展可再生能源技術和先進核能技術，以及高效、潔凈、低碳排放的煤炭利用技術，優化能源結構，減少能源消費的二氧化碳排放”等一系列要求。2007年，我國了《應對氣候變化國家方案》，方案明確了到2010年中國應對氣候變化的具體目標、基本原則、重點領域及其政策措施，提出了“轉變經濟增長方式;大力發展可再生能源;優化能源消費結構;發展循環經濟，提高資源利用率”等控制溫室氣體排放措施。同年，在亞太經合組織第15次領導人會議上，我國提出“發展低碳經濟;研發和推廣低碳能源技術;增加碳匯;促進碳吸收技術發展”4項建議。2009年，國務院常務會議確定了2020年我國控制溫室氣體排放的行動目標，并提出相應的政策措施和行動。會議決定，到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性考核納入國民經濟和社會發展中長期規劃，并制定相應的國內統計、監測、考核辦法。2014年，中美雙方共同發表了《中美氣候變化聯合聲明》，中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。2015年，中國在巴黎氣候變化大會上許諾，將在2030年左右實現單位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%到65%。2019年，聯合國氣候行動峰會上，中國表示將認真履行《聯合國氣候變化框架公約》和《巴黎協定》義務，如期實現提交的自主貢獻目標。此外，發改委、工信部、國務院還相繼了《工業領域應對氣候變化行動方案(2012—2020年)》《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《國家適應氣候變化戰略》等一系列文件，對我國促進能源消費轉型、應對氣候變化和實現低碳發展提供了政策支撐，具有重要意義。

摘要：面對全球范圍的氣候變暖和環境惡化，低碳發展已成為各國的首選路徑。我國制定了一系列政策，從政府層面推進低碳發展。鋼鐵工業作為我國國民經濟的支柱產業，低碳發展已取得顯著成效，同時也面臨巨大挑戰。本文針對鋼鐵工業提出了一系列低碳發展策略。

關鍵詞：鋼鐵；工業；低碳；策略

0引言

隨著世界工業經濟的發展、人口增長、消費水平提高，世界氣候面臨越來越嚴峻的問題，二氧化碳排放量越來越大，全球災難性氣候變化屢屢出現，嚴重危害到人類的生存環境和健康安全。面對全球范圍的氣候變暖和環境惡化，低碳發展已成為各國的首選路徑。從1990年聯合國大會超過85個國家元首或政府首腦、192個國家的環境部長出席共同決定啟動國際氣候公約談判，到2005年《京都議定書》生效，再到2007年“巴厘島路線圖”和2009年末的哥本哈根聯合國氣候變化大會，均體現出國際社會對減少碳排放的關注和共同承擔責任。2015年，氣候變化巴黎大會為全球共同應對氣候變化提供了重要契機，隨著《巴黎協定》的簽署，世界各國為應對氣候變化做出了全面行動安排。

1我國低碳發展政策

改革開放以來，中國經濟持續高速增長，工業發展取得了顯著成績，但同時能源消耗持續攀升，能源效率仍然較低，工業快速發展所帶來的環保問題日益嚴峻。我國作為全球第一碳排放大國，面臨空前的減排壓力。目前，我國發展仍處于重要戰略機遇期，在充分考慮中國國情的基礎上，制定了一系列減碳政策。2006年，科技部、氣象局、發改委、環保局等六部委聯合了《氣候變化國家評估報告》，明確提出了“積極發展可再生能源技術和先進核能技術，以及高效、潔凈、低碳排放的煤炭利用技術，優化能源結構，減少能源消費的二氧化碳排放”等一系列要求。2007年，我國了《應對氣候變化國家方案》，方案明確了到2010年中國應對氣候變化的具體目標、基本原則、重點領域及其政策措施，提出了“轉變經濟增長方式;大力發展可再生能源;優化能源消費結構;發展循環經濟，提高資源利用率”等控制溫室氣體排放措施。同年，在亞太經合組織第15次領導人會議上，我國提出“發展低碳經濟;研發和推廣低碳能源技術;增加碳匯;促進碳吸收技術發展”4項建議。2009年，國務院常務會議確定了2020年我國控制溫室氣體排放的行動目標，并提出相應的政策措施和行動。會議決定，到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性考核納入國民經濟和社會發展中長期規劃，并制定相應的國內統計、監測、考核辦法。2014年，中美雙方共同發表了《中美氣候變化聯合聲明》，中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。2015年，中國在巴黎氣候變化大會上許諾，將在2030年左右實現單位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%到65%。2019年，聯合國氣候行動峰會上，中國表示將認真履行《聯合國氣候變化框架公約》和《巴黎協定》義務，如期實現提交的自主貢獻目標。此外，發改委、工信部、國務院還相繼了《工業領域應對氣候變化行動方案(2012—2020年)》《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《國家適應氣候變化戰略》等一系列文件，對我國促進能源消費轉型、應對氣候變化和實現低碳發展提供了政策支撐，具有重要意義。