鋼是人類社會和經濟活動的重要材料,已滲透我們生活的方方面面。
全球面臨不斷提高能源利用效率、保護環境等嚴峻的跳幀,鋼材的廣泛應用是解決材料問題的關鍵。未來世界鋼產量將保持持續增長的觀點是行業內外的共識。
然而,未來支撐鋼生產的鐵元素來源存在很大不確定性。傳統高爐煉鐵面臨的節能環保及原燃料適應性壓力,各種非高爐煉鐵工藝的成熟可靠性、新煉鐵方法開發前景,以及廢鋼的循環使用量,都會影響各自在未來煉鋼的鐵源供應中的比重及供給的持續性。
各種煉鐵工藝的發展狀況及未來適應性
高爐煉鐵工藝
20余年,我國高爐煉鐵生產的快速發展,帶動了全球高爐生鐵產量大幅增加。反應了高爐生產工藝總產量穩定增長之外,也反映出各國和各地區的變化受多種內外因素的影響。如廢鋼供應、國內經濟發展,以及區域市場競爭,存在需要深入研究的內在驅動力。
直接還原工藝
直接還原鐵作為的電爐煉鋼原料,一直有好的市場需求量。縱觀直接還原工藝的發展歷史及現狀,可看出,直接還原工藝的煤基直接還原工藝因生產規模小、效率低及產品質量差,競爭力差,發展慢。氣基直接還原雖具有較高的效率,但因以天然氣為能源,發展空間和前景有限。對于用煤氣直接還原工藝,工藝的成熟性和經濟性仍須嚴峻考驗。
熔融還原工藝
熔融還原工藝的發展能夠認識到,以克服高爐使用焦炭和塊狀爐料的弊端為目標的各種熔融還原工藝,在經過長時間開發和應用的熱潮之后,一些工藝雖證明了原理的可行性,但無法體現在生產運行方面比高爐煉鐵更突出的優勢。此狀況的一個核心問題是,為避開使用焦炭和塊狀爐料所采取的各種新工藝流程和方法,都在過程能量利用率和工藝及設備所采取的各種新的工藝流程和方法,都在過程能量利用率和工藝及設備等方面付出額外代價。尤其是各個工藝在能量利用效率方面都很難與高爐競爭,僅生產供給煉鋼用的普通鐵水,經濟價值就難以體現。
個工藝對未來發展的適應能力及高爐煉鐵工藝的定位
未來社會發展對鋼鐵生產提出兩大挑戰,一是能量消耗低,而是二氧化碳排放少。研究發現,高爐煉鐵工藝在產量規模和全球普及程度上領先,在適應未來發展要求上,從凈能耗的角度看占據優勢,但在二氧化碳的牌坊上不及直接還原工藝。但考慮到豎爐工藝的發展局限性和熔融還原的經濟性等問題,在世界范圍內,高爐煉鐵仍將是未來主要的煉鐵工藝。綜合國內資源條件和煉鐵發展狀態,高爐煉鐵仍將是可預見的適應未來發展的可靠煉鐵生產工藝。
廢鋼、高爐煉鐵的宿敵
在各種煉鐵工藝中,高爐煉鐵很適合未來發展,不過存在一個大威脅-廢鋼。廢鋼煉鋼在噸鋼能耗和二氧化碳排放量方面的優勢,已完勝用高爐鐵水煉鋼。未來煉鋼的廢鋼使用量將決定高爐煉鐵的生產規模。
未來高爐煉鐵生產
在鋼鐵生產節能減排以及廢鋼供應量不斷增加的趨勢下,全球的高爐煉鐵產量與鋼產量之間的差距會繼續擴大,高爐鐵水的產量會穩中有降。
國內看來,隨著經濟從高速增長轉為中速發展,以及一些國家不斷加重的貿易保護造成國內鋼材出口下降,未來一段時間,我國鋼產量將保持基本穩定,煉鋼對鐵源的需求也將保持基本不變。
當然,根據我國現有的煉鐵生產規模和經濟競爭性,以及廢鋼的供應量,在各種綜合因素的影響下,相當長時間內,高爐煉鐵產量雖會下降,但仍將保持其巨大的生產規模。