现代科学技术对冶金行业的推动作用

对冶金行业的推动作用课程：现代科学技术与人的协调发展专业：冶金工程班级：07冶金工程姓名：毛朝波学号：072302010026（26）指导老师：龚维前言专业简介冶金工程是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科，培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。高新技术和学科发展相结合是本专业的一大特点。主要体现在以下两个方面：一是通过冶金过程的优化和新技术开发最大限度地满足相关产业对高品质冶金材料的要求，二是最大限度地减少冶金生产的资源和能源消耗，减少对环境的污染。这也是本专业的前沿主攻方向。考虑到我国冶金行业清洁化生产水平低和特有的复合矿资源多样化的特点等因素，该专业不仅要致力于研究流程中废弃物的“四化”（即减量化、再资源化、再能源化和无害化）处理综合技术，而且还要对复合矿冶炼技术进行环保和经济意义上的评价和指导，并在此原则下开发复合矿的综合利用技术，最终实现我国高品质冶金材料的生态化生产。根据以上特点，冶金工程专业主要有三大研究方向。一是冶金物理化学方向：学习内容包括冶金新理论与新方法、冶金与材料物理化学、材料制备物理化学、冶金和能源电化学等。二是冶金工程方向：学习内容包括钢铁和有色金属冶金新工艺、新技术和新装备的研究、现代冶金基础理论和冶金工程软科学、冶金资源的综合利用、优质高附加值冶金产品的制造和特殊材料的制备技术等。三是能源与环境工程方向：学习内容包括冶金工程环境控制、燃料的清洁燃烧与能源极限利用、工艺节能与余能回收、工业固体废弃物、城市垃圾处理、大气污染控制、技术及新产品的开发与试验工作等。这些广泛的分支领域构成了冶金工程的重要组成部分，极大地推进了冶金材料行业的发展与国家的工业建设。与此同时，冶金工程技术也在不断汲取相关学科和工程技术的新成就进行充实、更新和深化，在冶金热力学、金属、熔锍、熔渣、熔盐结构等方面的研究会更加深入。随着冶金新技术、新设备、新工艺的出现，冶金产品将在超纯净和超高性能等方面发展。冶金工程专业就业前景也十分广阔。目前，全国仅有20多所高校开设有此专业，每年培养的专业人才非常有限，而市场需求量又特别大。有关统计数据显示，市场对冶金工程专业人才的需求是实际该专业毕业生人数的10倍。如此大的市场需求也为该专业的学子提供了广阔的就业前景。由于冶金工程专业培养的学生基础宽厚、理论扎实、技能全面，同时，又具备冶金和金属材料加工等方面的知识和技能。加之，冶金行业属于国民经济的基础和支柱产业之一，因而，毕业生择业面宽，适应能力强。毕业生可以到冶金、化工、材料、环境保护及其相关行业的生产、科研和管理部门从事生产技术管理、工程设计、技术开发、新型结构材料和功能材料的研制和开发等工作，也可以到高等院校和高等职业学校从事专业教学工作。“感觉现在钢铁、冶金类专业的大学生太吃香了。”在东北大学2005举办的一次毕业生双选会上，一位钢铁冶金类专业毕业生述说了该专业毕业生的就业好机遇。的确，祖国蓬勃的建设事业需要冶金工程方面大量的专业人才，众多的钢铁冶金，有色金属冶金企业等都是学子们一展身手的好地方。随着现代科技的迅猛发展，该专业对从业人员的综合素质也提出了较高的要求，如计算机技术在冶金工程领域的广泛应用，也就使得学生在大学里就要逐步接触并掌握到丰富而实用的计算机知识。另外，该领域在国内的发展与国外先进技术的交流也日益频繁，对学生外语的使用也提出了相当高的要求。现代科学技术对冶金行业的推动作用一、经济效益经济效益：通过商品和劳动的对外交换所取得的社会劳动节约，即以尽量少的劳动耗费取得尽量多的经营成果，或者以同等的劳动耗费取得更多的经营成果。资金占用、成本支出与有用生产成果之间的比较。所谓经济效益好，就是资金占用少，成本支出少，有用成果多。提高经济效益具有十分重要的意义：第一，提高经济效益，意味着生产更多产品和劳务，从而有利于人民不断增长的物质和文化生活需要的满足。第二，提高经济效益，意味着增加企业盈利和国家收入，增加资金积累，从而有利于国民经济和社会的发展。第三，提高经济效益，意味着提高投资效益和资源利用效益，从而有利于缓解我国人口多与资源相对不足、资金短缺的矛盾，提高经济增长的速度。炼铁高炉喷吹天然气效益推算天然气与炼铁高炉喷吹技术高炉炼铁是目前钢铁冶炼获得生铁的主要手段。近年来，为缓解优质炼焦煤的不足，发展了综合喷吹技术。高炉可以喷吹气体、液体、固体等各种燃料。气体燃料有天然气、焦炉煤气等。天然气的主要成分是CH4（90%以上），焦炉煤气的主要成分是H2(55%以上)，液体燃料有重油、柴油、焦油等；它们含碳量高，灰分少，发热值高。固体燃料有无烟煤和烟煤，其成分与焦炭基本相同；缺点是灰分高，硫含量高。1981年前，我国重点钢铁企业高炉炼铁大多数喷吹重油，此后政策性改油为煤，目前全部为喷吹煤粉。为提高炼铁高炉燃料利用率和热效率，降低后续炼钢炉外脱硫等工序成本，目前又发展了炉身喷吹高温还原气体工艺。该工艺是将碳氢化合物燃料先在炉外分解，制成高温（1000℃左右）、还原性强的气体，再从炉腰或炉身下部间接还原激烈反应区喷入高炉，减少高温区的热支出，可以大幅度地降低高炉燃料消耗。国外炼铁高炉喷吹由天然气(150m3/t铁)高温转换的还原气体，使焦比（每炼一吨生铁所需的焦炭量。K=每日燃烧焦炭量/日产生铁，kg/t)降到了300kg/t铁以下，高炉利用系数（每立方米高炉有效容积一昼夜生产的生铁吨数。ηV=日产量/有效容积，t/m3.d)提到2.4以上(我国平均600kg/t铁，高炉利用系数1.7)。在高炉炼铁过程中，一般说高炉焦硫分每增加0.1%；焦比即升高3～6%，而生铁产量则降低5%。高炉焦灰分每升高1%，焦比约上升1～2%,而生铁产量则降低2%左右。天然气在炼铁高炉中作为部分代焦还原喷吹使用，由于上述因素，国外经验表明高炉系数可由目前的1.7提高到2.4，提高生产效率41.2%。天然气代替煤粉高炉炼铁喷吹效益推算表表3生产指标\喷吹燃料焦比（kg/t铁）喷吹比高炉系数(t铁/m3.d)说明煤粉55085（kg煤/t铁）1.7国内重点钢铁企业平均指标天然气400150(m3气/t铁）2.4有关文献[3]提供国外高炉冶炼指标冶炼燃料参考价焦耗成本(元/t铁)煤/气耗成本(元/t铁)工效成本(元/t铁)生铁成本(元/t铁)降本增效(%)焦炭450元/t煤粉200元/t247.517535.5800天然气10.8元/m3180120314.9614.923.1天然气21.0元/m3180150314.9644.919.4。发展其加工业，需要投入巨额资金，而且产品的销路还将面临着国内外激烈的市场竞争。发展独立的天然气电业，在中国的西部和北方地区与煤电、水电比较没有更多的价格优势。从商品经济学的观点看，优质产品应当首先满足社会终端消费，而不是再进行加工转换。天然气用于发电和化工都是加工转换过程，增加了能源利用的工序和投资，忽略了发挥天然气作为少有的可为终端用户使用的一次能源的优势。世界天然气市场上，冶金工业用气占很大的比例，如俄罗斯冶金工业用气占总量15%，发电40%；欧佩克国家冶金建材用气为27%，发电32%；均仅次于发电的比例。而冶金工业同时又是电力的最大用户。尽管我国已成为世界钢铁生产第一大国，2000年达到了1.25×108t/a，但由于结构性相对过剩，每年的进口却有增无减，有关资料表明，1997年进口钢材1100×104t，1998年1380×104t，1999年1500×104t，2000年1596×104t，2001年预计将达到1700×104t。虽然石油行业不是钢铁消耗最多的用户，但由于石油材质要求较高，却是进口钢材的第一大户，占到40%左右。“西气东输”工程的实施将带来优质钢材消耗的高峰，利用优质原料生产合格的替代进口的钢材，无疑会给国内钢铁企业和天然气生产企业的发展带来双重的机遇和效益。在天然气市场发展的早期，需要确定发展方向，即在众多的可以利用天然气的领域中，选出首先可发展的市场。国外的实践经验表明，由于各国天然气资源、经济发展水平以及能源消费结构的差异，早期天然气市场的发展方向相差较大。美、英等发达国家，由于煤制气十分发达，因此，天然气工业发展初期，往往是首先用天然气逐步置换煤制气并最终取代煤制气，就是说首先发展民用市场。发展中国家，由于经济水平的限制，民用煤制气不发达，因而缺少相应的可利用煤制气的基础设施。天然气发展初期，主要用于生产化肥和发电等。前苏联天然气发展早期，也是走的这条路线。近年来，随着我国经济建设的发展，电力供应市场富裕；而化工生产利用天然气毕竟有限（世界大部分国家小于10%），同时产品还面临着WTO入关后的竞争；煤制气的基础设施则更为薄弱。因此照搬国外经验并不适合实际。面对国内优质焦煤资源的缺口，钢铁生产的量大而质不高，需求精料入炉的市场情况，探索符合我国实际的天然气市场早期发展方式是必要的。具有高炉、转炉、焦炉生产系统的钢铁联合企业，由于焦炉、高炉和转炉等煤气以及分离空气阶段高产的特性，大多数都拥有完备的气体分类净化厂、大型的燃气平衡贮气柜，以及完善的工业与民用输配供气系统；其气体原燃料的平衡和回收利用能力一般都高于常规的化工企业，更有利于与天然气开采企业建立起平稳的供配关系，具有实施天然气市场营销“照付不议”的客观物质条件。若实施炼铁以气代焦工艺后，可以合作将其部分设施直接置换为天然气所用，减少管道建设调峰和工业与民用供气设施的投资。“西气东输”实施过程中，开发冶金用天然气市场，改变原燃料结构，只需要门对门的管输自身投资。天然气生产企业和钢铁企业若能成为直接的耗材和耗能互供配循环系统，可以形成紧密的互惠关系，加速驱动天然气工业的发展。直接的互惠贸易，会大幅度降低交易成本，提高资本运行效率，可使拥有天然气资源的勘探开发上游企业直接实现末端市场增效。二、社会效益社会效益是指企业经济活动给社会带来的收入，而社会成本则是其带来的消耗,两者之差就是社会收益,即企业所提供的社会贡献净额。而冶金行业作为国家和社会的支柱产业，是整个国家的经济命脉。因此，冶金行业的发展对整个国家和社会的经济起着决定性作用。传统钢铁生产流程大量消耗资源与能源，钢铁工业面临前所未有的挑战。目前我国每年进口的铁矿石已占全球贸易总量的40%，面临资源供给的巨大压力。钢铁工业的发展对我国水资源的有效保障和环境保护等也构成巨大压力，吨钢能耗比国际领先水平高出15%至20%。一些高附加值产品仍然依赖进口，与钢铁强国的地位极不相称。尽管我国拥有非常先进的生产装备，但很多都是重复引进国外技术，代价就是抑制国内研发和装备制造能力提升。中国钢铁产业如果不及时调整发展战略和采取相应的对策，将进一步拉大与国外竞争对手的差距。钢铁工业作为产业集中度相对较低的行业，战略高技术和前沿技术的开发多半属于国家行为。由于这些先进技术理念超前、开发周期较长，单靠某个企业的持续开发可能会力不从心，可能会丧失有利的时机。有鉴于此，科技部、财政部、国资委等部门积极探索建立新型产、学、研合作体制和运行机制，开发支撑钢铁产业持续发展的技术。钢铁可循环流程技术创新战略联盟就是在政府部门“当红娘”的情况下，由产、学、研有关方面组建的新型产学研合作组织。据介绍，这一联盟将从大型焦炉能源高效转换技术、超大型高炉系统工艺技术、高品质薄板生产技术及高品质中厚板生产技术等角度加强联合研发，利用现有的先进技术、工艺与装备，自主创新集成出新一代可循环钢铁制造流程，使钢铁工业实现冶金产品制造功能、能源转换功能、社会废弃物处理功能，解决资源、能源可供性问题，提高钢铁行业市场竞争力。按我国年产钢5亿吨计算，采用新一代可循环钢铁流程每年可向国家提供5亿吨优质钢材，还可形成4100亿千瓦时的发电能力，提供9000万吨水泥，并可以使吨钢能耗降到640公斤标煤以下，降低钢铁工业总能耗4000万吨标煤，节约水资源20.2亿吨，减少二氧化碳排放量1.5亿吨。据国家发展与改革委员会的最新