2024钢铁：为世界添彩报告

息息相关的 资 料 集 粹 目录 什么是钢？ 钢对于社会的价值何在？ 钢的产生可以追溯到 3000 年前，随着冶炼技术的不断发展进步，今天钢已经成为世界上最具创新性、启发性、多功能性和不可或缺的材料之一。让我们一起来探索钢的制造过程。 钢产自世界各地，钢是现代社会的支柱，钢带来就业机会和经济发展。 6-25页 56-69页 我们为什么为钢感到自豪？ 钢的用途 钢具有无限次的再循环能力，可以反复用于制造汽车、容器和建筑物。零废弃战略、资源的优化使用及钢的超高强度，使钢具备众多可持续发展的优势。 钢是世界上最基础的工程建筑材料。钢应用于我们生活的方方面面：汽车和容器、冰箱和洗衣机、货轮和能源基础设施、医学设备和最新式的卫星。 26-55页 70-127页 什么是钢? 1,000当铁与碳、废钢以及少量其他元素结合时，就会转换成一种强度更高的材料—钢，成为人民生活中最广泛使用的材料。钢的强度是铁的 倍。 4的常见元素，位列氧（46%）、硅（28%）和铝（8%）之后。 1,700OC,当铁水转换成钢时，温度高达远高于火山熔岩的温度。 的锰以及少量硅、磷、硫和氧。不锈钢是一种合金钢，含有 10.5% 以上的铬（按质量计算）。 11世纪，塞浦路斯的一项考古发现表明，早在公元前工匠们已经开始生产淬火硬化钢刀。 公元前 3 世纪， 印度南方的工匠们使用坩锅和木 炭 冶 炼 锻 铁， 生 产‘ 乌 兹钢’——时至今日，这种材料的品质仍然令人惊叹。 最早一项有关钢制工艺品的记载来自希腊历史学家希罗多德，他提到希俄斯岛上的格劳克斯在公元前7 19世纪50年代中期， “一只纯银制成的绝妙的碗，里面嵌着一只奇特的钢质浅盘。希俄斯岛人格劳克斯制作了它，他是第一个发明嵌钢工艺的人。”世纪制作的一只嵌钢碗。 英国发明家亨利·贝塞麦是第一个发明了大规模炼钢工艺的人。今天的炼钢工艺仍然源自贝塞麦工艺，即将空气吹过熔融状态的生铁，一边使生铁氧化，一边去除杂质。 钢铁生产主要有两大工艺：高炉 - 碱性氧气转炉（BF-BOF) 和电弧炉（EAF)。今天，大约 的钢使用电弧炉工艺生产。的钢通过高炉 - 碱性氧气工艺生产。71%29% 随后，粗钢被轧制成钢材。例如，卷材、板材、型材或棒材。 废钢。大部分钢制品的使用寿命可达数十年，之后进行循环利用。因此，再循环钢不足以满足不断增长的钢材需求。 钢铁生产 - 工艺 1 ：高炉或长流程工艺 钢铁生产 - 工艺 2 ：电弧炉工艺 该工艺的主要原料是废钢、直接还原铁和 / 或铁水和电。电弧炉工艺生产一吨粗钢，所使用的原料包括： 该工艺生产一吨粗钢，所使用的主要原料包括： 1,370千克铁矿石，780千克煤炭，270千克石灰石，125千克废钢。 710千克废钢，586千克铁矿石，150千克煤炭，88千克石灰石，2.3吉焦电力。 100%地循环，并且不会影响品质。 钢是闭环再循环的材料，并且不局限于单一应用。 的回收废钢。30% 所有 钢材品种都能经过再循环，变成各种等级的新钢材，同时保留内在材料属性。 今天的钢制品将成为明 天 的 容 器、 列 车、桥梁或建筑物。 对于低价值钢制品产生的废钢，可以通过使用相关加工和冶金工艺，将其转化成为 高价值钢材。 对于其他材料，这通常不可能实现；对于混凝土、木材和铝，其再循环材料往往出现品质降级或者无法循环再利用，并且循环次数有限。 3,500钢材品种繁多，大约有 8%钢铁行业持续不断开发新型钢。2018 年，钢铁行业将收入的 余个钢种，不同的钢种级别对应不同的物理性能、化学性能、环境适应性、允许的厚度和形貌。每个钢种有其独特性能满足相应的应用。 用于资本投资项目、科研和工艺改进。 为了防止钢材暴露在水和氧环境中，产生化学反应形成铁锈（氧化铁），很多钢材需要进行涂镀层处理。汽车表面涂漆，冰箱和其他家电产品表面搪瓷等等。 平均而言 每生产1吨钢，平均排放1.89吨二氧化碳。 因为使用化石燃料，钢铁行业占全球直接排放量的 7% 至 9%。 大部分二氧化碳来自于钢铁生产过程中的化学反应。 钢铁行业正在共同采取多项举措，开发突破性钢铁生产技术，希望将二氧化碳排放量减少50% 耐候钢 以上，并逐步彻底改革生产工艺。 有防锈设计，使用氧化涂层进行防护，不必涂漆。 我们为什么为钢感到自豪？ 循环经济的基础。 钢铁行业有效使用资源，产生极少废弃物。2019 年，钢铁行业实现了96.3%的原料转化率：64.9%被转化成为钢材。31.3%被转化成为共生产品。仅有3.7%变成废弃物。 100%钢铁行业的共生产品几乎可以再利用。 炉渣 可用于水泥、道路施工、肥料、水利工程和海底造林。 工艺气体 可用作发热和 / 或发电。 可用作还原剂。乳剂和油料 可从粉尘和尘泥中回收。铁氧化物和锌 化学物质 可用作化学行业的原料。 在欧洲，的炼钢炉渣被用于生产水泥和铺路材料。其余回收炉渣被用于其他用途，例如，肥料、金属应用、水利工程等。77% 炉渣 400千克170千克是钢铁行业中体积最大的固体共生产品。平均而言，高炉 - 转炉路线生产一吨粗钢约产生炉渣，电弧炉路线约产生炉渣。 根据国际能源署的统计，通过利用炉渣水泥代替水泥熟料，这将大幅减少每年的能源消耗量和二氧化碳排放量——最多可以减少 5 亿吉焦能耗，以及2 亿吨二氧化碳排放。 钢铁生产的工艺气体 60-100%。可用于发热和发电。当工艺气体得到完全利用时，能够提供钢厂电力需求的 减少运输等行业对化石燃料的需求。目前正在开发将钢铁工艺气体转化成甲醇和乙醇的技术，在保护能源的同时，还可以 60%已减少从 20 世纪 60 年代起，每生产一吨钢所需的能耗 大约90%钢铁行业 的用水 经过净化和冷却后，被重新返还给水源地。大部分损耗由于蒸发导致。返还给河流和其他水源地的水往往比提取时更加干净。 100%。河钢集团唐钢公司在华北新建的废水处理中心拥有每小时处理 6000 立方米废水的能力：在其处理的废水中，3000 立方米是工业废水，3000 立方米是城镇废水。每年，该中心节省2450 万吨淡水， 废水回收再利用率高达 36 钢是世界上回收利用率最高的材料。 钢具有磁性，易于从废物流中回收，且回收成本较低。 250亿吨废钢自 1900 年以来，已有超过得到再循环。这使得铁矿石消 耗量减少大约 350 亿吨，煤炭消耗量减少大约 180 亿吨。 亿吨废钢 与从矿石中提炼钢相比，每年可以减少将近 9.5 亿吨二氧化碳排放。 再循环节约了大量的能源和原料 85% 90% 90% 50%按照行业计算，以下几个下游行业的全球钢材回收率预计至少可以达到以下数值： 每再循环 1 吨废钢，可以减排 1.5 吨二氧化碳、节约 1.4 吨铁矿石、740千克煤炭以及 120 千克石灰石。 钢制品经久耐用。钢制品的平均 使用寿命约为40 对于使用寿命长的产品应用，例如建筑物或基础设施等，我们需要等上 100 年以上，才可进行再循环。如果是钢质包装，生产和再循环之间的相隔时间可能只有几个星期；如果是汽车，这个时间可能长达 15-20 年。 由于钢具有耐久性，许多钢制品都能在使用寿命结束后得到再利用。钢制品的再利用延长了 产品寿命， 因此也保护了资源。许多钢铁公司和钢制品制造商在设计产品时，越来越倾向于再利用。 2000 年，在英国斯劳建造了一处建筑面积 3320 平方米的仓库；2015 年，该仓库被迁移到其他地区，重建保留了相同的钢制结构。该项目带来的节约量化如下： 与同类新建建筑相比，竣工时的隐含碳量减少与同类新建建筑相比，成本节约56%。25%。 再制造发动机比生产全新发动机所需能耗降低高达83% 钢制品易于再制造，废旧产品可以恢复如新，例如汽车发动机和风力涡轮机。 其相应减少的二氧化碳排放达 87%。此外，与购买全新发动机相比，消费者可节约的成本高达 53%。 再制造的涡轮机能够使得风电站在远超设计寿命的情况下，保持峰值运行。再制造过程能够延长涡轮机的寿命长达投资收益翻一倍。20年同时使得原始 重量减重及新开发的轻型高强度钢使所应用的产品实现 25-40% 99%钢铁厂的袋式粉尘过滤器一般能够达到以上的除尘效率，即使粉尘颗粒极小。 空气污染 控制是钢铁行业亟待解决的首要问题。 4.4万蒂森克虏伯钢铁公司已经为杜伊斯堡厂区的烧结厂装备了钢铁行业规模最大的袋式粉尘过滤器之一。该过滤器将粉尘排放物减少了 99.99%。 该过滤器由 多个极细滤袋组成，每个滤袋长达三米，总纤维 面积达到 4.5 万平方米。 钢铁行业拥有先进技术来管理最常见的排放污染物（硫氧化物、氮氧化物、粉尘、重金属），以满足日益严格的监管要求。 持有环保排放管理许可证。 几乎每种温室气体减排技术都依赖钢， 包括热能和可再生能源生产、电气化、大宗运输以及氢能经济等。如果没有钢，《巴黎协定》的目标将无法实现。 钢铁业致力于建造一个零事故的工作场所， 并且每年在钢铁行业安全生产日期间举行全行业范围的安全隐患排查活动。2018 年，误工工伤率降到 0.85，过去15 年以来伤害率下降了大约 82.3%。 价值是什么？钢对于社会的 社会经济的繁荣发展与钢密不可分，钢带动了经济增长，使人们过上了现代化的生活，并帮 助 数 以 百 万 的 人 摆 脱 了 贫困，时至今日，钢仍旧在发挥上述的作用。 44,7022020 年全球粗钢总量相当于建造个 北 京 国 家 体育馆的用钢量。 2021年，前几大产钢国分别是：10.328亿吨1.182亿吨9630万吨8580万吨7560万吨中国印度日本美国俄罗斯 全 球 粗 钢 产 量 从 1950 年 的 1.89 亿 吨， 增 长 到 2021 年 的19.51 亿吨，自从 2000 年以来，粗钢产量已经增长一倍。 19501.89亿吨8.50亿吨200019.51亿吨2021 钢产量占比（%） 2021年 2000202115.253.0中国12.64.9日本15.86.0北美4.24.7其他亚洲国家和大洋洲5.13.6韩国24.710.5欧洲11.75.4俄罗斯和其他独联体国家 + 乌克兰3.26.1印度4.82.4南美2.93.4非洲和中东 72%83%99%排 名 前 5 位产钢国的钢产量占全球钢产量的排 名 前 10位的产钢国占全球钢产量的排 名 前 50位的产钢国占全球钢产量的 23,800,000根据我们的统计，规模最大的单体钢厂是浦项制铁的光阳钢厂，2017 年，光阳钢铁厂的碳钢产量达到 2140 万吨。以平均每辆汽车含有 900 千克钢计算，这相当于每年生产 辆汽车或每天生产65,205 辆汽车。 1,663亿美元，2019年，钢铁行业向社会直接和间接分配的价值约 25%大约的钢进入国际贸易。 233今天全球用钢量人均超过千克。 2050到为满足我们不断增长的人口需求，预计用钢量与目前水平相比将增加月 20%。年， 提供支持服务的人数（协议工）150万 钢铁行业带动的就业人数（轧制、冲压、服务中心、贸易等）250万 在钢铁行业从事工作。 钢 铁 行 业 每 创 造 1 个 就 业 岗位，就会间接带来 8.1 个就业岗位，换言之，钢铁行业为4930万人提供了就业。 的用途钢 钢是现代化社会发展的基础材料。钢广泛应用到建筑、铁路、公路、汽车和家电等各行各业中。人民生活所需的食物和水的输送及能源的开采及输送都离不开钢。 2019 年，全球钢消费 量达到 17.68 亿吨。下游用钢市场的耗钢比例如下： 52%建筑物和基础设施2%家用电器16%机械设备3%电气设备12%汽车5%其他运输业10%金属制品 使用先进高强度钢材代替常规钢材 在众多建筑材料中，钢的强度 / 重量比最高，可降低建筑物的重量，因此地基 基 础