(1)钢铁产量及表观消费量的变化
2006年至今德国钢铁产量及表观消费量见图2。可见,2008年全球金融危机后,2009年德国粗钢产量和表观消费量均达到新世纪以来的最低点。2006-2008年三年年均粗钢产量和表观消费量分别为4716万t和4230万t,2009年仅为前三年平均水平的69.3%和68.6%。金融危机后,钢铁工业震荡复苏。2013年与2012年相比,粗钢产量和表观消费量均出现了小幅度下降。根据目前的预测,2014年产量和表观消费量同比2013年将分别保持1%和3%的增长。预计2015年钢材表观消费量在2014年的基础上将继续增加2%,表明德国乃至欧洲经济仍处于缓慢复苏阶段。即便如此,2015年钢铁表观消费量仍然只有金融危机前水平的95%,钢铁工业仍然比较困难。
德国钢铁界对中国的钢铁产量十分关注,在金属学会副秘书长高怀同志作了“中国钢铁工业技术进步和展望”报告后,德方专家就国际钢协和中国国家统计局关于中国钢产量数据存在较大差异一事进行了详细的提问、十分关注这些钢材的流向,因为其中的差值和德国全年的粗钢产量相当。
(2)资源、能源消耗及排放情况
2013年,德国粗钢产量4260万t,其中长流程(高炉-转炉)产钢量2920万t,占68.4%、短流程(电炉)产钢量1340万t,占31.6%。钢铁工业消耗资源的情况见图3。可见,粗钢由58家钢铁企业生产,总雇员为87323人,劳产率为488t/年/人;消耗原材料8840万t,其中包括:4010万t铁矿石、1020万t焦煤、460万t喷吹煤、1910万t废钢、230万t合金、50万t耐火材料、20.5万亿度电、22亿m3的天然气、36亿m3的氧气等;产出成品4060万t、高炉和转炉炉渣1330万t;吨钢标准能耗为17.1GJ,吨钢排放二氧化碳为1.33t。自1990年开始,德国钢铁工业年一次能源消耗平均降低约15.2%、减少二氧化碳排放约134万t/年。
(3)新技术突破
德国钢铁学会常务董事、秘书长达尔曼先生从两个方面介绍了近年来欧洲钢铁企业的技术突破。一是为了满足二氧化碳减排需要的新技术ULCOS和带钢连铸技术(BCT),二是产业链延伸的产品应用技术。
ULCOS包括两项技术:一是高炉炉顶煤气循环技术(TGR),该技术的特点是高炉煤气经过除尘和分离二氧化碳后,通过加热器进行升温,升温后的一氧化碳气体从风口鼓入高炉,从而减少燃料的消耗和CO2减排。二是Hisarna熔融还原技术,该技术由塔塔钢铁公司荷兰艾默伊登工厂建设于2010年,设计产能为6万t/年,投资为4千万欧元。该装置的示意图见图4。2011-2014年共进行了4次试验性生产。最近两次生产的主要数据是:小时产铁水量为7t,达到设计产能的90%;煤的使用量为750kg/t(铁水),达到了设计值;二次燃烧率稳定保持在90%以上;铁水中碳含量为4%~4.5%,硅和锰含量在0.05%以下,磷含量明显低于传统高炉铁水,硫含量则高于传统高炉铁水,铁水温度为1450℃;炉渣与传统高炉炉渣组成相似,不同点为渣中氧化亚铁含量达到5%,远远高于传统高炉炉渣约0.5%的含量;该工艺成功地使用了赤铁矿。4次试生产中,最长一次时间达到70h。塔塔公司计划2015年或2016年再进行一次持续时间较长的试生产,2017年建设一座年产80万t的新设备,新建设备计划2020年投产。
带钢连铸技术是2012年12月萨尔茨吉特钢厂在克劳斯塔尔大学建设了一台水平带式连铸机,该技术的示意图见图5。工艺流程是钢水从大包流出,经中间包后,由辊式冷却完成一次冷却,接着是二次冷却(喷水),然后经过两机架轧制和卷取生产钢卷。铸坯厚度为10~15mm,成品钢卷厚度为5~10mm。如果建设第三架轧机,则成品厚度可以控制在1mm以下。开发该技术的主要目的是为了生产高锰钢、减少CO2排放。该技术不采用保护渣、也没有弯曲和矫直变形,因此带钢表面不会出现裂纹,表面质量优异;采用辊式冷却可以精确控制凝固组织。该技术还具有低能耗和低投资等优点。经过近两年的运行,萨尔茨吉特钢厂还计划建设工业线。
产业链延伸的产品应用技术主要介绍了面向汽车安全和减排需要的高强钢开发及应用技术。根据目前的预测,与2010年相比,2030年汽车上抗拉强度小于550MPa钢板的使用量将由52%降低至13%,高于550MPa钢板的使用量将由15%提高至38%。为此,开发了一系列的技术,如轻量化的材料设计和结构设计以及轻量化的加工工艺等。