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绿色冶金将是钢铁业发展的方向
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“从宏观到微观再回到宏观,从简单到复杂又重归简单,经过两千多年、特别是刚刚过去的一百年的发展,目前种种迹象显示,钢铁冶金正迅速成长为一门成熟的工程科学。”日前在北京科技大学举行的“中国材料名师讲坛”上,中国工程院院长徐匡迪在学术报告中提出,成熟的钢铁冶金科学是我国经济建设的需要,是21世纪“绿色冶金”的需要。 徐匡迪说,技艺的基础是长期积累的相关经验,而科学的基础却是对事物运动的原理及其具体机制的深入把握。人们认识事物,总是从感性认识上升到理性认识,经历一个思想“升华”的过程。钢铁冶金研究也是这样,其发展过程需要经历如下四个方面的发展演变:
首先,研究角度从宏观到微观再回到宏观,即从以系统状态为考察对象的经典冶金学,发展到以分子动力学为基础的微观冶金动力学,再发展到结合输送过程和化学反应的宏观动力学;
其次,研究工具从简单到复杂又重归简单,即从以代数方程为主的数学描述,发展到借助于常、偏微分方程组的数学描述,再发展到基于神经网络逻辑和链接权的以人工智能表述;
再次,理论阐述从具体到抽象再到具体,即从具体和具有针对性的冶金工艺学,到就冶金规律建立抽象、单元操作理论进行复杂过程分析的热力学动力学,再到结合反应器研究设计的冶金反应工程学;
最后,研究本质从模糊到精确最后重新模糊,即从最早的从经验出发判断和把握冶金现象,随后发展出相关的定量分析手段和日益精确的检测技术,最后在现代工程应用进化到模糊建模和模糊控制阶段,从而更好地满足人的思维特点和实际需要。
“进入21世纪,基础理论方面取得的研究突破,将继续为钢铁冶金指明发展方向”,徐匡迪说,为达到成熟的工程科学这一“进化”目标,钢铁冶金首先应在化学冶金方面努力追求兼具最大反应效果、最低物耗和最少能耗的“最近平衡状态”,同时应在物理冶金方面,追求达到超大过冷度、最快速凝固和最低温轧制标准的“最非平衡状态”。此外,计算材料学也应更广泛地应用于冶金行业,在钢铁的成分和工艺设计、组织和性能预测中发挥作用。
徐匡迪表示,发展成熟的钢铁冶金科学,既是我国经济建设的需要,也是21世纪“绿色冶金”的需要。他说,欧美等发达的工业大国,在工业化快速发展的过程中,大约人均消费钢铁20吨,据此计算,我国在经济快速增长的阶段,总共需要260亿吨钢铁,而我国目前累计生产钢铁仅有20多亿吨,远没达到这一要求。要达到美国地上、地下、天上、海上交通设施齐备的水平,钢铁冶金业仍然任重道远。
徐匡迪说:“如何降低资源消耗,保护生态环境,是21世纪钢铁工业面对的主要挑战。”他表示,“绿色冶金”将是21世纪钢铁工业的重点目标。为达到“对环境友好”的要求,钢铁工业必须实现低能源消耗、低资源消耗、低排放和可循环使用的目标,同时努力钻研,开发质量、性能将大幅度提高的新一代钢铁材料,生产杂质含量在80~100ppm以下(超纯净)、晶粒尺寸1μm以内(超细晶)、无宏观偏析及凝固缺陷(超均质)的钢铁产品。
为此,钢铁生产企业必须加大新技术和新流程的研究和应用。徐匡迪说,钢铁冶金将通过“短流程”研究,广泛应用直接还原和熔融还原、高效单体熔炼―精炼、最终成形、连铸连轧、控温控轧等技术,实现低能耗、少物耗;研究施加各种物理场来强化氢还原的实用性,推动氢还原铁矿石的生产应用;深入研究强物理场下冶金反应和凝固过程中所出现的许多新现象,不断催生新的生产工艺。(中国联合钢铁网) 注意:本栏目部分文章来源于网络,如果其中涉及了您的版权,请及时联系我们,我们在核实后将在第一时间予以删除! 为减少服务器的外部调用流量负载,本网所有的pdf,rar,caj,zip格式的文件,均使用防盗链技术保护文件。 如何下载保存此附件? 请直接点击下载连接进入文件下载页面.
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