万方数据钢厂模式与工业生态链——钢铁工业的未来发展模式殷瑞钰钢铁(钢铁研究总院)1钢铁厂与循环经济社会在概念上的链接钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是我国工业体系的重要组成部分。在工业生态化和建立循环经济体系的过程中，钢铁工业将会对我国的新型工业化道路和循环经济社会产生很大影响。因此，将钢铁工业生态化与循环经济社会有机地结合起来，从思想和概念上弄清它们的相互关系，这对21世纪我国的新型工业化道路和循环经济社会具有深远的影响。中国钢铁工业的发展进程和命题近10多年来，由于中国国内经济的发展，对钢铁产品的需求有很大促进；同时，由于钢铁工业近10多年的技术进步和结构调整，使得我国钢铁工业得到了令人瞩目的快速发展。钢铁仍然是重要的基础材料，中国钢铁材料的需求将达到2亿t／a以上，全球钢铁产量也在1973年石油危机时的7亿多t／a的基础上，2002年突破了9亿t／a的水平。但市场竞争和环境压力使钢铁工业面临挑战。图1是20世纪90年代以来中国粗钢产量的增长情况。中国粗钢产量从1990年的6535万t增长到2002年的5亿t。同时，钢铁工业对资源、能源、环境、生态的影响也日益增大。第38卷增摘要进入21世纪以后，如何认识钢铁企业的社会经济角色，特别是如何认识钢铁制造流程的功能，是一个时代性的命题。仅从冶金学、材料学的角度上看，钢厂的功能只是钢铁冶炼与钢材生产而已。如果迸一步扩展到资源、环境、生态、循环经济等视野来看，则钢厂应是工业生态链中的重要一环。从钢铁企业的未来社会、经济角色来看，钢铁厂生产流程应该(特别是高炉一转炉长流程)主要有3种功能：钢铁产品制造功能；能源转换功能；社会大宗废弃物处理一消纳功能。作为与环境一生态协调的循环经济社会中的钢铁厂大体可有两种模式，即：港口生态工业带钢铁厂；都市周边型钢铁厂。关键词钢厂模式工业生态链钢铁制造流程三个功能．，善中国粗钢产量的增长情况刊3年lO月八1．1咖{L器霹1．815年图12OV01．38，Suppl-October，23IRoNANDSTEEL万方数据1．2关于资源利用生态化和过程尺度的关系从过程工程、生态工业工程和循环经济社会等知识链角度上看，对资源的利用以及相应涉及的资金是随着科学、技术、工程、产业、经济和社会的尺度不断扩大而增加的。循环经济社会的形成取决于：物质循环链的延伸、扩展及其效率；时间因素的协调性(能源效率)；物质／能源循环通量的大小；经济合理性。因此，在上述诸多方面都提出了相应的要求。图2是不同尺度的过程与资源利用生态化的关系。1．3钢铁厂的特点由于钢铁企业本身的结构和技术工艺特性，钢铁厂有自己的特点：(1)资源密集、能耗密集。在钢铁联合企业内，每吨钢将消耗o．7～o．8t左右标煤、1．5～1．65左右铁矿石、3～8t左右新水；(2)生产规模大、物流吞吐大。现代化钢厂的基本级别已经大致地分为年产钢800～600万t，400～300万t及200～100万t等级别；每吨钢涉及的物流将是5～6倍。(3)制造流程工序多、结构复杂；(4)制造流程中伴随着大量物质／能量排放，并形成了复杂的环境界面。1．4对钢铁厂认识及观念的转变长期以来，人们一直认为钢铁厂是资源消耗量大、能源消耗量大、排放量大、废弃物多及污染大的企业。在推进工业生态化和循环经济社会中，应该从新的更宽阔的视野来审视钢铁工业的经济、社会角色。钢铁厂是否一定是排放量大，废弃物多，污染大的企业，能否通过工业生态链实现环境友好，能否成为循环经济社会、工业生态链中物质流、能流的重要链接点之一，这是工业生态链和循环经济社会形成和发展过程中钢厂必须回答的问题。近半个世纪以来，随着社会经济形势和环境保护要求的不断变化，钢铁企业的生产、技术和环境问题对策都经历了一系列的变化，其发展进程是如下趋势：(1)公害治理(污染排放物的末端治理或稀释排放)；(2)节能减排(降低能耗及减少排放物等源头治理)；(3)清洁生产，绿色制造(通过完善制造流程、改善厂内物质／能源的利用效率、产品绿色化等一系列措施，变为更积极的源头治理)；(4)循环经济(构建社会制造链与工业生态链相结合的策略)。从钢厂环境对策的上述进程看，应该对未来钢厂的经济／社会角色进行重新认识，重新构造。图3是钢铁企业环境保护的发展进程，图4和图5分别示出了中国钢铁工业吨钢可比能耗和吨钢CO。排放量的变化。钢铁第38卷图2在过程尺度扩展下，知识链与资源、资金尺度的关系社会资源尺度环经t万方数据≤2钢铁制造流程的结构～功能演变迄今为止，钢铁产品仍是人类社会最主要的结构材料，也是产量最大、覆盖面最广的功能材料。在可预见的未来年代，钢铁产品仍是一种非常重要的材料。就钢厂的结构一功能而言，对钢铁制造流程(过程工程)的认识是带有根本性、总体性的学问，制造流程的结构一功能～效率