中国工程院院长徐匡迪：钢铁冶金的方向

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2004-07-23

　　“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。(科学)

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