引言
什么是低碳经济？什么是碳高峰，碳减排？这里的碳是指CO、CO2还是CH4？低碳钢的生产和低碳钢的精炼是一样的吗？一切都始于温室效应和温室气体。温室效应是太阳产生的热量以短波辐射的形式到达地球外层空间，然后通过厚厚的大气进入地球表面的现象。加热后的地球表面吸收了这些短波辐射，并将长波热量释放到大气中，很容易被吸收温室效应影响臭氧层，造成全球变暖、缺氧、海平面上升、未知疾病增加、地球荒漠化，威胁人类生存。因此，必须集中提高各部门经济活动的能源效率，逐步限制。
1钢铁工业碳排放现状
中国钢铁工业的碳排放量居高不下，主要原因在于:(1)电炉生产效率低于转炉，电炉平均58min/h，个别达到35min/h，转炉冶炼周期平均为32min/h。(2)相比与转炉，因为电价高、废钢量少价高，电炉没有成本优势。就全废钢冶炼的电弧炉而言，吨钢成本约为3400元，较转炉吨钢成本的3050元高出约350元/t。(3)基于上述原因，2018年以高炉－转炉的长流程炼钢产量占到了总产量的90%，而电弧炉短流程炼钢的产能仅占约10%。相比同期全球电炉钢平均占比约28%(其中美国电炉钢平均占比约68.4%，欧盟40.3%，韩国32.9%，日本24.2%)有很大的差距。(4)炼钢流程的不同，决定了能源结构的差异。我国的炼钢工业能源结构中，电力消耗约占6.3%(光电、风电＜1%)，油气能源约占1.7%，煤炭、焦炭占比高达92%，远高于全国能源消费结构中煤炭占比58.5%的平均值。(5)高炉－转炉的长流程炼钢吨钢CO2排放量约为2.11t，电弧炉短流程炼钢吨钢CO2排放量约为0.5t，不到长流程的1/4，减排优势明显。
2低碳经济概念
低碳经济意味着按照可持续发展的概念，通过技术创新、体制创新、工业转型和开发新的能源等各种手段，减少煤炭和石油等碳密集型能源的消费，减少温室气体的排放其特点是建立在低能耗和低污染基础上的经济发展体系，旨在减少温室气体排放，包括低碳能源体系、低碳技术和低碳工业体系。
3低碳经济下的冶金工程技术
3.1低碳高炉炼铁技术
（1）以氢代焦。氢气作为一种绿色无污染的清洁能源，在新能源开发中占据重要的地位。长期以来，世界各国都在研究氢气替代其他能源的方法，其中也包括炼铁行业。在2018年，德国蒂森克虏伯集团就开始尝试以氢代焦的炼铁方式，并通过与液化空气公司的合作在莱茵-鲁尔区建立全场200公里的氢气输送管道，来保证氢气炼铁过程中的氢气供应。（2）竖炉铁焦。除了通过氢气替代焦炭进行钢铁冶炼之外，使用竖炉铁焦法也能够减少钢铁冶炼过程中的二氧化碳排放量。日本钢铁公司在21世纪初期年开启竖炉法铁焦项目，将黏结性煤与铁矿石进行粉碎处理后，使用黏结剂将其按照一定比例，通过竖炉的炭化形成的铁焦作为新型炉料投入钢铁冶炼，在降低了焦炭使用量的同时，保持了钢铁冶炼的正常进行，从另一个侧面减少了二氧化碳的排放。
3.2核能制氢炼钢技术
核能制氢炼钢技术是基于以氢代焦的低碳高炉技术与氢气竖炉还原炼钢技术而出现的，由于核反应堆在运转过程中产生的氢气与电能可以直接用于钢铁冶炼，因此核能制氢炼钢也有着相当的发展前景。韩国原子能研究院与浦项制铁公司（POSCO）早在2009年就开始牵头研发原子能制氢的技术，并于2010年5月成功开发超高温反应堆。通过核反应产生的电能与氢气进行钢铁冶炼，不仅可以实现二氧化碳减排，还能够有效控制钢铁冶炼成本。
3.3液压系统绿色技术的应用
绿色钢铁冶金机械设备设计是提升低碳减排的关键，液压系统则是钢铁冶金生产的关键系统，液压系统是否符合绿色发展理念的需求，直接关系到钢铁冶金行业低碳减排的最终效果。因此，在液压系统设计和生产中，要注重绿色环保技术的应用，从生产工艺和运行过程同时入手，选择高质量、高性能的液压油，保证所选择的液压油无毒、无害、无污染，即便发生泄漏，也不会对周围的生态环境造成任何影响。同时还要加大密封技术和密封工艺的应用力度，最大限度降低液压系统发生渗漏的概率，提升钢铁冶金生产中液压系统运行的安全性和环保性。
3.4吸声和减振技术的应用
动力系统是钢铁冶金生产的关键系统，钢铁冶金过程非常复杂，需要达到一定的温度之后，才能将铁矿石熔化，去除杂质，提炼出钢铁材料。其中电力是钢铁冶金中需要的主要能源，为降低电能消耗量，在选择和建设电力系统时，必须选择采用绿色、先进的吸声和减振技术的系统应用。比如：对吸声技术而言，可采用容量比较小的消声器，同时搭载全台塑料风扇和罩壳，以降低电力系统在运行中形成噪声。融合冶金机械设备的基本情况，在选择H型钢的基础之上，运用铝合金材料和尼龙材料，以降低机械设备自重，减少能耗，也可以达到很好的节能效果。
3.5直接还原技术
直接还原是一种固体金属铁的精炼工艺，其产品称为直接还原铁，可用作电炉钢的高质量原料。直接减少铁的好处包括:使用其他还原剂代替焦炭；完全消除焦炭工艺；在高质量铁精矿和掺杂球团地雷中减少团块工艺的份额；直接减少80%至85%的碳排放量。直接还原铁工艺具有以下优点:(1)扩大能源利用。直接还原铁可以完全消除焦炭。因此，越来越少的金属焦炭种类可以用各种各样的无烟煤、马自炮、气体燃料、电力等代替。(2)原材料的适应性得到了扩大。直接还原铁一般与可直接用作原料的高质量铁精矿混合在一起占直接还原铁原料的30%至50%。(3)产品质量提高。直接还原铁是可用作原料的稀释材料。
结束语
碳排放是指温室气体排放的通用术语或简称，碳是指二氧化碳所代表的温室气体，其主要生产来源是石油、煤炭和天然气等化石能源的燃烧。二氧化碳作为一种温室气体，由于其温室气体含量很高，也是世界经济的最大部分，它是减少温室气体排放的首要目标，而低碳和可持续的环境发展模式是前进的道路。
参考文献
[1]王国栋,储满生.低碳减排的绿色钢铁冶金技术[J].科技导报,2020,38(14):68-76.
[2]田亚强,田耕,郑小平,宋进英,魏英立,陈连生.低碳高强贝氏体钢的研究现状[J].钢铁研究学报,2018,30(07):505-514.
[3]武光君,板坯连铸中间包吹氩冶金新技术自主开发与创新.山东省,莱芜钢铁集团银山型钢有限公司,2017-10-28.
[4]张乐辰.高品质2Cr13不锈钢关键冶金技术研究[D].北京科技大学,2017.
[5]罗思义,基于生物质高值化利用的低碳冶金技术研究.山东省,青岛理工大学,2015-12-01.