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对21世纪我国钢铁工业的若干思考

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New Page 1 伴随着21世纪的到来,人类社会将面临着世界经济走向全球化和科学技术进步迅猛发展、日新月异的新形势。对我国来讲是挑战与机遇并存。抓住机遇,则可以实现中华民族的伟大复兴。作为我国的钢铁工作者必须认识面临形势的严峻性,认真研究如何在21世纪国际市场的竞争中谋生存、求发展、后来居上。下面就与21世纪我国钢铁工业有关的10个问题提出一点看法。这10个问题是:

  (1)21世纪我国钢铁工业面临的形势;

  (2)钢铁工业是不是"夕阳工业"?

  (3)资源问题;

  (4)贯彻精料方针问题;

  (5)焦炭生产问题;

  (6)炼铁工艺的趋向;

  (7)炼钢工艺的趋向;

  (8)连铸发展趋势;

  (9)钢材质量品种发展趋势;

  (10)迎接21世纪挑战的对策是提高总体竞争关键是发挥创新和科技进步的推动力作用。

  这里所讲的观点纯属个人看法,不一定正确,请同志们批评指正。

  1 21世纪钢铁工业面临的形势

  在世界范围内,钢铁工业已是相当成熟的传统制造业。自进入铁器时代以来,钢铁一直是人类社会所使用的最重要的材料。2000年全世界钢产量估计为8.43亿t,这个数据是通过63个国家的统计资料计算出来的。其他金属材料如铝,最高年产量不超过2500万t。非金属材中,产量最高的是水泥,年产量约为15亿t,但水泥只能抗压,抗拉与抗折性能差,而且对环境造成的污染远大于钢铁,应用范围有很大局限性。高分子材料中,塑料年产量在1亿t左右,比钢铁应用规模小得多。

  近一百年来,钢铁工业的科学技术进步得到了前所未有的发展,钢铁制造技术已相当成熟。与此同时钢铁工业的利润率越来越小,钢铁工业已成为微利行业。材料工业中,新材料因其具有新的性能,技术尚不成熟,市场上价位很高,利润相应也较高。例如,非晶态磁性材料尽管在工艺、质量上仍存在许多问题,由于其铁损特别低,其他材料达不到,市场价1t卖十几万元,而高牌号的取向硅钢的价格1t不足2万元。

  20世纪70年代以前,钢铁、石油、汽车是世界资本主义经济的主要支柱产业。到今天,除了汽车和石油仍在全球经济中保持较高的份额外,钢铁早已风光不再。表1示出了1999年《财富》500强中钢铁生产企业的基本状况。表中,蒂森-克虏伯公司因其钢铁所占比例小于机械,被归入工业机械类。美国钢铁公司于20世纪80年代投资石油工业,目前该公司石油炼制占的份额超过了钢铁,被归入石油炼制类。尽管上述2家公司没归入钢铁工业,但它们仍是老牌的钢铁企业。


表1 1999年《财富》500强中钢铁企业盈利情况
行业
企业
位次
营业额/百万美元
利润/百万美元
利润率/%
新日铁
170 24074.5 100.3 0.42
日本钢管
304 15136.4 -412.5 -2.72
法国USINOR
325 14531.4 -189.9 -1.30
住友
387 12789.8 -1303.4 -10.19
金属材料
英国钢铁公司
417 11794.9 -514.0 -4.36
Arbed钢铁公司
437 11362.7 77.2 0.68
川崎
439 11292.7 111.6 0.99
神户
442 11248.8 -476.8 -4.24
浦项
460 10683.8 1307.5 12.23
工业机械
蒂森-克虏伯公司
99 32798.0 293.8 0.89
石油炼制
美国钢铁USX
147 25610.0 698.0 2.72

  由表1可知,钢铁企业进入世界500强非常难。真正排名最高的钢铁企业是新日铁,销售收入是240亿美元,在500强中居于170位。排名最后的是浦项,居460位,销售收入是106亿美元。也就是说,钢铁企业要想进入500强,销售收入最少需100亿美元,而武钢和宝钢的销售收入加起来不过400多亿人民币。从利润方面来说,钢铁企业的利润普遍较低,除了利润最高的浦项公司外,蒂森等公司利润在1%以下,有6家公司亏损。上述情况表明,钢铁行业已成为微利行业。

  钢铁工业成为微利行业的主要原因是从20世纪70年代起钢材价格基本保持稳定,而其他工业品的价格均在上涨。90年代后期,钢材价格趋向下降。70年代以来钢铁工业技术进步迅速,消耗下降,效率增加,劳动生产率提高,其结果是生产成本降低。经济学告诉人们,产品的价格是由其社会平均成本决定的。技术进步使钢材的社会平均成本降低。由于长期以来各国重视对钢铁工业的投资,钢铁生产能力大于需求。在激烈的国际市场竞争中,钢材价格只能在社会平均成本水平上徘徊。目前,全球粗钢生产能力约为10亿t,而2000年的钢产量是历史最高纪录,突破8亿t。设备利用率不过80%。这种情况下竞争力不强的企业将会不断被淘汰。

  科学技术革命推动钢铁工业在产品、工艺和设备上不断更新换代。在激烈的市场竞争中,企业落后了就要被淘汰。钢铁工业还面临着其他材料行业的挑战和保护环境以实施可持续发展战略的巨大压力。铝工业的发展一直受到其价格较高的制约,如果技术进步能使铝的市场价格降低30%,将对钢铁行业造成巨大的冲击,甚至会影响钢铁行业的生存和发展。统计资料表明,20世纪90年代初期,热轧卷的价格约为320美元,波动范围为10%,到90年代末期,国外许多厂家热轧卷仅卖200多美元,有的国家FOB价不到200美元。欧洲钢铁界希望在21世纪初期该产品的价格能稳定在260美元±10%左右。价格下滑幅度如此之大,主要原因就是连铸、薄板坯连铸连轧等新技术的应用使钢铁生产成本显著降低,钢铁材料的市场竞争力长盛不衰。

  21世纪我国钢铁工业将面临加入WTO和日趋激烈的国际市场竞争,此外,我国钢铁工业面临着更为艰巨的结构调整与重组的任务。说形势严峻、危机与机遇并存不是危言耸听。

  2 钢铁工业是不是"夕阳工业"?

  对于钢铁工业是不是"夕阳工业"的说法,美国科学院和美国工程院在80年代后期对此做过专门研究,还出版了一本名为《材料和人类》(Materials and Mankind)的书。现在已没有人提"夕阳工业"了。人类社会的每一点进步都和材料科学技术和工程的进步密不可分。人类社会不断发展,物质资料的生产将不断增长。钢铁仍是21世纪人类所使用的最主要的材料。这是因为:

  (1)地球资源中,铁矿石蕴藏量大,易于获取和加工成金属;

  (2)所有材料中,钢材的性能与价格比最佳,钢材价格自20世纪70年代以来长期保持稳定;

  (3)可回收利用程度高,有利于实施可持续发展战略。这一点非常重要,高分子材料正是因为难于降解,限制了它的进一步发展。

  21世纪钢铁工业将继续发展。不仅产量会继续增加,品种和质量水平也将迈上新台阶,以使钢材的使用寿命延长,国民经济单位产值耗用的钢材量减少。新工艺、新技术将不断涌现。为适应国际市场竞争的需要,我国钢铁工业必将经历结构调整和重组,其内容包括:

  产品结构的调整和重组,我国钢材的产品结构与国民经济的需要是不适应的,高质量、高附加值产品的自给率低,而大路货又供大于求;地理分布的结构调整和重组,由于运费贵,将来大部分的钢铁厂都是区域性的,那种"一家钢厂包打天下"式的工厂实际上是不可能存在的;工艺结构的更新换代和重组,落后的工艺和工序要淘汰,如淘汰平炉,淘汰模铸等;最后是企业结构的重组,这是上述调整的落脚点。

  21世纪全世界钢产量将在波动中增长。我国是最大的发展中国家,钢材的需求量大,我国钢产量的增长要高于全世界的增长速度,到2010年将达到1.5~1.6亿t。由此可见,全世界的钢铁工业决非"夕阳工业",而中国的钢铁工业更不是"夕阳工业"。

  3 资源问题

  图1所示为世界主要铁矿石生产国铁矿石蕴藏量与2000年钢产量的对比。由于铁矿石有贫矿、富矿之分,光看储量不能充分说明问题,因此图中的储量是指金属铁的储量。从图中可知,中国的铁矿石储量排名倒数第二,仅高于瑞典,而2000年中国是产钢量最高的国家。由此看来,中国的钢铁工业必须依赖两种资源,即国产铁矿和进口铁矿,否则中国的钢铁工业不可能进一步发展。



  图2为20世纪80年代以来我国铁矿石进口量与钢产量的变化。随着世界经济的全球化,20世纪中期以来矿石资源也趋向全球化,并出现了铁矿石资源贫乏的产钢强国,如日本。我国铁矿石资源与我国第一产钢大国的地位是极不适应的,作为产钢大国,必须有可靠的铁矿石来源。我国自产矿量只能支持7000~8000万t钢的年产量,2010年,我国钢产量预计将达到1.5~1.6亿t,到那时则有一半的铁矿石资源必须依赖进口。因此,尽快建立我国海外铁矿石资源的发展战略已迫在眉睫。这方面,我国石油工业着手较早,目前我国石油进口量占石油需求的20%,他们已开始准备在中亚建输油管道,西油东输,西气东输,并与俄罗斯开展合作,为将来扩大石油进口量打好了基础。日本是资源极度贫乏的国家,但其在澳大利亚有大量投资,并对澳大利亚等矿石生产国的矿石进行了深入细致地研究。欧洲许多钢铁厂与巴西矿山有紧密联系,以确保它们的铁矿石供应。上述种种做法都是值得我们借鉴的。我国现在进口铁矿的主要来源是澳大利亚、巴西、印度和南非。从价格、运输、质量和国家友好程度考虑,首先应考虑与澳大利亚、巴西和南非的合作,以尽早建立我国海外铁矿石供应机制。

  4 贯彻精料方针问题

  贯彻精料方针是建设钢铁强国的物质基础。我国钢铁工业贯彻精料方针必须以合理利用国内、国外两类资源为主要原则。

  我国铁矿石开采量是世界上最高的,约为2.2~2.5亿t,比巴西、澳大利亚都高,但由于含铁量低,原矿铁分仅为30%多(巴西矿开采出来的Fe达67%~68%),实际得到的金属量并不多。对国内资源,提高矿石加工技术,使选出的精矿质量提高,满足精料要求是今后技术进步的方向。

  利用两种资源必须将国产矿与进口矿合理搭配以生产出高质量的烧结矿或球团矿。为此必须对进口矿进行系统的研究。

  为降低矿石采购成本,要扩大进口矿的采购范围。进口矿,如澳矿大部分矿山开采已超过40年,正在开采的矿石中,品位高、质量好的,价格较贵,而另一部分品位相对较低的矿石,价格较为适中,因此如何使用造块性能差的矿石生产出优质的烧结矿,是我们必须对造块工艺进行系统研究开发的关键。

  矿石混匀是实施精料方针的重要组成部分。国内混匀效果较好的混匀料场不多,矿石混匀工作要加强。

  关于"烧结好或球团好"的争论是没有必要的。在实际操作中必须根据铁矿石的特性来确定造块工艺。美国钢铁厂大量使用球团矿,主要原因是美国的铁矿石在选矿过程中,只有将矿石磨得很细才能将品位提高到66%~68%,所以美国多采用球团。而日本是铁矿石贫乏的国家,几乎完全依赖进口,而以进口粉矿为主,因此,该国的钢铁厂多采用烧结矿。矿石加工工艺必须根据原材料特性确定。

  通过实践确定炼铁高炉的合理炉料结构是高炉落实精料方针的出发点。总之,贯彻精料方针是我国钢铁工业实现集约化的必要条件。

  5 焦炭生产问题

  我国不仅是世界第一产铁大国、第一产钢大国,还是世界第一产焦大国,焦炭年产量近1亿t。1989年焦炭出口超过100万t,1997年超过1000万t,已成为世界焦炭第一出口大国。

  众所周知,我国山西省煤炭资源丰富,且煤质很好,焦炭出口是该省出口创汇的主力。而由于美国环保立法较严,对焦炉污染的处罚非常重,因此,有些钢厂关闭了工艺落后的焦炉,这样不仅不用在环保上投入大量资金,而且将环境污染问题转嫁给了中国。

  对中国来说,出口焦炭要消耗大量的炼焦煤资源,且污染环境。生产出口焦炭的大多是土焦炉和装备落后的焦炉。为满足出口质量的高要求,不得不多用优质焦煤,造成资源浪费,而且副产品不能回收利用,反而造成严重的污染。

  在我国目前的经济形势下,停止出口焦炭是不可行的,因而对焦炭生产结构进行调整已是当务之急。

  我国炼焦煤资源的分布是不均匀的,大部分集中在北方。焦炭生产主要有两种方式:(1)有高炉的钢铁厂用焦炉生产焦炭,炼焦用煤由矿山运来,重点企业和地方骨干企业多为这种方式;(2)在炼焦煤产区,存在大量的炼焦厂,以土法和落后焦炉为主,生产商品焦。这部分焦炭是出口焦炭的主要来源。由于工艺落后,对焦炭产区的资源与环境造成极大危害。此外还有第三种方式,以生产煤气为主的化工厂的焦炉,所生产的焦炭质量较差,大部分达不到冶金焦的要求。

  钢铁厂的焦炉面临的是工艺设备更新换代的问题。而对现有产焦区的焦炉则是一个淘汰落后的问题。以生产煤气为主的焦炉与钢铁厂的焦炉面临的问题相类似。

  从20世纪70年代开始,不少国家着手对新炼焦工艺进行研究。概括地讲有3种趋向:无副产回收的焦炉、特大型焦炉与新一代炼焦工艺。无副产回收焦炉将副产转变成能源,在工艺技术上已成熟;特大型焦炉已投产,全世界最大的焦炉是蒂森建造的,年产量为250万t,炉容大,污染相对较小,采用了较好的环保工艺;新一代焦炉SCOPE21将在2010年以前建成投产,这种新工艺是由日本研究的。

  我国出口焦炭大部分来自山西省,我个人建议将这类落后焦炉改造为无副产品回收的焦炉。图3和图4分别示出了美国1998年投产的SUN焦炭公司的热量回收焦炉焦炭的生产过程(heat recovery coke production)及其工艺特征。

  热回收焦炉的工艺特征如下:

  (1)焦炉4座,每座67孔,共268孔;

  (2)占地180m×780m,建设工期18个月;

  (3)每孔装煤41t;

  (4)结焦时间48h;

  (5)无煤气泄漏,无副产回收,不污染环境;

  (6)焦炭强度优于常规焦炉。

  该炼焦厂年产焦炭量为120万t,焦炉煤气除用于炼焦外,还利用余热锅炉,回收蒸汽并发电。该厂已投产2年,生产情况良好。

  我个人建议:如山西省这样的焦炭产区应对采用无副产回收焦炉以取代土焦炉和落后焦炉进行研究和论证。

  对现有钢铁厂焦炉和第三种焦炭生产厂的更新换代问题,首先宜在维护好现有焦炉、延长其寿命上下功夫。在充分研究国际炼焦技术发展的基础上确定技术改造方向。我国钢铁企业不一定都必须建焦炉。可以把冶金焦的生产相对集中到焦煤产区,这对减少运输负担、节约有限资源和减少环境污染都有利。

  6 炼铁工艺的趋向

  钢铁工业中铁元素的主要来源是铁矿石。用铁矿石炼出的钢占世界年产量的70%。从铁矿石中提取铁元素主要有3种工艺:高炉炼铁,直接还原和熔融还原;生产的产品有两类:液态铁水和固态金属铁。表2所示为当代主要炼铁工艺的比较。


表2 当代主要炼铁工艺的比较
工艺流程
高炉炼铁
直接还原
熔融还原
目前规模
目前全世界高炉生铁产量每年约在5.4~5.7亿t 目前全世界DRI(包括HBI)年产量每年不足4000万t 已工业化的只有COREX一种。计划建设的COREX装置的年产铁能力约为500万t.一套装置最大能力约为80~70万t。已投产的装置能力约为300万t
工艺优点
(1)单位设备生产能力大。1座4000~5000m3高炉的年产量可达300~400万t。效率高,劳动生产率高 (1)可提供有害杂质少的直接还原金属铁或热压球团 (1)可提供铁水,铁水质量与高炉相近
(2)能耗低。每吨铁能耗在500kg煤(标态)以下 (2)环境负荷比高炉炼铁较轻 (2)可基本不用焦炭,可以不专门建焦炉
(3)产品质量好。可提供杂质含量少的低硫低硅铁水   (3)环境负荷比高炉炼铁轻
工艺缺点
(1)高炉炼铁必须用焦炭,生产好焦炭离不开炼焦煤,而焦煤资源是相对短缺的 (1)需要高铁分无杂质的块矿或球团矿 (1)能耗高。每吨铁水煤耗在1000kg左右
(2)焦炉是钢铁企业主要污染源之一,环境负荷重 (2)大部分工艺需要天然气或石油气。用煤基的工艺生产规模小 (2)目前只能用球团矿或块矿,尚不能用粉矿(工艺在开发中)
  (3)1套装置的最大年产能力,用天然气的Midrex法低于100万t,其他工艺更低 (3)单套设备最大的是C-2000其产量相当于1座1000m3高炉,进一步扩大有很大困难

  从对比情况看,高炉炼铁仍将是今后炼铁工艺的主流。其原因如下:高炉炼铁在技术上已相当成熟,单体设备生产能力大,消耗低,铁水质量较好。主要的弱点是必须用质量好的焦炭,而焦煤资源相对贫乏,焦炉是钢铁厂最大的污染源。因此,高炉采用大量喷煤技术,不仅降低了焦比,更重要的是少用焦炭,缩小了焦炭的生产规模,减少了环境污染,从而增强了高炉炼铁工艺的生命力。新炼焦工艺出现后,将进一步增强高炉炼铁的竞争力。21世纪高炉炼铁仍将是炼铁工艺的主流。

  由于电炉炼钢的推动,在资源条件好的地区直接还原会有一定的发展。在特定条件下,熔融还原技术将有发展空间,特别是当与其他产业如发电、化工、熔融还原等结合时,可使能耗显著降低,弥补工艺上的不足,而带来较宽的开发前景。综上所述,新世纪的炼铁工艺将是高炉炼铁、直接还原、熔融还原3种工艺并存,并以高炉炼铁为主流。

  7 炼钢工艺的趋向

  图5为1988年以来世界不同炼钢方法所占的产量比例的变化。由图中可知,平炉钢的产量逐年减少,转炉钢和电炉钢的产量均稳中有升。

  进入21世纪,平炉炼钢将进入历史博物馆,估计到2010年,将淘汰所有的平炉,目前淘汰平炉最慢的是独联体,其次是东欧。氧气转炉炼钢与电炉炼钢将是炼钢工艺的主体。



  在全世界范围内,作为短流程组成部分的电炉炼钢,因建设投资少、综合能耗低、成本低、环境负荷小,其比例将增大。目前全世界电炉钢所占的比例不到40%。由于各国资源条件存在差异,电炉钢的发展受到废钢供应与电力供应的制约,不同国家电炉钢所占比例的差别很大。工业发达国家,如美国,工业化时间长,社会废钢积蓄量充足,电炉钢比例较高。发展中国家,如中国,社会废钢积蓄量少,电炉钢所占比例小于15%。另外,发展中国家电价较高也制约了电炉的进一步发展。例如,美国的电价几乎比我国电价便宜一倍。对发展中国家而言,随着钢产量的增加,电炉钢比例呈下降的趋势。

  20世纪中期以前,电炉专门用来冶炼质量要求高的钢种,而现在作为短流程的组成部分,电炉主要生产大路品种的钢。对性能要求高,如杂质少、气体含量少的品种则转由高炉-转炉流程生产。这一特征将基本保持下去。由于废钢积蓄量不足,还会出现高炉-电炉流程,用高炉铁水替代废钢。欧洲已涌现了相当多的高炉-电炉流程,美国和中国也已开始出现。

  对炼钢来讲,整个工艺的发展趋势是:无论转炉炼钢或电炉炼钢,工艺发展均趋向功能分工。20世纪80年代以前,脱S、脱P、脱C、脱Si均在转炉中完成。80年代以后,转炉的功能主要是脱碳和升温,电炉的功能主要是融化、升温,铁水脱硫与脱磷交给铁水预处理,成分调整与精炼脱气以及钢水温度调整主要由炉外精炼(或二次精炼)完成。目前,炼钢工艺实际上是由铁水预处理、炼钢和炉外精炼3个部分组成,也就是说,由于对钢清洁度和生产效率的要求不断提高,必须把从铁水预处理到炉外精炼看作炼钢工艺的一个整体。

  因此,21世纪世界钢产量将在起伏中增长,转炉炼钢和电炉炼钢并存,且以转炉炼钢为主的局面将维持相当长时间。由于废钢积蓄量有限,电炉钢产量不可能超过转炉。

  8 连铸发展趋势

  20世纪后期在钢铁制造工艺科技进步中影响最大、涉及钢铁技术发展进程最全面、最富有创新意义,突出表现为凝固过程的基础研究和工艺技术装备的开发,在此以前,研究开发的焦点集中在炼钢的物理化学过程上。自20世纪70年代以后,凝固技术的地位显得越来越重要。

  从总体上看,提高钢铁工业竞争力的关键是钢铁制造工艺流程的集约化。主要手段之一是以缩短钢铁制造工艺流程来获取经济效益。图6为20世纪后半期炼钢凝固工艺的发展过程。由图可知,把炼钢铸锭与初轧开坯集成,就是连铸;薄板坯连铸是连铸和热轧粗轧的集成;而目前正在开发的带钢铸造则是将钢水直接铸成钢带。从科学和技术的角度看,通过上述凝固技术和凝固工艺的进步,实现了钢铁生产过程的集约化。由此看来,连续铸锭是20世纪后半期钢铁工业的重大技术进步之一,而薄板坯连铸连轧技术与带钢铸造则是炼钢凝固工艺集约化的进一步发展。

  最近几年,我国钢铁工业技术进步较快,全国连铸比已达84%,重点企业约为87%,接近世界平均水平,世界先进国家的连铸比达到95%以上。全球范围内,炼钢连铸比还将进一步提高,但不可能达到100%,预计为98%左右,因为某些特殊品种钢材,无法用连铸机生产,必须保留少量模铸。但对某个地区或某个工厂而言,完全可以通过全连铸来实现企业效益的最大化。将来可能出现全部采用薄板坯连铸的企业,甚至是完全的带钢铸造工厂。

  进入21世纪,对生产长材的钢厂来说,需求量大的品种将走向连铸连轧,例如,美国原来有几家H型钢厂,自从纽柯的连铸连轧H型钢厂投产后,因无法与其成本低廉的优势竞争,陆续关闭了;对生产板材的钢厂而言,大部分钢厂将发展连铸连轧工艺,预计到2010年全世界将有40%~50%的常规热连轧机和常规连铸机被薄板坯连铸连轧工艺所替代。

  当然,为适应某些特殊钢种的需要,常规热连轧仍将存在。带钢铸造技术将在不锈钢和其他合金钢生产中得到应用。21世纪初期将是常规连铸工艺、薄板坯连铸连轧工艺与带钢铸造工艺并存,且以连铸连轧工艺大发展的时代。

  9 钢材质量品种的发展趋势

  20世纪60年代以来钢材质量有了很大的改进。钢的纯净度不断提高,有害杂质减少。钢材品种增加,性能大幅度提高,单位产品用钢量减少。图7为20世纪中期以来钢质量的改进状况。

  图中表明,自20世纪60年代以来,钢中有害杂质如N、S、P等的含量越来越低,目前质量要求高的钢种,杂质总含量通常小于0.01%,甚至有人认为应达到小于0.008%的水平,而且有人研究达到0.002%的可能性。

  20世纪60年代以来,汽车用钢的发展是钢材品种质量进步的一个典型例子。图8为日本汽车钢板的品种发展过程。由图可看到,从20世纪60年代至90年代中期,汽车工业的发展进程和市场对汽车质量的要求以及由此引发的钢材质量的主要改进。早期的汽车用钢主要是冷轧板,随着石油危机的爆发,对汽车钢板质量的要求越来越严格,省油和减重变得越来越重要,于是出现了高强度的汽车板。90年代,30多家西方大钢铁企业成立了一个名为超轻型车体ULSAB(ultra-light steel automobile body)的组织,其宗旨是将一台汽车的重量减轻700kg,从而达到省油的目的。图中,CAFE(cooperate average fuel efficency)是评价汽车省油的标准,意思是1加仑的汽油可运行多少公里,目前通常的CAFE值为20多英里,期望值是33~34英里。最近这一组织重组为ULSAC,专门开发汽车轻型超强外板。

  21世纪全球经济将继续增长,对钢材的需求也将继续增长。20世纪世界钢产量由1900年的2850万t增至2000年的8.43亿t,增长超过28倍。21世纪不可能再有这样的发展速度,因为这样的速度是地球的资源与环境所不能承受的,钢铁工业的进一步发展需在可持续发展的原则指导下进行。为此,必须通过提高钢的质量、开发新品种、减少单位(产品、工程、GNP)用钢量、减轻地球环境负荷来满足全球经济发展的需要。

  20世纪中期以来钢质量的改进:

  60年代以来,要求钢中有害杂质含量越来越低。90年代以来对某些钢种要求杂质总含量≤0.01%([C]+[Mn]+[Si]+[P]+[S]+[O]+[N]≤0.01%)。

  普遍提高钢材的强度、韧性、加工性能和使用寿命,将是21世纪钢铁工业的主要奋斗目标之一。其经济意义是减少使用钢材的重量,降低单位制品的重量,达到节能和减少自然资源消耗的目的。其主要方向是以改善钢材的组织结构为手段,减少钢材中合金的含量,发挥钢材本身的潜力。这与以前为提高钢材的强度完全靠加合金的作法显然不同。图9是日本对钢材晶粒度与抗拉强度间的关系所做的研究。其结果表明,通过细化晶粒,可成倍地提高钢材的强度,如将晶粒细化到1μm,抗拉强度可达到700MPa。另外,少加合金可减轻地球的环境负荷,降低钢材生产成本。当然,细化晶粒并不是一件容易的事,很多国家,如中国、日本、韩国等都为此正在做大量的工作。

  总之,为使钢材的强度和使用寿命比现有水平提高一倍,必须在21世纪开发出一系列控制钢材织构的技术和工艺。为实现钢材质量的进一步提高、开发出新品种,除上述凝固工艺外,轧钢工艺和技术装备的创新也是今后钢铁工业技术进步的重点。

  10 迎接21世纪挑战的对策是提高总体竞争力

  2000年,美国的钢材消费量为12000多万t,国民生产总值为10万亿美元。2000年我国钢产量为1.2亿t,进口量不到2000万t,钢材消费量不到1.4亿t,国民生产总值大致为美国的十分之一,约1万亿美元。由此看来,我国具有世界最大的钢材消费市场,但我国21世纪的钢材市场并不一定属于我国的钢铁企业。因为加入WTO后,对已相当成熟的钢铁工业来说,我国的钢材市场将完全与国际市场接轨,不可能受到如农业和汽车业那样的保护。努力提高我国钢铁工业的总体竞争力是惟一的出路。

  如图9所示,美国WSD(World Steel Dynamics)公布的资料表明,钢材(包括热轧卷和冷轧板)成本最低的是韩国和巴西。

  由图10可见,我国钢材成本不仅高于韩国、巴西,还高于中国台湾。美国许多钢厂严重亏损,有的濒临破产,处境艰难。美国钢材成本较高是其钢铁工业竞争力不强的主要原因。

  我国钢铁企业的情况也并不能令人放心。当国际钢材价格处于正常水平时,国内钢材市场上我国自产的普通钢材处于优势地位,高附加值、高难度钢材不能完全自给,必须依赖进口。国内钢材自给率可达92%~94%。我国普通钢材与钢坯出口有较大的发展空间,这时我国钢铁企业大都赢利。我国2000年的钢材市场正是这种状况。

  当国际市场不景气时,国内钢材市场价格走低。国际钢材市场需求低迷,出口减少,我国钢铁企业处境十分艰难,相当一部分企业微利或亏损。这种情况下,我国仍需进口不能自给的钢材品种,1997~1999年就属于这种情况。

  由此可见,我国钢铁工业的总体竞争力是不强的。因韩国的生产成本远低于我国,所以,我国钢铁工业第一的竞争对手是韩国。我国在高附加值钢材方面竞争不过日本。我国在高附加值钢材与普通钢材方面都竞争不过韩国。

  提高我国钢铁工业的竞争力的重点是:普遍提高我国钢材的质量水平,增加高附加值产品,降低消耗,降低成本。当然,这一切都必须依靠科技进步和创新。

  我国钢铁工业提高竞争力必须从结构调整入手。首先要淘汰落后,同时在企业体制上要有所创新。工艺技术方面也要在消化掌握国际先进工艺的基础上不断创新。为使我国钢铁工业在国际竞争中立于不败之地,还必须拥有自主知识产权的专有技术。科技进步和创新永远是我国钢铁工业快速发展的动力。在21世纪,通过结构重组和技术创新,我国应努力创造出具有中国特色的新一代钢铁工业。

  对我国钢铁工业来讲,21世纪面临的挑战主要在两大方面。第一,必须努力提高总体竞争力,才能在激烈的国际市场竞争中立于不败之地。第二,必须减轻钢铁工业的环境负荷,使钢铁工业实现清洁生产,并进而向绿色制造迈进。总体竞争力不仅仅包含产品的质量、品种、产品的适用性和用户服务,更重要的是价格与性能之比。因为钢材的消费量在21世纪内仍将是增长的,钢材是人类社会主要材料之一,钢铁工业又属于微利行业。如何提高钢材的性能,减少钢材用量,进而减轻环境负荷,降低消耗,降低成本,是提高我国钢铁工业总体竞争力的关键。从钢铁工业的发展趋势上看,必须使钢铁工业逐步走向可持续发展轨道,因此创建绿色制造的钢铁工业是必由之路。在进入21世纪的时候把我国钢铁工业实现清洁生产作为第一阶段的目标是必要的。清洁生产不能仅仅靠末端治理来实现,因为仅靠末端治理是钢铁工业的成本难以承受的。清洁生产必须从源头做起,这就涉及到工艺创新,流程的创新,品种的创新以及副产品、排出物的再资源化,钢铁工艺流程与其他产业的综合与集成。总而言之,清洁生产必须依靠科学技术进步和创新。抓住清洁生产,必将推动21世纪钢铁工业的巨大进步。


  • 钢材价格指数
  • 情绪指数
综合 长材 扁平材
综合指数
长材指数
扁平材指数
品种 日期 指数 周环比
综合指数 04-24 141.12 +0.18
长材指数 04-24 158.26 +0.12
扁平材指数 04-24 124.72 +0.23
品种 日期 指数 周环比
螺纹钢情绪 04-19 68.11 -0.37
热卷情绪 04-19 54.43 +3.79
冷卷情绪 04-19 52.19 +16.09
数据来源:钢联数据免费下载

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