“钢铁大国”也要在特种刚上栽跟头?我国怎样实现特种钢自由?

新材料君 2023-04-06
2906 字丨阅读本文需 8 分钟

钢铁是国民经济的重要基础产业,是国之基石。中国是世界上最大的钢铁生产和消费国,我国也一直被冠以”钢铁大国“。2020年粗钢产量达到10.53亿吨,占全球产量的56.5%。但是,中国的钢铁产业也面临着一些问题,比如产能过剩、环境污染、产品结构不合理等。特别是在特种钢方面,中国还有很大的进口需求,每年进口约850万吨。为何我们这样一个”钢铁大国“却在特种钢上依赖进口呢?我们为什么不能自己实现特种钢自由呢?

一、什么是特种钢?

特种钢也是一种钢材,也叫做合金钢,即在碳素钢里适当地加入一种或几种合金元素,使钢铁的组织结构发生变化,从而“赋予”钢铁不同的特殊性能。因此是一种具有特殊化学成分、组织结构、性能要求或生产工艺的钢种。特种钢的雏形起源于第二次世界大战后的工业复兴时期,世界军事强国为了满足船舰这样的军事设备的发展需求,研制出了高强度船舰用钢。

最初是为了发展军事力量而设计生产的,但是到现在它的用途更加广泛,小到圆珠笔剃须刀,大到航母甲板与火箭等,能应用在生活、军工、航天等多个领域,现在的特种钢是衡量一个国家工业实力发展的重要指标之一。如今特种钢通常用于高端领域,如航空航天、军工、核电、石油化工等。

特种钢的种类很多,比如不锈钢、合金钢、高强度钢、耐磨钢、耐蚀钢等。

二、为什么需要进口?

1、中国的特种钢需求量很大,但是自给率不高。根据中国钢铁工业协会的数据,2020年中国特种钢产量为1.8亿吨,占粗钢产量的17.1%,不过仍有850万吨的缺口,主要集中在高端领域,并且只能依靠进口。

2、特种钢技术水平还有待提高。虽然中国在一些特种钢方面已经取得了一定的进步,比如不锈钢、合金结构钢等,但是在一些关键领域,如航空发动机用高温合金、核电用超超临界锅炉用钢等,还依赖于国外的技术和产品。这些特种钢的生产工艺复杂,对设备、材料、人才等都有很高的要求。

3、市场竞争力不强。由于国内外市场环境的差异,国外特种钢企业往往有更多的研发投入、更好的品牌效应、更稳定的客户关系等优势。而国内特种钢企业则面临着成本上升、利润下降、产品同质化等问题。因此,国内特种钢企业在国际市场上难以与国外企业竞争。

三、我国特种钢的发展和技术突破

各个国家都是在二战之后才开始研发特种钢的,这样看我国并没有落后太多,但是研制特种钢的前提是需要能高产钢材,我国在产钢这一领域的起步就晚很多了。

在炼钢的三种技术中,我国光是最基础的一种起步就慢了,世界上的第一个平炉炼钢是在1864年由法国人马丁发明的,是一种借助外部能源炼钢的方式,这种炼钢方式操作简单,产钢量也比较可观,很快就成为了世界的主流炼钢方式。

但是我国之前有一段时间,还在使用最原始的高炉炼钢,高炉是古代竖炉炼铁法改造而来的,性能有限。新中国成立之初,我国当时的钢产量只有15.8万吨,甚至不够给全国人手打造一把菜刀。同期美国的钢产量为7000万吨,苏联的钢产量也有5000万吨,我们当时的产钢量连发达国家的零头都比不上。

而当发达国家的炼钢技术发展到转炉炼钢,即借助原材料本身的化学反应炼钢时,我国还没有最基础的平炉,技术差距足足有两代,并且这个时候美国这样的西方国家还对中国进行了技术封锁。

在1953年,我国的第一个五年计划正式开始践行,钢铁的作用得到重视,我们的钢铁产业才开始步入正轨。由于以我国当时的技术无法生产出转炉技术的核心设备,一口吃不成个大胖子,所以那个时候我们还是没有转炉技术,而是使用苏联援助的平炉技术进行炼钢。

由于平炉炼钢的缺点太过明显,所以中国开始探索转炉技术,于是经过8年的努力,首钢在1964年建成新中国第一座30吨级的氧气顶吹转炉,生产能力是平炉的10倍,之后中国钢铁就走上了“狂飙”之路。2020年,中国的粗钢产量首次突破10亿吨,成为世界最大的钢铁生产国。

虽然粗钢的产量创下了辉煌,但是技术含量与成本并不高,若再这样无止境地扩张下去的话,优势也会慢慢变成后腿。钢铁煤炭座谈会上,大家探讨了产能过剩的问题,反思我们向高技术、高利润的特种钢转型。

这就走到了冶炼钢铁技术的第三步,即电炉技术,这是一种借助电流热量炼钢的方式。利用这种技术我们钢铁企业逐渐觉醒,在部分特种钢上实现了突破。

1、江苏南京的兴澄特钢用了三十年才掌握了轴承钢的制造技术,并且在性能上超过了日德企业的同类产品,是欧洲轴承运行时间的2.5倍。打破日本和德国的企业垄断。

2、在2016年的时候,我国的太原钢铁集团成功攻克这一技术,批量生产出厚度仅有0.02毫米的手撕钢。经过太原钢铁公司不断研究,生产出了厚度仅有0.015毫米的手撕钢,突破了世界纪录,打破我国受人限制的现状。目前来看,我国手撕钢的市场占有率已经达到了70%,而我国高标准轴承钢的市场占有率也超过了40%。

3、辽宁舰、山东舰的特种钢甲板屈服强度均已超过世界标准,2022年,已经竣工的福建舰甲板屈服强度更是高达1000兆帕。

4、我国目前已经研发出了2000兆帕屈服强度的特种钢,如果投入使用,将大幅度提升航母甲板的性能。

虽然说我国现在的特种钢仍然还在依赖进口,但是已经开始逐个打破僵局,走出被国外技术卡脖子的境地,在未来肯定能在更多的领域追赶甚至反超西方发达国家的技术!

四、中国特种钢产业的现状和挑战

1、产能过剩

中国特种钢产业的发展受到了国内外市场需求的影响,一方面,由于国内经济增速放缓、行业结构调整等因素,特种钢的需求增长放缓,导致部分特种钢产品出现了产能过剩的现象;另一方面,由于国外市场需求低迷、贸易保护主义抬头等因素,特种钢的出口受到了限制,导致部分特种钢产品难以打开国际市场。

2、结构不合理

中国特种钢产业中低端产品占比较高,高端产品占比较低,与市场需求不匹配。

3、技术创新能力不足。

中国特种钢产业的技术创新能力还有很大的提升空间,主要表现在以下几个方面:一是研发投入不足,根据中国钢铁工业协会的数据,2019年中国钢铁行业的研发投入占营业收入的比例为0.69%,远低于国际先进水平;二是研发人才缺乏。

根据中国科学院金属研究所的数据,2019年中国钢铁行业从事研发工作的人员占总人数的比例为2.8%,而美国、日本等国家则在10%以上;三是研发成果转化困难,根据中国钢铁工业协会的数据,2019年中国钢铁行业申请专利数为1.8万件,授权专利数为1.2万件,但是实际应用专利数仅为0.3万件。

4、环境保护压力增大。

中国特种钢产业的发展也带来了一些环境问题,比如能源消耗、废气排放、固废处理等。根据中国钢铁工业协会的数据,2019年中国钢铁行业的综合能耗为0.57吨标准煤/吨钢,比国际先进水平高出20%以上;废气排放量为1.6亿吨/年,其中二氧化硫排放量为28.5万吨/年,氮氧化物排放量为36.7万吨/年;固废产生量为3.5亿吨/年,其中有害固废产生量为0.6亿吨/年。这些环境问题不仅影响了人民群众的健康和生活质量,也增加了企业的成本和风险。

五、中国特种钢产业的发展方向和建议

面对特种钢产业的现状和挑战,中国应该抓住机遇,加快转型升级,提高特种钢的质量和效益,为国家的安全和发展做出贡献。具体来说,有以下几个方面的建议:

1、优化产能布局和结构调整

根据市场需求和环境容量,合理规划特种钢的产能布局,淘汰落后产能,提高产能利用率。同时,加强特种钢的结构调整,提高高端产品的比重,满足国家战略需求和新兴产业需求。

2、加强技术创新和人才培养

增加研发投入,加强基础研究和应用研究,突破关键技术和核心装备,提高特种钢的质量和性能。同时,加强人才培养,吸引和留住高层次人才,建立有效的激励机制和评价机制,提高特种钢的创新能力。

3实施绿色发展和循环利用

加强节能减排,推广清洁生产和低碳技术,降低特种钢的能耗和排放。同时,加强固废的综合利用,推广废钢回收和再生利用,提高特种钢的资源利用率。

文章来源: 百科密码Self,今日财事,大国将令,冷眼看财经

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