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中日通专题

一、日本钢铁业的概况

 
  2003年日本经济保持稳定恢复的状况。虽然公共投资减少,东亚经济在一定程度上受到了“非典”的影响,但经济仍保持高速增长,加之股票价格的上涨等原因,增强了企业家的投资信心,设备投资出现了明显的好转。不仅个人消费稳步上升,而且出口行市也持续坚挺。根据日本政府预测,2003年度日本的GDP实际增长率为2.0%,整个经济形势出现了好转。虽然2003年10月日本全国的消费者物价指数与2002年10月相比已连续5年零6个月上升,但从整体来看,物价继续下降,还无法克服通货紧缩的问题。即使从就业形势来看,虽然完全失业率在12月份已降到4.9%,但年平均失业率依然很高,达到5.3%,年平均完全失业人数为350万人,连续5年超过300万人,就业形势依然严峻。

 
  根据2003年日本国内钢铁需求订货的统计来看,在建筑方面,民间在非住宅建筑的投资恢复有所增加,但住宅建筑开工户数与2002年相同;在土木工程建设方面,公共土木工程建设陷入严重的不良状况,整个建设呈下降的趋势;在制造业方面,不仅汽车用钢材的需求持续坚挺,而且造船业的开工量也持续保持好的势头,以土木工程建设机械、金属加工机械和机床为主的产业机械的出口也开始出现好转,整个制造业的形势比2002年好。

 
  关于钢铁出口,各钢铁公司都采取了谨慎的销售态势,虽然与2002年相比,钢铁的出口减少了5.1%,为3446万吨,但对中国等国的出口保持旺盛。2003年中国的粗钢产量在历史上首次突破2亿吨,中国的钢材需求比2002年度增长了26%,达到了2.66亿吨。

 
  另一方面,2003年日本的钢铁进口比2002年增长了13.3%,达到了596万吨,出现时隔3年的增长。但是,厚板和热轧宽带钢等钢板的进口量仍很低。另外,中国台湾已连续11个月减少普通钢材的进口,而中国大陆却连续10个月增加普通钢材的进口。

 
  日本的粗钢产量在随着国内制造业好转的同时,向以中国为主的亚洲国家的出口也出现了良好的势头,2003年累计粗钢产量为1.1051亿吨,比2002年增长2.6%,连续4年超过1亿吨。电炉钢只占26.4%,连续7年下滑。而汽车用特殊钢一直看好,产量达到了2219万吨,比2002年增长了8.8%。表1为2003年日本国内生铁、粗钢及主要钢材生产情况。
 

  由于中国钢材需求的剧增和日元贬值等原因,因此日本各钢铁公司的收益总体上得到大幅度改善。另一方面,受中国扩大生产等的影响,国际铁矿石、煤、铁合金和废钢铁等原燃料价格普遍上涨。其中日本国内废钢铁的价格高达每吨2万日元。


  为增强企业的竞争力和经济全球化的发展,日本国内钢铁业的重组和与海外企业的合并也相继实施。日本国内钢铁企业的重组值得一提。2002年9月成立了由NKK和川崎制铁合并的JFE控股公司,作为合并运营的第二阶段,成立了5个企业公司,其中之一由钢铁企业合并的JFE钢公司于2003年4月开始运营。新日铁的粗钢产量居行业第一位,另一方面由新日铁和住友金属及神户制钢这三家公司建立的联盟企业也开始运营,钢铁联合企业被重组成二大集团。


  住友金属工业和台湾中钢(CSC)的合并项目也是一个划时代的事件。住友金属工业和CSC及住友商事这三家公司于2003年7月成立了控股公司,其属下的和歌山制铁所的住金钢铁和歌山厂于2003年11月成立。

 
  另外,新日铁和住友金属工业的不锈钢公司已分离,2003年10月成立了新日铁住金不锈钢公司,该公司是日本国内最大的不锈钢专业生产厂,这也是一个大的事件。


  另一方面,不仅钢铁企业在重组,从事钢材销售的商社也在进行重组。2003年1月三菱商事和日商岩井的钢铁产品事业部门合并,成立了金属一号公司。住友商事还收购了另一家公司的钢铁产品事业部。


  为满足中国钢材市场急剧增长的需要,2003年也是日本对华战略调高的一年。新日铁和中国宝钢及另一家公司签定了成立汽车用钢板制造和销售合资公司的合同,公司设在宝钢公司内。JFE公司也与中国广州钢铁公司签定了成立汽车用镀锌钢板制造和销售合资公司的合同。


  日本钢铁业为保持具有世界一流的技术,不断进行更深的研究和技术开发,如开发了旨在提高各制造工序生产率和节能的技术,及对新的环保型高附加值产品的研究开发等。另外,作为创新材料的“超级金属”、“超级钢铁”等的研究开发也已完成了基础研究,目前正向实际应用的研究推进。

  
  另一方面,日本钢联的“煤高度转换焦炭制造技术的研究开发(SCOPE21)”项目已取得了很大的研究成果,预计将于2003年底完成研究,其成果已在日本钢联召开的2003年秋季演讲大会上发表。另外,“能耗减半和环境压力最小化的高炉创新炼铁反应研究”历经5年时间的研究,预计也将于2003年底结束。由于整个钢铁业所推进的研究开发课题将相继完成,因此今后有望进一步加强产学研的合作,迅速创造出引起业界关注的合作成果。.


  在安全方面,2003年是事故多发的一年,相继发生了制铁所内的焦炉煤气储罐爆炸、轮胎工厂火灾、炼油厂火灾等大的事故。钢铁企业的工伤事故也比往年增加,日本厚生劳动省通过日本钢联,要求各钢铁公司在5月和7月对防止工伤事故的措施进行两次的大检查。

 
  在环保方面,日本钢铁业对已成为社会问题的地球变暖问题,从多方面进行了深入的研究,如在1996年制定了自主行动计划,目前它在钢铁业也已形成了一个整体,从多方面减少CO2排放量、实施节能和资源循环再利用的措施等。


  作为对环保问题进行不懈努力所产生的结果是,新日铁开发了“利用焦炉将x含氯废塑料再资源化的技术”,获得了2003年度日本全国发明表彰会的“发明奖”。


  另外,2002年成立的由17名产学研人员组成的钢铁环境技术未来展望研究特别委员会已开始工作,并提出了产业间合作和区域社会合作共同提高物质和能源循环再利用效率的“生态型联合企业”的构想,它已列入日本国家产业发掘战略的“环境·能源”项目中。

 
  2004年也是经济形势持续良好的一年,设备投资和出口都呈良好的趋势。由于公共土木工程建设依然形势不佳,虽然建设用钢材有所减少,但产业机械的生产形势喜人,因此2003年钢材内需依然很高。

 
  另一方面,继2002年后,2004年伴随着中国国内需求的急剧扩大,除了原燃料价格高涨外,船舶运费也上升了。


二、技术和设备

 
1.炼铁


  2003年日本的生铁产量为8209万吨,比2002年增长了1.4%,连续两年超过8000万吨。平均高炉利用系数与 2002年的1.97t/m3·日相比,提高到了2.04t/m3·日。

 
  关于2003年高炉的生产状况,虽然有部分高炉进行大修,但仍有29座高炉在生产,生产高炉的数量与2002年底相同,但高炉容积扩大了很多。另外,由于炉体的解体和建筑大部分采用了块状体施工法,因此大修工期在3个月内就能完成,比以往缩短1个月以上。尤其是,为扩大铁的需求量和提高生产率,在2004年预计将建设住友金属工业鹿岛厂新1号高炉和新日铁大分厂2号高炉,并对JFE钢公司的东日本京浜厂2号高炉进行大修。


  JFE钢公司的西日本仓敷厂2号高炉(1979年3月20日点火,2003年8月29日休风)的炉寿命已创连续生产 8929天的世界纪录。

 
  2003年日本高炉的喷煤比(PCI比)受增产和大修的影响,平均喷煤比为125.4kg/t,比2002年有所减少。

 
  作为炼铁新技术是,神户制钢所在美国的明尼苏达州建设了采用回转炉方式的新的还原溶化炼铁法“ItmkⅢ”实证工厂,目前正顺利运行。

 
2.炼钢

 
  如表2的转炉作业成绩和表3的电炉作业成绩所示的那样,2003年日本的炼钢作业状况出现高的作业效率,转炉和电炉炼钢的每单位时间的生产指标都很高。另外,为满足对质量的高要求,转炉钢的真空处理率首次超过 70%。

   
    作为与炼钢有关的主要新技术是,为适应市场对高质量钢的严格要求,住友金属小仓厂开发了从连铸中间罐取钢水测定电位后,在现场能迅速测定出非金属夹杂物粒度分布的传感器。另外,对于减轻地球环境压力的要求,根据汽车生产商对钢铁材料无铅化的要求,为在炼钢过程中不使用铅来提高易切削性,各钢铁公司都在积极开发非金属夹物形态控制技术。2001年有3家公司、2002年有4家公司、2003年有3家公司开发了替代含铅钢的新产品。


  为提高设备能力,满足高生产率的要求,中部制钢公司建设了连铸设备,日本制铁君津厂建设了真空脱气设备(2RH)等。

 
3.厚板、钢管、条钢

 
  关于厚板的生产,JFE钢公司西日本仓敷厂的厚板车间安装了高精度在线快速冷却设备(Super-OLAC),确立了更加有效的高质量厚板的生产体制,满足了厚板的高强度、高韧性和良好焊接施工性等的要求。自Super—OLAC于1998年安装在原NKK福山制铁所(现在的JFE钢公司西日本福山厂)厚板车间后,已应用于大型型钢车间和热轧钢板车间,此次还应用于5350mm的宽幅板材的生产。另外,为控制HAZ组织,JFE钢公司通过微合金化设计和 Super-OLAC的组合,开发了提高大线焊接HAZ韧性技术的“JFE EWEL”。

 
  关于条钢和棒钢的生产,新日铁光厂(现在的新日铁住金不锈钢光厂)的不锈钢棒线材车间引进了三辊式精密轧机,它能提高产品尺寸精度,并能对粗线材和棒材进行自由定径轧制。山阳特殊钢公司更新了大型轧机,开发了(S1轧机)、轧辊和导位板高速交换装置,大幅度提高了生产率和质量,减少了操作人员。


 
  关于粉末的生产,大同特殊钢公司开发了悬浮雾化工艺(Levi—Atomize process)。它作为一种批量生产活性金属的Ti合金粉末的技术,把悬浮溶化炉溶化的Ti合金从炉底出口流出,用高压气体使其变成粉末。山阳特殊钢公司已确立了采用气体雾化—热挤压—冷拔这种新工艺生产Cu—Ni-Fe合金线材的技术,并已批量生产。


  关于钢管的生产,尚未有特别的技术和设备可介绍。

 
4.薄钢板

 
  由于优化了钢板成分和对退火炉内钢板的表面进行控制及优化合金化条件,新日铁在世界上首次确立了抗拉强度为590MPa和780MPa的TRIP型合金化镀锌钢板的生产技术,其强度、成形性和电镀质量均良好,并已批量用于车身板。

 
  另外,JFE钢公司西日本仓敷厂安装了TWB设备 (Tailored Welded Blank),它是在钢板冲压之前,将钢板厚度和材质不同的两块钢板进行激光焊接,由此可减轻车身重量,并使材料得以最佳配置。


  关于表面处理钢板,为使家电产品和办公设备等材料所使用的镀锌钢板能满足环保要求,无铬化钢板的使用已取得很大的进展,估计2003年无铬化钢板的使用量达到了大约60%。

 
5.计测、试验、分析

 
  主要钢铁公司都采用高精度电子显微镜分析装置对毫微米的超细晶粒组织进行观察,从而促使了组织识别技术、试样的制作技术和调制技术等的发展,使钢材的精确分析达到实用化。例如,JFE钢公司研究所开发了对毫微米碳化物的尺寸和分布进行精确分析的观察技术。新日铁尖端技术研究所开发了针孔状细小试样的制作技术,它能根据毫微米的精度对破坏的组织和相变起点进行解析。

 
  为对电焊管焊接部的缺陷进行检查,JFE钢公司知多厂开发了焊接部超声波多探头探伤法。这是因为在生产壁厚管材时,为使壁厚中间部的探伤能力比以往的斜探头的探伤能力提高,因此开发了串列式探头。

 
6.环境

 
  从零排放的观点来看,新日铁君津厂利用高水分尘泥的旋转炉直接处理技术,开发了将高水分尘泥作为高炉原料进行再利用的技术。

 
  关于渣的利用,除了日本钢铁协会的“利用钢渣作营养源,使海洋植物浮游生物繁殖,以固定CO2的研究会”和“利用渣生产预制结构材的研究会”已取得研究成果外,新日铁和JFE钢公司与其他产业的企业等合作研究的“钢铁渣水合固化技术手册”已发行。


  另外,由国家和地方政府倡导的构建循环型社会的活动正在日本各地进行当中,利用钢铁企业现有生产设备,参与新的环境事业计划的活动非常活跃。例如,2003年4月新日铁广佃厂利用其基础设施对废轮胎进行再利用。数年前由NKK(现在的JFE钢公司)和新日铁分别开发的利用炼铁工艺对废塑料进行再利用技术已取得成效。2003年新日铁利用焦炉处理废塑料的技术获得日本国的“再生利用技术”的认定。由于获得了这一认定,因此废弃物处理业和废弃物处理设施的设置可以无需审批,包装容器以外的塑料和产业废塑料都可以进行再资源化处理,废塑料的处理量越来越大。另外,神户制钢所加古川厂的聚氯乙烯等含氯塑料的分离设备、通过溶融和气化进行脱氯处理的设备、氯回收设备等将于2004年应用于实际。

 
三、技术输出和技术引进

 
  关于2003年的技术贸易内容,以日本钢铁协会会员公司(74家)为对象进行了调查。与2002年技术输出93件相比,2003年出现了大幅减少,为58件,但与2001年的37件相比,却增加不少。技术引进为2件(2004年为4件)。技术输出对象区域,亚洲占33%,其次是北美、澳大利亚、欧洲。

 
  从技术领域来看,加工和处理领域占57%、炼钢方面占29%,这两者占总数的86%。技术输出赚取的钱与 2002年相同,技术引进支付的钱则有所减少。

 
四、研究开发

 
1.研究经费的支出和研究人员的数量


  根据日本总务厅统计局的“科学研究调查报告”可知,从销售额与研究经费支出的比例来看,2002年度包括钢铁行业在内的整个产业的研究经费的支出呈下降的趋势。2002年度钢铁行业研究经费的支出为129,660百万日元,比2001年度的135,345百万日元减少许多。

 
  2003年钢铁行业的专业研究人员数量为4204人,比2002年的4224人略有减少,每万人从业人员的专业研究人员的数量呈持续缓慢增加的趋势。

 
  虽然钢铁行业每个研究人员的研究经费超过其他行业的水平,但钢铁行业的研究经费依然呈减少的趋势。

 
2.研究动向

 
  以日本钢铁协会的主要会员公司为对象,对利用公共资金的研究课题进行了调查。根据调查结果对2003年的研究动向进行分析可知,虽然创新炼铁工艺的研究出现了下滑,但各公司在加快超细金属、超细晶粒钢等新材料开发的同时,对氢稳定利用的相关技术、环保措施 (减少CO2排放、资源循环利用、节能型钢结构的连接)进行了重点研究。#p#分页标题#e#

 
  另外,日本钢铁协会还挑选出“生物量在炼铁工艺的利用”等5个课题进行调查研究,大学教师也参加在内一起调查研究。

 
五、日本钢铁协会的技术创新活动

 
1.最近的活动(加强环保领域的技术创新)


  以往,日本钢铁协会是把有关的环保课题交由各学术委员会或技术委员会进行单独研究,为将环保领域作为日本钢铁协会未来的重点研究对象,2003年成立了“加强环保领域研究工作小组”。该工作小组根据会员调查的结果,提出了构建学会研究组织的新方案,让不同领域的专家能够参加别的学术委员会,形成横向研究。受这一提案的影响,以钢铁技术为基6出,对环保技术进行了更加深入的调查和研究,而且还设立了“环境·能源工程学会”,作为学会部门的专业横向研究委员会,积极向社会提出议案,该学会将于2004年4月正式开展工作。可以期待今后由大学研究人员和企业技术人员及研究人员,还有其他领域技术人员及研究人员合作的环保领域技术创新活动必将取得巨大的成果。

 
2.技术专业委员会


  日本钢铁协会以生产技术部门为中心进行了钢铁生产技术的研究和研究课题的提出活动。尤其是为推进日本钢铁协会的特色活动,技术委员会根据活动的内容,将研究专业委员会分成若干个小组,各小组按照其学会部门的学术委员会进行产学交流和提出技术开发课题,促进了相互交流。为加强产学合作,促进技术创新,大学研究人员可以参加技术委员会的学术大会,并能够与学会部门的学术委员会一起制定计划或共同操办讨论会等,使双方之间的交流稳定发展。例如,2003年召开了以下研讨会:①炼钢专业委员会的高温工艺研究会召开了精炼研讨会;②特殊钢专业委员会邀请参加学术会议的大学研究人员在会议之前参观了工厂:③控制技术专业委员会与计测·控制·系统工程学会共同举办了研讨会。


  另一方面,学会内的定期活动也开展得如火如荼。2003年度召开的技术研讨会为28场,尤其是积极开发技术创新活动。例如,为使钢铁行业实现零排放,在经济技术研讨会上对目前的研究状况和今后应克服的技术课题进行了调查和分析。

 
  各专业委员会为使学会活动更加有效,不断对学会工作进行改革。为提高学会活动的效率和充实技术研讨会,中小型型材专业委员会和线材专业于2003年3月合并为棒线材轧制专业委员会,重新开展活动。

 
3.技术专业研究委员会

 
  技术专业研究委员会以“实用结构用钢的微细第二相的控制和特性”作为课题于2003年度开始开展研究活动。对复合添加合金元素的作用进行了整理分析。

 
  “汽车用材料”研究委员会于2003年度完成了第三期的研究工作,通过这一活动,加强了学会专业委员会的合作,形成了研究汽车用材料课题的基础,进而向第四期的研究活动展开。

 
4.研究会等

 
  2003年度有21个研究会(包括调查研究会在内)开展活动,其中6个研究会于2004年3月完成研究活动。例如,合金化镀膜结构和特性研究会在合金化反应机理、镀膜结构的模型化和破坏机理研究方面取得了成果。

 
  2004年度有新的7个研究会开始开展活动。其研究活动涉及钢铁工艺、新钢铁材料、钛材料、环境技术和副产物利用等许多领域。

 
  日本钢铁协会受托的两项国家研究项目也取得了很大的研究进展。“关于结构材料的氢在环境脆化时的作用的研究”已于2003年3月底结束了5年的研究活动,取得了许多具体的研究成果,如研究发现了表面反应一氢存在状态一破坏过程之间存在着动态相互关系,提出了抑制氢侵入和耐裂纹性能好的新材料的设计方案等。


  “以能耗减半和环境负荷最小化为目的的高炉创新炼铁反应研究”也已取得很大的研究成果。2003年11月日本文部科学省召开了有关这—课题研究的国际研讨会,吸引了世界许多主要的炼铁研究人员和技术人员参加此次会议。

 

责任编辑:米阳