中国钢铁产业奋起直追,两类钢材用途大不同,你知道吗?
中国涌现众多迎头赶上的行业案例,高铁、电力、新能源等,钢铁行业亦是其中之一。钢铁是国家至关重要的基础产业,却也是最容易被忽视的领域——因为它太常见了。毫不避讳地讲,钢铁在中国正逐渐变得不显眼。不显眼到许多人一想到它便浮现出叮当作响锻造铁块的画面。实际情况并非如此。

攀枝花钢铁集团
中国钢铁产业早已离开了初级生产状态,只是我们不知道而已。
钢铁产业可以粗略分为两类,低端高产能和高端精产能。
普通钢材属于低成本高效率生产的材料,主要应用于门窗制造、厨具加工、建筑结构支撑等场合。这类材料的主要优势在于成本费用较低且制造规模可观。而高性能精密钢材则属于特殊材料,常见于航天航空、高速铁路以及海洋资源勘探等关键行业,这些领域对特殊钢材的需求量十分巨大。

高端钢代表:稀土钢
但有一点必须清楚,所谓低级高级,不过是衡量价值的标准,在具体应用时,各种钢材都有其特定的用途,毕竟不能拿普通钢材制造飞机,也不能用特种钢材建造房屋,不论级别如何,钢材都是国家工业化的重要支撑。

而中国工业化的脊梁,是从低端开始的。
新中国成立以来,国内面临诸多挑战,钢铁匮乏便是其中一项难题,因此,钢铁工业在全国范围内迅速兴起。

1951年新疆军区后勤部钢铁厂成立,1953年马鞍山铁厂落成,1955年武汉钢铁开始建设,1968年湖北钢铁厂破土动工,1969年九四二四工程启动。这些钢铁厂后来分别发展为八钢、马钢、武钢、鄂钢、梅钢。

1953年 马鞍山铁厂
那个时期,中国的钢铁制造实现了从零到一的突破,1949年产量仅达15.8万吨,到了1978年已增长至3178万吨,有力保障了新中国的建设需求。

这是一项卓越的成就,至此,中国钢铁行业明确了基本需求。接下来,钢铁行业经历了改革和开放,我们必须思考如何满足更高要求。
1978年12月,十一届三中全会举行,决定推行改革开放政策。会议结束后,上海竖立起第一根桩,中国钢铁工业史上规模最大、投资最多、技术最先进的宝钢工程正式动工。紧接着,钢铁行业全面深化改革,首钢推行承包经营、河北钢铁集团推广先进管理经验、马鞍山钢铁股份有限公司在香港公开募股,中国钢铁产业迈入市场化发展新阶段。

1985年 宝钢一期工程核心项目一号高炉点火成功
十八年后,即1996年,中国的钢铁制造量成功跨越一亿吨的里程碑,由此跻身全球钢铁生产榜首。那个物资不足、钢材紧张的时期已经彻底成为历史。
中国钢铁年产量突破一亿吨之际,日本钢铁工业联合会的负责人向新闻界透露,该国的钢铁生产上限为两亿吨,依据是纵观全球钢铁行业发展历程,从未有国家钢铁产量超过两亿吨的先例,中国不可能打破这一规律。他未曾料到,七年后即2003年,中国的钢铁制造量已经超过了两亿公吨,紧接着在2005年超越了三亿公吨,在2008年达到了五亿公吨,到了2012年又跨过了七亿公吨的门槛。发展步伐如此迅猛,以致于所有人的预判都被彻底颠覆。

然而依照先前所述,钢铁可划分为两种类型,即大规模基础生产与高精度精深加工。尽管中国钢铁产量已创下历史新高,但其中绝大部分属于大规模基础生产的初级钢材。这也就解释了为何多数人对于钢铁行业形成“规模庞大却技术初级”的刻板印象。

实际上,1978年至2001年这段时期仅是中国钢铁产业发展的第二个阶段,从2001年开始,中国钢铁产业便已着手应对“实力如何”的挑战。
钢铁行业属于典型的中间环节,上游连接能源原料,下游服务众多领域,其产品本质为基础物料。因此钢铁产业无法像其他行业那样依靠精深加工拓展产业链,各类钢铁制品从源头就开始存在显著差异。

钢铁原料:铁矿石
难以明白吗?换种说法来说明。中国钢铁行业之所以给人“规模宏大却技术初级”的印象,是因为只有初级产品适合大规模计量,诸如刀具门窗钢筋之类的钢材,它们的原料都是生铁,你只需统计生铁产量,就能明显察觉到增长态势。而高级钢材则截然不同根据应用场景差异,各类高级钢材从初始原料加工起就采用各异的技术和流程,这些钢材的物理尺寸与经济价值也因此千差万别,有的分量越重价格越高,有的重量越轻身价越昂,还有的虽然价格不贵却只有少数几家公司能够生产制造。如此众多的钢材如何进行数据记录?实在无计可施,高级钢材无法像普通钢材那样统计,最多只能在业内进行数据汇总。然而圈外人士,终究无法领会。

换言之,基础钢材是看谁的刃更突出,精良钢材是看谁的技艺更精湛。刃的尺寸非常清楚,而技艺高下则取决于局内人和局外人不同的看法。
我们以几个例子说中国的高端钢材。
这种特殊钢材的正式名称是宽幅超薄精密不锈钢带,虽然属于钢铁材料,但外观却如同锡箔纸般轻薄柔软,人们常称它为“手撕钢”。

宁波企业制造的0.049毫米厚度超薄精密不锈钢带
这种钢材属于精密制造范畴,制成的成品具备超强的抗压能力、极好的延展性能、出色的抗侵蚀效果、优异的抗氧化能力以及卓越的隐身效果。军事用途上,凭借其轻巧的体态和隐身功能,是电子对抗装置的核心部件;航天航空方面,依靠其轻质特性与耐高温特性,是推进系统的核心构成;日常生活中,手机电池等众多电子设备也依赖这种材料。
这种钢材的特殊用途,要求它必须达到极高的品质标准。手撕钢必须符合严苛的规格要求,表面光泽度要非常好,机械强度也要出色,其价格极为昂贵。全球范围内,只有日本和德国这两家国家有能力生产这种材料。

日本第三大钢铁企业 神户制钢
手撕钢依据厚度分为两个等级,薄的一种规格在0.05至0.03毫米之间,主要应用于电子行业的精密加工,而外国方面对此类产品实施高价限制供应;厚的一种规格介于0.03至0.02毫米,主要用于核能及国防工业,外国方面则完全禁止向中国出口这类材料。2010年以后,中国开启了高端工业产品的高速发展阶段,再加上航天和国防领域的需求增长,对手撕钢的消耗量急剧增加,因此只能从日本和德国获取。
极薄规格的手撕钢在国际市场上价值两千元,然而日本和德国仅向中国供应稍厚规格的产品,并且报价高达五万元。根据2015年商务部门统计,中国在该年度仅手撕钢进口一项就动用了超过一万六千四百亿人民币的外汇。如何应对这种材料贸易格局,已经成为钢铁制造领域亟待破解的困境。
2015年,攻克手撕钢的任务落到了山西太钢头上。

太钢焦炉
山西太钢原先叫做西北炼钢厂,始建于1934年,经历过抗日战争和解放战争。太原解放的1949年,它改名为西北钢铁公司。1952年,这里炼出了中国第一炉不锈钢。这家钢铁厂自成立之初,就专注于生产特种钢材。

这家拥有百年历史的钢铁企业彰显了自身实力。2018年春季,太钢首批可撕开钢材成功问世,其厚度仅为0.02毫米,从而突破了国外的技术限制。到了2019年,太钢实现了0.02毫米手撕钢的大规模制造,并因此获得了44项官方许可和49项专利授权,同时还制定了两个行业规范。

太钢职工展示0.02mm手撕钢
仅一年时间,太钢的技术人员再次达到顶尖水平,研制出0.015毫米的顶级手撕钢,刷新了全球纪录。要论制作0.02毫米的钢材,算是扬眉吐气之举,而打造0.015毫米的钢材,则堪称攻破了对方的坚固防线。
目前市场上只有太钢可以生产0.015毫米的手撕钢产品,因此该公司掌握了产品的市场定价权,一吨该规格的手撕钢售价高达200万元,购买时还需要提前预约排队等候。

手撕钢的故事并不是孤例。
手撕钢堪称顶级钢材界的“柔韧之选”,而高铁轮辋则是另一类顶级的钢材代表,堪称“沉重之器”。
2004年,中国启动了高速铁路的正式研发工作,从先进国家引进了众多技术加以吸收,并顺利实施了自主生产技术的转化。截至目前,中国高铁的建设历程已接近二十年,工业领域中的诸多挑战已逐渐攻克,然而轮轴部分却始终是困扰业界的难题。

轮子这种物件有个特质,构造不复杂。在各类出行工具里,轮子的制作难度普遍不会比整体工具的普通水平高,就算是技术门槛极高的飞机,轮子的制作难度也不及飞行控制系统等核心部件。不过高速列车是个特例。
高速列车的运行速度超过三百公里每小时,所承受的物理压力相当可观,而且这种列车并不配备传统方向盘,其轮轨接触点是整个列车与轨道之间唯一的连接点,因此车轮必须同时承担转向和扭转的作用。通俗来说,轮子不仅是列车前进的动力来源,也决定了列车的行进方向。它们既要承受车厢传递下来的庞大重量,又要应对与轨道摩擦产生的巨大热量。此外,轮子还必须适应列车频繁发运带来的运行压力。

高铁车轮的生产过程,需要从一块完整的钢材开始,通过模具进行锻造,形成初步形状,然后实施热处理,接着再进行细致的加工,最终才能成为合格的产品。虽然步骤看似不多,但每一步的技术标准都非常严格。在制造期间,车轮的钢材必须始终保持干净,其中氧气的含量限制在0.0002%以下,并且对每个步骤中的材料特性、铸造技术、杂质程度都有非常高的标准。

马鞍山钢铁股份公司生产的中国复兴号高速动车车轮
打个比方,火车轮子的制作难度好比处理一块老豆腐,而高铁轮子的制造难度则相仿于一碟文思豆腐。
高铁车轮的制造工艺极为严苛,成品内部构造必须完全相同,哪怕0.2毫米的细微瑕疵也可能导致开裂。一旦车轮在行驶时发生故障、破损或变形,哪怕只是轻微问题,也可能引发灾难性后果。1998年德国高铁发生脱轨事件,造成400名乘客中101人丧生,105人受伤,这起事故成为世界铁路史上伤亡最惨重的事件。这次事故的原因,就是列车的一个车轮出现了金属疲劳断裂。

1998年德国高铁脱轨
技术标准极为严苛,安全标准极为严格,导致高速列车轮轴成为制造业的一大挑战。这也是我国面临的一大挑战。
日本与欧洲在高速铁路领域发展起步较早,日本早在1963年便建成了首条高速铁路,法国于1981年实现了巴黎至里昂高铁的运营,德国则于1985年首次进行了高铁的试验运行。这些国家在高速列车轮轴制造技术方面取得了显著成就,因此其他多数国家均需从它们手中采购相关产品。

法国第一列高铁列车“帕特里克号”
高铁车轮属于易损件,每行驶120万公里必须送回工厂维护,每行驶240万公里则需淘汰更新。对于任何公司而言,掌控高铁车轮就相当于拥有一只能持续带来丰厚回报的珍禽。为了守护这只珍禽,这些国家的高铁车轮生产单位都默契地推行了“三不”方针,具体表现为不申请专利权、不发布研究成果、不参与技术交流。
在此情形下,中国高铁在起步阶段只能以高昂价格引进高速列车轮对。
2011年以后,铁路行业进行了重组,经过长期引进国外尖端技术,国内高速铁路公司着手开展技术攻关,轮轴便是重点之一。
二零一三年,国产D1车轮在CJ1动车组上测试通过,随即应用于时速二百五十公里的铁路线,其工作状态比进口车轮更佳。二零一四年,国内着手攻克技术标准更高的三百五十公里高铁车轮难题。二零一五年,国产D2车轮研发完成,配备于复兴号高速列车。

国产D2车轮
如今,国产高速列车车轴的普及程度已经高达百分之九十五,不再需要依赖进口产品。另外,中国高速铁路真正拥有了“迈向海外”的坚实基础。二零二二年五月,印度铁路主管部门公布消息,将与中国太重(TZ)国际企业签订协议,订购三万九千个高速列车车轴。这一笔订单是印度那一年里规模最大的海外采购项目之一,引发了广泛的关注和讨论,印度铁路部门对此进行了解释,表示经过对价格、安全性能以及产品质量等多方面的全面评估,中国的车轮产品被认为是最合适的选项。
一向欲与中国试比高的印度,最终只能从中国手里购买高铁车轮。

印度高铁
手撕钢与高铁车轮,并非中国钢铁工业全部的成就,它们仅是众多成果中的单一代表。
在高铁轮箍和手撕钢之外,众多尖端钢材领域正经历相似情形,LNG船用九镍钢、贵金属均质化笔尖钢、天然气输送高压钢等,于一个接一个的特种钢材细分市场中,中国持续书写着关于“领先”的篇章。

LNG(天然气)运输船
自1996年钢铁年产量超过一亿吨以来,中国已经连续二十六年在全球钢铁制造和消费领域保持领先地位。虽然排名没有改变,但中国的钢铁行业早已不是过去那种规模庞大、发展迅速、质量粗糙的模式。经过多年的改革和重组,中国钢铁行业已经成功迈向了中高端市场。钢铁行业是一个国家工业化的重要支撑,在七十年的发展历程中,中国工业化的基础已经从零散的建筑材料转变为坚固的钛合金结构。

中国首条航空级钛合金棒线材生产线热试车成功
然而,正如先前所提及,钢铁行业正逐渐变得不显眼,不显眼到已经无人知晓其已达到全球顶尖水平。
钢铁行业仅是中国众多经济板块中的一个小部分,在鲜为人知的角落里,还有许多事情正在悄然进行。现在,一些人正着力将中国产业篇章重新呈现在公众面前,比如今日头条与新华网共同推出的#中国产业名片#活动,其讨论热度已突破13万,相关文章的阅读量达到10亿,报名参与的总人数超过1万7千名。中国的产业篇章,正以全新的面貌被大家所熟知。

中国钢铁行业的发展方向清晰可见,要保留先进的生产能力,淘汰过时的工艺,加大科技攻关力度,不断向更高水平迈进,这一点始终如一。他们默默无闻地工作,不被公众所熟知,也不受媒体过多关注,却为一个国家的工业化建设奠定坚实基础。
他们于无声处,听惊雷。
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