日本钢铁技术世界独一无二(日本钢铁企业如何突破重围？有什么我们可以借鉴的地方？)

Posted 2023-05-28

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日本钢铁技术世界独一无二(日本钢铁企业如何突破重围？有什么我们可以借鉴的地方？)

钢铁工业是国家经济社会发展的基础性行业，纵观全球钢铁工业，日本的钢铁工业是全球高端钢材的主要生产国，且技术竞争力全球前列，对日本钢铁工业产品结构、全球布局进行研究，对于我国现在所处的特殊阶段，如何促进钢铁产业健康快速发展具有重要意义，各大钢铁企业何去何从具有一定的指导意义。

日本钢铁工业的发展

日本钢铁工业于20世纪初呈缓慢发展态势。第二次世界大战后，日本政府通过“倾斜式生产”政策，重点发展钢铁产业，同时通过“复兴金融公库”提供大量贷款，使日本钢铁产量在从1950年到1970年的9332万吨累计增长近20倍，产量年均增速达到16.4%，快速步入工业化阶段，成为亚洲第一个完成工业化的国家，钢铁设备逐步大型化，钢铁生产技术达到高峰，钢铁产品出口比重显著增加，钢铁工业水平逐步达到世界先进水平。20世纪80年代以来，日本钢铁迅速转型，积极向海外拓展，逐渐将生产基地扩展到全球，在海外建设下游钢材加工服务公司，并向国内上游行业提供原材料。

产品结构调整

20世纪80年代后，日本钢铁总产量一直保持较为平稳的状态，钢材产品结构逐渐向高端钢材倾斜。

日本特殊钢产量已占到本国钢铁生产总量的1/4以上，以汽车用钢、电工钢、优质结构钢为主，成为全球最为先进的特殊钢生产国家之一。

钢铁消费增长的动力一方面来自于城镇化，1950-1970年，日本的城镇化率从53%提升至72%；另一方面来自于城镇化对汽车等耐用品消费的拉动，1960-1970年，日本的汽车国内年消费量从44万辆快速增长至420万辆，创造了十年翻十倍的奇迹。到2017年，日本国内汽车销量继续增加，同时对欧洲和北美市场的出口增长，拉动汽车用钢消费的增长。造船行业在经历多年运力过剩的低迷状况后，航运市场触底反弹迹象显现，造船订单与上年同比大幅增加。建筑机械，内燃机、重型电力设备等同比都有所增长。在这样内需的推动下，产品方面，研发经费将进一步用于强化其处于最重要地位、擅长的，也是主要需求的汽车用钢的研发。同时，为应对原材料方面日益激烈的竞争，加快高强度且易加工的超高强钢板的研发，还将围绕社会基础设施长寿化和抗震化需要的钢材、造船用钢等重点需求进行产品开发。

汽车用钢

日本三大钢铁企业（日本制铁、JFE和神户制钢）在汽车用钢高强度化和高性能化的研发和应用方面不断取得进展，同时加速开发异种材料接合技术。日本制铁生产的两种高强钢同时在本田汽车的新型轻便乘用车“N-BOX”上获得应用，两种冷轧高强钢被同时用于汽车相应部件在世界上尚属首次，包括用于中柱的1180MPa超高强度钢板和用于骨架部件的980MPa高扩孔性产品，以及专有技术解决方案。新产品的应用使车身重量减轻80kg，并增加了车身刚度等等。JFE2015年开发了兼顾良好拉伸性能和扩孔性、冲压加工性优良的980MPa级冷轧高强钢板。采用独创的热处理技术，降低了组织中的硬度差，大幅度提高材料的扩孔性。与常规的980MPa级冷轧高强钢板相比，拉伸值提高20%，扩孔率提高了1倍。2016年开发了用于保险杠加强件的1470MPa级超高强度冷轧钢板。利用独有的水淬（WQ）方式的连退工艺，并将造成延迟破坏的合金元素添加量降低到极限，实现了1470MPa级的高强度和抗延迟断裂特性的并存。2017年，开发了一系列高成形性的汽车零部件用高强冷轧板和镀锌板（GA）产品，以适应汽车不同的部件形状和加工方式，主要包括高伸长率型钢板，高伸长率高拉伸凸缘型钢板和超高伸长率型钢板三种类型，强度等级为590-1180MPa等等。神户制钢开发了用于热冲压成型的冷轧钢板，冲压硬化后抗拉强度为1470MPa，具有良好的冲压性，已大批量生产并用于汽车车身骨架。通过改进钢板成分，淬透性大幅提高，大大减少了在模具中的冷却时间，也使得生产效率比原来提高了2-4倍。2017年研究出了使用弧焊与被称为Element的铆钉对超高强钢和铝进行接合的异种金属焊接法“ElementArc Spot焊接法（EASW）”。为了推进在汽车产业的应用，神户制钢与发那科（FANUC）公司共同开发出能以最高强度对超高强钢板和铝等异种金属以及超高强钢之间进行接合的机器人系统的试制模型，并将向汽车企业进行推广，以实现实用化。

建筑和基础设施用钢

在内需坚挺的国内环境下，日本钢铁企业在建筑与基础设施领域与加工商紧密协作，强化高耐蚀镀层钢板和高强抗震钢材等产品的开发，并提供配套的施工方法扩大应用。2015年开发了采用其高耐蚀性镀层钢板SuperDyma的钢结构住宅施工法，用于四层建筑的“高强度承重墙”的建造，以大幅提高对地震能的吸收能力。2017年，增加设计自由度以及成本更低的3层钢结构住宅，以及用于木制房体的翻新加固从而增强抗震性。随后，开发了一种高耐蚀锌合金镀层线材，耐蚀性比传统的镀锌钢丝高出8倍，因此可以大幅延长相关产品及设备的使用寿命从而降低成本。JFE开发的TMCP型建筑结构用低屈服比780MPa级钢材（HBL®630-L），作为高层建筑的焊接四面箱形柱材料使用，可以有效减少由于巨大的地震和长期性震动对建筑造成的破坏，特别是在超高层建筑中效果更加明显，已得到日本建筑中心的性能认证。该产品采用JFE独创技术的厚板在线热处理设备HOP®，实现了在线生产低屈服比建筑结构用高强度厚钢板，获得了所要求的双相组织，不仅可以缩短交货期，而且钢板兼备焊接施工性。

造船用钢

日本近年强化以造船为首的海事产业的国际竞争力，加速开展新材料及加工技术的开发，大型集装箱船用止裂钢的研发和应用成为热点，日本钢铁企业以止裂钢为代表的造船用钢产品及应用技术，止裂性评价方法等的研究处于领先水平。2015年第一个商业化生产大型集装箱船用高强度高止裂性能厚钢板，在世界首次获得了DNV-GL船级社认证。同时建立了可替代ESSO试验的止裂性简易评价方法。JFE于2017年开发了可应用于超大型集装箱船的板厚为100mm（目前世界最大厚度）的YP460MPa级高止裂钢板。通过成分设计使轧制时组织中的晶粒取向易于调整，确保了高止裂性能，并且充分利用TMCP技术使合金添加量控制到最低限，保证了YP460MPa级钢板焊接性和高止裂性并存，有助于集装箱船的进一步升级。此外，钢铁企业与造船企业共同开发出可用于大型集装箱船的结构止裂技术，已获得日本海事协会的认证并用于8000-9000TEU级集装箱船上，还可用于2万TEU集装箱船。此外，JFE开发了具有提高船舶碰撞安全性的高强度，高延展性的厚板。与常规钢板相比具有高的伸长率特性，并且在船舶碰撞期间直到断裂的吸收能量增加20%或更高，同时也保持了相同的焊接性。还开发了一种用于可以确保各种大线能量焊接下的热影响区（HAZ）的强度和韧性的YP460MPaMCP中厚高强度钢板。

日本三大钢铁企业近些年积极投入研发费用，主要目的是在未来的激烈竞争中站稳脚跟。

加强全球化布局

近年日本钢铁企业沿续全球化战略，充分发挥金属材料方面的技术优势，加强重点产品的全球化布局，向海外进行投资和扩张，项目以生产满足汽车、能源和资源以及基础设施建设所需钢铁产品为主。

日本钢铁产品主要出口国基本稳定在韩国、中国和美国，但近些年有向东南亚发展的趋势，如泰国、越南等也在逐渐成为日本的重要出口国。2021年1-11月日本共出口31.6百万吨钢材，较上一年同期增长6.8%，其中出口泰国5.5百万吨，出口中国6.9百万吨（其中台湾地区2.2百万吨），出口韩国4.5百万吨，出口美国1.0百万吨。

表2021年1-11月日本出口钢材品种数量（吨）

日本汽车及零部件生产企业不断扩大海外生产，增加了在当地采购原材料的需求。为了满足这一需求，日本钢铁企业纷纷在海外建立钢材生产基地和钢材服务加工中心，以实现产品的稳定供应。日本制铁的海外业务不断扩大，已形成3700万吨规模的全球供应网络，主要面向汽车、资源能源和基础设施三个领域。

综上所述，日本的钢铁行业国际贸易模式主要是在世界范围内大量进口铁矿石等钢铁行业必备原材料，并出口创新程度较高或技术要求较高的钢材制成品。

规模化之路

同早期工业化国家一样，日本钢铁工业的发展也伴随着多起企业兼并重组。1970年，八幡、富士两家大型钢铁公司形成新日本制铁；合并后新公司重点产品的市场占有率大幅度提升。1976年，由大同特殊钢、日本特钢、特殊制钢合并成立了大同特殊钢。2002年，新日铁、住友金属以及神户制钢三方正式签订软联盟协议，宣告了以新日铁和住友金属为核心的战略软联盟形成。2012年前后，日本钢管和川崎制铁合并成立JFE（JFESteel Corporation）；新日铁与住友金属正式合并，形成新日铁住金（NipponSteel and Sumitomo MetalCorporation），一跃成为当时全球产量第二的龙头钢企。2019年前后，新日本制铁提出将山阳特殊钢的持股比例提高到51%以上，实现将山阳特殊钢作为子公司运营，山阳特殊钢主要生产特殊钢棒材、线材、管材和半成品等，在日本轴承用特殊钢市场占有率第一。日本钢铁企业通过不断兼并重组，实现了市场占有率增加和资产增值，最终形成了以日本制铁（原新日铁住金）和JFE公司两大钢铁集团为主的行业格局，二者产量合计占据日本国内产量的74%。（分居世界钢铁企业技术竞争力的第1名和第4名，重磅：2021世界钢铁企业技术竞争力排名纵观钢铁工业竞争力格局的微妙变化）

日本钢铁业最初是由于石油危机为保持竞争力而采取了技术节能和淘汰落后并举的节能措施。随后日本采取了技术立国战略，保证日本钢铁行业长达几十年的技术领先地位。日本钢铁工业经历了初期发展、快速发展后，通过向智能化、高端化和全球化转变后，钢铁工业实现了转型升级，日本站在了全球钢铁产业价值链的顶端，钢铁产业已不是传统产业，而是转向了高端材料产业。产量不再大幅增长，但也不下降，钢铁工业向高端化和全球化方向发展。

我国钢铁产业经过数十年的发展，自1996年钢铁产量首次突破1亿吨以来，现成为全球第一个钢铁年产量突破10亿吨的国家，目前正在由钢铁大国向钢铁强国迈进。随着我国经济步入高质量发展阶段，“双循环经济”、绿色环保、“双碳”目标等都对我国钢铁产业发展提出了新要求。中国钢铁产业正处于转型升级过程中，应充分学习和借鉴发达国家钢铁工业的发展经验，进一步提高产业集中度，优化产业结构，推动钢铁产业向低碳化、高端化、智能化转型的同时，提高企业技术竞争力，拓展国际市场，促进钢铁产业发展。