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2004年日本钢铁生产技术的发展历程(上)

2006年03月29日 09:05 吴狄/文

1 前言
  继大地震和强台风等自然灾害之后, 2004 年日本的经济除公共投资减少外,其他需求仍然很旺盛,经济的回复情况超过了前年。特别是,以出口到中国和美国为中心的良好势头为契机,企业的生产经营业绩得到回复,以高新技术领域为主,民间设备投资也有了很大的发展。中小企业和非制造业的生产状况也有了很大的改善,景气回复的面越来越广。前年,日本的完全失业率高达年平均 5. 3% , 12 月下降到了 4.4% 。 3 年 11 个月后的完全失业者人数在 300 万人以下, 12 月减少到了 270 万人。在劳动就业状况得到改善的情况下,消费者的购买欲也有了很大的提高。根据日本政府预测,今年日本国内的生产总值 (GDP) 的实际增长率为 2.1% ,估计将超过前年的 1.9% 。但是,消费者物价指数同比依然下降,无法克服通货紧缩的问题。
  从钢铁行业来看,世界粗钢产量已长时间保持年产量 8 亿吨的规模, 2004 年首次超过 10 亿吨,钢铁行业再次成为增长行业。由于全世界钢材需求状况的好转,日本的钢铁行业的增长也远远超过预想,各钢铁公司都持续满负荷生产,产量达到 1.1267 亿吨,比前年增加了大约 200 万吨以上,是继 1973 年和 1974 年之后第 3 次创记录。由于日本的粗钢生产量已达到日本钢铁行业生产设备能力的极限,无法充分满足汽车用钢板急速增长的需求,以至汽车生产厂因钢板满足不了供应而暂时停产。支撑钢铁产量增加的主要原因是日本国内汽车、造船和机械等制造业受出口的带动使内需增大,另外出口到以中国为主的亚洲各国的钢材量持续增高。
  从今年日本国内的钢铁需求来看,正在建设的工程中虽然公共工程的建设仍保持减少的方针,建设数量仍低于前年,但在经济景气回复的背景下住宅建设依然发展强劲,非住宅建设的开工面积时隔多年超过了 7000 万平方米,总体建筑面积预计比前年增加。制造业也总体好于前年。从制造业的发展趋势来看,日本国内汽车制造业受出口强劲的支撑,汽车生产量比前年增加了 30 万台。另外,在亚洲发展的日资汽车制造公司的生产也扩大了,促使日本钢铁行业增加钢材的生产量。在造船业方面,日本、韩国和中国的造船量占世界造船量的 80% ,已签约了大约 3 年的造船订单,一直在满负荷生产,日本造船用钢板的需求量也已达到 400 万吨规模,有进一步扩大的趋势。前年已落入低谷的产业机械行业在 2004 年变为内外需求都很旺盛,由于生产量增加,直接产生钢材需求量增加 20% 。电气机械行业也由于数字家电的迅速发展等原因,产量超过了前年。因此, 2004 年日本国内的钢材消费量为 7130 万吨,比前年增加了 200 万吨,时隔多年恢复了 7000 万吨的大关。
  日本在整个钢铁出口处于生产极限的过程中,虽然优先供应国内,但由于以中国为主的亚洲国家需求旺盛,因此出口量达到了 3530 万吨,比前年增加了 2.6% 。
  另一方面,总的钢铁进口量为 705 万吨,比前年增加 18% ,连续 2 年增加。普通钢材的进口量增加了日本国内紧缺的品种,达到 344 万吨,比前年增加 21% 。虽然是时隔 3 年后才超过 300 万吨,但还不至于对日本国内的钢材市场造成影响。另外,在普通钢材的主要供货厂商中,中国连续 23 个月增加,比前年大增了 3.4 倍。
  日本国内的生铁、粗钢和主要钢材生产实绩的变化示于表 1 。从炼钢炉子来看,电炉钢比率与前年相同,占 26.4% ,连续 7 年下滑。从钢种来看,普通钢处于连续 6 个月同比增加之中,汽车用特殊钢的生产持续良好,连续 32 个月增加,产量高达 2360 万吨,比前年增加 6.4% 。

  世界钢铁生产来看,由于钢铁新兴国的生产量急剧增加,促使世界粗钢生产量增加,在最近 3 年急剧增加到 1.8 亿吨。尤其是,中国 2004 年的粗钢生产量达到 2.6 亿吨,比前年增加了 4000 万吨。中国的钢材表观消费量急速增加到 2.76 亿吨,比前年增加了 3600 万吨。而且,预计 2005 年中国的粗钢生产量和钢材的表观消费量都将突破 3 亿吨。伴随着世界钢材需求量的大幅增加,原燃料的供给变得更加紧缺,导致作为钢铁原料的铁矿石和煤炭的价格同时高涨。另外,废钢市场出现了全年差价 1 万日元/吨的暴涨暴跌的异常现象。另外,船舶运输的费用也大幅度增加。在这种情况下,日本国内钢铁行业蒙受了比前年多 7000 亿日元的生产成本。今年日本国内钢铁厂家的业绩由于钢材需求量的增大,因此可以通过钢材价格的提价来消化生产成本的增高,预计各钢铁公司都能取得最好的效益。电炉厂家的收益也将进一步改善,似乎能取得高的业绩。
  日本钢铁行业的就业人数一直处于减员的状态中, 2004 年为 15.5 万人,与 2003 年末持平,生产持续满负荷操作,国内钢铁行业的结构调整已告一段落。
  综观世界钢铁行业的发展趋势, LNM 和伊斯帕特国际公司合并为米塔尔钢公司已于 2004 年 12 月诞生,该公司计划于 2005 年 1 ~ 3 月收购美国 ISG 公司,届时该公司年粗钢生产量将达 7000 万吨。另外,不仅中国,而且印度、中国台湾和泰国等都相继计划建设大型钢铁公司,使亚洲地区的钢铁生产能力进一步扩大。
  虽然日本国内钢铁业再重组的趋势小,但向海外发展的趋势仍然旺盛。值得一提的是 JFE 钢公司应中国广州钢铁集团有限公司的要求,与广州钢铁公司达成了共同建设钢铁联合企业有关论证的协议。另外,住友金属公司小仓厂在特殊钢方面将首次进入中国,已决定在中国江苏省江阴市建立合资公司,生产销售特殊钢棒材。除此之外,新日铁、住友钢管和住友商事都签定了共同参与在中国设立的汽车用钢管的生产销售公司的计划。神户制钢公司和 Metal One 公司等决定共同在中国广东省佛山市设立汽车用特殊钢线材加工点等等。
  在与海外企业进行合作方面,日本各钢铁公司都积极推进战略合作关系,以确保紧缺原燃料的稳定供应、运输的长期稳定。作为典型案例有,新日铁和住友金属工业公司与澳大利亚力拓公司签定的铁矿石长期购买合同、 JFE 钢公司和巴西 CVRD 公司签定的铁矿石长期购买合同,还有新日铁和澳大利亚力拓公司达成协议,在对巴西铁矿石运输过程中采取联合运输以及签署对新开发的大型铁矿石的运输合同。   在设备投资方面,根据 2004 年初的计划,虽然特殊钢的设备投资额比前年增加了 26% ,但 4 家大钢铁公司的投资额由于主要高炉大修等大型设备投资在前年已达到顶峰,因此除神户制钢公司外,都处于设备折旧期内, 4 家公司的设备投资额计划共计比前年减少 7% 。虽然整个钢铁行业的设备投资 2003 年比 2002 年大幅增加了 36% ,但 2004 年比 2002 年减少了 3.6% 。
  其后,为满足对钢铁旺盛需求,日本各钢铁公司都进行了紧急的设备投资,加快解决生产瓶颈,增强生产能力。例如,新日铁紧急投资 400 亿日元,对热轧、冷轧、厚板等下道工序进行设备改造,从 2005 年上半年开始可提高生产能力 200 万吨。 JFE 钢公司除了利用高炉大修机会将西日本制铁所 ( 福山地区 ) 的 5 号高炉容积扩大外,还将东日本制铁所 ( 京浜地区 ) 的钢包大型化、将西日本制铁所 ( 福山地区的、仓敷地区 ) 的主力连铸机进行改造,由此可提高粗钢生产能力 10% 。
  各钢铁公司在主要设备的集约化发展中,一面提高各生产工艺的生产能力,一面进一步推进节能措施。另外,在商品开发方面,积极研究开发具有高附加值的环境调和型产品,如开发了冲压成形性能和焊接性能良好的高强度钢板、防腐蚀性能好的耐候性钢板等。在提高各种产品质量的同时,积极研究开发不含环境污染物的铬和铅、而性能又良好的表面处理钢板,以及通过表面处理法使钢板具有高的抗菌性、散热性和光反射性等。另外,已完成基础研究阶段的创新材料“超钢铁材料”的研究开发已进入实用化研究,并已在实机上成功地生产出世界第一块超细晶粒厚板。
  另一方面,作为日本国家大型研究项目,日本钢铁联盟和煤综合利用研究中心从 1994 年起历经 10 年时间研究的“煤高度转换生产焦炭技术的研究开发 (SCOPE21) ”已基本达到研究目标,并于 2004 年 3 月底完成整个开发计划。作为开发关键技术盯“低 NOx 燃烧系统”的想法已应用于 JFE 钢公司西日本制铁所 ( 福山地区 ) 5 号焦炉增设的 D 炭化室。另外,新日铁在 SCOPE21 项目研究开发技术的基础上研究了焦炉新增炭化室的计划。除此之外,在预定 2004 年度完成的烧结工序中,许多创新研究开发是利用官方资金进行的,如包括具有部分还原功能的新烧结法、利用焦炉煤气的改质生产氢的技术,还有利用钢渣和高炉渣使 C0 2 固定的技术等。
  日本钢铁业通过实施 1996 年日本铁钢联盟倡导的“自主行动计划”,研究了环保和抑制全球变暖的措施,继而为采用世界最高的能源效率和世界最小的环境污染技术生产钢铁产品,在研究开发和生产方面进行了不懈的努力。作为环保措施研究的例子有,新日铁开发时“利用炼铁设备对废弃轮胎进行再生利用技术”获 2004 年度日本经济产业大臣奖, JFE 钢公司开发的“废塑料在高炉中的再生利用技术”获日本大河内记念生产奖等等。
  关于 2005 年的日本钢铁业,只要经济环境和钢材需求环境与 2004 年相同, 2005 年钢铁行业仍将是满负荷生产。为适应钢材需求量的增加,构建万全措施体制,强化稳定供给的对应能力是目前最大的课题。但是,对于原油价格、日元汇率、美国和中国的经济发展动向,日本一直是十分关注的。
  另一方面,自前年开始随着世界性钢材需求量的增加, 2005 年原燃料价格高涨也是不可避免的。例如,以 2005 年度原料煤的购入价格为例,日本国内 5 大钢铁公司与澳大利亚 BHP 必利顿公司达成协议,煤的购入价格比前年提高 119% 。同样,铁矿石的价格预计也将大幅度提高,

  2 技术和设备
  2.1 炼铁
  2004 年度日本的生铁产量为 8297 万吨,比 2003 年增加了 1.1% ,连续 3 年超过 8000 万吨。高炉平均利用系数也连续 2 年超过 2.0 , 2003 年为 2.04t / m 3 ·日, 2003 年为 2.02t / m 3 ·日。
  个别高炉大修的情况示于表 2 。从 2004 年生产的高炉情况来看,比 2003 年减少 1 座,为 28 座。 2004 年点火的高炉为 3 座。新日铁大分厂 2 号高炉的容积是世界最大,住友金属工业公司鹿岛厂 1 号高炉是 21 世纪初新建的高炉,因此,到 2004 年底日本 5000m3 以上的高炉共有 6 座。随着对铁水需求的扩大和提高生产能力的需要,预计将对 5000m3 级的高炉进行大修,如 JFE 钢公司西日本福山厂 5 号高炉的大修等。对于高炉的建设和大修,从意向确定到高炉点火需要很长的时间,例如,住友金属工业公司鹿岛厂 1 号高炉的建设是在 2000年8 月宣布的,当时预计随着钢材价格的滑落,收益将会很差,而点火却是在 2004 年钢材需求旺盛时期。

  作为炼铁方面的环境变化有原材料价格高涨的现象。尤其是,原料煤和焦炭价格的上涨导致炼铁成本大幅度增加。而且,由于环境保护要求的需要,也要求炼铁要不断减少气体的排放,以避免全球变暖。
  针对这些环境变化的要求,除了以往的炼铁喷煤技术外, JFE 钢公司东日本京浜厂 2 号高炉进行了喷吹城市垃圾的试验,研究了降低焦比和减少气体排放的措施,以防止全球变暖。 2004 年日本高炉的喷煤比平均为 119.6kg / t ,比前年降低了 4.7% ,焦比平均为 382kg / t ,比前年略有增加。与生铁产量增加相比,高炉喷煤设备没有得到加强,同时为应对铁的旺盛需求,采取的是稳定生产的方针,结果为维持高炉稳定操作,削弱了喷煤操作,这是导致喷煤减少的原因。
  在积极推进高炉降低焦炭使用量措施的同时,已开始出现了提高焦炭生产能力的动向。 JFE 钢公司西日本制铁所 ( 福山地区 ) 计划在第 5 号焦炉 D 炉组新增 55 个炭化室。另外,新日铁在对 SCOPE21 开发的新一代炼焦炉进行实机研究的同时,与三井矿山签定了焦炭长期交易合同。在三井矿山拥有的焦炉 4 炉组中,将 1988 年 12 月停产的炉组又恢复生产,预计从 2007 年 4 月起每年购入焦炭大约 50 万吨。
  在炼铁技术方面,J FE 钢公司开发的使用聚氯乙烯作高炉原料的系统已应用于实际,它是通过对废塑料的再生利用,为环保做出了贡献,同时减少了焦炭的使用量,因此这一技术引人注目。

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