问题

为什么说「中国还没过冶炼关,而日本德国已经专心玩成分调配、热处理和控轧控冷等高端技术」?

回答
这句话的说法,实际上是想表达一个观点:在钢铁工业的整体发展水平上,中国与日本、德国之间存在技术层面的差距,尤其是在更精细化、更高端的工艺环节。

我们不妨一步步地拆解这个说法,并试着从一个更贴近实际的角度来阐述。

首先,我们需要理解“冶炼关”这个词的含义。在传统的钢铁生产语境下,“冶炼”是整个流程中最基础、最核心的环节之一。它指的是将铁矿石经过一系列化学和物理过程,提炼出金属铁,再进一步转化为钢的过程。这其中涉及到高炉炼铁、转炉炼钢、电弧炉炼钢等核心技术。

为什么说“中国还没过冶炼关”?

这句话带有一定的夸张和批判意味,并不完全准确地反映中国钢铁工业的现状,但它可能指向以下几个方面的潜在问题或发展阶段:

1. 基础冶炼技术的成熟度和效率: 在过去很长一段时间里,中国钢铁工业以追求产量为导向,这在解决国家发展对钢材巨大需求方面发挥了不可替代的作用。然而,在追求大规模产量的过程中,一些基础冶炼技术的优化、节能减排以及提高金属收得率等方面,可能没有像发达国家那样持续、深入地投入和发展。比如,在一些老旧的冶炼设备和工艺流程上,能耗、物耗以及杂质控制的水平可能相对较高。
2. 高纯净度钢、特殊钢的冶炼瓶颈: 并非说中国无法冶炼出好钢,而是当对钢材的纯净度、成分均匀性、夹杂物控制等方面提出极高要求时(例如用于航空航天、高端装备制造的特种钢),在某些细分领域,中国的冶炼技术可能仍有提升空间。这涉及到更精密的成分控制、更先进的脱氧、脱硫、脱气工艺,以及对冶炼过程中各种物理化学反应的深刻理解和精准调控。
3. 资源禀赋的制约与技术应对: 中国的铁矿石资源,相比一些资源品质优良的国家,可能在品位、杂质成分等方面存在一定劣势。要生产出高质量的钢材,就需要更先进、更精密的冶炼技术来弥补这些天然的不足。如果在这方面投入不够,就容易被认为“没过冶炼关”。
4. 与国际先进水平的对比: “没过冶炼关”往往是一个相对概念。当与日本、德国等在钢铁冶炼领域拥有深厚历史积累和技术优势的国家相比时,在某些高端冶炼的指标上,中国可能还存在一些差距。

而日本德国为何“专心玩成分调配、热处理和控轧控冷等高端技术”?

这句话的背后逻辑是,当一个国家的基础工业已经相当发达,能够稳定、大规模地生产出满足一般需求的钢材后,企业就会自然而然地将目光投向更高附加值的领域,寻求差异化竞争和技术领先。

1. 产业链的升级与高端化: 日本和德国的钢铁工业,特别是其高端材料领域,已经实现了相当程度的积累和成熟。它们不再仅仅满足于“炼出钢来”,而是更注重如何让钢材“更好用”、“更特殊”。这就像一个厨师,基础的烹饪(冶炼)已经炉火纯青,接下来就会钻研如何调味(成分调配)、如何烹饪出独特的口感(热处理),以及如何呈现出精美的摆盘(控轧控冷后的形貌与性能)。
2. 成分调配:
精细化合金化: 高性能钢材的诞生,往往在于微量甚至痕量的合金元素的精准添加。这些元素能够显著改变钢材的力学性能、耐腐蚀性、耐磨性等。例如,添加钒、铌、钛等细化晶粒,提升强度;添加铬、镍提高耐腐蚀性;添加钼、钨提高高温强度。成分调配的水平,体现在对这些元素作用机理的深刻理解和实际添加量的精准控制,以及如何平衡不同元素之间的协同或拮抗作用。
杂质控制的极致: 在高端领域,杂质不再仅仅是“不希望的东西”,而是需要被精准控制到ppm(百万分之一)甚至ppb(十亿分之一)的级别。例如,硫化物夹杂物对韧性的影响极大,需要通过加入稀土、钙等元素进行球化处理,改变夹杂物的形态,使其对性能的影响最小化。
3. 热处理:
实现性能的关键: 热处理是赋予钢材特定性能的灵魂。它包括退火、正火、淬火、回火等一系列加热和冷却过程。不同的热处理工艺,能够改变钢材的显微组织,如晶粒尺寸、相的类型和分布、位错密度等,从而实现材料的强度、韧性、硬度、耐磨性等方面的优化。
复杂工艺的创新: 日本和德国在复杂热处理技术上,如等温淬火、贝氏体处理、马氏体时效处理等,拥有丰富的经验和深厚的理论基础。他们能够根据材料成分和最终应用需求,设计出定制化的热处理方案,以达到最优化的性能组合,这是“玩”到极致的表现。
4. 控轧控冷(精密控制轧制与冷却):
形变与相变的耦合控制: 轧制过程是钢材塑性变形的过程,而冷却过程是钢材组织相变的关键。控轧控冷技术将这两个过程紧密结合起来,通过精确控制轧制过程中的变形量、变形温度、变形速率,以及冷却过程中的冷却速率、冷却方式和冷却终点温度,来直接调控钢材的显微组织和最终性能。
高级相变调控: 例如,在钢材轧制过程中,通过在奥氏体相区或相变开始温度附近进行轧制,并在特定的温度下进行冷却,可以析出细小的第二相粒子,或者形成细密的铁素体、贝氏体、马氏体等组织。这些精细的组织控制,直接决定了钢材的强度、韧性和加工性能。先进的控轧控冷技术,甚至能够实现在最终产品上实现梯度组织,即同一块钢材的不同区域具有不同的性能,以满足更复杂的使用要求。

总结来说,这句话的意图是:

中国钢铁工业经过多年的发展,在基础的“炼出钢”这个层面已经取得了巨大的成就,产量世界第一,基本解决了大宗钢材的供应问题。
但与日本、德国等老牌钢铁强国相比,在一些需要极高技术精度和复杂工艺控制的高端领域,中国可能还存在一些短板。 “没过冶炼关”可能指的是在部分超高纯净度钢的冶炼、复杂合金设计、以及基于材料科学的深层工艺创新方面,中国与顶尖水平相比还有提升空间。
而日本和德国,由于其产业链的成熟和技术积累,已经不再将重心放在基础冶炼的突破上,而是转向了通过精密的成分设计、复杂的化学冶金、精准的热处理以及一体化的轧制与冷却过程,来创造出具有特定功能和高性能的“特种钢”、“高端钢”,从而占据了价值链的高端环节。

这种说法虽然有些绝对化,但它确实点出了中国钢铁工业在迈向高质量发展过程中,需要持续关注和投入的重点领域,即从“量大”走向“质优”,从“够用”走向“好用、特用”。这需要对材料科学有更深入的理解,对工艺技术有更精密的掌控,以及对市场需求有更敏锐的洞察力。

网友意见

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谢谢邀请!

这个话题我有一肚子话要说,但深感沉重,还是一点点慢慢来,都不敢说自己能码多少字!

先说说我的个人经历。

钢铁冶金本科92年毕业,国营钢铁厂一线工作5年,计算机硬件行业(主要是技术支持和销售)6年,民营冶金装备行业6年,自己跟人合伙开公司开冶金装备行业公司又5年至今。除了毕业后的第一个钢铁低潮期(97~03)年在华南沿海某城市打工外,基本见证了00年以来中国钢铁业的大跃进全过程,03年以来基本上奔波在中国的大大小小的国营、民营,新兴、老牌,大江南北的钢铁厂,见过各色人等。

让我再简单说说近20年来中国钢铁大跃进的历史吧。

88年我上大学时,开学典礼后,给我们做专业介绍的老师是我们的系主任(现在都叫学院了,院长是我大学同学),当时说了很多,但大部分都记不住了,但最后的结尾我还有印象,大致是这个意思:同学们,好好干(学),今年我们国家钢铁生产总量有望突破6000万吨。哇,6K万吨,这是个什么数字,无疑是让这些干了一辈子冶金的老前辈们自豪的数字。58年大炼钢铁毛主席希望的这个数字是多少我记不清了,但那可是全民大炼钢铁啊,我父母就在河沟里面掏过铁砂,树都砍光了用来炼铁了,你如果看过张艺谋的电影《活着》的话,对那个场景会有直观认识。总之系主任教授充满了自豪。

下面是一张表,来自于凤凰财经,

建国60年:中国钢铁年产量统计表

年代

产量(万吨)

同比增长率

年代

产量(万吨)

同比增长率

1949

16

-

1979

3448

8.50%

1950

61

280%

1980

3712

7.70%

1951

90

47.50%

1981

3560

-4.10%

1952

135

50.00%

1982

3716

4.40%

1953

177

31.10%

1983

4002

7.70%

1954

223

26.00%

1984

4347

8.60%

1955

285

27.80%

1985

4679

7.60%

1956

447

56.80%

1986

5220

11.60%

1957

535

19.70%

1987

5628

7.80%

1958

800

49.50%

1988

5943

5.60%

1959

1387

73.40%

1989

6159

3.60%

1960

1866

34.50%

1990

6355

7.70%

1961

870

-53.40%

1991

7100

7.70%

1962

667

-23.30%

1992

8094

14.00%

1963

762

14.20%

1993

8956

10.60%

1964

964

26.50%

1994

9261

3.40%

1965

1223

26.90%

1995

9536

3.00%

1966

1532

25.30%

1996

10124

6.20%

1967

1029

-32.80%

1997

10894

7.60%

1968

904

-12.10%

1998

11559

6.10%

1969

1333

47.50%

1999

12426

7.50%

1970

1779

33.50%

2000

12850

3.40%

1971

2132

19.80%

2001

15163

18.00%

1972

2388

9.70%

2002

18237

20.30%

1973

2512

7.90%

2003

22234

21.90%

1974

2112

-16.30%

2004

22234

21.90%

1975

2390

13.20%

2005

35310

24.80%

1976

2046

-14.40%

2006

42266

19.70%

1977

2374

16.00%

2007

48966

15.90%

1978

3178

33.90%

2008

50049

1.11%

很遗憾,88年没有突破6000万吨,但是系主任说的大致不离谱。

09年以来的数字大致是这样的:09年,5.7亿吨;10年,6.3亿吨;11年,6.8亿吨,12年,7.2亿吨,13年,7.5亿吨,14年,7.9亿吨。

数字很枯燥,但基本上可以出我国钢铁发展的几个高低谷。我经历的第一个低谷恰巧是在94~97年期间我改行跑了,2000年左右的互联网泡沫破裂时候我又从计算机行业跑回来了,然后就是中国钢铁发展的黄金13年(01年~13年)期间中国钢铁产量从1.5亿吨到现在的8亿吨,至于产能,(我呵呵一下)9亿吨有没有?

这是多么一个饥渴的需求催生出中国钢铁业的量的飞跃?养过小孩没?才出生几个月小孩,见风长,父母不停的冲奶粉洗尿布,累得连轴转孩子还动不动哇哇哭要吃的。对,改开以来中国社会对钢铁的需求就跟刚出生几个月的孩子一样。

那么国际上是个什么样子呢,大致上讲,按照统计的发达国家的规律,一个国家人均钢材500吨的时候,这个国家的钢铁行业产能基本上就到头了,中国14亿人,按国际常规,6亿吨钢应该是理论上的顶峰,但是中国我们出口了1亿多吨。咦,还差将近1亿吨跑哪儿去了?似乎中国突破了人均500吨钢的理论顶峰需求量。我个人倾向于认为是我们国家自己用了。毕竟大量的高层住宅,高速铁路,天量的海外造船订单这些国外都没有突发经历过。总体来说中国钢铁的产能基本到头了,除非我们国家想把中国打造成世界钢铁基地并且对环境压力置之不顾。作为我来说,看着一船一船的粗钢运到国外,钢渣和大气污染留在国内我是不愿意的。什么一路一带,各种走廊,如果是粗钢这种产能输出还是算了吧。

上面是序。下面尝试回答问题。

1、中国钢铁行业总体上来讲是世界强国。

这个强表现在装备现代化,国产化,产量世界第一和各种经济技术指标上。

装备上来讲,我正好在这个行业,虽然是极窄的一个门类,但是见到的多。基本上外国有的我们全有啦。大型高炉,大型转炉,大型连铸机,大型精炼设备,大型轧钢设备。。。只要是世界上有的而且是我们需要的,基本上都有了。不但如此我们国家还创造了很多世界大家伙。世界最大高炉,中国建造的;厚板坯连铸机,我们有400厚的世界第一,国产;世界最大开口度的特厚板轧机,我们是世界第一,国产;世界最大直径的圆形铸坯连铸机,也是我们国产。。。就不用说各种精炼设备了,成套出口中东,非洲、亚洲、南美洲,欧洲等国家的钢铁冶金装备也很多啦,只要我们有的,老外国际采购的话,基本没其他国家什么事情。

这里说一个笑话:10年的时候,国内一个大钢厂的技术中心(偏工艺,钢厂的技术中心基本都是这样)一班人马,去美国的一个钢厂参观,因为这个美国钢厂是某种钢材生产的世界先进工厂,先进表现在产品质量稳定性和高端市场占有率上。参观的时候偷拍了一些炼钢装备的照片,拿回来让我们看看能不能做出来。我们一看就笑了,这套老掉牙的东西还值得偷拍?至少落后我们20年!

这些都是中国产能需求催生的,即所谓需求拉动创新。

产量强不强,我就不再说了。

经济指标,拿宝钢来说炼铁的经济技术指标一直是世界先进行列。宝钢与韩国浦项制铁的各项指标对比也不相上下。

补充一下,这些国产世界顶尖装备的某些部件还是需要外购的,如先进可靠的传感器,控制系统的核心计算机(含PLC),重要的液压元件等,这没办法,银河2号也要采购至强芯片嘛。

2、钢铁冶金理论基本和世界同步。

这个不是说是我们追赶的步子有多大,而是基本都是成熟理论了。冶金物理化学,冶金热力学动力学这些年基本没有大的发展和创新,别人停下来了我们慢慢就追上来了。

这里没谈到金属材料这个专业,因为这个不归钢铁冶金专业。虽然不归钢铁冶金专业,但是他是钢铁冶金专业的先导专业,材料这行一直是比较落后的。

3、差距在哪,为什么会产生这些差距?

首先说一下,我承认有差距,但这种差距不是体现在总体上、宏观上的,而是具体的产品细分上的,不是体现在总体技术指标上,而是体现在个别细分项目上。

这话反着讲就是说:我们有很多地方比老外强。

当然如果一个人不是出于自虐的话,不会总是拿自己的弱项和比人的强项比。

举几个例子:汽车用高强度IF钢,国外已经有1000MPa级别用在汽车个别部位,而我们大部分还是250MPa级别的徘徊。高级机械用钢,日本早在20年前已经有超级纯净钢的概念,所有的有害杂质含量控制在10ppm左右,而我们还在大规模生产低等级产品以满足基本需求。所有搞机械的人都知道SKF的轴承好,寿命高,我们也有差距。还有一些空白产品,国内没有进口替代品,这个就很多了。比如前些年有个纪录片《超级工程》,里面的液化天然气运输船的内衬板殷钢就是完全进口的。

为什么会产生这些差距?我认为是没有需求或者需求不足造成的。

还有一个原因是新时期钢铁产量大跃进,螺纹钢,Q235等建材国内需求嗷嗷待哺,钢厂躺着把钱都挣了,谁会投资研发这些需求很少风险很高的的产品。08年前后,有些企业看到别的厂家出口机械用粗钢,利润颇高,自己也跟想风一把,可是老外的品控和检验规范是全新的,自己生产了一些废品后就消停了。

拿H型钢来说,国内酝酿投资建厂10几年,建成达产又花6~7年,建筑设计院起初却没有设计规范,产品无法到达最终用户手里。等所有规范建立,生产工艺成熟,马上很多厂跟风上,然后这个产品就臭断街了。

只要现有产品有市场,有利润,钢厂才不会冒风险开发新产品,国内需求少量高精尖产品怎么办,进口呗,老外跟中国拼这个。中国的不足和缺点在互联网上往往有放大的效应,不懂行的人往往就认为中国冶炼不过关了。其实这都是差异化生存,很正常的。等中国什么时候发达了,这些低端产品转移出去或者淘汰,我们就跟老外拼芯片,拼发动机了。中国从低端农副产品和劳动密集产品出口大国到机电产品出口大国,才几年啊,所以我有信心。

总结陈词:中国钢铁业不落后,甚至是先进的,个别产品存在空白或者指标落后是没有需求或者需求动力不足造成的,几十年来,中国钢铁业就像一个青壮年靠蛮力生存取胜,西方先进国家就像老人靠智慧生存,可是我们有一天也会成长起来靠智慧生存的。OVER!

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