前些日子,日本制铁发布了一份联合声明。这份声明宣布,日本制铁已经向华盛顿上诉法院提交了申述。
两家公司觉得“拜登违背了宪法所保障的法律程序以及正当程序的要求,仅仅是为了赢得钢铁工业大会(USW)的支持以及选票……”
日本制铁决心完成此次收购,无论面临政治干预还是(USW)的威胁。

现在,时间已经过去几个月了,官司仍在审理当中,短时间内不会有结果。
值得注意的是,存在经营不善的情况,面临破产这一事实是不容置疑的。以至于到了需要靠日本公司来拯救的地步,这无疑再次证明了美国产业出现了空心化。

有人发现,日本这家制铁公司很不一般,它隐藏着自身的实力,默默地做着能让自己获得巨大财富的生意。
有文章称,日本的钢铁产业较为发达,其具备先进的钢铁冶炼技术,在这方面领先世界达 30 年之久,并且超过了中美俄这三个国家。
那么这一说法是真的吗?

日本钢铁工业的兴起
大家都明白,若没有近代化,就不会有工业化。因为没有近代化,自然也就不会有钢铁企业的诞生。
钢铁冶炼技术属于工业基础技术之一。如果生产不出优质的钢铁,那么就无法满足工业领域的需求。
日本的近代化开始于明治维新,钢铁产业也随之兴起。

那时候,英美大公司垄断了日本的钢铁。不过,随着日本国力不断增强,日本政府有扶持钢铁工业的意向。
日本派遣了大批优秀毕业生前往德国、美国、英国以及法国进行深造。
在这样的大背景之下日本的钢材为什么好,日本近代出现了最早的一批钢铁技术研发组织。同时,日本近代也出现了最早的一批研究机构。这些组织和机构是应用而生的。

“一战”结束之后,日本在 1916 年 4 月成立了东北帝国大学钢铁研究所。这是一个典型的例子。该研究所的首任所长是本多光太郎。他推动了日本钢铁研究的发展。
本多光太郎带领着研究所,把先进的基础研究手段运用到了金属材料上,并且发明了一些实用的钢铁材料。
这些新成果获得了实业界的支持,并且迅速被应用到了生产领域。20 世纪 20 年代来临,这是日本钢铁研发的一个高潮阶段。

在特种钢的研究方面,取得了一些进展。
“二战”前夕,日本产业界的钢铁研究机构承担了部分军用钢材的开发与制造工作。例如八幡制铁所负责开发船体用钢板、防弹钢板以及船体用高张力钢板。

“二战”后,日本国内的钢铁企业一度受到来自美国的打压。
朝鲜战争爆发了,这使得美国放松了对日本的控制,就好像松开了手里的牵引绳一样,于是日本才有了重启钢铁产业的机会。
借助这一举措,日本的钢铁产量实现了翻番。

五六十年代,日本钢铁企业获得了足够的利润。它们没有仅仅将这些利润消耗掉,而是把赚得的利润投入到了研发当中。
庞大且精良的一座座设备被拉到了厂房的中央,精密且顺畅的一条条流水线正有条不紊地运行着。

日本钢铁产业至此进入了一个良性循环。这使得钢铁生产技术得以突飞猛进,同时出口比重也显著上升。
1973 年,日本国内的钢铁产量达到了一个极高的水平。这个水平就是 1.19 亿吨,并且这是其产量的最高峰。
日本钢铁工业接着迅速进行了转型,并且还积极地向外部拓展。在这个过程中,其技术实力一直都保持在世界一流的水平。
当前,日本钢材产品的结构在持续进行调整,且朝着高附加值的方向发展。其中,特殊钢的产量在整体钢材产量中所占的比例超过了 20%。

日本钢铁能有如此成就,原因之一是资本的驱动。在 1945 年到 1975 年这段时间里,有 84168 亿日元被投向了厂房和设备。
在后十五年期间,日本队在钢铁产业的投资比例达到了制造业总投资的 33%,并且这个比例远远高于其他行业。

其次是生产系统的自动化。在上个世纪 60 年代的时候,日本的钢铁生产引入了计算机进行控制。其中具有标志性意义的事件是八幡制铁株式会社购买了巴勒斯 101 型电脑。
计算机逐步发展后,钢厂的信息系统集成度变得越来越高。因为集成度提高了,所以就节省了人力成本。而人力成本节省了,钢材的良品率和生产率自然也就提高了。

日本最后重视引进钢铁生产技术,并且这些新技术涵盖了钢铁生产的各个环节。
研发人员的薪资待遇丰厚。中层技术人员工作五年左右,就能够购买一套小型房子。
此外,钢铁企业重视对新技术进行消化。此外,钢铁企业重视对新技术进行理解。此外,钢铁企业重视对新技术进行吸收。通过这些,使得日本的钢铁冶炼技术能够跻身世界一流。

日本先进的钢铁冶炼技术
进入21世纪,日本的钢铁冶炼技术一直走在世界前列。
日本在八九十年代已完成产业转型,其出口的钢材中,有 2 成是特种钢和优质钢,而非粗钢,并且其专利技术让人难以企及。

改革开放时期,宝钢的负责人叶志强前往中南海汇报访日的经历与感受。他讲道:“有一日,日本人请客。当时,服务员送来了易拉罐,我们之前未曾见过,也不会使用。实在令人惊讶,日本人居然能够将钢铁轧制得如同纸一般薄。”
多说一句,上海的宝钢就是在新日铁公司的帮助下建立的。

有机构进行了统计,世界上大部分的摩天大楼的主体钢结构都采用了新日铁的特殊钢材。例如深圳的帝王大夏,其主体钢结构就用到了新日铁的特殊钢材。
日本神户制钢生产的特种钢在世界份额方面占有 30%的比例。美国的波音公司是神户制钢的忠实客户。全球最大的飞机发动机生产企业通用电气也是神户制钢的忠实客户。

另外,在 2007 年的时候。神户制钢所研制的铝合金,其性能是最为强硬的。并且在全球范围内,都很难找到能够与之匹敌的对手。
该铝合金推出后,凭借着优秀的延展性能在各国受到欢迎。它的可拉伸长度比美国的更长,长 10%。
如今,人们对于环保愈发重视。在生产钢材的过程里,不可避免地会生成许多有毒物质。
日本政府在 2019 年 6 月通过了“巴黎协议下的长期战略”。该战略提出,到 2050 年要实现减少 80%温室气体排放的目标。

日本政府的法律对日本钢铁企业产生了指导作用,在此基础上,日本钢铁企业提出了低碳创新技术的研究课题。
在环保领域,日本制铁是日本实力最强且产量最大的钢铁公司,神户制钢也是其中之一,它们堪称“御三家”。

日本钢铁在传统的钢铁冶炼技术里,普遍采用的是高炉-转炉流程。
该流程中,大部分二氧化碳的排放源自高炉铁矿石的还原反应,其排放的二氧化碳约占钢铁行业排放量的七成。
为实现“碳中和”目标,需要让 CO2 的排放量下降。基于此,日本钢铁企业提出了用氢还原铁矿石的高炉 CO2 减排技术。
这一技术因为运用了氢气,所以被称作氢冶金技术。氢冶金技术尽管很先进,然而也没有领先中美俄 30 年那么夸张。

氢冶金在铁矿石的还原冶炼过程中会引入 H2 充当还原剂和燃料,并且它可以被分为富氢冶金以及纯氢冶金。
另外,为了取得更优的减排成效,日本制铁舍弃了以往的高炉 - 转炉生产方式,转而采用了电炉生产方式。

电炉生产利用废钢日本的钢材为什么好,通过电弧加热融化来进行冶炼以及去除有害元素。这种模式能够得到符合二次精炼要求的钢液。基于此,其 CO2 排放量仅为 0.6 - 0.8 吨 t/t 钢,仅为高炉 - 转炉的 1/3。
电炉生产冶炼工业目前主要用于生产一些产品,比如钢筋,还有特殊钢线材、棒材以及建筑薄板等。
如果对安全性能有较高要求,像汽车外板以及船舶外板这类情况,就应当采用高炉铁水冶炼技术。

2020 年到来。日本制铁发挥了一定策略,JFE 也发挥了一定策略,神户制钢同样发挥了一定策略,它们如同众人拾柴一般。这些企业联合起来制定了低碳氢冶金技术研发项目,并且提出了相应的技术主题和目标。
低碳氢冶金技术有两类。一类是传统的高炉喷吹还原技术。另一类是低品位的铁矿石氢直接还原技术。

在高炉喷吹还原技术里,焦炉煤气里的 H2 能够被回收,接着会二次进入高炉,在这个过程中能够减排 10%的 CO2。
然后采用物理吸附法,将高炉排放的 CO2 进行分离回收。同时,利用低温余热有效再利用技术,也能对高炉排放的 CO2 进行分离回收。这个过程能够减排 20%。
需要注意的是,此技术较为繁琐。目前仅有日本制铁的君津厂 2 号高炉引进了常温氢气喷吹设备。该设备预计在 2025 年下半年开始进行现场调试。

全氢直接还原低品位铁矿石技术与高炉喷吹还原技术不同。它主要是把 CO2 转化为甲烷,以此来替代冶炼过程中的焦炭。正因如此,该技术不需要过于精密的设备。
新的还原炉与传统高炉相比,预计能够减少约 50%的 CO2 排放量。
目前,日本制铁波崎研究开发中心正在着手建设规模为 1t/h 的小规模试验还原炉。若要将其投入实际生产领域,还需要历经数年的时间。

从日本钢铁企业低碳氢冶金技术的发展特点能够得知,钢铁产生的 CO2 主要是通过使用氢气当作还原剂来解决的。
氢气只能依靠电解,这导致其成本太过昂贵。并且还有一个问题,那就是在氢气的运输过程中不够稳定,容易引发安全问题。
但不管怎样,这是日本钢铁为降低 CO2 排放而提出的技术路线。而至于未来能否被各国所接受,目前还是一个未知的情况。

结语:
日本钢铁冶炼技术领先世界,这一点不用质疑。
2017 年 10 月 8 日,日本神户制钢所发生了一起丑闻。该制钢所承认对部分产品的技术数据进行了篡改,用次品冒充合格品,并且造假行为持续了长达十年的时间。

这则丑闻让外界对其管理能力产生质疑,对于旗下的产品,也不再像以前那样信任了。
日本的钢铁公司面临着产业转型带来的挑战。更不必说这一情况了。那么,未来日本的钢铁冶炼技术能维持领先地位多久呢?这只能交给时间去验证。
参考资料
《日本钢铁工业发展及启示》 借鉴与思考 2024年第6期
《日本大型钢铁企业低碳冶炼技术的特点分析》 上海金属


