特钢分类、工艺流程、技术壁垒与发展现状如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2025/08/18 10:35

特钢行业处于由量向质发展关键阶段。

1、 特钢行业技术难度大,需长期持续投入

特钢是指那些因成分、结构、生产工艺特殊而具有特殊物理、化学性能或者特殊用途的钢铁 产品。特钢牌号众多,规格繁杂。按化学成分来分,特钢可分为优质碳素钢、低合金钢和合 金钢三大类,区分标准为合金元素含量。按用途来分,特钢可分为结构钢(优质碳素结构钢 和合金结构钢)、工具钢(碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢)以及特殊用钢(齿轮钢、 轴承钢、弹簧钢、不锈钢、高强度钢和高温合金等),区分标准为具体用途。参照 GB_T13304.2- 2008,将特殊钢分为普通特殊钢、中端特殊钢、高品质特殊钢。

熔炼环节是产业的核心,决定了合金材料的关键性能。特殊钢行业依托上游产业原料供给, 需要经过熔炼、成型、热处理、精加工等一系列生产制造环节,形成诸如精密机械部件等合 金制品,满足下游应用领域在产品性能、形态等方面的要求。原材料在各产业环节生产完成 后均有对应的产品,其中:熔炼完成后,得到合金坯料;成型和热处理完成后,得到合金锻 材;精加工完成后形成合金制品。在各环节中,合金材料决定了各类制品性能的关键,而材 料性能主要取决于熔炼环节,是下游终端客户关注的核心。

特殊钢行业主要有长流程、短流程两种工艺流程。一是长流程,是指以铁矿石、焦炭为主要 原材料,利用高炉冶炼得到液态铁水,铁水经过氧气转炉吹炼配以精炼炉得到合格钢材,高 炉容积较大,熔炼后产品加工通常采用连铸、连扎成型工艺,适合大批量生产;二是短流程,是指以废钢和合金为主要原材料,废钢经破碎、分选后装入电炉来熔炼废钢,并配以精炼炉 完成脱气、调成分、调温度、去夹杂等功能,得到合格钢材,电炉容积较小,熔炼后产品加 工通常采用模铸、锻造成型工艺,适合小批量生产。

国外先进钢铁生产国大量采用转炉生产特殊钢。根据王一德等《国外特殊钢产业的特点及发 展趋势》,日本转炉生产的特殊钢量虽然只占转炉钢总产量的 16%~18%,却占特殊钢总产量 的 80%,对电炉钢生产企业形成了很大的冲击,其他国家中如德国的蒂森公司和韩国的浦项 钢铁公司等都在不断扩大转炉生产特殊钢的比例。从工序来看,转炉采用金属杂质含量低的 铁水作为原料,脱碳效果好,适于生产低碳及超低碳、低氮和低金属杂质钢种。随着转炉技 术的进步、铁水预处理及二次精炼技术的采用,以及转炉冶炼的高效率、低成本等优势,转炉 冶炼特殊钢的比例越来越大,转炉流程在特殊钢的生产领域已经占据了一定的地位,尤其是 对用量大、适于连铸钢种的生产领域。 无论是采用电弧炉冶炼,还是采用转炉冶炼,炉外精炼都是生产高质量特殊钢的关键工艺环 节。不同的特殊钢一般采用不同的精炼技术,例如,合金结构钢一般采用钢包精炼,而高性能 轴承钢要求高纯净度,需要采用钢包精炼加真空循环脱气;常用不锈钢一般采用氩氧炉精炼, 而超低碳不锈钢、超纯铁素体不锈钢则采用真空脱气法进行脱碳处理。

特钢行业具备较高的技术创新壁垒,需要企业持续投入。特钢由于特殊的成分、结构、生产 工艺而具有特殊物理、化学性能或者特殊用途,因此与普钢相比,特钢生产工艺更加复杂、 技术水平要求更高。而近年来,随着高端工业及前沿学科的发展,下游应用行业对所需特钢 的质量、性能、可靠性方面的要求越来越严苛,用传统的电炉和转炉炼制出的特钢难以满足 上述特定要求,诸如真空感应熔炼、真空自耗熔炼真空电弧重熔、电渣重熔、电子束重熔、 等离子熔炼等特种冶炼技术逐渐运用。因此,特钢生产企业需要强大的技术创新能力和专利储备以提高产品质量和应对下游不断变化的市场需求。此外,特钢生产的冶炼和轧制过程需 要大批熟悉设备操作及对生产流程进行严格控制的熟练技术工人,而熟练技术工人的培养需 要大量的生产经验积累。技术创新能力和熟练技术工人对潜在行业进入者形成壁垒。 特钢行业认证壁垒突出,认证周期长、稳定性要求高。特钢的下游应用主要集中于国防、电 力、石化、核电、环保、汽车、航空、船舶、铁路等行业的高端、特种装备制造领域,终端 企业用户对特钢的质量、性能有着更高的要求。终端企业用户需要通过对合格供应商认证的 形式确保采购来源的可靠性和稳定性,通常不仅需要认证上游特钢产品,还要对特钢产品使 用的基础特钢材料提出明确指定要求。认证周期一般较长,且通过严格认证的特钢供应企业 往往难以替代,因此合格供应商一旦确定,新的供应商短期内难以进入,从而形成了特钢行 业的供应商认证壁垒。

2、 特钢行业仍面临诸多挑战,国产替代征程未竟

从特钢产量结构来看,我国特钢产量大部分为中低端产品。2024 年我国特钢企业钢材产量 主要以中低端产品(非合金钢和低合金钢)为主,其产量占特殊钢比例约为 60%;中高端产 品在行业中产量占比仍较低。

从高端特钢来源来看,我国特殊钢高端产品高度依赖进口。尽管在工业化发展带动下,国内 特钢材料产量持续增加,但行业仍面临产品结构低端化,高端产品进口化的窘境。目前国内 诸多关键特钢材料仍依赖进口,严重制约我国诸如航空航天等战略性产业的发展。虽然我国 特钢产业的部分产品类别在规模上已跻身世界前列,但部分品种依然无法满足下游行业的要 求,导致核心材料依赖国外进口。

从特钢进口量来看,我国特殊钢进口量从高点逐步下降,但仍维持较高水平。2021 年是我 国特殊钢进口量的最高值,全年进口特殊钢 603 万吨,总金额达 102 亿美元。2024 年,我 国进口特殊钢 311 万吨,总金额 59 亿美元,较峰值下降显著,基本回到 2017-2019 年的水 平。

从对外依存度来看,我国特殊钢对外依存度仍处于较高区间。截至 2024 年我国特殊钢表观 需求量约 9000 万吨,当年实现进口量 311 万吨,出口量 1516 万吨,进口占表需比例为 3.5%。 2004 年以来整体处于下降趋势,但仍处于较高区间,其中 2014-2016 年,国内特钢需求下 滑幅度大于进口量下滑幅度,导致对外依存度短暂升高。

3、 周期与政策合力推动,特钢行业迎来发展黄金期

以工业为主体的外向型经济如德国、日本,钢铁行业步入成熟期后产量不再大幅增长,但也 不下降,钢铁工业向高端化和全球化方向发展。通过分析典型国家钢铁工业发展历史,可以 总结出两种发展路径:一是经历了萌芽期、快速成长期、衰退期三个阶段的国家,例如英国、 美国等国家,这些国家在经历了萌芽期、快速成长期后,最终走向了衰退;二是经历了萌芽 期、快速成长期后,成功转型升级,步入成熟期,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,例如德国和日本。第二类国家钢铁工业发展在经历了萌芽期、 快速成长期之后,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,进入 钢铁工业发展的成熟期,站在了全球钢铁产业价值链的顶端,例如德国和日本。对于这些国 家来说,钢铁产业已不是传统产业,而是转向了高端材料产业。德国和日本成为钢铁工业强 国的主要原因还在于,德国和日本的经济发展模式仍是以高端工业为主体的外向型经济。而 英国、美国钢铁工业之所以走向衰退,主要原因是这两个国家经济发展是以第三产业为主体 的内需型国家。 日本粗钢产量见顶后特钢发展加速,是其高端制造业全球竞争力的源泉。日本特钢产量与质 量均在全球钢铁行业中排名居前,是支撑日本汽车、火车、工程机械、能源设备等高附加值 产品全球竞争的重要基石,是日本经济发展的源泉,特钢行业在日本经济中的地位越来越重 要。日本粗钢产量在 1973 年以 1.2 亿吨见顶,此后一直稳定在 1 亿吨左右。特钢产量 1952 年仅 24 万吨,钢材占比 4.8%,至粗钢见顶时的 1973 年,特钢产量约 888 万吨,占钢材的 8.8%。随后日本特钢产量开始了迅猛发展,在 1977 年产量突破 1000 万吨,钢材占比接近 12%,在 2007 年达到 2060 万吨的历史峰值,钢材占比达到 19.4%。虽然近十年特钢产量略 有下降,但特钢占比不断上升,特钢占比的提升也反映出日本钢铁产业在向高附加值、高科 技产品转型,从而支撑其高端制造业不断增长的需求。

钢铁行业减量化、产业高端化背景下我国特钢占比有望逐步提高。2024 年,中国特钢企业 协会秘书长刘建军判断:“纵观世界钢铁工业发展历程,发达国家钢铁发展的共同点是,钢 产量达到一定规模后,特钢占比逐步提高”。我们认为,钢铁行业减量化、产业高端化背景 下,特钢产量有望稳中有增。

从政策层面来看,国家高度重视钢铁和特钢产业发展。特钢的应用面向国家重大需求,是众 多高端制造行业不可或缺的基础原材料。特钢生产能力也是衡量一个国家能否成为钢铁强国 的重要标志。近年来,国家出台多项政策支持特钢行业发展,如 2024 年 5 月发布的《2024— 2025 年节能降碳行动方案》,提出深入调整钢铁产品结构。大力发展高性能特种钢等高端钢 铁产品,严控低附加值基础原材料产品出口。