20世纪钢铁工业的技术创新 ——“回首新中国钢铁工业技术进步”系列报道之一
中国冶金报 中国钢铁新闻网
张训毅
技术起源于劳动，演变为尚未与人体分离的手艺、技能、技巧，发展分化为包括知识、经验、技能在内的知识能力技术，包括工具、机器、设备在内的实体装备技术，以及知能技术与装备技术相结合的制造工艺技术。劳动者是科学技术活的载体，装备是知能技术的物化，工艺则是不同功能装备的组合集成。钢铁制造，就是劳动者依据冶金科技知识，使用高炉、转炉、连铸机、轧钢机等实体装备，在超高温的条件下，按照氧化还原、凝固成型、塑性变形等制造工艺，对铁矿石、生铁水、钢锭坯等劳动对象，进行加工制作而成为各类成品钢材的过程。钢铁生产力的提高，首先是从改进和变更生产工艺和装备开始的。用先进的工艺装备取代落后的工艺装备，是钢铁工业技术进步的主要标志。新中国钢铁工业的技术进步，实际上是个追赶世界钢铁先进制造技术的进程。
回顾20世纪世界钢铁工业的发展，大体经历了3个阶段，创新了三代钢铁制造技术。
第一阶段是1901年~1951年，即20世纪上半叶，为世界钢铁工业在基数较低基础上的起步期。1900年世界钢产量为2850万吨，1901年也只有3104万吨，到1951年就登上了21070万吨的台阶，51年间以年均4%的速度增长。1951年，美国产钢量由1900年的1035万吨，上升到9544万吨，占世界钢产量的45.3%；前苏联为3135万吨，居当年第二位。这一阶段，美、苏等主要产钢国，都采用高炉、平炉、模铸、初轧开坯、横列式轧机为主的工艺装备。这种工艺装备技术，是从19世纪下半叶以来逐步发展形成的，属于世界第一代钢铁制造技术。其工艺流程长、中间间歇多、温差起伏大，能源物料消耗高、环境污染大，生产效率低，属于进入衰退期的技术。
第二阶段是1952年~1974年，为世界钢产量加速攀升期。在短短23年中，世界钢产量从1951年的2亿吨迅速登上7亿吨的台阶，年均增长5.4%。日本钢产量从1951年的650万吨增加到1974年的1.17亿吨，年均增长13.4%。美国和前苏联虽然钢产量还高于日本，但增长率都不及日本。这一阶段，出现了20世纪下半叶世界钢铁工业的第一次技术创新高潮，主要包括3项具有代表性、划时代性的技术创新骨干项目：一是氧气顶吹转炉炼钢，二是用连续铸钢法直接铸成钢坯，三是将并列式轧机改为各种形式的多机架串列式连续高速轧钢机。由于这些技术创新的一系列优越性，很快被日本、美国和欧洲等产钢国采用，成为世界第二代先进的钢铁制造技术，处在应用发展期。
第三阶段是1975年~1997年，是世界钢产量徘徊不前但结构更加优化的时期。1974年世界产钢70342万吨，1989年为78597万吨，1991年为73400万吨，1995年为74306万吨，1997年为79780万吨，2000年达到84886.2万吨。1901年到2000年的100年，世界累计产钢330亿吨左右，年均增长3.4%。在20世纪80年代~90年代，一些先进产钢国在上一次技术创新高潮基础上，又掀起了第二次技术创新高潮，主要包括三大带有系统性、综合化特点的重大骨干创新项目。一是高纯净度的系统化炼钢技术（包括脱硫、脱磷、脱硅及热送的铁水预处理—顶底复合吹炼转炉或超高功率电炉炼钢—RH、LF、VD等能使钢水纯净度很高的炉外精炼—高拉速、高连浇、高作业率以及钢坯热送的高效连铸等综合集成技术）。二是既控制包括尺寸、表面等形状，又控制材质内在性能的高精度、高质量控制轧钢技术。三是非高炉炼铁的熔融还原新工艺和薄板坯连铸连轧技术。这一系列钢铁制造技术创新，已经发展成为世界第三代钢铁制造技术，属于具有强大生命力的开发发展期技术。西欧和日本、韩国以及上世纪80年代中期的美国，正是由于先后适时采用了世界第二、第三代的钢铁创新技术，实现了技术结构和产品结构的高级化，才使其钢铁工业增强了国际竞争力。而前苏联到1991年平炉钢比仍高达50.8%，连铸比只有17.7%。
中国曾经有着长久辉煌的历史，直到19世纪初，中国的经济总量仍占世界的20%以上。但从1500年以后的300年间，在世界工业化的起步阶段，由于经济和社会结构的内在特性，中国失去了与世界工业化同时起步的时机。1820年~1949年，是世界加速工业化的黄金时期，但由于外国的侵略，中国传统农业经济被破坏，工业经济受到遏制，再次失去工业化的历史机遇，中国也沦为半殖民地半封建社会。新中国成立后的1950~1970年代，中国钢铁工业由于长期受前苏联保守技术路线影响，又错过了许多推进技术进步的机会，导致到了20世纪末中国的钢铁制造技术同世界先进制造技术仍然存在较大的差距。