美国钢铁工业发展初期,主要是使用平炉炼钢技术,虽然当时转炉和平炉都已发明,但平炉和当时的空气转炉炼钢法比较有下述特点:对铁水成分的要求不像转炉那样严格,可使用转炉不能用的普通生铁;能炼的钢种比转炉多,容量大,质量较好。特别是1888年碱性平炉炼钢法问世后为各国广泛采用,变成全球上主要的炼钢方法。直到1952年氧气顶吹转炉的发明并得到迅速推广,平炉逐渐失去其主力地位,20世纪90年代平炉基本消失。
氧气转炉之所以能迅速取代平炉炼钢,是因为氧气转炉比平炉熔炼时间短,生产效率更加高,另外,对原料情况的要求,与空气转炉相比并不那么严格,可以和平炉一样熔炼各种成分的铁水。所以,氧气转炉炼钢成为20世纪下半叶美国炼钢的主要方法,在1975年占比超过60%。
美国多年的钢铁生产积累了大量的废钢,为电炉炼钢奠定了原料基础。短流程电炉炼钢由于具有固定投资少、占地面积小,可接近废钢资源产地和市场,生产灵活等特点,从20世纪70年代开始蒸蒸日上,1972年,美国短流程电炉钢生产厂粗钢产量首次超过2000万吨,占美国钢铁产量的17.7%;80年代至90年代初期,因废钢价格低和薄板坯连铸连轧技术的采用,逐步提升了电炉钢生产厂的规模和经济的效果与利益,并使电炉钢产量在美国长转炉炼钢产量趋于萎缩的态势下保持了持续增长的态势。到20世纪末,电炉炼钢和转炉炼钢成为美国两大主流炼钢技术。21世纪初,美国新增了上千万吨低成本、高效率的电炉生产产能,使得电炉产钢占比继续上升,目前电炉炼钢是美国主要炼钢方式,截至2015年美国电炉炼钢产量占比62.7%。
美国国土面积较大、资源分布比较均匀,影响美国钢铁工业的区域分布因素主要有原料、运输、钢材料消费等。从美国钢铁工业发展历史看,其布局在钢铁工业发展初期遵循资源邻近型与市场邻近型两个原则,而在20世纪70年代后,市场邻近型成为布局的首要原则。美国的钢铁企业最初大多建设在五大湖地区,靠近铁矿石产地,便于运输,后因铁矿石进口和工业发展,逐渐向东部沿海和中西部转移和扩张。
20世纪40年代以后,美国西部的城市化进程加速,对钢铁的需求大增,很多钢铁公司在西部沿海投资建厂。70年代,美国钢铁工业进行整合和重组,落后技术淘汰,原匹兹堡的钢铁基地以及东北部一些钢铁生产基地被迫关停,并被电炉和转炉替代,产能建设进入市场型布局,到20世纪末,电炉产钢占比接近50%。美国西部、南部各州,从40年代开始至70年代城市化进程加速,对钢材的需求加大,促进了钢铁业在西部建厂,投入新的产能;而美国东部和中西部地区在这一时间段,城市化进程已进入瓶颈,并没有较大增长,甚至会出现下降。
我国钢铁工业面临的一个重要问题是布局过度集中,大部分产能集中在华北地区,市场流传“中国钢铁看河北,河北钢铁看唐山”的说法,唐山一个城市的粗钢产能占据全国近二成份额。京津翼钢产能接近4亿吨,本地使用仅占一半左右,大部分要向华东和中南地区运输,这样的情况明显不符合资源的优化配置。2016年我国进口铁矿石10亿吨,进口依赖度接近80%,在沿海布局钢厂,有利于节省原料运费,降低吨钢成本。我国部分钢厂慢慢的开始往靠近进口铁矿石资源的东南沿海布局,比如防城港和湛江等沿海钢铁项目。
日本是典型的沿海工业布局的发展模式,由于其国土面积狭小,所有钢铁生产用的原料均从国外进口,而且日本每年还要有三成左右的钢材需要出口。在这样的背景下,日本在沿海设厂,一方面节省原料成本,另一方面并不会增加钢材销售过程中的物流成本。但是中国出口钢材占比只有10%,而且直销比重不高,大部分靠分支机构和贸易商销售为主,如果一味往沿海布局,将不利于钢材往内陆地区销售。所以中国钢铁行业未来产能转移方向需要两个方向相结合:第一是趋向资源型的沿海地区转移;第二是趋向市场型的中西部地区转移。我国东部沿海省市经济发展和城市化进程都快于中西部。目前东部各省市的城市化进入缓速增长阶段,固定资产投资尤其是房地产和基本的建设投资增速也会会降低,对钢铁终端消费需求整体放缓;而中西部各省市,城市化水平不高,对钢铁的需求还有潜力。随着我们国家钢铁储蓄量的增加,可在中西部地区发展电炉产能,与沿海高炉产能进行互补。
1973年美国的钢铁产量1.36亿吨,是其历史最高值,之后的近50年时间,美国的钢铁产量维持在8000万—1亿吨波动,最近几年呈现逐步下降趋势。美国钢铁行业从20世纪70年代衰退的原因有如下几方面:
随着美国工业化的实现,美国经济对钢材需求增速明显放慢。20世纪末,美国第三产业快速地发展,如信息技术业和服务业占比增加,第二产业占比下降。由于产业体系的变化,钢铁的需求总量、需求结构也发生了相应的变化,所以美国钢铁的生产量趋于平稳,没有继续增长,最根本的原因主要在于国内需求总量的下降。
随着钢铁工业技术的进步,燃料消耗大幅度的降低,美国五大湖和内陆地区的钢铁企业原有的资源优势逐步消失,同时为满足罢工工人需求,美国提高工人工资,导致人工成本在钢价中占比提高。而日本运用刚发展起来的现代钢铁工业技术,同时选择沿海地区建钢厂的产业布局使得其钢材市场价格方面更具有竞争力。而美国钢铁产品成本要远高于日本钢铁产品的成本,日本三成的钢材出口到美国,从而使美国钢铁企业失去竞争优势。可以说,自20世纪70年代起美国钢铁企业在技术创新、技术应用、设备投资、生产规模等方面开始落后于日本钢铁工业。