日本近代钢铁技术何以迅速跻身世界一流

时间:2017-03-21 14:05 来源:未知 作者:admin 点击:次

提到日本的钢铁工业,新日铁住金、JFE、神户制钢等世界顶级企业的名字马上就会涌入脑海。作为钢铁强国,日本钢铁工业较高的产业集中度、良好的战略布局、重大的前沿工艺技术、高质量高档次的产品等得以使其在国际竞争中遥遥领先于其他国家。而日本钢铁工业对先进技术矢志不渝的追求、科学的技术研发体系以及强大的消化吸收再创新能力更令人称道。

从技术发展的角度来看,日本钢铁工业的技术理念并非短时期内形成的,而是历经百年传承的结果。

19世纪末,一场自上而下全面彻底的资产阶级改革在日本启幕,史称明治维新。这次改革一举将日本推入一个前所未有的新时代,其国力与财富由此开始加速积聚。为满足军事的需要,19世纪末至20世纪初,日本从国外引进了众多先进的工业技术,建立并逐步完善了现代高等教育制度,派遣大量留学生前往德国、美国、英国和法国学**深造。在这样的大背景下,日本近代最早的一批钢铁技术研发组织应运而生。

本多光太郎与日本钢铁研发的“科学化”

第一次世界大战以后,日本国内以自主技术研发振兴钢铁工业的思潮日渐浓厚。1915年~1919年,一批重要的钢铁技术研发机构在日本相继诞生,标志着日本近代钢铁技术已经进入科学研究的新阶段,而钢铁研发的“科学化”带动了具有国际领先水平新材料的发明。其中,1916年4月成立的东北帝国大学钢铁研究所(1922年更名为东北帝国大学金属材料研究所)是其中的典型代表。该研究所首任所长本多光太郎在推动日本钢铁技术研究迈向“科学化”阶段发挥了核心作用。

本多光太郎(1870年~1954年),1894年~1897年就读于东京帝国大学物理学科,毕业后赴德国哥廷根大学深造,进行合金的物理冶金学研究。这些经历使本多光太郎更善于将基础研究方法用于钢铁材料的研究中,从而推动了钢铁研究的“科学化”。

在钢铁工业化初期,日本的钢铁研究主要关注炼钢和炼铁过程中发生了什么,而对钢铁材料性质方面的金相学研究几乎没有。同一时期,西方发达国家钢铁材料的金相学研究已经建立起来。随着材料物理学等基础理论的发展,以及日本工业化对特殊钢铁材料的需求,对钢铁材料基本特性的研究日益受到重视,从而产生了以本多光太郎为代表的冶金物理学家。

1911年,东北帝国大学设置理学科,本多光太郎任物理学科教授,带领研究生开展了元素、金属、合金、温度和磁性方面的研究,后又专注于金属物质、工业材料领域的研究。在金相研究中,他改变过去主要用显微镜观察金属表面进行热分析的方法,转而采用热膨胀、电阻和磁性的异常变化等综合分析手段,精确地分析温度造成的钢铁和合金金相的细微变化。

在本多光太郎的带领下,东北帝国大学钢铁研究所形成自身的研究特色——将先进的基础研究手段用于金属材料特性的研究,发明了一些既有很好的实用价值又处于国际领先水平的钢铁材料。这些新成果得到了实业界的支持,并在实业界得到应用。

产业界的钢铁研发与生产紧密结合

日本近代钢铁产业界最早的技术研发机构是1907年由日本制钢所室兰制作所设置的实验室。该实验室虽然还不能说是真正意义上的研究机构,但已经具备雏形。1916年6月,日本官营的八幡制铁所(新日铁的前身)技术研究所成立,同年8月又成立了东京制钢株式会社技术部等。

第一次世界大战以后,八幡制铁所技术研究所成为日本钢铁产业界最有影响力的技术研发机构。该所主要围绕生产中的实际问题(如炼铁原燃料资源问题、高炉设备制造等)开展研究,并取得显著成效。

从研究问题的种类来看,该研究所解决的问题可分为两类:一是与制铁所生产相关的科学问题,二是工业化问题。正如八幡制铁所技术研究所有关人员所说:“研究所通常进行本所作业的改良进步等与生产密切相关问题的研究,确保理论与实际相结合,促进技术的发展。这不仅是八幡制铁所的利益,也为本国钢铁界提供了参考……本所还从事对制铁所来说必要的科学研究问题,同时进行与实施此科学研究相关的工业问题,以利于研究在生产现场的应用。”对以上两类问题的研究,有力地推动了八幡制铁所钢铁生产的进步。

20世纪30年代之后,日本民营钢铁企业迎来了设立研究机构的一次**时期。1923年,神户制钢建立了相关研究机构。1934年~1935年,日本有代表性的民营钢铁企业研究机构有日立金属研究所、日本钢管技术研究部、住友制钢研究机构等。到第二次世界大战前夕,日本民间钢铁企业研发组织体系初步形成。

日本产业界钢铁研究机构还承担了相当一部分军用钢材的开发和制造,如八幡制铁所在船体用钢板、防弹钢板、船体用高张力钢板等方面的研究,日本制钢所在造船用铸锻钢领域的研发等。

从技术领域看,这些研究机构隶属的企业以生产某类钢材制品为主,没有涉及生铁冶炼领域,因此其研发集中于某类钢铁制品的试验研究,如日本钢管的高张力钢板研究,住友金属的铸锻钢、磁石钢等合金钢的开发,以及神户制钢的船用钢材和军用特殊钢的研发等。

如果说东北帝国大学钢铁研究所是物理学者通过基础科学的手段来研究钢铁材料的话,那么八幡制铁所技术研究所和日本其他民间钢铁企业研发机构则是企业研发人员为解决钢铁生产的实际问题而进行研发。这两种研发行为虽然出发点不同,但从两个方向共同推动了日本近代钢铁技术的飞速发展。