この「安価な」金属が、私たちの祖国の産業基盤をどのように支えることができるのでしょうか?

1. 生産量と使用量が最も多い金属

鉄は私たちの日常生活に広く分布しています。地殻中の鉄の含有量は4.75%で、酸素、ケイ素、アルミニウムに次いで4番目に多い。世界鉄鋼協会が発表した「世界鉄鋼統計2023」によると、2022年の世界粗鋼生産量は18億8500万トンだった。図1は上位9つの金属の相対的な生産量を示しています[1]。粗鋼生産量を100とすると、2位から9位までの合計はわずか10.86です。粗鋼のわずか10％程度。ああ、鋼鉄よ、量の力よ！

図1 上位9つの金属の相対生産量

世界鉄鋼協会が発表した「世界鉄鋼統計2023」によると、2022年の中国の粗鋼生産量は10億1800万トンに達し、世界第1位となり、世界の粗鋼生産量全体の54.0%を占めた。インドと日本は粗鋼生産量がそれぞれ1億2,500万トンと8,900万トンで世界第2位と第3位であった。米国とロシアの粗鋼生産量はそれぞれ8,100万トンと7,200万トンで、それぞれ第4位と第5位となった。韓国、ドイツ、トルコ、ブラジル、イランはそれぞれ6,600万トン、3,700万トン、3,500万トン、3,400万トン、3,100万トンで6位から10位にランクインした。

COVID-19パンデミックの影響にもかかわらず、中国の鉄鋼生産量は2022年も増加した。国家統計局が発表したデータ[2]によると、年間生産量は13.4億トンに達し、他の大陸の総生産量を上回っている。

世界のトップ10鉄鋼グループのうち7つは中国が占めている。数年前には、中国の鉄鋼生産量は世界一（河北省を除く）と言われていました。河北省は第2位（唐山を除く）、唐山は第3位となっている。現在、私の国には多くの大規模な鉄鋼グループがあります。世界鉄鋼協会が発表した「世界鉄鋼統計2023」によると、中国の宝武鋼鉄集団は世界トップ10の鉄鋼グループの中で第1位にランクされている。宝武グループは、宝鋼集団と武漢鋼鉄集団の再編により設立されました。現在、生産量が1億トンを超える世界唯一の鉄鋼グループです（図2）。

図2 宝武グループ

宝武集団が1位となったほか、わが国の鞍山鋼鉄集団が3位、沙鋼集団が5位、河北鋼鉄集団が6位となり、続いて建龍集団、首鋼集団、山東鋼鉄集団が続いた。

2. 鋼鉄の広範な使用

鉄には、医薬品、農薬、熱水素発生器、ゲル推進剤、燃焼活性剤、触媒、水質浄化吸着剤、焼結活性剤、粉末冶金製品、各種機械部品、超硬合金製品など、多くの用途があります[3]。純鉄は発電機やモーターのコアの製造に使用され、還元鉄粉は粉末冶金に使用され、鋼は機械や工具の製造に使用されます。さらに、鉄とその化合物は、磁石、医薬品、インク、顔料、研磨剤、還元剤、鉄塩の製造、電子部品の製造、栄養補助食品（鉄強化剤）の製造、エポキシ接着剤の充填剤、鋳造修理用接着剤の製造にも使用されます。

鋼鉄にはさらに多くの用途があります。鉄鋼材料は、建設、機械、造船、通信、農業、自動車、運輸、鉄道、軍事産業、石炭、鉱業、石油、化学などさまざまな分野で広く利用されており、なくてはならないものとなっています（図3）。

図3：下流産業におけるリジッドワインディングの需要シェア（2019年）

さまざまな工学分野における鉄鋼の応用は非常に広範囲にわたりますが、その中でも建設業は最大の鉄鋼消費産業です。中国の建設分野における年間鉄鋼消費量は、日本と米国の鉄鋼生産量の合計に相当します。今後数年間、我が国の建設産業は依然として発展の最盛期にあり、膨大な量の鉄鋼が生産され、建設産業で使用されることが予想されます。鉄の開発と進歩が近代建築の発展を直接促進したと言っても過言ではありません。現代建築における材料の需要の増加も、鉄鋼の発展を促進しました。

北京オリンピックのメイン会場である国家体育場は、北京の中心軸に位置し、枝が織り成す「鳥の巣」のような形をしており、古都北京の奥深い歴史と文化の鼓動を優しく感じさせます。 2008年8月8日、全世界が見守る中、91,000人の観客の歓声の中、第29回オリンピック競技大会の聖火がここで採火され、北京オリンピックが盛大に開幕した（図4）。

図4 鳥の巣

鳥の巣は現在までに世界最大の鉄骨構造プロジェクトであり、外部の鉄骨構造には 42,000 トンの鉄鋼が使用されています。プロジェクト全体では、コンクリート内の鋼材、鉄筋などを含めて合計11万トンの鋼材が使用されています。また、使用する鋼材はすべて国産であることも自慢です。 「鳥の巣」に使用された鋼鉄は、多くの技術的な「ブレークスルー」を経て中国の科学研究者によって開発された。これまでにない厚さと使用範囲だけでなく、耐震性、耐寒性、溶接性などの優れた特性も備えています。中国が独自に開発した鋼材が「鳥の巣」の鉄骨を支え、また「鳥の巣」の主要構造の設計耐用年数を100年に達し、一級耐火等級、耐震強度8度を実現した。

北京大興国際空港のターミナルビルは、単一ターミナルビルとしては世界最大のプロジェクトです（図5）。主構造は現場打ち鉄筋コンクリート造フレーム構造で、一部に鉄骨コンクリート造を採用しています。屋根とその支柱は鉄骨構造で、鉄骨構造の総重量は約13万トンです。メインターミナルビルの屋根の鉄骨構造には空間グリッド構造方式を採用しています。鉄格子面積は1.8×105㎡、最大スパンは180m、高低差は約30m、質量は5万トン以上と鳥の巣より大きい。鋼管の全長は約500キロで、北京の第五環状線を5周できるほどの長さだ。コンクリート構造物の建設期間中、10か月間で結ばれる鉄筋の量は、遼寧艦2隻を建造するのに十分な量にほぼ相当します。

図5 北京大興国際空港

2019年、建設業界の鉄鋼需要は4億8,600万トンとなり、下流の鉄鋼需要産業の半分を支えた。

機械産業は建設業に次いで鉄鋼需要が大きい産業であり、その発展レベルは鉄鋼消費に大きな影響を与えます。

自動車産業は製造業の中でも鉄鋼を大量に消費する産業です。我が国の自動車産業における鉄鋼消費は自動車生産と密​​接に関係しています。自動車は鉄鋼需要の第3位の供給源であり、主に冷延コイル、中厚板などの鋼板、軸受鋼、ばね鋼などの高級鋼の需要に影響を与えています。自動車製造業は鉄鋼需要に大きな影響を与えています（図6）。 2020年の中国の自動車生産台数は2,522.5万台、販売台数は2,531.1万台だった。 2021年上半期、中国の自動車生産台数は1,256.9万台、販売台数は1,289.1万台だった。自動車用鋼材には、主に自動車用梁鋼、車輪鋼、自動車用内張板、自動車（乗用車）用パネル等があり、また変速機部品用の歯車鋼等の特殊鋼も含まれています。統計によると、自動車の生産に使用される原材料の約72％から88％は鉄鋼です。中国の自動車産業の2020年の鉄鋼消費量は5,250万トンだった。

図6 車両1台あたりの鋼材消費量

3. 最も安価な金属

鉄（鋼）は、生産量と使用量が最も多い金属であるだけでなく、最も安価な金属でもあります。図7に示すように、鉄の価格は銅の約1/12、コバルトの約1/80、リチウムの約1/200、銀の約1/1000、ゲルマニウムの約1/2000、ルテニウムの約1/14000、金の約1/70000、ロジウムの約1/160000にすぎません。

図7 金属価格の比較

4.我が国の鉄鋼業界の現状

わが国の鉄鋼産業の発展は、ほぼゼロから世界一の生産量へと着実に成長してきました。 1949年、我が国の鉄鋼生産量は非常に少なく、年間わずか16万トンでした。しかし、我が国の鉄鋼技術の継続的な発展により、我が国の鉄鋼生産量は 1996 年に世界第 1 位に躍進しました。しかし、次のような困難が依然として存在しています。

1) 技術的な問題

粗鋼の生産量は確かに非常に高いですが、鉄鋼生産の用途は多様であり、高速鉄道、航空宇宙、軍事兵器など、多くの面で特殊鋼が必要です。高精度鋼と特殊鋼の世界最大の生産国は日本で、特殊鋼総生産量の20％を占めていますが、我が国の生産シェアはわずか1桁です。我が国が特殊鋼生産における技術的困難を克服できなければ、長期間にわたり海外から鋼材を輸入しなければならない状況に直面することになるでしょう。そうすれば、我が国の鉄鋼グループの利益が簡単に損なわれるだけでなく、他国による支配も容易になります。

2) 鉄鉱石

我が国は広大な領土と豊富な資源を有していますが、この豊富な資源には鉄鋼生産に必要な鉄鉱石、特に良質の鉄鉱石は含まれていません。中国の鉄鉱石資源は豊富だが、豊富ではない。鉄鉱石の品質は高くなく、中低品位の鉱石が中心です。富鉱石資源の埋蔵量はわずか1.8％であるのに対し、貧鉱石の埋蔵量は47.6％を占めています。中小規模の鉱山は増え、大規模鉱山は減り、超大規模鉱山はさらに減ります。鉱石の種類は複雑で、選択が難しい鉱石や多成分が共存する鉱石が大きな割合を占めています。平均すると、鉱石全体から抽出できる鉄の量は 3 分の 1 に過ぎず、採掘の難易度と生産コストが増加します。さらに、わが国における鉄鉱石の分布は依然として非常に不均一であり、あらゆる場所に散在した分布が見られます。長期集中採掘が可能な鉱山は極めて少ない。

鉄金属埋蔵量で世界トップ10の国は以下のとおりです。ロシア（第1位）は鉄金属埋蔵量が290億トン、平均Fe品位が36.9％です。オーストラリア（第2位）は、鉄金属埋蔵量が179億トン、平均鉄品位が63.7％である。ブラジル（第3位）は、鉄金属埋蔵量が101億トン、平均鉄品位が58.5％である。カナダ（第4位）は、鉄金属埋蔵量が100億トンで、平均鉄品位は38.6％です。インド（第5位）は、鉄金属埋蔵量が63億トン、平均鉄品位が61.1％である。米国（第6位）は、鉄金属埋蔵量が60億トン、平均鉄品位が23.6％である。南アフリカ（第7位）は、鉄金属埋蔵量が59億トン、平均鉄品位が62.5％です。中国（第8位）は、鉄金属埋蔵量が35億トン、平均鉄品位が38.8％である。スウェーデン（第9位）は、鉄金属埋蔵量が24億トン、平均鉄品位が53.3％である。ベネズエラ（第10位）は鉄金属埋蔵量が17億トンで、平均鉄品位は60％です[4]。

鉄鉱石資源が最も豊富な二国はオーストラリアとブラジルであり、その鉄鉱石は非常に高品質で鉄含有量も高いです。このような巨大な資源不足のため、我が国の膨大な鉄鋼生産需要に必要な鉄鉱石原料を輸入に頼らざるを得ません。

実際、我が国の鉄鉱石の 90% は毎年他国から輸送されています。鉄鋼生産のための鉄鉱石は基本的に輸入されていると言えます。このため、我が国の鉄鉱石輸入料金も莫大なものとなり、現在では年間1,000億ドルを超えております。資源交渉の主導権を長期的に失えば、鉄鋼会社の生産利益はさらに圧迫されることになる。

困難は必ず克服されます。我が国の鉄鋼産業の発展の道は、創設以来非常に困難なものでしたが、今日では目覚ましい成果を達成しました。今後、さらなる困難に直面したとしても、多くの鉄鋼労働者がそれを乗り越え、中国が再び鉄鋼の奇跡を起こすことを可能にしてくれると信じています。

5. 結論

金属の中で、鉄は生産量と使用量の両面で文句なしのナンバーワンであり、最も安価な金属でもあります。鉄鋼はさまざまな分野で幅広く利用されており、川下産業のトップ3は建設、機械、自動車です。中国は長い間、世界の主要な鉄鋼生産国であり、消費国でもあり、近い将来、世界の東に堂々と立つ鉄鋼大国となることは間違いないだろう。

参考文献
[1] ユマンキュウ世界で最も生産量が多い金属トップ 10 に銅がランクインしており、その第 1 位は工業用鉄金属の 1 つです。 (2021–12–03) [2020–04–11]。
[2] 国家統計局[2023–04–11].
[3] 百度は知っている。最も広く使用されている金属は何ですか（2019–08–14）[2020–04–11]。
[4] ロングボウには心がある。鉄金属埋蔵量世界トップ10カ国：ロシアが第1位…（2020–04–11）[2020–04–11]。

著者プロフィール: 賈成昌、北京科技大学教授、博士課程指導者。 1982年、北京鋼鉄学院金属材料学科を卒業し、学士号を取得。 1987年に東北大学で修士号を取得。 1990年に博士号を取得した。東北大学卒業。 1990-1994年、神奈川文化学術研究都市の博士研究員および主任エンジニア。彼は30件以上の国家発明特許を取得しています。国内外の学術誌に200本以上の論文を発表しており、そのうち76本はSCIに、127本はEIに索引されており、引用回数が100回を超える論文も1本ある。編集した学術論文は 15 冊あり、「複合材料入門」、「セラミック マトリックス複合材料入門」、「焼結金属含油ベアリング」、「金属マトリックス複合材料入門」、「超硬質材料とツール」、「金属粉末ゲル射出成形」、「焼結の実践と科学的根拠」、「韓鳳林教授論文集」などです。教育部科学技術進歩二等賞、中国冶金教育協会優秀教科書一等賞、全国高等教育教育功績一等賞 (参加)、北京市教育教育功績一等賞、中国非鉄金属学会優秀雑誌二等賞、中国金属学会優秀労働者、「チャレンジ カップ」全国大学生科学技術コンテスト優秀講師、複合材料学会「複合材料ジャーナル」優秀編集委員などを受賞しています。北京科技大学「私は先生を愛している - 私の心の中の最高の先生」、教師倫理の先進者、優秀党員、先進労働者、教育業績一等賞、SCI科学論文包括賞などの栄誉を受ける。主な社会的なアルバイト：中国複合材料学会名誉理事、中国金属学会粉末冶金支部名誉理事、中国機械工学学会粉末冶金支部事務局長、中国非鉄金属学会粉末冶金・セラミックス支部部長、中国鋼構造協会粉末冶金支部名誉理事、中国非鉄金属加工協会著名専門家、中国建築材料工業協会粉末支部部長、中国機械協会粉末冶金支部著名専門家、複合材料ジャーナル編集委員、粉末冶金技術コンサルタント、粉末冶金工業編集委員、中国モリブデン工業編集委員、粉末冶金材料科学・工学編集委員、中国材料科学・設備編集委員、金属界編集委員、ゲスト寄稿者