造价堪比黄金，美日躺着赚钱的超纯铁技术，被中国白菜价拿下

一块铁，论克卖。河北武安龙凤山集团董事长白居秉介绍过，他们最新的超纯铁纯度到了99.9992%，每克售价数百元。这个价钱，已经能跟黄金摆在一个柜台上了。

可就在几年前，这种铁中国还造不出来。我们是世界上最大的钢铁生产国，大规模工业化生产的纯铁却只到2N到3N，高纯铁、超纯铁长期依赖进口，价格一直居高不下。

美日守着这门生意躺着赚了多少年？中国又是怎么把它啃下来，还把成本打出“白菜价”的？

1910年（一说1909年），美国阿姆科公司用碱性平炉炼出纯度99.75%的铁，“阿姆科铁”从此成了工业纯铁的代名词。此后很长一段时间，世界各地的工厂和实验室说起纯铁，心里的参照物都是这块美国铁。

规矩是美国立的，往更高纯度走的那段路，日本抢到了前头。

挑头的并不是传统钢铁大厂，而是东邦锌业（东邦亚铅）这样的锌冶炼巨头。电解提纯本来就是它们的看家手艺，炼锌那一套搬到铁上，硬是把铁提到了5N级，也就是小数点后面五个9。

同一时期，我国的电解路线只能做到3N。中国金属学会后来的总结很直白：国外电解高纯铁、超纯铁商品处于垄断地位，价格高，供应还不稳定。

到5N这一级，此前能在实验室里做出来的，只有日本和美国。

垄断者的日子是怎么过的？电解法有个天生的毛病：产量小，成本高，日本、德国、美国走的都是这条路。换在一个有竞争的市场里，这是硬伤。

可放在一个没有对手的市场里，硬伤反倒成了生意经。量做不大，那就卖贵，反正买家没得挑。对一家锌冶炼企业来说，超纯铁本就是现成电解能力的延伸，多开一条小产线、守着高价慢慢卖，最划算。

高价、少量、稳稳当当，“躺着赚钱”就是这么来的。贵到什么份上？2021年前后有材料研究者做过调研：进口3N5电解铁价格在6万元/吨以上，纯度再往上，价格还要跟着涨。国内工业界和科研单位用到的3N5以上高纯铁，全得靠进口。

再回头看开头那块99.9992%的铁，每克数百元。纯度越往上，价格也随之大幅升高。铁还是那块铁，真正值钱的，是被一点点抠掉的那些杂质。钢铁大国的憋屈就卡在这里。

炼钢的炉子遍地都是，可航空轴承钢、核电装备这些尖端领域要用的那一口好原料，只能照着别人的价目表下单。

院士翁宇庆在2024年说过：多年来，高超纯铁市场一直被日本及欧美发达国家所垄断，市场价格居高不下，技术封锁和贸易壁垒长期存在，已经成为我国关键基础材料领域的“卡脖子”问题。

难到底难在哪？上海大学教授董瀚曾谈到，高纯度提纯的难度会随杂质控制要求显著增加。翻成大白话，每往后多挣一个9，铁里剩下的杂质就得再砍掉九成。

铁里能测出来的杂质元素有七十多种，每一种都得找针对性的办法，有的怕高温，一抽真空就跑了，有的死死赖在铁里怎么赶都赶不走。

可要是不赶干净，光刻机、航天器导航设备这些尖端装备就造不出来。中国这边的攻坚，起步在2019年6月，龙凤山集团和上海大学签了约。

龙凤山在生铁纯化上琢磨了二十多年，手里有高纯生铁这份家底。上海大学有材料和提纯的研究能力。2020年1月，双方联手成立铁基新材料研究院。2021年，团队拿出了公斤级4N7高纯铁，纯度99.997%。再往上，就撞上了5N那堵墙。

日本靠电解走到了5N，可电解这条路的产量和成本摆在那里，照着人家的路子追，追上了也只是多一个高价小作坊。

团队得换一条路。2022年4月，转机来自一个“外行”。王林军是上海大学光电子材料与器件研究中心主任，天天跟半导体材料打交道。他提出，把半导体材料的提纯技术用到铁上，走区熔法。

打个比方：把一根铁棒竖起来，用线圈烧出一小段熔化区，让这段熔区从一头慢慢走到另一头，不少杂质更愿意留在液体里，就被一路扫到末端。

造芯片用的硅，就是靠这类手艺提纯的。方案有了，炉子却没有。国内找不到这样的设备，徐闰教授带着团队自己干，按新华网的报道，没有经验可借，唯一的办法就是自力更生。

密封、加热、冷却，十几道难关一个个过，前后两年，国内第一台超高真空垂直浮区感应区熔炉造了出来。2023年9月，团队用“电解、真空熔炼、真空垂直区熔”三步组合，第一次炼出5N级超纯铁。

2024年3月，工艺稳定下来，可以一炉一炉重复做。第三方检测的结果是：纯度99.9992%，碳氮氧氢这几种气体杂质只有4.5ppm，其余所有元素加起来3.2ppm。两项加在一起不到8ppm。

放到一吨铁里，杂质只有克级。3N的铁，一吨里杂质能有一公斤。前后一比，杂质压到了原来的一百多分之一。别人用了几十年的电解路线把5N做到了，中国换了一套打法也登上了这个高度，而且用的是自己造的炉子。

5N登顶，证明中国能做。可要把高价少量的生意掀翻，光有一块尖子不够，得让下游大批量用得起。电解法的天花板就在产量和成本上，龙凤山的另一条腿，走的是火法，也就是高炉冶炼。

火法的好处是产量大、成本低，难处也明摆着。龙凤山常务副总经理李建民说过：火法冶金虽有产量高、成本低的优点，但难度系数比电解法高出好几个等级。

最要命的是一对冤家：脱磷要靠氧来帮忙，脱硫却容不下氧，而且脱磷时氧也不是越多越好。两道工序在同一座炉子里互相拆台，谁也不让谁。团队一轮轮头脑风暴，最后琢磨出一套“驭氧术”，让高炉里的氧含量按需要精确控制，该多的时候多，该少的时候少。

死结一解，量就上来了。2024年1月，全球首条火法冶金高纯铁生产线在龙凤山贯通，设计年产量80万吨，产品是4N级高纯铁。电解路线论公斤、论吨小批量地卖，这边一条线一年80万吨，规模压根不在一个量级上。

“白菜价”就是从这条线上来的。白居秉算过账：“我们火法冶金的成本比电解法低60%，市场竞争力极强。生产线投产后，中国高端制造业对进口高纯铁的依赖度大幅降低。”人家花十块钱的成本，这边四块就够了。

垄断者那套生意经，靠的是全世界没人能大批量供货。高价少量能成立，前提是买家没有第二个选项。现在第二个选项来了，量大，价低，还稳定。

龙凤山的产品已经卖到韩国、瑞典、美国，总销售额20多亿元。卖进美国这一条最解气，纯铁的老规矩是美国人定的，如今美国买家也在下中国的订单。

拿下市场之后，下一步是定规矩。2024年11月5日，上海的中国国际特殊钢工业展览会上，龙凤山集团、上海大学和冶金工业经济发展研究中心联合研制的5N级超纯铁制备技术正式发布。

同时亮相的，还有我国首个高超纯铁系列产品企业标准，覆盖38个应用场景。什么纯度的铁该用在什么地方、该达到什么指标，开始有了中国写的尺子。1910年（一说1909年），阿姆科铁成为工业纯铁代名词。

后来几十年，高纯铁的价目表攥在日本和欧美手里，中国这个钢铁大国只能照单付钱，任由美日躺着赚钱。如今同样是铁，龙凤山把高纯铁的成本砍掉六成，一年80万吨地往外送，还写出了38个场景的标准。

当年进口时咬着牙买的“争气铁”，已经变成卖到国外的“王牌铁”。所谓白菜价拿下，拿下的就是这块曾经按别人定的价来卖的铁。

参考资料：

材料学院高性能钢铁材料团队成功制备出5N级超纯铁.上海大学新闻网

重大突破！我国5N级超纯铁制备技术正式发布.科技日报

99.9992%！5N级超纯铁制备技术发布.人民网河北

高真空垂直浮区熔炼制备5N级超纯铁.上海大学学报（CNKI）

科技新进展：高超纯铁生产工艺装备与产品技术研发.中国金属学会