2017年稀土合金應(yīng)用市場發(fā)展形勢分析

文/中國稀土行業(yè)協(xié)會合金分會 孟慶江

稀土合金生產(chǎn)與供求關(guān)系的變化

1.2017年稀土硅鐵合金生產(chǎn)平穩(wěn)運行

行業(yè)調(diào)研統(tǒng)計情況表明，2017年我國稀土硅鐵合金的生產(chǎn)平穩(wěn)運行。中國鑄造協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,2017年鑄造行業(yè)消耗稀土硅鐵合金40000噸（包括金屬鑭鈰的部分替代），同比增長1.78%；稀土消耗量約12010噸（以REO計）。合金分會統(tǒng)計表明，國內(nèi)四家稀土硅鐵合金生產(chǎn)企業(yè)，三家輕稀土硅鐵合金集中于西部能源豐富地區(qū)，只有龍南龍釔公司在重稀土產(chǎn)地，生產(chǎn)重稀土硅鐵合金添加劑，產(chǎn)量8000噸左右。稀土硅鐵合金幾乎全部用于生產(chǎn)球化劑和孕育劑，基本滿足了市場的正常需求。生產(chǎn)工藝主要是礦熱爐一步還原法和電爐二步法硅鐵還原。2017年國內(nèi)全年產(chǎn)量約36000噸，其中包頭華商稀土16000噸，包頭企峰稀土12000噸，其他8000噸；合金稀土品位25%～30%，市場價格平均11000元/噸左右。在成本構(gòu)成中能源消耗占首位,其次是勞動力成本，企業(yè)效益好于往年。稀土硅鐵合金的消費量和生產(chǎn)量基本平衡。

2.鑭鈰金屬取代稀土硅鐵合金市場的動力不足

2017年由于包頭稀土精礦價格提升，稀土鑭鈰氧化物的市場價格高漲，促使鑭、鈰金屬的生產(chǎn)受限，同時，嚴(yán)格的環(huán)保核查叫停了部分電解生產(chǎn)線，產(chǎn)量呈下降趨勢。全國產(chǎn)量低于10000噸/年。稀土金屬特別是輕稀土金屬取代稀土硅鐵合金市場的趨勢受阻。為稀土硅鐵合金讓出了部分市場空間。

值得注意的是，鑭、鈰稀土金屬的生產(chǎn)集約化程度也是很低，以民營小企業(yè)為主體，大部分企業(yè)是3000A以下的小型電解槽，年產(chǎn)量1000噸左右。盡管小企業(yè)有成本優(yōu)勢和機動靈活的優(yōu)勢，但是，環(huán)境問題必然限制其生產(chǎn)。而稀土硅鐵生產(chǎn)的環(huán)境問題并不突出。

3.稀土金屬合金行業(yè)要為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和高端制造業(yè)發(fā)展作貢獻

稀土在鑄造行業(yè)的應(yīng)用是一個十分穩(wěn)定和傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。我國鑄造領(lǐng)域中消費稀土情況見下表。隨著我國高端制造業(yè)的發(fā)展，鑄件形狀越來越復(fù)雜、鑄件質(zhì)量要求不斷提高，稀土元素在球化、變質(zhì)效果和機理方面的研究不斷深化，稀土金屬對稀土硅鐵合金市場的替代為此提供了較好的市場和技術(shù)環(huán)境。特別是稀土在有色金屬合金精密鑄造領(lǐng)域具有很強的優(yōu)勢和開發(fā)前景。稀土金屬與合金行業(yè)要把握機遇，推進稀土在高端制造業(yè)和高端結(jié)構(gòu)材料開發(fā)中的優(yōu)勢地位。為我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級作出新貢獻。

稀土在鋼中應(yīng)用研究開發(fā)形勢喜人

近年來,通過中國稀土行業(yè)協(xié)會稀土合金分會、中國稀土學(xué)會稀土鋼專業(yè)委員會和業(yè)內(nèi)專家的大力推進，稀土在金屬結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用研究和開發(fā)逐步獲得稀土業(yè)界的認(rèn)同和稀土行業(yè)管理部門的重視。2017年第九屆中國（包頭）稀土產(chǎn)業(yè)論壇、中國稀土學(xué)會學(xué)術(shù)年會等大型稀土學(xué)術(shù)會議都設(shè)置了稀土金屬結(jié)構(gòu)材料分會場?？梢钥吹?，稀土在鋼鐵和有色金屬材料中的應(yīng)用將為稀土元素的均衡利用做出重要貢獻。

1.稀土鋼工程化應(yīng)用的瓶頸問題正在獲得突破

自上世紀(jì)九十年代末期至今，我國稀土在鋼中的應(yīng)用開發(fā)研究與生產(chǎn)逐步萎縮，從1000萬噸規(guī)模下降至如今的100萬噸規(guī)模，而粗鋼產(chǎn)量由1億噸躍升至7～8億噸，反差之大可以想見。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，稀土加入方法和工藝的粗放型嚴(yán)重影響連續(xù)化生產(chǎn)工藝的順利進行，稀土鋼性能的不穩(wěn)定是稀土鋼生產(chǎn)工程化應(yīng)用的兩個主要制約因素。有的專家這樣形象的描述：稀土金屬中幾百個PPm的含氧量足以使稀土在鋼中的作用由正變?yōu)樨?fù)！盡管這種認(rèn)識不一定準(zhǔn)確，但卻反映了稀土鋼研發(fā)和生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級的大趨勢。研究表明，純凈度是制約稀土鋼工程化的瓶頸。全流程控氧技術(shù)是解決瓶頸的鑰匙。

2.稀土在鋼中作用效果毋容置疑

近年來，中科院金屬研究所、包頭稀土研究院、北京科技大學(xué)、北京鋼研總院、東北大學(xué)等科研單位的研究表明，稀土在鋼中的作用主要體現(xiàn)在細化變質(zhì)夾雜物，深度凈化鋼水和強烈的微合金化等方面，對鋼的性能影響主要體現(xiàn)在提高鋼的韌塑性、耐熱性、耐蝕性和耐磨性等四個方面。稀土鋼性能的一致性和穩(wěn)定性，取決于稀土對鋼中夾雜物形態(tài)、大小、數(shù)量和分布的影響，原位納米級夾雜物的生成是關(guān)鍵，合理的稀土加入工藝與合適加入量（0.01%～0.05%）是保障。

3.稀土鋼關(guān)鍵核心技術(shù)的突破

中科院金屬研究所稀土鋼加工模擬研究團隊從2007年以來持續(xù)開展稀土鋼關(guān)鍵技術(shù)的研究，通過實地考察，實驗室研究和工業(yè)化試驗，揭示了稀土高純凈度的加入對稀土改性鋼的決定性作用。稀土加入前鋼水的純凈度和高純稀土金屬、稀土鐵合金的制備，稀土的保護性加入，稀土鋼水的保護性澆注是稀土鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵控制工藝。亞微米稀土鋼技術(shù)在10余家鋼廠的20余個鋼種的模鑄或連鑄坯料制備的示范表明，提升性能，減少鎳、鉬、鈮、釩、錳等貴金屬用量，降低成本的效果非常顯著。稀土在核電轉(zhuǎn)子、軸類、大模塊等大型鍛件，模具鋼、軸承鋼、彈簧鋼等特殊鋼，耐蝕鋼、海工鋼、汽車板、壓力容器板等精品鋼中的應(yīng)用前途光明。目前上述鋼種在我國的市場消費量在2.8～3億噸左右。據(jù)業(yè)內(nèi)專家統(tǒng)計，2017年稀土特鋼的生產(chǎn)規(guī)模達到100萬噸，稀土高強鋼、耐候鋼等優(yōu)鋼產(chǎn)量也在100萬噸規(guī)模，總規(guī)模200萬噸，較2016年有較大的進展，可以預(yù)計，我國千萬噸級稀土特鋼產(chǎn)能指日可待了。

稀土鎂鋁合金市場的發(fā)展和趨勢分析

稀土在有色金屬材料中的應(yīng)用,目前主要是集中在稀土鋁合金和稀土鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用方面，隨著我國新能源汽車、軌道交通和航天航空工業(yè)的發(fā)展，對輕合金的需求量快速增長，同時對品種、質(zhì)量的要求不斷提升，為稀土在輕合金中的應(yīng)用研發(fā)創(chuàng)造了需求空間，稀土鎂合金、稀土鋁合金在產(chǎn)能和品種上發(fā)展都很快。但是準(zhǔn)確的產(chǎn)能、產(chǎn)量數(shù)據(jù)很難統(tǒng)計。

1.稀土在鋁、鎂合金中的作用

業(yè)內(nèi)專家指出，稀土在鋁合金中具有除氣、除雜、固溶強化、細化晶粒和變質(zhì)作用，目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括軌道交通、汽車工業(yè)、建筑用鋁、發(fā)動機活塞、飛機齒輪箱、電線電纜、飛機儀表盤、生活用鋁等。

稀土在鎂合金中具有熔體保護作用：可在熔體表面形成致密復(fù)合氧化膜提高熔體起燃點，改善合金抗氧化性。例如：在ZM5合金中加入0.12%的鑭鈰混合稀土，起燃點可以從654℃上升至820℃;還有彌散強化、固溶強化、細晶強化作用；稀土鎂合金除了具有傳統(tǒng)鎂合金的質(zhì)量輕、減震防噪聲、抗電磁輻射、回收無污染等特點外，還有耐熱耐蝕、高強度高韌性、阻燃耐磨、易成形加工、抗高溫蠕變等綜合性能。是目前國際上最先進的新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，也是工業(yè)結(jié)構(gòu)件輕量化，已成為提高節(jié)能性環(huán)保性的首選材料。

2.稀土鎂合金、鋁合金生產(chǎn)與研發(fā)繼續(xù)發(fā)力

目前，中國稀土行業(yè)協(xié)會稀土合金分會會員企業(yè)有七家稀土鎂鋁合金生產(chǎn)企業(yè)，它們是龍南龍釔重稀土科技股份、臨江市東鋒有色公司、飛騰輕合金科技公司、深圳創(chuàng)金美科技公司、岳陽昱華稀土合金新材料公司、貴州安吉精鑄公司，包頭開升稀土鎂合金科技公司和包頭稀土院稀土合金中試基地。業(yè)內(nèi)專家提供的數(shù)據(jù)表明，2017年，我國稀土鎂、鋁應(yīng)用合金的生產(chǎn)規(guī)模估計達60萬噸規(guī)模，其中稀土鋁合金50萬噸（約占原鋁產(chǎn)量的3%），稀土應(yīng)用鎂合金8～10萬噸（約占原鎂產(chǎn)量的10%），不同合金稀土加入量不同，從0.3%到17%，加入的稀土品種包括鈰、鑭、釔、釤、釹、釓等。

從國內(nèi)鑄造領(lǐng)域生產(chǎn)現(xiàn)狀分析稀土的消耗量