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請別忽視了這個最具發展前景的產業
來源:中國有色金屬報    時間:2016-7-20 12:09:41

  編者按:

  鎂從1886年開始應用于工業生產,至今已130年之久。但是,2015年,與其同為輕金屬的電解鋁在我國年產量已經達到3000多萬噸,而全世界原鎂年產量卻不到百萬噸,我國占80多萬噸。同為輕金屬,鎂與鋁相比,顯得格外渺小。

  今年正逢“十三五”開局之年,記者想通過梳理近些年鎂產業的發展現狀及產業情況,再針對記者走訪的一些涉鎂企業及研究機構的所見所聞,談談鎂產業的優勢、前景及面臨的問題,以期進一步促進鎂產業的健康發展。

  鎂產業優勢和發展現狀

  面對我國經濟進入“新常態”,作為國民經濟重要基礎的有色金屬材料也面臨著擺脫“舊常態”的現狀,特別是面對資源與能源等諸多不利因素下,可持續性變得越來越重要。2015年9月27日,習近平總書記在出席聯合國氣候變化問題領導人工作午餐會上鄭重承諾:未來,中國將進一步加大控制溫室氣體排放力度,爭取到2020年實現碳排放強度降低40%~45%的目標。

  鎂具有比重輕、強度高、減震性好、抗電磁輻射等諸多優質特性,在航空航天、汽車、軌道交通、3C、腐蝕防護等諸多領域都有極為廣闊的前景,同時,在環保、節能減排領域也有著極其重要且長遠的發展前景和意義。我國不僅是鎂資源全球儲量第一,總儲量占世界的22.5%,也是全球最大的鎂生產國和出口國。

  鎂是地球上儲量最豐富的元素之一,除在地殼表層金屬礦的含量為23%,位居常用金屬元素第8位外,在鹽湖及海洋中的含量也十分可觀,如海水中鎂含量達2×1015噸,可以說是取之不盡,用之不竭。而鎂和鋁具有相似的性能,但鎂的比重卻比鋁輕,只有1.8,僅相當于鋁的2/3,鋼的1/4。

  2000年7月,由師昌緒、李依依、王淀佐、李恒德、左鐵鏞5名院士共同聯名起草的“加速我國金屬鎂工業發展的建議”提交科技部,在建議中提到,我國鎂工業擁有三項“世界冠軍”,分別為我國鎂資源儲量第一、出口量第一、生產量第一,在很多金屬材料趨于枯竭的當下,加速開發鎂金屬材料是實現可持續發展的重要措施之一。現如今,16年匆匆過去,幾位院士有些已不在,但鎂產業是否已經同當年建議的那樣受到重視和發展了呢?

  在5位院士的建議后,科技部開始制定關于鎂及鎂合金的“十五”、“十一五”、“十二五”項目計劃,同時還制定了鎂研發項目的國家自然科學基金委“973”計劃、“863”計劃。

  十幾年來,通過5位院士的建議和國家政策的引導及支持,鎂產業出現了突飛猛進的發展,在技術和應用上都取得了豐碩的成果。

  在冶煉技術上,皮江法煉鎂的各項技術、裝備水平和節能減排能力均有很大提升,在采用HTAC和余熱利用技術的基礎上,又采用了“煤改氣”技術,進一步提升了冶煉清潔化和節能減排的效果。2010年后,冶煉水平與2000年前的相比,噸鎂用白云石減少約4~7噸、硅鐵減少了0.36~1噸、煤耗減少了12~14噸、電耗減少了1900~2250kW·h,節能60%以上。

  在加工方面,遼寧營口銀河鎂鋁合金有限公司在2013年成功生產出了寬1.5米、厚1.5毫米的寬幅鎂合金薄卷板。該板材的軋制成功打破了我國無法生產寬幅鎂合金板材的技術瓶頸,并擁有了完全自主知識產權,填補了國內空白,也標志著鎂板材加工技術躋身世界前沿;山東華盛榮鎂業科技有限公司和費縣銀光鎂業有限公司等企業成功建成高品質和高純凈鎂合金板棒坯料、壓鑄、擠壓工業化生產線。

  在應用領域,山西聞喜銀光鎂業集團、重慶盛鎂鎂業有限公司等企業積極參與國家重大項目建設,成功試制出鎂合金艙體、機匣、尾翼及板材、型材等航空航天、汽車、3C等領域的鎂合金部件,并且目前已有大量應用。

  在科研領域,今年4月,上海交通大學的丁文江院士在上海科學技術獎勵大會上,榮獲科技功臣獎,其帶領建立的上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心,在阻燃鎂合金、高強鎂合金、高強韌鎂稀土合金等方面的研究上作出了突出貢獻,許多研究成果屬世界前沿;今年5月,重慶大學潘復生教授在經中、美、日、德、英等國際標準化組織(ISO)會員國投票后,擔任ISO鎂及鎂合金技術委員會主席,任期6年,其組織建立的“國家鎂合金材料工程技術研究中心”還在今年意大利舉辦的國際鎂協年會上,榮獲2016年度工藝技術創新獎。

  可見,近些年,我國鎂產業在國家政策支持和企業及科研機構的努力下,已獲得了諸多喜人的成績,在國際地位、產業規模、技術水平上都得到了極大的提升。但是,在這些基礎上,鎂產業卻并沒有實現大規模產業化和應用,甚至許多人對它的了解還極少。而鎂產業的發展,至今仍處于小而散的發展格局,生產加工企業均為民營,沒有大型國營企業和重要科研機構涉及。

  為究其原因,記者采訪了多家科研機構的負責人和企業負責人。其中各有說辭,但唯有一方面是相同且共同認可的,即是“國家的關注度低和研發投入少”。其中包括缺少行業龍頭企業的帶動、產學研用方面科技成果轉化的資金支持較少等。

  因此,對于鎂產業來說,更加需要國家的支持和推動,加大對鎂產業的重視力度,把鎂產業放在戰略發展的角度。同時,在5位院士建議的16年后,希望能有更多的愛鎂之士為鎂產業的發展付出一份力,為推動鎂產業建言獻策。

  鎂緣何“熱”不起來?

  其實,除了呼吁國家加大支持力度之外,鎂產業還需要解決一些目前產業存在的瓶頸問題,也就是它一直沒有“熱”起來的根本原因。

  多數人認為,鎂產業至今無法發展壯大的原因在于需求不足以及大眾對鎂的認知、認可度低,且推廣度不夠。對此,記者走訪了幾家鎂產品加工企業,在與他們的交談中才真正意識到,鎂產業在推廣階段遇到的問題并非是無需求市場,而在于鎂合金基礎研究還十分薄弱,無法解決生產及加工中存在的諸多技術瓶頸,以及缺乏產業法規以及行業自律性。

  4月19日,本報記者陳巖在其寫的一篇“需要整合‘碎片化’的鎂產業”的評論文章中就已提出過類似觀點。他寫道,鎂產業從原鎂冶煉到深加工及其終端并沒有形成完整的系統產業鏈,而是呈現“碎片化”的鏈條。所謂“碎片化”是指當前鎂產業在整個產業鏈中原鎂冶煉、鎂合金化、鎂行業通用裝備、鎂深加工等環節處于單打獨斗狀態,并沒有形成像鋼鐵、鋁產業系統完善的產業鏈研發設計能力。

  的確,鎂產業確實存在“碎片化”的狀態,但記者卻認為,“碎片化”的實質,其實是“簡單化”和“無序化”。

  何為“簡單化”?

  近年來,鎂產業在業內人的不斷努力下,無論是在冶煉工藝上不斷完善,加工技術也有了很多突破性的進展。但是,冶煉仍一直延續傳統的“皮江法”,沒有新的突破,而加工技術,由于晶體結構難于變形,所以一直以鑄造為主。雖然鎂合金軋制方面在近些年也有了些許進展,但仍離可大規模生產和穩定生產存在差距。同時,在材料相關牌號上,目前世界上的鎂合金牌號單一,僅有簡單的幾種,無法涵蓋針對不同領域需求的應用,材料穩定性和質量也與日本等國還存在一定差距;最重要的是,在供應量上,鎂在全世界的產量僅100萬噸,若大規模應用首先要突破產量障礙。

  何為“無序化”?

  先看一下今年上半年我國鎂市場的情況(見左圖)。可以說,2016年上半年的鎂價呈上下波動狀,市場處于不穩定和不理性的狀態。不穩定性和不理性即“無序化”。對此,記者分析認為,導致鎂價不穩定和不理性的原因有四:其一是企業間的惡性競爭,導致相互壓價,使鎂價一再跌破價值底線;其二是受不同因素的影響,價格一旦出現上揚,一些小型生產企業不再坐以待斃,也加入到競爭市場份額中,使之產量增加,供大于求的情況再次出現;第三,一些廠商以不含稅銷售的方式,嚴重地擾亂了鎂市場的正常經營秩序,導致企業間不平衡的局面出現。最后,采購商面對不穩定的市場,基本處于觀望狀態,不敢也不愿大量購貨,使下游需求不穩。

  實際上,這些問題在近幾年的我國鎂產業中一直存在,也正是阻礙產業發展的重要原因。因此,解決“簡單化”和“無序化”就需要政府、行業協會及企業各方的努力,完善產業規章制度,呼吁企業自律、增加基礎性工作并與支撐技術創新的科研機構的合作,以此來達到促進行業穩定性和“產學研用”的效果。

  其實,在鎂產業中也有在這些方面做得較好的企業。

  5月份,記者走訪了重慶博奧鎂鋁金屬制造有限公司,并采訪了其董事長曹建勇,并得知他們一直以來與重慶市多所重點科研機構都有緊密的合作。最重要的是,重慶市政府也對其大力支持,在鎂產業中首先開辟了一種“政產學研用”的新模式,并獲得了諸多成效。在各方的共同努力下,博奧鎂鋁的部分鎂合金壓鑄產品已經打入汽車、電動工具等市場,并在方向盤、中控件等汽車部件中搶占了國際市場的一定份額。

  6月6日,山西聞喜地區由部分出口貿易商組成的鎂業協會成立。據悉,該協會的成立是為了促進行業自律,抑制市場的大幅波動性,穩定鎂價。6月8日,陜西府谷鎂業協會也召開了關于規范原鎂市場經營秩序的會議,會議決定將通過各種有效手段,包括申請政府工業主管部門、物價部門等配合,制止府谷地區一些鎂企業的不含稅銷售活動,規范市場秩序。

  因此,在看到行業協會及企業為行業有序發展所作的努力和博奧鎂鋁成功的案例后,不免發現,面對我國鎂產業的種種問題,我們需要的不僅僅是企業、科研機構、行業協會的努力,還應有政府的支持與幫助,只有多方合力,鎂產業才能發展壯大。

  未來或許更加“鎂”好

  在記者近半年的走訪中,經常有許多業內人給記者講“鎂”的故事,在他們的眼中,鎂這個字的含義很巧妙,譯為:金屬中的美。其實,鎂真的就如老祖宗造字時給我們留下的懸念一樣,美總是難得的、神秘的,需要我們去發現。

  所以,鎂產業的發展特別需要我們去推動和呼吁,同時,企業也應看到產業的可見性發展空間,堅持將鎂產業做精、做細,在具有前景的方向上發展下去。

  那么,產業又有哪些發展方向和值得我們借鑒的呢?

  近日,記者了解到,歐盟與美國等國要求汽車的回收率將達到汽車自身重量的95%以上,否則汽車將不允許出廠,而汽車廠商還要達到企業平均燃油經濟指標以及各國的強制性排放標準。對此,汽車廠商除了改善燃油性能之外,一個重要的途徑就在于汽車減重,使用比鋁更輕的材料用于汽車制造,例如鎂合金。目前,世界上一些大型汽車公司已經把采用鎂合金零部件的多少作為衡量其汽車產品技術是否領先的標志。

  據德國TüV統計機構曾公布了的一則統計數據,一輛自重1.5噸左右的汽車,如果部分使用鎂合金制造零部件,可以減輕100公斤的重量,每百公里油耗就會平均降低0.3升。

  因此,面對可持續性發展與節能減排的要求,鎂作為汽車輕量化的材料之一是未來必然的發展方向。

  6月13日,中國汽車協會發布的最新汽車銷售數據中顯示,今年前5個月,中國汽車產銷量分別為1084.4萬輛和1075.5萬輛。值得注意的是,新能源汽車依然一枝獨秀。據統計,今年前5個月,中國新能源汽車生產13.2萬輛,銷售12.6萬輛,比上年同期分別增長131.4%和134.1%。

  新能源汽車相比燃油汽車對減重的需求更加迫切。而該產業是近幾年剛剛興起的產業,在一些方面仍不完善,需要新技術、新材料等諸多領域的創新和突破。對于鎂企業來說,與其競爭已經發展成熟的產業,不如進軍新興產業,在新能源產業上尋找商機。目前,鎂行業中在該領域做的較為優秀的企業是重慶博奧鎂鋁和山西聞喜銀光鎂業集團等,他們在鎂合金壓鑄件領域推動著一批汽車廠商應用鎂合金,并且生產的產品已在全世界具有較高影響力。

  5月,在韓國首爾舉行的“WPM(韓國政府材料業務培養核心項目)業務第二階段業務成果展示會”上,WPM表示,WPM項目的第二階段力推向德國出口汽車內外裝飾材料專用鎂材,并達到了2167億韓元的銷售額,同時,超輕量鎂材已經成功應用于雷諾三星汽車SM7的后座椅椅背和車尾行李箱之間位置的部件,以及德國保時捷性能車911GT3的車頂。WPM還表示,第三階段仍將致力于研發鎂等高水平材料相關技術。

  可見,鎂產業的應用正在逐步擴大,一些國家和下游廠商已經意識到鎂產業對未來發展的重要性,而鎂材料的需求也正在面臨著一個爆發前的臨界點。

  2015年11月2日,中國自主研制的首款新一代噴氣式干線客機C919在上海總裝下線。今年7月7日,我國自主研發的運-20大型運輸機,正式列裝空軍航空兵部隊后成功首飛。從C919大飛機起飛后,運-20的首飛代表了我國航空領域的設計制造能力已越發成熟。而材料是進步的基礎,對于航空領域來說,對飛行器減重的需求較其他行業更加迫切。在上文中記者提到,營口銀河鎂鋁成功生產出寬幅鎂合金薄卷板,填補國內空白。在近日,記者得知,中航某院將投資10億元用于與該企業合作生產異型鎂合金。可見,待條件成熟,航空航天也許會是鎂產業的另一大爆發需求地。

  除了這兩大行業之外,更值得注意的是,對于“走出去”的高鐵大國——中國,鎂應用在軌道交通上也將有不可小覷的可能性。同時,武器裝備輕量化的要求也將成為鎂及鎂合金材料的發展重點。近年來,山西銀光華盛鎂業股份有限公司、重慶博奧鎂業、上海交大輕合金研究中心、重慶大學國家鎂合金研究中心、長春應化所、費縣銀光鎂業有限公司等研制的鎂及鎂合金零部件在軌道交通、信息通訊、國防軍工等領域的應用也逐步得到推廣和認可。

  其次,我國的鎂犧牲陽極是全世界出口量最多的,消費量也由1990年的200噸增加到現在的3000噸以上。目前,該產品大部分應用于熱水器等相關產品中,我國在該領域的年銷售量可達2000多萬根。但實際上,除了應用于熱水器中,鎂犧牲陽極還有很大的潛在發展空間,如應用于石油、天然氣、煤氣管道和儲罐儲罐、機場、發電廠、市政建設、水處理廠、石化工廠、冶煉廠、加油站的腐蝕防護等。當前,許多國家已經將鎂犧牲陽極應用于管道中,來應對管道出現腐蝕的情況。但我國的鎂陽極應用還處于起步階段,目前將其應用的產業和企業極少。山東黃金集團有限公司焦家金礦就采用了鎂犧牲陽極保護技術來預防井下金屬管道腐蝕,被保護金屬管道的電極電位控制在-0.88~-l.22V之間,保護度均達90%以上,對井下金屬設施起到了很好的保護作用。

  因此,如果能夠在站國家層面上,對犧牲陽極的應用進行普及和推廣,不僅鎂產業將獲益,我國在腐蝕防護方面也將提升一個臺階。

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