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关于镁产业高质量发展的挑战与机遇

来源:未知 浏览次数: 日期:2019-11-28 13:51

 
十三五以来我国镁工业的发展变化
 
“十三五”以来,我国镁工业持续健康发展,产量、消费、出口均有一定增长。行业投资效益提高,镁加工应用取得重大突破。
 
生产方面
 
据中国有色金属工业协会镁分会统计,2018年,国内原镁产能153.81万吨,比2015年增长9.67%。增幅主要来自青海盐湖镁业有限公司及部分企业技术装备升级。2018年,国内原镁产量86.3万吨,比2015年增长9.67%,平均复合增长率仅为3.1%;镁合金产量32.99万吨,比2015年增长36.55%,平均复合增长率为10.9%。产能利用率不高,2015年为60.8%,2018年为56.1%,最高年份为2017年,达到66.0%。
 
据中国有色金属工业协会初步统计,1-7月,中国共产党原镁产量47.97万吨,同比增长9.65%。在三个主要生产区中,陕西总产量288000吨,同比增长14.96%;山西总产量71300吨,同比增长32.55%;宁夏总产量26000吨,同比下降45.31%。根据这一估算,2019年年产量约90万吨,2020年产量约100万吨。
 
消费方面
 
中国是世界上最大的镁消费国,也是镁需求增长最快的国家之一。“十三五”期间,国内镁消费保持较快增长。
 
2018年,中国镁消费44.66万吨,比2015年增长22.29%,平均复合增长率6.9%;冶金用镁29.45万吨,占国内消费总量的65.94%,比2015年增长22.4%,平均复合增长率7%;加工用镁14.01万吨,占国内消费总量的31.37%,比2015年增长20.2%,平均复合增长6.3%。预计2019年国内消费量将达到48万吨左右,2020年达到52万吨左右。
 
2018年,镁消费有两个现象值得关注:一是镁消费增长速度加快;二是加工材料领域镁消费首次出现负增长。镁消费在加工材料领域的负增长首次值得关注。交通领域仍保持良好增长势头,但3C领域有所减少。如何提高镁产品的性价比,提高镁产品的竞争力,将是镁消费保持高速增长的重要问题之一。
 
出口侧
 
据海关统计,2018年,我国各类镁产品出口40.98万吨,同比下降10.95%,仅比2015年增长0.39%,表明我国镁产业发展结构已逐步转向依赖国内消费增长。
 
据海关总署统计,1-7月,我国各类镁制品出口26.85万吨,同比增长17.85%,出口总额6.98亿美元,同比增长24.35%。据此测算,2019年全年出口量约46万吨,2020年有望达到50万吨。然而,现实情况并不乐观。不排除外国在预测贸易形势和汇率因素作用方面存在一定偏差,导致提前采购。
 
行业投资效益提高
 
重要应用进展
 
“十三五”以来,我国镁的应用在许多方面取得了重要进展。
 
军事应用突破
 
中铝郑州轻科合金科技有限公司研制的超轻镁锂合金已成功应用于我国某型军用飞机吊舱,比铝合金材料轻46%。这是这种世界上最轻的金属结构材料在我国航空吊舱领域的首次应用。
 
高端应用突破
 
上海交通大学承担的863课题“新型可控降解镁合金骨修复材料的研究与开发”通过技术验收。本课题通过关键技术的突破,使具有自主知识产权的全降解骨修复用高性能镁合金材料在体内实现“均匀可控降解”,实现大规模、稳定、高质量的制备和生产,并开始供应医用镁合金材料为国内医疗器械企业所用。
 
交通运输的应用正在扩大
 
2016年9月29日,全球首辆镁合金轻型电动客车在山东下线。8.3米长24座电动客车车身骨架采用镁合金制造。226kg镁合金材料被铝合金和钢材料成功替代。与钢材相比,镁合金材料减少780kg,铝合金材料减少110kg。全镁客车的诞生,标志着镁合金在汽车领域的应用进入了一个转型升级的新阶段。
 
2017年下半年以来,银光镁业集团成功开发了镁合金精密挤压型材。目前,已成功安装高铁车辆36辆、地铁车辆44辆,总长度近5万米。
 
2017年12月11日,成都天智轻工有限公司成功地完成了中国标准动车组“复兴”列车一级镁合金挤压侧壁型材和地板导槽型材的输送,全长近10000米,成功安装了11台“复兴”机车。在这批中。同时,公司还成功完成了镁合金精密挤压型材订单的交付,总长度超过1万延米,25辆地铁车辆。
 
2018年5月,与美国公司签订镁合金汽车轮毂订单的德威公司再次通过了镁合金汽车轮毂的欧洲检验,并陆续向德国奔驰设计公司供应了少量镁合金汽车轮毂。2018年7月26日,“镁合金汽车轮毂一次正负挤压锻造工艺技术”通过专家评审。目前,该技术已在河南德威股份有限公司实现产业化,有望在汽车行业实现规模化。
 
科学技术的重大进步
 
论文数量、科技成果、专利申请及标准等镁及镁合金标准体系已形成,数量已达70项。
 
中国已成为镁合金国际标准的主席国。
 
产业布局日趋合理
 
冶炼能力主要集中在具有能源或矿产优势和产业链综合优势明显的地区。例如,Shenfu地区以府谷为主体,具有能源优势,而山西五台地区则以矿石优势和冶炼为主。山西运城地区已进入产业转型阶段,开始向下游发展。安徽巢湖地区具有矿石优势和贴近市场优势。同时,前期废渣河南鹤壁是我国重要的镁及镁合金加工基地之一。青海省正在积极探索盐湖镁资源的综合利用。
 
2018年,前五大镁合金生产企业总产量27.01万吨,同比增长0.52%。
 
装备水平显著提高
 
(一)硅热法炼镁生产工艺和设备水平显著提高
 
采用清洁能源和进口蓄热式高温空气燃烧技术还原炉;竖炉预热白云石竖炉冷却煅烧白回转窑;连续蓄热式精炼炉;立式蓄热式还原炉;大容量粗镁及镁合金连续精炼炉。
 
(2)镁合金加工成形设备的大规模开发
 
目前,国内最大吨位的镁加工设备如下。
 
压铸机
 
在镁合金压铸贡献方面:国产力金4000吨,富士康集团进口4200吨。
 
轧机
 
西部钛工业:2800毫米四辊可逆热轧机,轧制力高达5500吨,可生产2600毫米宽的镁合金板;1780mm的六辊可逆高辊轧机,最大轧制力为3000吨,可生产冷轧/热轧产品:0.4~4mm厚×800~1560mm宽×10mm。
 
挤压机
 
山东华盛荣镁业有限公司4500吨挤出机已挤出510mm投影直径产品。
 
锻压机
 
河南德威现有锻压机8500吨,年后将安装锻压机12500吨。
 
现阶段比较
 
“十三五”规划预期目标分析
 
从产量上看,与预期目标还有很大差距
 
从2020年镁生产和消费预测值与“十三五”规划预测指标的比较可以看出,预测值远小于指标数据。究其原因,一方面,在制定指标时,对“十三五”发展前景过于乐观,对镁大规模应用的时间点估计过早。因此,预测指标偏高。另一方面,国内外政治经济环境中不可预测的因素对镁行业影响较大,导致行业增速放缓。
 
能耗等数据基本达到预期目标
 
2018年镁冶炼(硅热法)综合能耗4.5吨标煤/吨,先进水平3.5吨标煤/吨;电解法1.98万千瓦时/吨(试运行),到“十三五”末基本达到预期目标。
 
高性能轻镁合金材料的应用取得了很大进展
 
“十三五”规划提出“航天用高强度镁合金大型复杂铸件、高强度耐热镁合金大型挤压型材/锻件、3C产品镁合金精密压铸件,大辊重、低成本、高成形性镁合金板带材、汽车轻量化结构件用镁合金精密压铸等。到2020年,镁合金在交通运输领域的扩张应达到15万吨。
 
目前,镁工业在以下几个方面取得了长足的进步。
 
在航空航天领域,镁合金应用广泛,其产品覆盖各个领域。典型产品包括:卫星肼瓶支架、直升机变速箱、导弹电子舱壳、卫星安装支架、火箭燃料加注架、航空航天镁合金试验平台等,其中航空航天镁合金试验平台单产品重量约10吨。
 
3C是镁合金应用最广泛、最成熟的领域。目前,镁合金的应用正在向高端发展,如开发超薄、超轻镁合金笔记本外壳,最小厚度为0.8mm,以及用于平板电脑的镁合金外壳。
 
镁合金板卷尺寸大、成本低、成形性高,镁合金一直在努力探索和努力工作,现有的轧制工艺难度很大。根据现有的研究,铸轧工艺可能是一个较好的工艺。目前,山东临沂曙光铸造有限公司和洛阳铜加工集团正在开展开拓性工作。其中,山东临沂曙光铸造有限公司镁合金铸造生产线预计2019年投产,真正实现大批量、低成本、高成形的镁合金板带材。
 
汽车轻量化结构件用镁合金精密压铸件。汽车领域一直是镁合金发展最重要的领域,也是目前应用最广泛的领域。目前,已开发出100多种镁合金压铸件,并在不同型号中得到应用。2016-2017年,镁合金在汽车领域的应用取得新进展。镁合金仪表板和转向柱在我国得到了广泛的应用。镁合金掀背门、镁合金内门、中控台、镁合金座椅、镁合金水箱支架等已研制成功并逐步应用。预计未来两年使用量将大幅度增加。
 
“十三五”期间,镁合金压铸件、挤压铸造件和锻造件在高速铁、航空和汽车等领域的应用仍具有重要意义。据镁业分公司统计,目前这些地区镁的使用量约为12万吨,到2020年将超过15万吨。
 
十四五时期的发展方向
 
“十四五”时期是我国经济社会发展的重要历史窗口期。它将跨越中国第一个战略世纪——中国共产党成立一百周年。全面完成全面建设小康社会的战略目标。同时,第二个百年战略目标将是我国全面推进社会主义现代化建设的关键时期,五年的发展和改革也是五年的突破。
 
从外部环境看,世界政治格局变化较快,科技和工业快速发展,中国在世界发展格局中的作用日益突出。从内部环境看,“十三五”期间,我国主要矛盾发生了变化。当前和今后几年,如何实现高质量发展,满足人民日益增长的美好生活需要,将受到更多的关注。
 
实体经济是我国发展的资本,是构筑未来发展战略优势的重要支撑。党的十八大以来,以习近平为核心的中央高度重视实体经济的发展壮大,作出了一系列振兴实体经济的重大决策和部署。从提出“必须以发展实体经济为中心”,到部署“供给侧结构性改革要着力振兴实体经济”,再到要求“金融要以服务实体经济为出发点和落脚点”,我们都要下定决心振兴实体经济“坚持青山不放松”,大力促进实体经济的发展和壮大,大力推进中国经济的高质量发展。
 
中国经济社会发展模式全面升级,符合全球经济改革和中国经济新常态,追求更高质量发展和更可持续发展,成为我们谋划未来发展的基本路径。
 
经济社会的大势所趋,在给镁行业带来巨大机遇的同时,也带来了巨大挑战。行业内的所有同事都应该有信心和勇气去应对。总结了“十四五”期间镁的发展方向。
 
提高冶炼水平降低能耗增强竞争力
 
经过多年的发展,我国镁冶炼技术有了很大的进步。例如,立式罐技术的应用和推广,在能耗和产量上都比卧式罐具有更大的优势。但是,面对新形势、新要求,镁冶炼技术发展仍然滞后,机械化、自动化水平仍有待提高,劳动条件有待改善。
 
多年来,一些高校、科研院所在探索新的冶炼技术和改造现有工艺技术方面做了大量有效的工作,但大部分工作相对独立,缺乏有效的衔接和协调。“十四五”期间,镁业分公司将进一步加强行业指导和协调,整合行业资源和技术,切实提高行业机械化、自动化水平,增强竞争力,改善工作条件,推动行业冶炼技术进步,适应时代发展的新要求。同时,鼓励借鉴其他行业的先进技术和经验,推动现有冶炼技术的革命性突破,最终实现大规模连续生产。
 
加强研发扩大重点产品应用
 
镁合金产品的大规模应用是镁承担第三金属责任的必要条件。“十四五”期间,要进一步加强镁合金材料和应用研究开发,加强产学研用结合,加快科技成果转化为产品。
 
扩大镁工业的应用,实现镁工业的大规模发展,是镁工业发展的首要目标。经过多年的发展,镁工业已形成良好的产业基础,初步具备了快速发展的基本条件。
 
(一)支持突破发展潜力大、驱动力强的重点产品,是凝聚社会力量推动镁应用、实现镁产业快速发展的主要途径之一。从工业发展的角度来看,镁合金轮毂锻造、镁合金宽幅板和镁合金挤压材料是值得关注的产品。其中,镁合金锻造轮毂具有更大的潜力和动力。经过多方努力,镁合金锻造轮毂得到了多方认可。通过指导和支持,镁合金锻造轮毂在汽车工业中的应用有望取得突破,进而全面带动镁合金在汽车工业中的应用,有效加快镁工业的大规模应用进程。
 
(2)组织产业资源,加强镁储氢材料的研发,为未来产业化做好准备。氢能开发是人类未来能源的重要发展方向之一,已逐渐成为共识。金属贮氢是一种安全有效的方法。镁基储氢合金被广泛认为是最有前途的储氢材料之一。镁作为一种储氢材料,具有密度低、储氢能力强、价格低廉、储量丰富等特点。但目前镁基储氢合金存在着吸放氢条件苛刻、吸放氢速度慢等问题。生成的氢化物过于稳定,吸氢动力学较差,需要573K的温度才能有效吸放氢。吸放氢循环稳定性差。合金电极在碱性溶液中耐蚀性差,循环寿命低。镁基储氢合金的上述缺点限制了其实际应用。为了克服这些缺点,目前的研究主要集中在以下几个方面:第一,纳米加工。纳米储氢材料表现出新的优异性能,其活化性能显著提高,氢扩散系数较高,吸放氢动力学良好;其次是非晶态处理。与晶态合金相比,非晶态合金具有大量的长程无序和短程有序结构,为氢的扩散和占据提供了大量具有较低势垒的空穴,有利于氢的吸收和释放。
 
如果未来镁能成为氢能的主要储氢材料,对镁的需求是不可估量的。要组织行业力量,加强该领域的研发,为镁行业开辟下一个大规模应用方向。
 
加强标准化建设
 
从供给侧结构性改革的需求出发,行业需要进一步提高产品质量水平,统一产品质量要求,更好地实现国际一体化,进一步建立、修订和完善技术和产品标准迫在眉睫。
 
经过多年的努力,行业内已经形成了一个标准体系框架。在后期,标准体系需要针对不同的产品和技术进行更新和完善。同时,节能降耗、安全生产、清洁生产标准有待进一步制定。例如,制定镁锭、镁合金、轮毂系列产品和技术工艺标准,甚至镁合金轮毂锻造回收利用,以消除开放应用的障碍。
 
加强环保改造和安全生产管理
 
“十四五”期间,社会经济发展仍将坚持“绿水青山就是金山银山”的发展理念。无论是经济发达地区还是欠发达地区,都必须把“绿色发展”作为建设的一系列先决条件。企业需要配合日益严格的环保要求,不断加强自身环境的升级改造,使镁真正成为绿色金属。
 
由于镁的金属特性,安全生产也是“十四五”期间需要重点关注的一个方面。近年来,行业内发生了非法经营、任意堆放引发的火灾事故,给企业、行业乃至政府造成了巨大的经济损失和负面的社会影响。
 
“十四五”期间,企业要坚持安全第一,建立安全生产责任制,制定安全管理制度和操作规程,查处隐患和重大危险源,建立防范机制,规范生产行为,使各生产环节符合有关法律、法规和标准的要求。
 
在新时代背景下,一方面,随着节能减排的不断推进,新能源汽车、重型卡车等轻量化材料的需求十分迫切。中国具有镁资源优势和技术基础,具有巨大的产业发展潜力。另一方面,我们也应该看到,近年来,镁冶炼产生的二氧化碳已成为世界主要的镁应用国关注的焦点,现有的镁冶炼过程可能成为一些国家限制镁应用和造成贸易摩擦的主要借口。未来。因此,促进镁工业高质量发展,应以“绿色冶炼、提高性能、扩大应用”为主要目标。
 


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 关键词: 镁产业