楊馥瑄

（青海物通集團(tuán)，青海 西寧 810003）

中國鐵合金產(chǎn)量逐年增長，總體保持較高的增長率。2011年至今，鐵合金產(chǎn)量增速雖呈現(xiàn)逐步下降趨勢，但仍保持兩位數(shù)的增速[1]。中國鐵合金產(chǎn)量的持續(xù)快速增長，使中國成為世界上最大的鐵合金生產(chǎn)國和消費(fèi)國。目前，中國鐵合金產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的40%。

1 我國鐵合金生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀

從廣義上講，鐵合金是作為脫氧劑和元素添加劑加入鐵水中，使鋼具有一定的特性或滿足一定要求的產(chǎn)品。含一種或多種元素的鐵的中間合金，主要用于鋼鐵冶煉。在鋼鐵工業(yè)中，所有的煉鋼中間合金，無論是否含鐵(如硅鈣合金)，都被稱為“鐵合金”。通常包括一些純金屬添加劑和氧化物添加劑[2]。

現(xiàn)階段，我國主要采取以下幾種鐵合金冶煉技術(shù)：（1）高爐冶煉，產(chǎn)品有錳鐵、鏡面錳鐵(含錳30%以下)、低硅硅鐵(含硅10-15%)、鎳鐵等。

（2）目前中國的大多數(shù)鐵合金制品的生產(chǎn)是采用電爐還原熔煉法。而可進(jìn)行還原熔煉的產(chǎn)品包括錳硅合金、硅鐵合金、鎢鐵合金、錳鐵、磷鐵、硅鉻合金、碳鉻鐵合金、鈣硅合金等等，在電爐還原熔煉過程中所使用的減碳劑與焦炭對礦物進(jìn)行熱加工，電爐還原熔煉需加入一定量藥，煉焦顆粒物質(zhì)與電極端之間由電弧連接，而爐渣與裝藥裝置是電弧加熱的主要構(gòu)成部分，電爐進(jìn)行還原過程中，多種金屬元素會與碳結(jié)合形成不同碳化物。所以，在金屬冶煉過程中，含碳物質(zhì)的產(chǎn)品產(chǎn)出率較高，爐渣內(nèi)的鐵合金物質(zhì)會在固定時(shí)間排放裝置留出熔點(diǎn)極高的金屬化合物。為了確保還原電爐運(yùn)行安全與穩(wěn)定性，需要進(jìn)行電阻控制。爐內(nèi)爐渣化學(xué)成分、燃料組成、還原劑、爐內(nèi)溫度、電爐內(nèi)部尺寸等多種因素的作用下，冶煉焦炭作為電爐制備產(chǎn)品的還原劑能夠貴爐內(nèi)電阻與傳導(dǎo)能力產(chǎn)生影響[3]。細(xì)粒狀的焦炭對于電爐還原電荷與電阻率提升有促進(jìn)作用。經(jīng)過研究得出，爐內(nèi)電阻率得以提高，依賴于焦炭溫度較低、木屑、木炭及黑色礦物煉成的焦炭等燃料的使用，有助于深電極插入[4]。

（3）金屬熱還原，將硅化物、鋁制品作為一種還原劑。因?yàn)樵跔t內(nèi)還原過程中還原劑會加速金屬氧化物合成，產(chǎn)生許多熱能，通常情況下，電爐還原能夠?qū)嵶詣?dòng)還原反應(yīng)，產(chǎn)出爐渣與金屬制品，將鋁化合物作為還原劑使用鋁熱法進(jìn)行電爐還原，這種方法可以在未加熱情況下實(shí)現(xiàn)，因此又稱爐法。廣泛用于鈦鐵、鉬鐵、高爐鐵、硼鐵和金屬鉻鐵的生產(chǎn)。鋁熱熔煉設(shè)備是一種簡單的鐵柱熔煉反應(yīng)器，由兩部分或兩部分組成。易于拆卸和更換。反應(yīng)器(也稱為爐筒)可以放置在預(yù)制的沙坑上，也可以放置在鋪有耐火材料的可移動(dòng)臺車上。反應(yīng)器和砂室都必須預(yù)先干燥，以防止爆炸[5]。冶煉設(shè)備應(yīng)有排煙裝置。熱熔操作有兩種方式:上點(diǎn)火，如冶煉鉬鐵。點(diǎn)火較低，如用于冶煉釩鐵。采用硅(一般為75%硅鐵)作為還原劑進(jìn)行金屬熱熔煉時(shí)，由于熱量不足，采用電爐熔煉，以電能補(bǔ)充加熱。一般情況下，還原熔煉后，立即加入氧化物或礦石進(jìn)行脫硅精煉，得到低碳、低硅產(chǎn)品，常用于釩鐵、鎢鐵的生產(chǎn)。

（4）鐵合金精煉，電爐冶煉高碳錳,氧化脫碳的電爐精煉鉻鐵合金,由于硬質(zhì)合金是相對穩(wěn)定的,很難得到低碳產(chǎn)品,所以生產(chǎn)通常采用脫硅精煉方法,與低碳硅合金(如硅鉻、錳硅)與石灰、礦石在脫硅電爐精煉。將液態(tài)金屬加入液態(tài)礦渣中脫硅的過程，主要用于鉻鐵精煉，近年來也用于錳鐵精煉。兩桶用于逆流沖洗。在熱沖洗過程中形成充分?jǐn)嚢鑋6]。反應(yīng)強(qiáng)烈，脫硅效果良好。工業(yè)純氧通過吹氧法注入熔融金屬中，氧化粗合金中的碳、硅等元素，得到中、低碳產(chǎn)品。該方法現(xiàn)已應(yīng)用于中、低碳鉻鐵和中、低碳錳鐵的生產(chǎn)。真空固體脫碳工藝(簡稱單工法)在真空固體條件下對高碳鐵合金進(jìn)行脫碳制備微碳產(chǎn)品的方法。

2 我國鐵合金技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展

在鐵合金生產(chǎn)中，對合金化元素含量較低的礦石，通常采用濕法冶煉工藝富集，為還原冶煉提供純度較高的半成品。電解生產(chǎn)用合格溶液的制備也屬于濕法冶金的范疇。濕法處理工藝一般包括:原料處理、浸出、液固分離純化、金屬提取等工藝。濕法冶金處理的鐵合金主要有釩鐵合金、鈮鐵合金、鉻鐵合金和錳鐵合金。鐵合金常用作:脫氧劑:在煉鋼過程中，除去鋼液中的氧，一些鐵合金還可以除去鋼中的其他雜質(zhì)，如硫、氮等。合金添加劑:在鋼中加入合金化元素，根據(jù)鋼的成分要求改善鋼的性能。孕育劑:澆注前加入鐵水可提高鑄鐵的結(jié)晶性。

中國鐵合金工業(yè)發(fā)展中國鐵合金工業(yè)的發(fā)展隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,經(jīng)歷了50多年來,特別是近年來,中國鐵合金工業(yè)得到快速發(fā)展,擴(kuò)大生產(chǎn),增加產(chǎn)品品種,不斷改善設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)日益創(chuàng)新,環(huán)保設(shè)施是完美的,現(xiàn)已成為世界上最大的鐵合金生產(chǎn)和出口國。

2001年至2010年，中國鐵合金產(chǎn)量從4508.3萬噸增加到2435萬噸，增長440.23%。同期，我國鐵合金新產(chǎn)能為309,689噸/年，遠(yuǎn)高于1984年增加的700噸，產(chǎn)能過度擴(kuò)張。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國鐵合金產(chǎn)量快速增長，2014年達(dá)到378.25億噸的峰值，隨后逐年緩慢下降。2015年和2016年的年產(chǎn)量分別為3.666.4億噸和355.8億噸。2017年1-7月，中國鐵合金產(chǎn)量為2000萬噸，同比下降1.70%。

2010年，內(nèi)蒙古、廣西、寧夏、貴州、湖南、青海、四川產(chǎn)量1458萬噸，占全國總產(chǎn)量的59.86%。2015年，這七個(gè)省的總產(chǎn)量為2475.3萬噸，占全國總產(chǎn)量的67.51%。2010年，內(nèi)蒙古、廣西、寧夏共生產(chǎn)631萬噸，占全國總產(chǎn)量的25.91%。2015年，三地總產(chǎn)量1488.9萬噸，占全國總產(chǎn)量的40.61%。2010年至2015年，除2013年廣西鐵合金產(chǎn)量突增外，三個(gè)地區(qū)鐵合金產(chǎn)量均呈現(xiàn)穩(wěn)定增長態(tài)勢。與我國鐵合金總產(chǎn)量相比，沒有下降的趨勢。

據(jù)中國工商研究院大數(shù)據(jù)庫顯示，2017年12月中國鐵合金產(chǎn)量為293.3萬噸，同比增長1.1%。2017年1月至12月，中國鐵合金產(chǎn)量為328.87萬噸，同比增長0.5%。

根據(jù)中國工商研究院發(fā)布的《2017-2022年中國鐵合金行業(yè)市場前景與投資機(jī)會研究報(bào)告》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國鐵合金累計(jì)產(chǎn)量逐年下降。其中，2017年中國鐵合金產(chǎn)量3288.7萬噸，增長0.5%。

近年來，隨著鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，中國鐵合金行業(yè)也取得了長足的進(jìn)步，根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)發(fā)布的《中國鐵合金市場現(xiàn)狀與發(fā)展前景(2018-2025)》報(bào)告。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式中國鐵合金工業(yè)的進(jìn)一步優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)集中度較低的條件下,較低的設(shè)備水平和改善,提高生產(chǎn)技術(shù)和工藝水平,節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)措施等“三廢”處理,明顯改善國內(nèi)外兩個(gè)市場的地位,中國鐵合金生產(chǎn)者鐵合金的世界大國。

雖然總體來看，我國鐵合金表觀消費(fèi)量保持了平穩(wěn)較快的增長。然而，表觀消費(fèi)并不等于實(shí)際消費(fèi)。由于90%以上的鐵合金直接用于煉鋼，而只有不到10%的鐵合金用于鑄鐵、有色金屬冶煉等領(lǐng)域，可見中國硅錳的供應(yīng)略過剩，而硅錳的供應(yīng)相對較大。

鐵合金實(shí)際上是一個(gè)自給自足的,國際貿(mào)易的程度不高,其供給和需求主要是受家庭環(huán)境影響,所以鐵合金未來上市的期貨品種,像其他鋼鐵期貨品種,將相對較少受到國際市場的影響,價(jià)格預(yù)計(jì)將主要以國內(nèi)市場為主。

總體而言，目前國內(nèi)鐵合金行業(yè)面臨著礦產(chǎn)供應(yīng)難以滿足、易受外部市場擠壓、行業(yè)內(nèi)企業(yè)集中度低、綜合競爭力弱、產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、消費(fèi)需求增長緩慢等諸多問題。

3 結(jié)語

鐵合金是我國鋼鐵工業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)之一。鋼鐵工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和工業(yè)發(fā)展離不開鐵合金工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。因此，從我國現(xiàn)階段的鐵合金生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展?fàn)顩r來看，我國還應(yīng)當(dāng)加大技術(shù)投入力度，促進(jìn)鐵合金技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展。