邊永超

(洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院，河南 洛陽471039)

鎳，銀白色金屬，密度8.9g/cm3，熔點(diǎn)1455℃，沸點(diǎn)2730℃，具有良好的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，添加適宜的元素可提高其抗氧化性、耐蝕性、高溫強(qiáng)度和改善某些物理性能。

鎳及鎳合金由于其優(yōu)異的耐腐蝕、耐高溫等性能，廣泛應(yīng)用于航空航天(發(fā)動機(jī)、燃燒室、渦輪、排氣系統(tǒng))、汽車工業(yè)(排氣系統(tǒng)、排氣門、火花塞、點(diǎn)火裝置、傳感器、電子開關(guān)、安全裝置)、精細(xì)化工(容器、管道、熱交換器、泵及閥門)、電加熱(工業(yè)電爐到家用熱水器、面包機(jī)等各種形式的電熱元件)、電子工業(yè)(精密部件、玻璃金屬密封、電磁屏蔽和集成電路)、海洋工程(船舶、潛艇、海上石油鉆井平臺以及用海水做冷卻劑的電力和化工工業(yè))、石油和天然氣開采(井下管道及工具、井口器具和設(shè)備、火炬)、石油化工(容器、反應(yīng)器、熱交換器、高溫裂解爐管、尾氣處理、聯(lián)箱及傳質(zhì)管)、環(huán)保工程(電力、化工、市政等廢棄物處理系統(tǒng))、電力工業(yè)(燃?xì)廨啓C(jī)、燃煤或燃油電廠鍋爐的給水系統(tǒng)、過熱器管道、以及核電蒸發(fā)器)等領(lǐng)域[1]。

按照我國海關(guān)分類，純鎳指含鎳量99％以上的合金，鎳合金是指鎳金屬量占整個合金重量不低于50％的合金。實(shí)際應(yīng)用中，鎳及鎳合金泛指含鎳量20％～99％、具有特殊性能的二元、三元、四元等合金，通常有Ni-Fe、Ni-Cr-Fe、Ni-Fe-Mo、Ni-Cu、Ni-Cr-Co-Mo、Ni-Cr-Al、Ni-Ti等類型，主要系列有純鎳、精密合金(磁性合金、精密電阻合金、電熱合金等)、耐蝕合金、高溫合金、形狀記憶合金等[2]。

1 國內(nèi)鎳加工材生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國鎳加工材發(fā)展起步較晚，最初，國內(nèi)的一些研究院所及工廠主要是對國外的一些產(chǎn)品進(jìn)行仿制和改進(jìn)，經(jīng)過研究探索，逐步開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，20世紀(jì)90年代以后，國內(nèi)鎳加工材開始發(fā)展起來，目前主要產(chǎn)品有鎳及鎳合金板片帶箔、條桿型材及異型材、管、絲等[3]。

1.1 生產(chǎn)分布情況

國內(nèi)鎳資源分布高度集中，甘肅、陜西、吉林及新疆四省(區(qū))的鎳礦儲量約占全國總量的97.7％，其中特別是甘肅，其鎳儲量約占全國總量的84％。近年國內(nèi)的鎳材生產(chǎn)主要分布在天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、湖北、廣東、陜西等9個省份，但產(chǎn)量主要集中在江蘇省。2011年江蘇省鎳材產(chǎn)量2507t，占全國總產(chǎn)量的55％，浙江省鎳材產(chǎn)量468t，湖北400t，三省合計(jì)3375t，占全國總產(chǎn)量的74％(表1)。

表1 2008～2011年國內(nèi)各省鎳材產(chǎn)量 (t)

資料來源：歷年有色金屬工業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編

1.2 市場供應(yīng)能力

國內(nèi)鎳材的生產(chǎn)加工，除了專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)金川集團(tuán)之外，主要集中在鋼鐵廠和鈦鎳加工材廠，如寶鋼特殊鋼、撫順特鋼、長城特鋼以及寶鈦等，主要產(chǎn)品有精密合金帶材、耐蝕合金板帶材、高溫合金板帶材等。除了有色金屬行業(yè)和特殊鋼行業(yè)生產(chǎn)的鎳及鎳合金板片帶箔、條桿型材及異型材、管、絲外，還有部分產(chǎn)品是在冶金、化工、電子行業(yè)生產(chǎn)，如電阻絲、助焊劑、鎳氫電池、鎳網(wǎng)、各類精密五金件等。國內(nèi)主要鎳及鎳合金加工材生產(chǎn)企業(yè)有：

(1)鋼鐵研究總院，主要是針對耐蝕合金、耐磨高溫合金的研究開發(fā)，已形成GH3600、GH180、C-276、G-3等系列板、管材產(chǎn)品；

(2)重慶材料研究院，主要從事彈性合金、耐蝕合金、高溫合金、軟磁合金、可加工永磁合金、精密電阻合金、熱電合金、特種軸尖合金、高品質(zhì)不銹鋼等金屬功能材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用。典型產(chǎn)品有耐腐蝕合金系列3YC7、3YC21、3YC22、3YC24等，高溫合金系列3YC52、GH3030、GH3039等；

這兩家企業(yè)主要是從事鎳及鎳合金的研究開發(fā)。

(3)寶鋼股份特殊鋼分公司，是我國高溫合金設(shè)計(jì)研究、開發(fā)生產(chǎn)的主要基地之一。其高溫合金系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、核電、石油、化工、機(jī)車、輕工等領(lǐng)域，包括葉片材料、渦輪盤材料、燃料室用材料和燃?xì)廨啓C(jī)用材料。產(chǎn)品規(guī)格，棒材Φ8～Φ450mm，絲材Φ0.1～Φ8mm。精密合金系列產(chǎn)品覆蓋棒、鍛件、鑄件、熱軋材、板、絲、管、粉末制品等百余個品種規(guī)格，品種有軟磁合金、永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金；

(4)金川集團(tuán)有限公司鎳及鎳合金公司，年產(chǎn)2萬t鎳加工材產(chǎn)品。其中板帶生產(chǎn)線年產(chǎn)5000t，預(yù)留5000t；棒線材生產(chǎn)線5000t；在鎳合金加工領(lǐng)域形成板帶材、線棒材兩條生產(chǎn)線，成為國內(nèi)最大的專業(yè)化鎳合金加工材生產(chǎn)基地。產(chǎn)品主要有純鎳N4、N6、N8；軟磁合金1J50、1J85；膨脹和金4J29、4J36、4J42；電阻電熱合金Cr20Ni80、Cr15Ni60、Cr20Ni35、Cr20Ni30、Cr30Ni70；耐蝕合金NS311、NS312及高溫合金GH3030、GH4169。

(5)中鋁沈陽有色金屬加工有限公司——鈦鎳加工材項(xiàng)目，從意大利引進(jìn)四輥可逆式爐卷軋機(jī)，年產(chǎn)鎳及鎳合金3000t，鈦及鈦合金6000t，銅鉻鋯合金1000t。該項(xiàng)目是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金計(jì)劃項(xiàng)目，獲得中央預(yù)算內(nèi)投資3000萬元，預(yù)計(jì)2015年6月建成投產(chǎn)。

(6)江西江鎳高純材料有限公司，成立于2010年，是一家專業(yè)生產(chǎn)高純鎳絲、鎳帶及蒙乃爾系列產(chǎn)品的企業(yè)。一期項(xiàng)目建設(shè)投資5.9億元建設(shè)年產(chǎn)2000t鎳帶、3000t鎳絲生產(chǎn)線，目前已完成，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值將達(dá)18億，利稅將超1.6億。二預(yù)期投資15億元，建設(shè)25000t鎳材深加工項(xiàng)目。

2 國內(nèi)鎳加工材進(jìn)出口情況

表2為2008～2013年我國鎳加工材進(jìn)出口數(shù)據(jù)。表中僅列出了鎳及鎳合金的四大類加工材的進(jìn)出口數(shù)據(jù)，不包括廢碎料、其他管型產(chǎn)品及鐵鎳合金等。

由表2可知，雖然近幾年國內(nèi)消費(fèi)市場不景氣，但國內(nèi)鎳加工材的消費(fèi)除了絲材產(chǎn)品逐漸由凈進(jìn)口轉(zhuǎn)化為出口外，其它加工材產(chǎn)品都還處于凈進(jìn)口狀態(tài)，而且進(jìn)口量非常大。近年來以鎳合金條桿型材及異型材產(chǎn)品的進(jìn)口增長最為迅速，到2013年底，進(jìn)口量高達(dá)2843.2t，比2008年翻了一倍多。鎳合金條桿型材及異型材產(chǎn)品很大部分是耐蝕合金，主要應(yīng)用于石油開采、核電、軍工等行業(yè)。而鎳合金板帶箔材和管材產(chǎn)品的進(jìn)口量均較2008年有所降低。

表2 2008～2013年國內(nèi)鎳加工材進(jìn)出口量 (t)

3 國內(nèi)鎳加工材市場消費(fèi)情況

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，市場對鎳加工材的消費(fèi)也在迅速攀升，2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)之前，國內(nèi)鎳加工材的表觀消費(fèi)量每年以20％以上的速度增長。2008年以后，國內(nèi)鋼鐵和有色金屬行業(yè)受到經(jīng)濟(jì)危機(jī)的嚴(yán)重沖擊，鎳加工材消費(fèi)量持續(xù)下降(表3)。

表3 2001～2011年國內(nèi)鎳加工材表觀消費(fèi)量 (t)

資料來源：歷年有色金屬工業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編

由表3可知，目前國內(nèi)整個鎳加工材行業(yè)的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)不能滿足市場需求，進(jìn)口產(chǎn)品占國內(nèi)市場份額很大，我國每年鎳材的進(jìn)口量是國內(nèi)產(chǎn)量的幾倍以上。

4 國內(nèi)鎳加工材行業(yè)特點(diǎn)

綜上所述，我國鎳及鎳合金加工材行業(yè)的發(fā)展有以下特點(diǎn)：

1)企業(yè)多，規(guī)模小，產(chǎn)品競爭力不高，在生產(chǎn)管理、產(chǎn)品品種和質(zhì)量方面與國外同行業(yè)相比差距較大；

2)科技研發(fā)水平有待提高，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品很少，像國防軍工領(lǐng)域所用的高溫合金、耐蝕合金產(chǎn)品與國際水平有一定差距；

3)缺乏專業(yè)的綜合性生產(chǎn)企業(yè)。在金川集團(tuán)2011年底建成鎳及鎳合金專業(yè)化生產(chǎn)線之前，國內(nèi)生產(chǎn)鎳及鎳合金加工材的企業(yè)雖有大小幾十家，卻沒有一家較具規(guī)模的專業(yè)化鎳及鎳合金加工企業(yè)。

5 發(fā)展建議

由于世界主要鎳資源消費(fèi)國家或地區(qū)，例如日本、美國、韓國、德國及中國臺灣等，都基本完成了工業(yè)化進(jìn)程，對鎳的消費(fèi)已趨于飽和，國內(nèi)市場潛力很大。對我國未來鎳加工材行業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)建議：

1)雖然國內(nèi)市場仍需很大產(chǎn)能，但要對行業(yè)進(jìn)行合理規(guī)劃，避免盲目擴(kuò)大產(chǎn)能、產(chǎn)量而導(dǎo)致產(chǎn)能過剩等問題出現(xiàn)。對企業(yè)進(jìn)行資產(chǎn)重組，走集團(tuán)化發(fā)展道路，增強(qiáng)企業(yè)競爭力；

2)增加科研投資，加快發(fā)展步伐。隨著我國石油、核電行業(yè)的快速發(fā)展，未來對高溫耐蝕合金的需求將越來越大，只有加大科研力度，努力開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，才能降低對國外產(chǎn)品的依賴。提高行業(yè)發(fā)展水平，根據(jù)市場需求，開發(fā)附加值高的產(chǎn)品以提高企業(yè)在國際上的競爭力。

[1]http://www.specialmetals.com/

[2]苗承鵬.國內(nèi)鎳合金線棒材軋制技術(shù)發(fā)展及工藝特點(diǎn)[J]. 甘肅冶金，2011(6)：1-4.

[3]劉海定，王東哲.高性能鎳基耐腐蝕合金商業(yè)化開發(fā)進(jìn)展[J].新材料產(chǎn)業(yè).2011(7)：10-16.