日前（qián），包鋼稀土(铌（ní）、鈦)鋼推進工作委員會成（chéng）立（lì）。包鋼稀土（tǔ）(铌、鈦)鋼推進工（gōng）作委員的成立將有力地推進已有稀土在鋼中應用研究和（hé）實踐成果的產業化，打造中國特色鋼材品牌，提升包鋼公司鋼鐵產品的影響力和競爭力。據介紹，包鋼稀土(铌、鈦)鋼推進工作委員會同時還設立了推進工作（zuò）辦公室和6個推進（jìn）工作小組，分別負責（zé）稀土合金製備、稀土（tǔ）在鋼中作用機理、稀土加入工藝研究、稀土鋼產品開（kāi）發、稀土鋼標準製定和稀土鋼品（pǐn）牌建設等工作。
我們不缺鋼缺“精品鋼”
相關統計（jì）數據顯示，2016年6月中國鋼材產量為10071.5萬噸，同比（bǐ）增長3.2%。2016年1~6月（yuè）中國鋼（gāng）材（cái）產量55992.1萬噸，同比增長1.1%。2015年全年（nián）中國鋼材（cái）產量為112350萬噸。單（dān）就數據（jù）而言，中國絕對是（shì）世界上當之無愧的鋼產量大國，總產量占世界的一半以上。但是，值得注意的是，我國鋼（gāng）產品品質不高，優質鋼很少。
相關研究資料顯示，在鋼的冶煉過程中，添加稀土元素可以顯著提高鋼的品質，因此，加大稀土鋼的研發生產勢（shì）在必行。同時（shí），由於稀土元素（sù）的不可分采性，造成稀土元素（sù）產量較大但應用量相對較少，而且，近（jìn）年來，受稀土氧化物價格（gé）因素影響（xiǎng），La、Ce及（jí）Y、Tm、Yb等稀土產品積（jī）壓。要解決這一問題，應（yīng）著重（chóng）從稀土鋼領域加快開（kāi）發應用，將這些稀土,特別是以（yǐ）釔（Y）為代表（biǎo）的中、重稀土（tǔ）用（yòng）於生產稀土鋼，既可提高國產鋼的品質，開發具有（yǒu）中國特（tè）色（sè）的鋼材品種，又（yòu）可消化積壓的稀土產品（pǐn）。由此可（kě）見，加快稀土鋼的開發應（yīng）用具（jù）有積（jī）極（jí）的經（jīng）濟意（yì）義。
就中國（guó）鋼鐵（tiě）工業而言，中國鋼鐵工業發展主要靠內需。目（mù）前來看,全球範圍內的鋼鐵工業產能過剩是多種產（chǎn）能、供給過剩背景下產（chǎn）生的。目前全球鋼鐵（tiě）需求進（jìn）入相對穩定甚至（zhì）緩慢下降階段，因此中國鋼鐵工業靠外需來消化過剩產能是非常困難的。所以，中國（guó）鋼鐵（tiě）工業的出路在於提高和改善鋼鐵產品質量，擴大鋼鐵下遊產品的使用，並且能夠擴大出口，這才是保持高產能的出路所（suǒ）在。但國際市場的容量就是那麽大，而且有強（qiáng）勁的競爭對（duì）手，擴大市場並不容易（yì）。在這樣的背景下，研發冶（yě）煉稀（xī）土鋼勢在必行。
相關數據顯示，1986~2015年的30年，全球生鐵和粗鋼產量分別增加6.237億噸、8.50億噸，其中中國（guó）分別增加6.84億噸、7.445億（yì）噸，中國（guó）的貢獻分別為109.67%、87.60%，剔除中國的產量，全球生（shēng）鐵產量不僅（jǐn）沒有增加，還下降了3830萬噸，粗鋼產量增加了9150萬噸，年均增加微弱。
由此可見，過去（qù）30年全（quán）球生鐵產（chǎn）量主要是中國生產和供（gòng）給，其他國（guó）家產量在減少，而生鐵的需求主要在中國，中國生鐵出口很少。這意味著過去30年世界其他國家對生鐵需求總量沒有增加而是在減少。事實上從（cóng）2000~2014年的15年，全球鐵礦石增量（liàng）的99%是中國消費的。由此可見，如果中國鐵（tiě）礦石進口需求不增加，世界鐵礦石需求就不（bú）會增加。
世界粗鋼產量在過去的30年平（píng）均每（měi）年增加30萬噸左右，如（rú）果（guǒ）用35年的（de）數據(1981~2015)，全球粗鋼產量增加7380萬噸，年均增加隻有21萬噸左右。從2007年世界粗（cū）鋼產量(不包括（kuò）中（zhōng）國)達到曆史最高水平8.51億噸之後，就再也沒有超過這一（yī）紀錄。這說明，除中國（guó）之外，全（quán）球粗鋼需求量進（jìn）入相對穩定甚至（zhì）緩慢下降階段，世（shì）界每年粗鋼需求大體在8.1億噸~8.3億噸之間，目前是（shì）高水平階段，今後的（de）趨勢是下降而不是上升。
但是，值得注意的是，中國的鋼產量主要是以粗鋼（gāng）為主（zhǔ），高品（pǐn）質鋼材比較少。所謂（wèi）高品質（zhì）鋼是指具有更高性能、更長壽命、環境友好的高技術含（hán）量、高附加值的特殊鋼品種。特種鋼的生產是體現一個國家整體工業（yè）發展水平的重要標誌。其代表了特殊鋼材料的發展方向對保障國家（jiā）重大（dà）工程建設、提升裝（zhuāng）備製造水平、促進節能減（jiǎn）排和相關應用領域技術升級具有重要意義。
國內特鋼消費市場中潛力較大的領域是工（gōng）程機械、石油化工、電站(核電、火電)、運輸機械(含高速列車、汽車等)、航空及軍工等行業。從（cóng）目前來看。工信部《新材料產業“十（shí）二五”發展規劃》中提到建立高（gāo）品質（zhì）鋼的（de）基地。山西太原、湖北武（wǔ）漢、河南舞陽、天（tiān）津等地建（jiàn）設若幹專業化高品質特殊鋼（gāng）生產基地。重點建設華東高品質特殊鋼綜合生產基地。依托鞍山、大連等老工業基地。國家政策對高品質鋼的扶持態度可見一斑。
而稀土元（yuán）素在（zài）鋼冶煉中的應用可以很好地解決（jué）鋼材品（pǐn）質難題，鋼（gāng）中有（yǒu）了稀土後，其性能得（dé）以提高，表（biǎo）現在深衝性（xìng）能、抗腐蝕性、耐磨性、拉拔性等（děng）。稀土與鋼液中的氧、硫等雜質的化學親和力大，在煉鋼溫度(約1873K)下稀土能同鋼液（yè）中的氧、硫等雜質反應生成稀土氧化物、硫化物（wù）或氧硫（liú）化物。這些反應的脫氧平衡常數或脫硫平衡常數低於（yú）或接近（jìn）於常用（yòng）的脫氧（yǎng）劑（jì）和脫（tuō）硫劑。因此稀土（tǔ）鋼添加劑可作為（wéi）鋼液的強脫（tuō）氧劑和脫硫劑（jì）而起淨化（huà）作用。常用（yòng）的稀土鋼（gāng）添加劑主要為混合稀土金屬或高品位(RE>27%)稀（xī）土（tǔ）矽（guī）鐵（tiě）合金，有時也（yě）使用（yòng）混合還原劑的稀土氧化物。稀土與鋼液中的氧、硫反應生成的氧化物、硫化物或氧硫化物可部分殘留在鋼液中，成為鋼中（zhōng）的夾（jiá）雜物。由於這些夾雜物的熔點（diǎn）高，可作為鋼液凝固（gù）時的非勻質成（chéng）核中心（xīn），起細化鋼的凝固組織作用；又由於這些夾雜物在（zài）軋鋼溫度下不易變形，仍保持細小的球（qiú）形或紡錘形，使鋼中的（de）夾（jiá）雜物形（xíng）態得到控製，從而避免或克服鋼材在熱壓力加工時由於其他種類夾雜物(如MnS)延（yán）伸變形所導致的鋼材性能的各向異性，而使鋼材的縱向（xiàng）、橫向與厚度方向的（de）性能趨（qū）於一致（zhì）。稀土處理鋼材的（de）這種變質作用（yòng）是目前稀土鋼添加劑最主要的應用內容。鋼中可能固溶（róng）微量稀土，特別是高碳鋼和合（hé）金含量較高的某些合（hé）金鋼固溶稀土量較高(萬分之幾)，可能產生（shēng）某些合（hé）金化作用。這種合金化作（zuò）用表現（xiàn）為稀土（tǔ）影響（xiǎng）鋼的相變過程，改變相變產物（wù）的組（zǔ）成與結（jié）構，從而（ér）使鋼的（de）疲勞性能和（hé）耐腐（fǔ）蝕性能變好，以及提高鋼的顯微硬度（dù）。目前以(微)合金化（huà）為目的而使用的稀土鋼添加劑量所占的比例較少。為實現稀（xī）土對鋼的(微)合金化作（zuò）用（yòng），必須較嚴格地控製冶金條（tiáo）件。使用的稀土鋼添（tiān）加劑主要是單一稀土金屬及其鐵合金（jīn），如Fe-Ce、Fe-Y等（děng），有（yǒu）時也使用混合稀土金屬。
道路坎坷前景廣闊
上世紀七八十年代，稀土鋼曾經作為成熟產品出（chū）現在我國鋼鐵產品名單上。但是，近年來，由於多（duō）種原因，稀土鋼這一具有中國（guó）資源特色的（de）鋼材品種的（de）研發生產陷入低穀。根據中國稀土學會的統計數據，2011年，我（wǒ）國稀土鋼產量僅為60萬噸，產量急劇萎縮。稀土鋼的這一現狀，引發（fā）了相關專家學者的（de）憂慮。那麽，稀土鋼的開發現狀如何？發展稀土鋼的作用在哪裏（lǐ）？
業內（nèi）專家表示，稀土對鋼鐵生產有三大作用：淨化鋼液、變質夾雜、微合金（jīn）化。在鋼鐵生產（chǎn）過程中加入稀土可以提高鋼材的強度、衝（chōng）擊韌性、耐腐蝕性等性能。因此，稀土在普鋼（gāng）、特鋼（gāng）甚至（zhì）不鏽鋼（gāng）生產中都（dōu）有著不（bú）可替代的作用（yòng）。相對於美國、日本等（děng）技術先進（jìn）國家（jiā），我（wǒ）國稀土鋼研發起（qǐ）步較晚，但是（shì）進展迅速。上世（shì）紀90年代，我國已（yǐ）有可批量生產的（de）稀土鋼品種9個，最高年產量達到168萬噸。不過，隨著爐（lú）外精煉技術的（de）普及，用稀土淨化鋼液的作用被弱化。加之稀土價格高企，在（zài）特殊鋼（gāng）中加入稀土生產成（chéng）本（běn）過高，企業研發生產稀土鋼的積極性受挫。在這種情況下，2011年，武鋼稀土鋼產量由35萬噸降到10萬噸，本鋼則從40萬噸降到20萬（wàn）噸，太（tài）鋼也從30萬噸降（jiàng）到10萬噸。
當前，我國稀土鋼研發（fā）生（shēng）產的持續低迷，折射出由國家倡導的稀土在鋼（gāng）鐵生產中（zhōng）應用工作的疲弱（ruò）。“中國是世界鋼鐵大國，但是鋼鐵品種質量與（yǔ）國際先進水平相比還有相當（dāng）大的距離（lí）。我國是稀土大國，用稀（xī）土材料（liào）強化（huà）和提升鋼（gāng）鐵（tiě）傳統產業具有（yǒu）重要意義。”中國稀土（tǔ）學會秘書長助理盧先利說（shuō）。他用一組數據說（shuō）明（míng）了國內外在稀土鋼應用方麵（miàn）存（cún）在的差距：美國鋼產量達到1億噸/年時，稀土鋼產量接近800萬噸/年，而（ér）我（wǒ）國鋼鐵產量（liàng）已達（dá）到7億噸/年，稀土鋼產量卻不足100萬噸/年。
盧先利認為（wéi），如果我國（guó）的稀土鋼（gāng）產量能夠達到2000萬（wàn）噸/年，那麽，每年可消耗混合稀土（以過（guò）剩（shèng）的鑭、鈰為主）1.2萬噸。從這個角度（dù）來看，發（fā）展稀土（tǔ）鋼不但可以促進鋼鐵產業升級，還可（kě）以實現稀土元素的綜合利用，對促進稀土行業（yè）健康（kāng）發展同樣具有（yǒu）積極作用。
“作用機理曾是阻礙稀土在鋼鐵生產中應（yīng）用的巨大屏障。但是，今（jīn）天這一（yī）阻力正（zhèng）在消除。”一直從事（shì）稀土鋼研究的北京鋼鐵研究總院教（jiāo）授王龍妹表示。經過大量（liàng）的研究實驗（yàn），稀土鋼的作用機理目前已經十分明確，並在生產實踐中得到（dào）肯定。美國、日本（běn）、法國（guó）、瑞典、俄羅斯（sī）等國在生（shēng）產特殊（shū）鋼時（shí）都會加入稀土，日本更是在稀土（tǔ）鋼方麵擁有大量專利。建議國內研究單位與生產企（qǐ）業緊密配合，將研發與市場結合起來，賦予稀土鋼（gāng）研發新的動力。
長期從事稀土鋼研究工作的東北（běi）大學（xué）教授戢景文（wén）認為，我國鋼材產品均勻性差、穩定性差，加入稀（xī）土對這些問題的改善有極大（dà）幫助。在潔淨鋼條件下，稀土鋼開發前景同樣廣闊。他（tā）建議，企業應針對（duì）實際問題開展研發，要（yào）注重新品種和（hé）新裝備的推廣（guǎng）應用（yòng）。
事實上，盡管遭遇諸多（duō）困難，我國的稀土鋼研發工作一直在頑強地推進（jìn）著。近年來，包鋼開發了深受市場歡迎的稀土耐磨板、稀土特殊油井管等（děng）多種稀土鋼產品；太鋼在不鏽鋼生產中（zhōng）加入稀土，以提（tí）高產品性能，降低生產（chǎn）成本（běn）。尤為可喜的是，在學術界對稀土鋼不置可否的時候，本鋼采用傳統的稀土喂絲法（fǎ）成功生產出氣瓶鋼，成為本鋼重要的（de）創效產品。但是，企業的研發工作多為單兵作（zuò）戰（zhàn），不能形成合力，這（zhè）使（shǐ）得（dé）稀土在（zài）鋼鐵生產（chǎn）中的（de）應用難以取得突破（pò）性進展。
盧先利（lì）說：“目前，我國稀土在鋼鐵生產中的應用工作已到了關鍵時期，稀土加入工藝及設備落後、稀土鋼（gāng）的品種和產量少、稀土在各類鋼中的作用機理研究還不深入等方麵問題亟待（dài）解決。同時，這些問題的解決，急（jí）需方方麵麵的配合支持，特別需要國家層麵上（shàng）的政（zhèng）策扶持和引導。建議工業和信息化部將（jiāng）稀土在鋼鐵生產中的應用（yòng）工作列入到稀土產業調（diào）整（zhěng）升級專項。”
開發（fā）稀土鋼工藝是（shì）關鍵
將稀土元素加入鋼中，提高鋼的強度、耐磨性能和（hé）抗氧化性能（néng），改善和（hé）優化鋼材的質量（liàng），這已（yǐ）經成為業界共識。我國稀土（tǔ）在（zài）鋼中應用的曆史已有三（sān）十多年，牌號達幾十個。迄（qì）今，我國的稀土（tǔ）鋼（輕稀土鋼）主（zhǔ）要分兩大類：一是含Cu、P類稀土低合（hé）金（jīn）鋼，利用（yòng）稀土改善鋼的（de）耐（nài）蝕性；二是含Mn、Nb、V、Ti稀土低合金鋼（gāng），利用稀土除改善鋼的耐蝕性外，更主要是改善鋼的強度和耐磨性。
我國稀土鋼（輕（qīng）稀土鋼）的主要生產基地是武鋼、包鋼、本（běn）鋼（gāng）、太鋼、攀鋼等企業。2011年，我國輕稀土鋼的產量（liàng）約60萬噸，最高年產量是20世紀90年代，曾達168萬噸。我國輕稀土鋼占鋼總產量的比例不足0.5%（2004年），而美國（guó）在20世紀七、八十年代稀土鋼產量（liàng）已達700萬（wàn）~900萬（wàn）噸，占（zhàn）鋼總產量（liàng）的9%左右。
在我國稀土鋼（gāng）的各鋼種中，迄今消費的主要是輕稀土，尚未消費及形成正規（guī）牌號的中、重稀（xī）土（tǔ）鋼（gāng）種。眾多的研究和試驗表明，尤以重稀土為對象冶煉的鋼（gāng）材，其性能與指標，是輕稀土鋼難以比擬的。例如（rú），以Y基重稀土鋼材（cái）製（zhì）作（zuò）的火車（chē）輪轂，其性能明顯地優於以輕（qīng）稀土鋼材製作的火車輪轂。
當前，稀土在高（gāo）科技與社會發展中的作用廣為人知。但世人並不清楚，迄今並不是全部的稀土元素都能得（dé）到充分的利用，還有許多稀土元素的應用麵與應用量十分有限。目前，應用量（liàng）較（jiào）大的稀土元素，隻是（shì）其中的一部分，例（lì）如La、Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy等；而另一些稀土元素卻尚（shàng）未進（jìn）入量大（dà）麵廣的（de）應（yīng）用階段，例如（rú）Tm、Yb、Lu等；Y元素則因配分含量高（gāo），產量大，盡管有一定的應用（yòng）量，但（dàn）應用量與產量（liàng）相比，相對（duì）較小，導致產品積壓；由（yóu）於價（jià）格及應用量減少等原因，也導致La、Ce等元（yuán）素的積壓。
我國優（yōu）勢的南方離子型稀土資源，配分齊全，尤其是中、重稀土含（hán）量高，特別是（shì）以龍（lóng）南為典型代表的離子型重稀土（tǔ）礦床，其（qí）Y2O3配（pèi）分含量高達60%以上。礦床中的稀（xī）土礦物，是（shì）包含著（zhe）整個稀土族15（或17）個元素共生（shēng）在一起、不可分（fèn）割的（de）自然界共生體。也就是說，在這種礦床中，每一個單獨的稀土元素，都不可能以獨立的礦物形態而賦存，因（yīn）此不可能在礦山開采時將（jiāng）每一（yī）個（gè）稀土（tǔ）元素單獨地分采，實現以銷定產，消除積壓。而若需將每一稀土元素（sù）逐個分開，則需通過後麵的濕法冶（yě）煉加工工藝，才能將其分（fèn）離，從而獲得單（dān）一的稀土產品。可（kě）見，隻要某些稀土元素的應用麵與應（yīng）用量未予拓開，則這些稀土元素的積壓（yā）是必然的，例如前麵提到的Y、Tm、Yb等稀土元（yuán）素，這是礦物、礦床賦存特征自然規律所決定的（de）。
有鑒於此，國家近年來出（chū）台的稀土（tǔ）“收儲”政策，即是解決上述困局的措施之一。所以，我國稀土產業（yè）若要獲得更（gèng）大的發展，從源頭上減少或消滅滯銷、積（jī）壓（yā）現象，真正使每個稀土元素都能得到綜（zōng）合（hé）利用，隻有從技術層麵上來（lái）解決（jué）真正擴大每個稀土元素（sù）的應用麵和應用量問題，才是“治（zhì）本”的根本、有效的途徑。
而在冶煉過程中，工藝（yì）技術是稀土（tǔ）在鋼中應用的關鍵。如果說十幾年（nián）前鋼鐵行業對（duì）稀土在鋼中應（yīng）用還頗為認可的話，那麽，隨著爐外精煉技術的普（pǔ）及，稀土的脫氧、脫硫作用被取代，目前這一（yī）認同（tóng）已蕩然無存。在調查了國內多家（jiā）鋼鐵（tiě）企業之後，業內專家認為，其中原因有三：一是由於稀土容易與鋼中的其他元素產生不良反應，不好固熔、不好（hǎo）加入（rù）；二是（shì）鐵水預處（chù）理（lǐ）技術使得鋼水（shuǐ）成分變化，稀（xī）土的加入缺乏（fá）適當的量化（huà）標準；三是采用連鑄工藝後（hòu），已（yǐ）經在模鑄（zhù）工藝（yì）中成熟的喂絲、吊掛等加入方法失（shī）效。這三個原因使得稀（xī）土在鋼中應用鮮有成功範例，更（gèng）缺（quē）乏批量生產。
稀土在鋼中應用困難，不是稀土本身的問題，而是與之相匹配的工藝（yì）問（wèn）題。作為稀土鋼研究工藝的專家，成國光和他的課（kè）題小組從5年前開始（shǐ）關注稀土（tǔ）鋼工（gōng）藝。借鑒國外在鋼水中（zhōng）加入複合合金的做（zuò）法，他們研製出一種稀土（tǔ）鋁（lǚ）鐵合金，以解決連鑄生（shēng）產中稀土加入（rù）的麻煩。成國光認為，這一做法（fǎ）是在傳統（tǒng）鋁係脫氧基礎上添加一定量的稀土元（yuán）素，起到複合脫氧和高效去除夾雜物的作用，同時避（bì）免了過去加入稀土矽鐵合金導致矽含量超標的弊端，可顯著提高（gāo）鋼水潔淨度。由（yóu）於稀土加入量適當，業內（nèi）人士擔心的水口（kǒu）堵塞的現象並沒有出現。
製（zhì）造（zào）稀土鋼包鋼（gāng）已先行
稀土鋼的研發（fā）製造，既能增加稀（xī）土的消費，又能提高鋼（gāng）的品質，可謂一舉多得。
值得慶賀的是，在稀土鋼製造領域，包鋼（gāng）已經（jīng）成為先行者（zhě）。
8月18日，包鋼重要結構調整項目——稀土鋼板材廠冷軋工程連續退火機組1號線（xiàn）熱負荷試車，包（bāo）鋼稀土鋼板材廠冷軋工程是該公（gōng）司做強做精的重要支點，也是打造稀（xī）土（tǔ）鋼品牌（pái）的重點（diǎn）項目，由中國五（wǔ）冶（yě）集（jí）團承建（jiàn）。連續退火機組（zǔ）1號線和2號線設計年產能分別為90萬噸和63萬噸，其中2號線已於2015年11月熱負荷試車，生產（chǎn）的退火商品卷已經實現銷（xiāo）售。
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