日前（qián），包鋼稀土(铌、鈦)鋼推進工作（zuò）委員（yuán）會成立。包（bāo）鋼稀土（tǔ）(铌、鈦)鋼推進工作委員的成立將有力地推進已（yǐ）有稀土在鋼中（zhōng）應用研（yán）究和實踐成果的（de）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（zhēng）力。據介紹，包鋼稀土(铌（ní）、鈦)鋼推進工作委員會同時還設（shè）立了（le）推進工作辦公室和6個推進工作小組，分別負責稀土合金製備、稀土在鋼中作用機理、稀土加入工藝研究、稀土（tǔ）鋼產品開發（fā）、稀土鋼標準製定和稀土鋼品牌建設（shè）等工作。
我們不缺鋼（gāng）缺“精品鋼”
相（xiàng）關統計數據顯示，2016年6月中國鋼（gāng）材產量（liàng）為10071.5萬噸，同（tóng）比（bǐ）增（zēng）長3.2%。2016年（nián）1~6月中國鋼材（cái）產（chǎn）量55992.1萬噸，同比增長（zhǎng）1.1%。2015年全年中國鋼（gāng）材產量為112350萬噸。單就數據而言，中國絕對是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（tiān）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在必行。同時，由於稀土（tǔ）元（yuán）素的不可分采性，造成稀土元素產量（liàng）較大但應用量相對較少（shǎo），而（ér）且，近年來，受稀土氧化物價格因素影響（xiǎng），La、Ce及Y、Tm、Yb等稀土產品積壓。要解（jiě）決這一（yī）問題（tí），應著重從稀土鋼領域（yù）加快開發應用，將這些稀土,特別是以釔（Y）為代表（biǎo）的中、重稀土用於生產稀土鋼，既可提高國產鋼的（de）品質（zhì），開發具有中國特色的（de）鋼材品種，又可消（xiāo）化（huà）積壓的稀土產品。由此可見，加（jiā）快稀土鋼的開發應用具有積極的經（jīng）濟意義。
就中國鋼鐵工業而言，中國鋼鐵工業發展主要靠內需。目前來看,全球範圍內的鋼鐵工業產能過（guò）剩是多種產能、供給過剩背景（jǐng）下（xià）產生的。目前全球鋼鐵需求進入相對穩定甚至緩慢下降階段，因此（cǐ）中國鋼鐵工業靠外需來消化過剩產能是非常（cháng）困（kùn）難的。所以，中國鋼鐵工業的出路在於提高和改善鋼鐵產品質量，擴大（dà）鋼鐵下遊產品的使（shǐ）用，並且能（néng）夠擴大出口，這才（cái）是（shì）保持高（gāo）產能的出路所在。但國際市（shì）場（chǎng）的容量就是那麽大，而且有強（qiáng）勁（jìn）的競（jìng）爭對手，擴（kuò）大市場（chǎng）並不容易。在這樣的背景下，研發冶煉稀土鋼（gāng）勢在必行。
相（xiàng）關數據顯示，1986~2015年的30年，全（quán）球生鐵和粗鋼產量分別增加6.237億噸、8.50億噸，其中中國分別（bié）增加6.84億噸、7.445億噸，中國的貢獻分別為109.67%、87.60%，剔除中國（guó）的產量，全球生鐵產量不僅沒有增加，還（hái）下降了（le）3830萬噸，粗鋼產量增加了（le）9150萬噸，年均增加（jiā）微弱。
由此可見，過去30年（nián）全球生鐵產量主要是中國生產和供給，其他國家產量在減少，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（jiā）而是在減少。事實（shí）上從2000~2014年（nián）的15年，全球鐵礦石增量的（de）99%是中國消費的。由此可見，如果中國鐵礦石進口需求不增加，世界鐵礦石需求就不會增加。
世界粗鋼產量在過去的30年平均（jun1）每（měi）年增加30萬噸左右，如果用35年的數據(1981~2015)，全球粗鋼產量增加7380萬噸，年均（jun1）增加隻有21萬噸左右。從2007年世界粗鋼產量(不包括中國（guó）)達到曆史最高水平8.51億噸（dūn）之後，就再也（yě）沒有超過這一紀錄。這說明，除中國之外，全球粗鋼需求量進（jìn）入相對穩定甚至緩慢（màn）下降階段，世（shì）界每年粗鋼需求大體在8.1億噸~8.3億噸（dūn）之間，目前是高水平階段，今後的趨勢是下降而不是上升。
但是，值得注意的是（shì），中國的鋼產量主要是以粗鋼為主，高品質鋼材比較少。所謂高品質鋼是指具有更（gèng）高性能、更長壽命、環境友好的高技術含量、高附加值的特（tè）殊鋼品種。特種鋼的生產是體現（xiàn）一個國家整體工（gōng）業發展水平（píng）的重要標誌。其代表了特殊（shū）鋼材料的發展（zhǎn）方向對保（bǎo）障國家重大工程建設、提升裝備製造水平、促進節能減排和相關應用領域技術升級具有重要意義（yì）。
國內特鋼消費市場中潛力（lì）較大的領域是（shì）工程機械、石油化（huà）工、電（diàn）站(核電、火（huǒ）電)、運輸機械(含高速列車、汽車等)、航空及軍工等行業。從目前來看。工信部《新材料產業“十二五”發展規劃》中提到建立高品質鋼的（de）基地。山西太原、湖北武漢、河南舞陽、天津等地建（jiàn）設若幹專業化（huà）高品質特殊鋼生產基地。重點建（jiàn）設華東高品質特殊鋼綜合生產基地。依（yī）托鞍山（shān）、大連等老工業（yè）基地。國家政策對高品質鋼的扶持態度可見一斑。
而（ér）稀土元素在鋼冶煉中的應（yīng）用可以很好地解決鋼材品質難題，鋼中有了稀土後，其性能得以提高，表現在深衝（chōng）性能、抗腐蝕性、耐磨性、拉拔性等。稀（xī）土與鋼液中的氧（yǎng）、硫等雜（zá）質（zhì）的化學（xué）親和力大，在（zài）煉鋼溫度(約1873K)下稀土能同鋼液中（zhōng）的氧、硫（liú）等雜質反應生成稀土氧化物、硫（liú）化物或氧硫化物（wù）。這（zhè）些反（fǎn）應的（de）脫（tuō）氧平衡常數或（huò）脫硫平衡常數低於或接近（jìn）於（yú）常用的脫氧（yǎng）劑和（hé）脫硫劑（jì）。因此（cǐ）稀土鋼添加劑可作為鋼液的強脫（tuō）氧劑和（hé）脫硫劑而起淨化作用。常（cháng）用的（de）稀土鋼添（tiān）加劑（jì）主要為混（hún）合稀土金屬或高品位(RE>27%)稀（xī）土矽（guī）鐵合金，有時也使用混合還原劑的稀土氧化物。稀土與鋼液中的（de）氧、硫反應生成的（de）氧化物、硫化物或氧硫（liú）化物可部分殘留在鋼液（yè）中，成為（wéi）鋼中的（de）夾雜物。由於這些夾雜物的熔點高，可作為（wéi）鋼液凝固時的非勻質成核中（zhōng）心，起細化鋼的（de）凝固組織作（zuò）用；又由於這些夾雜物在軋鋼溫度（dù）下（xià）不易變形，仍保持細（xì）小（xiǎo）的球形（xíng）或紡錘形，使鋼中的夾雜物形態得到（dào）控製，從而避免或克服鋼材在熱壓力加工時由於（yú）其他種類夾雜（zá）物(如MnS)延伸變形所（suǒ）導致的鋼材（cái）性能的（de）各向異（yì）性，而使鋼材的（de）縱向、橫向與厚度（dù）方向的性能趨於一致。稀土處（chù）理鋼材的這種變質作用是目前（qián）稀土鋼添加劑最主要的應用內容。鋼中可（kě）能（néng）固溶微量稀土（tǔ），特別是高碳鋼和合金含量較高的（de）某些合（hé）金鋼固溶稀土量較高(萬分之幾（jǐ）)，可能產生某些合金化作用。這種合金化作用表現為稀土影響鋼的相變（biàn）過程，改變相（xiàng）變產物的組成與結構，從而使鋼的疲（pí）勞性能和耐腐蝕性（xìng）能（néng）變好，以（yǐ）及提高鋼的顯微（wēi）硬度。目前以(微)合金（jīn）化（huà）為目的而使用的稀土鋼添（tiān）加劑量所（suǒ）占的（de）比（bǐ）例較少。為實現（xiàn）稀土對鋼的(微)合金化作用，必須較嚴格地（dì）控製冶金條件。使用的稀土鋼添（tiān）加劑主要是（shì）單一稀土（tǔ）金屬及其鐵合金，如Fe-Ce、Fe-Y等，有時也使用混（hún）合稀土金（jīn）屬。
道路坎坷前景廣（guǎng）闊
上世紀七八十年代，稀土鋼曾經作為成熟（shú）產品出現在我國鋼（gāng）鐵產品名單上。但是，近年來，由於多種原因，稀土鋼這一具有中國（guó）資源特色的鋼材品種的研發生產陷入低穀。根據中國稀土學會的統計數據，2011年，我國稀土鋼產量（liàng）僅為60萬噸，產量急（jí）劇萎縮。稀土鋼的（de）這一現（xiàn）狀，引發了相關專家學者的憂慮。那（nà）麽，稀（xī）土鋼的開發現狀（zhuàng）如何？發展稀土鋼的作用在哪裏？
業內專家表示，稀土對鋼鐵（tiě）生產（chǎn）有三大（dà）作用：淨化鋼液、變質夾雜、微合金化。在鋼（gāng）鐵生產過程（chéng）中加入稀土可以提高鋼材的強度、衝擊韌性、耐腐蝕（shí）性等性能。因此，稀（xī）土在（zài）普鋼、特鋼（gāng）甚至不鏽鋼生產中都有著不（bú）可替（tì）代的作用。相對於（yú）美國、日本等（děng）技術先進國家，我（wǒ）國（guó）稀土鋼研發起步（bù）較晚，但是進展迅速。上世紀90年代，我國已（yǐ）有可批（pī）量生產（chǎn）的（de）稀土（tǔ）鋼品種9個，最高年產量達到168萬噸。不過，隨著爐外精煉技術的（de）普及，用稀土淨化鋼液的作用被弱化。加（jiā）之稀土（tǔ）價格高（gāo）企，在特殊鋼中加入稀土生產成本過高，企業研發生產稀土鋼的（de）積極性（xìng）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（wàn）噸，本鋼則從40萬噸降到20萬噸，太鋼（gāng）也從30萬噸降到10萬噸。
當（dāng）前（qián），我國稀土鋼研發生產的持續低迷，折射出由國家倡導的稀土在鋼鐵生產中（zhōng）應用工作的疲弱。“中國（guó）是世界鋼鐵大國，但是鋼鐵品種質量與國際先進水平（píng）相（xiàng）比還有相當（dāng）大的（de）距離。我國是稀土大國，用稀土材料強化（huà）和提升鋼鐵傳統（tǒng）產業（yè）具有重要意義。”中國稀土學會秘書長助理盧先利說（shuō）。他用一組數據（jù）說明了國（guó）內外在稀土鋼應用方麵存在的（de）差距：美國鋼產量達到1億（yì）噸/年時，稀（xī）土鋼產量接近800萬噸/年（nián），而我國（guó）鋼鐵產量已達到7億噸/年，稀土鋼產量卻不（bú）足（zú）100萬噸/年（nián）。
盧（lú）先利（lì）認（rèn）為，如果我國的（de）稀土鋼產量能夠達到2000萬噸/年，那麽，每年可（kě）消耗混合稀土（以過剩的鑭、鈰為主）1.2萬噸。從這個角（jiǎo）度來看（kàn），發展稀土鋼不但可以促進鋼鐵產（chǎn）業升級，還可以實現稀土元素的綜合利用，對促（cù）進稀土行業健康發展同樣具有積極作用。
“作用機理曾是阻礙稀土在鋼鐵生產中應用的巨大屏障（zhàng）。但（dàn）是，今天這一阻力正在消除。”一直從事稀土鋼研究的北京鋼鐵研（yán）究總院教授王龍妹表示。經過大量的研究（jiū）實驗（yàn），稀土鋼的作用機理目前已經（jīng）十分明確，並在生產實踐（jiàn）中得到肯定。美國、日（rì）本、法國（guó）、瑞典、俄（é）羅斯（sī）等國在生產特殊鋼（gāng）時都會加（jiā）入稀土，日本更是（shì）在稀土鋼（gāng）方（fāng）麵擁有大量專利。建議國內研究單位與生產企業緊密配合，將研發與（yǔ）市場結合（hé）起來，賦（fù）予稀土鋼研發新的動力。
長期從事稀土鋼研究工作的（de）東北大（dà）學教授戢景文認為，我國鋼材產品均勻性差、穩（wěn）定性差，加入稀土對這些問題的改善有（yǒu）極大（dà）幫助。在潔淨（jìng）鋼條件下，稀土鋼開發前景同樣廣闊。他建議，企業應針對實際（jì）問題開展研發，要注重新（xīn）品種和新裝（zhuāng）備的（de）推廣應用（yòng）。
事實（shí）上，盡管遭遇諸多困難，我國的稀土鋼研發（fā）工作一直在頑強地推進著。近年來，包鋼開發了深受市場歡迎的（de）稀土耐磨板、稀土特殊油井管等多種稀土鋼產品；太鋼在不鏽鋼生產中加入（rù）稀土，以提高產品性能，降低生產成本（běn）。尤為可喜的是，在學術界對稀土鋼不（bú）置（zhì）可否的時候，本鋼采用傳統的稀土喂絲法成功生產（chǎn）出氣瓶鋼，成為本鋼重要的創效產品。但（dàn）是，企業的研發工作（zuò）多為單兵（bīng）作戰，不能形（xíng）成合力，這使（shǐ）得稀土在鋼鐵生產中的應用難以取得突破性進展。
盧先利說：“目前，我國稀土在（zài）鋼鐵生產中的應用工作已到了關鍵時（shí）期，稀土加入（rù）工藝及設備落後、稀土（tǔ）鋼的品種和產量少、稀土在各類鋼中的（de）作用機理研究還不深入等方麵問題亟待解決。同時，這些問題的解（jiě）決，急需方（fāng）方麵麵的配合支持，特（tè）別需要國家層麵上的政（zhèng）策扶持和引導。建議工業和信息化部將稀土在鋼鐵生（shēng）產中的應用工（gōng）作列入到稀土產業調（diào）整升級專項。”
開發稀土鋼工藝是關（guān）鍵
將稀土（tǔ）元素加（jiā）入鋼中，提高鋼的強度、耐磨性能和抗氧化（huà）性能，改善和優化鋼材的質量，這已經成為業（yè）界共識。我國稀土在鋼中應用的曆史已有（yǒu）三十多年，牌號（hào）達幾十個。迄今，我國的稀土鋼（輕稀土鋼）主要（yào）分兩大類：一是含Cu、P類稀土（tǔ）低合金鋼，利用稀土改善鋼的耐蝕性；二是（shì）含Mn、Nb、V、Ti稀土低合金鋼，利用稀土除改善鋼的耐蝕性外（wài），更主要是改善鋼的強度和耐（nài）磨性。
我國（guó）稀土鋼（輕稀土鋼）的主要生產基地是武鋼、包鋼、本鋼、太（tài）鋼（gāng）、攀鋼等企業。2011年，我國輕稀土鋼的產（chǎn）量約60萬噸，最高年產量是20世紀90年代（dài），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），而美國在20世紀七、八十年代稀土鋼產量已達700萬（wàn）~900萬噸，占鋼總產量的（de）9%左右。
在（zài）我國稀土鋼的各鋼種中，迄今消費的主要是輕稀土，尚未消費及形成正規牌號的（de）中、重稀土（tǔ）鋼種。眾多的研究和試驗表明，尤以重稀土為對象冶煉的鋼材，其性能與指標，是輕（qīng）稀土（tǔ）鋼難以（yǐ）比擬的。例如，以（yǐ）Y基重稀土鋼材製作的火車輪轂，其性能明顯地優（yōu）於以輕稀土鋼材製作的火車輪轂（gū）。
當前，稀土在高科技與社（shè）會發展中的作用廣為人知。但世人並不清楚，迄今並（bìng）不是全部的稀土元素都能得到充分的利用，還有許（xǔ）多稀土元素的應用麵（miàn）與應用量十分有限。目前（qián），應用量較大的稀土元素，隻是其中（zhōng）的一（yī）部分，例如La、Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy等；而另一些稀土元素卻尚未（wèi）進入量大麵廣的應用階段（duàn），例（lì）如Tm、Yb、Lu等；Y元素則因配分含量高，產量大，盡管有一定的（de）應用量，但應用量與產量相比，相對較小，導（dǎo）致產品積壓；由於價格及應用量減（jiǎn）少等原因，也導致La、Ce等元素的積壓。
我國優勢的南方離子型稀土資源，配分齊全，尤（yóu）其是中、重稀土含量高，特（tè）別是以龍南為典型代表的離子（zǐ）型重稀土礦床，其Y2O3配分含量高達60%以上。礦床中的稀土礦物，是包含著整個稀土族15（或17）個元（yuán）素共生在一（yī）起、不（bú）可分割的自然界共生體。也就是說，在這種礦床中，每（měi）一個單獨的稀土元素，都不可能以獨立的礦物形態而賦（fù）存（cún），因此（cǐ）不可能在礦（kuàng）山開采時將每一個（gè）稀土元素單獨地分采（cǎi），實現（xiàn）以銷定產，消除（chú）積壓。而若需將每一稀土元素逐個分開，則需通過後（hòu）麵的濕法冶煉加工工藝，才能將其分離，從而獲得單一的稀土產品。可見，隻要（yào）某些稀土元素的應用麵與應用量未予拓開，則這些稀土元（yuán）素的積壓是必然的，例如前麵提到的（de）Y、Tm、Yb等（děng）稀土元素，這是礦物、礦床賦存特征自然規律所決定的（de）。
有鑒於此，國家近年來出台的稀（xī）土“收儲”政策，即是解決上述困局的措施之一。所以，我國稀土產業若要獲得更大的發展，從源頭上減少或消滅滯銷、積壓現象，真正使每個稀土元素都能得到綜合利用，隻有從技術層麵上（shàng）來解決真正擴大每個稀土元素的應用麵和應用量問題（tí），才（cái）是“治本”的（de）根本、有效的途徑。
而在（zài）冶煉過（guò）程中，工（gōng）藝技術是稀土（tǔ）在（zài）鋼中應用的關鍵。如果說十（shí）幾年前鋼鐵行業（yè）對稀土在鋼中應用還頗為（wéi）認可的話，那麽（me），隨著爐外精煉技術的普及，稀土的脫氧、脫硫作用被取代，目前這一認同已蕩然無存。在調查了國內多家鋼（gāng）鐵企（qǐ）業之後，業內專家認為（wéi），其中（zhōng）原因有三（sān）：一是由於稀土容（róng）易（yì）與（yǔ）鋼（gāng）中的其他元素產生不良反應，不好固熔（róng）、不好加入（rù）；二是鐵水預處理技術使得鋼水（shuǐ）成分變（biàn）化，稀土的加入缺乏適（shì）當的（de）量化（huà）標準（zhǔn）；三是采用連鑄工藝後，已經在模鑄工藝中成熟的喂絲、吊（diào）掛等（děng）加（jiā）入方（fāng）法失效。這三個（gè）原因使得（dé）稀土在鋼（gāng）中應用（yòng）鮮有成功範例，更缺乏批量生產。
稀土在鋼中應用困難，不是稀（xī）土本身的問題（tí），而是與之相（xiàng）匹配的工藝問題（tí）。作為稀土（tǔ）鋼研（yán）究工藝的專家，成國光和他的課題小組從5年前開始關注稀土鋼工藝。借鑒國外在鋼水中加入複合合金的做法，他們研製出一種稀土鋁鐵合金，以解（jiě）決連鑄生產（chǎn）中稀土加入的麻煩。成國光（guāng）認（rèn）為，這一做法是在傳統鋁係脫氧基礎上添加一（yī）定量的稀土元素，起到複合脫氧和高（gāo）效去除夾雜物的作用，同時（shí）避免了過去加入稀土矽鐵合金導致矽含量超標的弊端，可顯著提高鋼水潔淨度。由（yóu）於稀土加入量適當，業內人士擔心的水口堵塞的現象並沒有出現。
製造稀土鋼包鋼已先（xiān）行
稀土鋼的研發製造，既能增（zēng）加稀土的消（xiāo）費，又能提高鋼的品質，可謂一舉多得。
值得慶賀的是，在（zài）稀土鋼製造領域，包鋼已經成為（wéi）先行者。
8月18日（rì），包（bāo）鋼重要結構調整（zhěng）項目——稀土鋼板材廠冷軋工程連續退（tuì）火機組1號線熱負荷試車（chē），包鋼稀土鋼板材廠冷（lěng）軋（zhá）工程（chéng）是該公司做強做精的重要支（zhī）點，也是打造（zào）稀土鋼（gāng）品牌的重點項（xiàng）目（mù），由中國五冶集團承建。連續退火機組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，生產的退火商品卷已經實現（xiàn）銷售。
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