钒氮合金产业发展概况

钒氮合金产业发展概况

  • 2021年03月12日 09:32
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:钒氮合金,钒铁,钢铁,铁合金
[导读]钒氮合金产业发展概况

中国铁合金网讯:钒氮合金产业发展概况

一 、钒氮合金产业概况

钒是一种高熔点稀有金属,作为非常宝贵的战略性资源,被称为“现代工业的味精”,是冶炼合金钢的重要原料,钒产量的 85%用于铁合金和非铁合金,它可提高钢的强度、延展性和韧性,可生产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、不锈钢和永久磁体等,用于生产切削、耐压耐磨等部件。钒合金广泛用于交通运输、机械、建筑、输油气管道、桥梁、压力储罐、钢轨、输电塔架等。高强度耐热的钒钛合金广泛用于航空、火箭和宇航工业。在化学工业中,用作氧化反应的催化剂,用来生产硫酸、精炼石油和制造染料的催化剂,还可用作吸收紫外线、热射线的玻璃和陶瓷的着色剂。

钒在地壳中的总含量约为 0.02%~0.03%,排在金属的第 22 位,比铜铅锌含量要多。钒含量虽然不少,但是很分散,至今没有发现单独的钒矿。钒主要和一些金属矿共生,已找到含钒矿物有 65 种,其中最典型的是钒钛磁铁矿和石煤。世界上钒年产量的 90%是从钒钛磁铁矿中获得的,5%~7%是从石煤钒矿中获得的,3%-5%是从废催化剂和石油烧渣等二次渣中提取得到的。我国 90%以上的钒产品为钒合金,产品形式主要为钒铁、钒氮合金(氮化钒)、氮化钒铁。由于合金钢达到同样强度所需的钒氮合金含钒量远小于钒铁含钒量,因此,相对于钒铁,钒氮合金节约了钒资源,降低了钢铁冶炼企业的生产成本。相对于氮化钒铁,钒氮合金生产工艺较为简单,成本较低,且氮化钒铁相对钒氮合金仅节约 12.5%左右的钒资源,目前钒氮合金产业并没有足够的动力去生产氮化钒铁。

钒氮合金大部分用于生产铁合金,其消费量与市场规模与钢材市场息息相关。近些年,我国钢铁表观消费量逐年上升,且在大多数年份钢材表观消费量的增速要快于粗钢表观消费量。随着我国钢铁行业的去产能与行业转型,建筑领域对高强度钢材需求的不断扩张,基础工业不断成长所引致的对工具钢、模具钢的大量需求,钢铁冶炼行业对钒氮合金的需求也将进一步扩张,产销将保持良好增长的态势。

二、钒氮合金行业与上下游的关系

钒氮合金行业的主要原材料为五氧化二钒、石墨粉、石墨坩埚等,其上游行业主要为相应的五氧化二钒采选、加工业及石墨采选、加工业。下游行业为钢铁冶炼、加工企业,进而应用到房地产、汽车制造、船舶制造、机械制造、基础设施建设、交通运输等多个行业。

1 、上游行业

钒氮合金行业上游行业主要为生产钒氮合金所需的原材料的生产企业,主要包括五氧化二钒、石墨粉、石墨坩埚等制造业。根据国土资源部编著的《中国矿产资源报告 2016》,截至 2015 年,我国钒矿(以 V2O5 计)查明资源储量为 6,125.7吨,较 2014 年增长 0.84%,钒资源基础储量居世界前列,资源丰富。我国的钒资源主要以钒钛磁铁矿的形式存在,主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西商洛和汉中地区、湖北郧阳地区、湖北襄阳地区等地区,其中四川储量最为丰富。

钒氮合金产业和上游行业发展相互影响、相互促进。钒氮合金产业的快速发展,带动了五氧化二钒采选、加工行业的发展,推动了五氧化二钒采选、加工技术的升级。而随着上游行业的工艺升级,又推动了钒氮合金产业规模的进一步扩大。

2 、下游行业

钒氮合金行业的下游为钒氮合金的具体应用领域,主要是钢铁冶炼行业,主要包括国内大中型钢铁企业及贸易公司等。下游钢铁冶炼行业对所需的合金添加剂的需求保持稳定增长的趋势,尤其是对能提高钢的综合机械性能又能减少使用量、节约成本的新型材料需求量大。

从目前的情况下,由于存在一定的技术壁垒与先占利益,后进入者有一定的进入障碍。相对来说,在新市场、新产品的开发方面,当前行业内的公司有较大的机会和动力。目前,公司已与主要的上游供应商建立了长期的合作关系,也通过优质的产品质量和服务,赢得了大量客户的信赖并被评为优质供货商,已形成比较稳定的合作关系。

三、钒氮合金产业未来发展趋势

钒氮合金作为钢铁添加剂的一种,大量应用于 III 级螺纹钢、工具钢和铁路交通、桥梁用钢、军工航天等高端材料及铸铁。随着钢铁工业对钒氮合金需求量的不断增加,该行业呈现如下的发展趋势:

1、提高工艺水平,保证产品质量

我国虽然在全球范围内创造性的实现了钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的同时回收利用,但一些关键技术瓶颈尚未突破,表外矿、尾矿中的铁、钛回收还大有潜力,传统的高炉转炉流程钒钛回收率较低。另外,虽然我国是世界第二大钒产品生产基地和重要的钛原料基地,但高端钒钛产品及相关新工艺的开发能力仍然不足,产品的核心竞争力不强。

此外,不同钒氮合金生产企业的生产工艺虽然大同小异,但生产过程中原料配比、温度等各项指标对钒氮合金转化率、质量的影响较大。同时,对于下游钢铁冶炼企业,钒氮合金的添加方式和混合方式,对于钢材的强度、韧性、可焊性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,以及钢材机械性能的均匀性有较大影响。

2、降低炉窑损耗

炉窑长期处于高温状态,对耐火材料要求较高,目前使用的耐火材料寿命较短,耗材耗资较大,更换时对生产影响较大。目前需要进一步研发新型耐火材料,通过延长炉窑耐火材料的寿命,达到高效连续生产的状态。同时,通过研发效果更好的隔热保温材料,有效抑制红外热的辐射热和热量传导,减少热量损耗,间接降低炉窑能耗。

3、生产流程自动化

国内大部分生产钒氮合金的厂家使用的是较原始的人工计量配料,其劳动量大,五氧化二钒粉尘对环境影响较大,且对人体伤害严重,称量过程中误差较大,造成产品质量分化严重。为了实现钒氮合金质量一致、降低环境污染与人体伤害,称量和给料将向着高精度、自动化方向发展,通过高精度计量与快速配料,实现钒氮合金原料配比的自动化,实现企业经济效益和社会效益跨越式发展。

4、使用范围扩大化、高端化

目前我国钒氮合金主要应用于 III 级螺纹钢(400MPa 级钢筋),但其应用仍较为有限;欧美国家建筑用钢国家标准中已淘汰了 HRB335 这一等级的钢筋,均采用 400MPa 级以上的钢筋,并逐步向 500MPa 级钢筋方向发展。我国正在加速建筑用钢的更新换代,大力推广应用 400MPa 级钢筋,并使其成为主导钢筋。

此外,欧美国家的钒氮合金有大量应用于工具钢等特种钢材,随着我国钢铁产业低端过剩产能的逐步淘汰与退出,特种钢材、高端钢材的需求量将得到扩张,对钒氮合金的需求将进一步扩大。

5、钒氮合金是钒系列合金未来的发展方向

相对于钒铁,在达到相同的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合性能的基础上,钒氮合金可以节约钒加入量 30%-40%,进而降低钢铁冶炼企业的成本。而且,钒氮合金具有更有效的强化和晶粒细化作用,钒、氮收得率稳定,减小钢的性能波动,尺寸均匀、包装便利。

6、钢铁领域对钒氮合金的需求旺盛

除了国家产业政策大力推动 400MPa 级钢筋的使用,还由于随着高强钢的推广使用,节能减排、低碳经济的不断深入,含钒钢的使用领域将大大扩充,将进一步提升对钒的消费增长。随着世界经济的复苏,尤其是中国经济的持续健康发展,将推动钢铁的消费提升,尤其是含钒钢的推广使用,特别是汽车工业、建材工业等方面的低合金高强度钢的进一步发展应用,将促进钒在钢铁行业的消费急剧增加。

7、行业竞争加剧

未来十年钒产品的消费需求仍会持续增加,中型与特色钒企业将批量涌现,业内竞争更加激烈,行业性市场过剩局面在未来几年仍有持续加剧之势,钒产品价格在稳定中保持下滑的趋势近期不会改变。

 

  • [责任编辑:tianyawei]

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