我国铁合金行业市场分析暨炭电极代替电极糊可行性分析

翁雪鹤 彭锋 李晓

一、概述

传统意义上，铁合金是指铁与一种或几种元素组成的中间合金，但目前一般泛指所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否（如硅钙合金），而且习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包含在内。

目前，我国铁合金按用途大致可分为：单一铁合金、复合铁合金、氮化制品、氧化团块四大类；按所含元素大致可分为：硅系合金、锰系合金、铬系铁合金、镍系合金、钼系合金、钒系合金、钨系合金等几大类。

我国铁合金主要产品品种有：硅铁、锰铁、硅锰、铬铁、钨铁、钒铁、镍铁、钼铁、钛铁、稀土镁硅、稀土硅铁、硅钙合金、硅钡合金、硅铝合金、钽铌、磷铁、硼铁等。硅铁再进一步可细分为：含硅95%、75%、45%等硅铁，贫硅铁（含硅12%），硅铝合金，硅钙合金，等等。锰铁再进一步可细分为：高碳锰铁（含碳为7%）、中碳锰铁（含碳1%～1.5%）、低碳锰铁（含碳0.5%）、金属锰、硅锰合金等。

铁合金产品按功能可分为普通和特种两大类，普通铁合金一般包括硅铁、高碳锰铁、锰硅合金和中低碳锰铁等，主要作为钢冶炼中的脱氧剂以及在铸造时改善铸件性能；特种铁合金包括高碳铬铁、中低碳铬铁、微碳铬铁、氮化铬铁、氮化锰铁、硅铬合金、稀土铁合金、硅钙合金、钼铁等，主要作为炼钢的合金添加剂，构成钢的实体成分，用于冶炼优质钢和特殊钢。

我国铁合金主要用途有：

一是作为炼钢脱氧剂。在炼钢过程中脱除钢水中的氧，某些铁合金还可脱除钢中的其他杂质，如硫、氮等。

二是作为钢种的合金添加剂。按钢种成分要求，添加合金元素到钢内以改善钢的性能。

三是作为铸件的孕育剂。在铸铁浇铸前加进铁水中，改善铸件的结晶组织。

四是作为金属还原剂及其他用途。在金属热还原法生产中，用于其他铁合金和有色金属的还原，还有少量用于化学工业和其他工业。

因此，炼钢生产过程中的脱氧和添加合金，大多以铁合金的形式加入。

二、我国铁合金市场分析及发展趋势

1.铁合金生产

2012年，我国拥有铁合金生产企业约1400家，其中：中钢集团吉林铁合金股份有限公司、中信锦州金属股份有限公司、腾达西北铁合金有限责任公司、中钢集团广西铁合金有限公司、四川川投峨嵋铁合金有限公司、青海物通实业有限责任公司、四川金广实业股份有限公司、山西绛县明迈特有限公司、山西东方资源发展有限公司、四川明达集团实业有限公司等企业是行业内较大的铁合金生产企业。

2012年，我国拥有铁合金生产能力为4100万吨，实产铁合金3129万吨。2009—2012年我国分省市铁合金产量见表1。

表1 2009—2012年我国分省市产量 单位/万吨

从表1可以看出，我国铁合金产能主要集中在中南、西南、华北及西北地区，2012年分别占全国总产能的27.07%、23.10%、18.28%和18.05%。4个地区合计占全国总产能的86.5%。从近4年发展趋势看，西北和西南地区所占比例处于增加趋势，分别增加了4.34和0.94个百分点，中南和华北地区所占比例处于减少趋势，分别减少了2.58和1.74个百分点。其余2个地区，华东地区占比8.98%，比例基本处于不变状态，东北地区占比4.52%，比例处于减少趋势。

从分省产量情况看，2012年广西、内蒙、贵州、湖南和四川5个省分别占据我国前五位，占比分别为12.29%、11.49%、9.9%、9.76%和6.61%，从近4年发展趋势看，发展较快的省份有宁夏、云南、青海、山西和贵州，占比分别增加2.43、2.37、1.69、1.47和0.49个百分点，主要集中在西北和西南地区。

从分年产量增速上看，2009—2012年我国铁合金产量同比增速分别为20.4%、8.2%、16.7%和10.1%，4年来一直保持着较高速度的增长。

2.铁合金冶炼设备能力及数量构成

2011年，从我国铁合金生产方法来看，电炉冶炼方法产能约为3800万吨，约占96.5%，高炉、转炉或其他方法产能约为140万吨，约占3.5%。

截至2011年底，我国铁合金电炉6300kVA以下冶炼炉数量约占9.4%，产能约占全国总产能的3.4%；6300kVA冶炼炉数量约占31.6%，产能约占全国总产能的21.1%；6300～12500kVA冶炼炉数量约占12.5%，产能约占全国总产能的12.1%；12500～25000kVA冶炼炉数量约占43.9%，产能约占全国总产能的56.8%，大于25000kVA冶炼炉数量约占2.7%，产能约占全国总产能的6.6%，见表2。

表2 2011年底我国各种铁合金炉型数量以及产能比例

3.我国铁合金消费量及进出口分析

（1）我国铁合金消费量

目前，我国是世界最大铁合金生产国和消费国。2012年，我国生产铁合金3129万吨，出口铁合金64万吨（不含电解金属锰13万吨），进口铁合金189万吨（不含电解金属锰0.05万吨），净进口铁合金125万吨，我国铁合金表观消费量为3254万吨，与2011年同比增长14.02%。为此，近年来，我国铁合金消费量一直也保持着较高速度增长。

从铁合金分品种消费看，我国普通铁合金消费量约占67.5%，其中硅铁约占17%，锰铁（含电炉锰铁和高炉锰铁）约占19%，锰硅合金约占24%，中、低碳锰铁约占7.5%；特种铁合金消费量约占32.5%，其中：高、中、低、微碳铬铁约占23.5%，氮化铬铁、氮化锰铁、硅铬合金等约占9%。

（2）我国铁合金进出口分析

2012年，我国铁合金出口63.65万吨（不含工业硅和电解金属锰），同比减少31.9%。其中：75%硅铁出口41.13万吨，同比减少28.95%；中低碳锰铁出口1.07万吨，同比减少53.82%；锰硅合金出口0.36万吨，同比减少78.92%；高碳铬铁出口3.95万吨，同比减少64.85%。此外，工业硅出口48.01万吨，同比减少17.8%；电解金属锰出口13.04万吨，同比减少19.48%。

2012年，我国进口铁合金189.43万吨（不含工业硅和电解金属锰），同比减少7.77%。其中：铬铁（C＞4）152.88万吨，同比减少15.22%；锰硅合金进口3.07万吨，同比增加175.16%；镍铁进口24.4万吨，同比增加68.85%；铌铁进口1.99万吨，同比增长3.85%。此外，工业硅进口0.34万吨，同比减少59.48%；电解金属锰进口502t，同比减少62.01%。

2012年，全国铁合金净进口125.78万吨（不含工业硅和电解金属锰），同比增加12.38%，进一步加剧了国内市场铁合金供需失衡，致使国内铁合金市场价格一跌再跌。在此，需要特别指出的是，2011年以前我国锰硅合金一直是主要出口产品之一。但是，2012年锰硅合金仅出口 3634t，进口30702t，净进口27068t，说明我国铁合金在国际市场上的竞争能力在下降。

4.今后产能预计

据初步统计，2012年我国主要在西北地区已建和在建铁合金产能约300万吨，预计2013—2015年期间，我国每年新建铁合金产能将达到350万吨左右。

同时，国家积极推动铁合金电炉大型化和规模化，并依据产业政策，大量6300kVA及以下电炉将在2015年前被逐步淘汰，预计在2015年前我国铁合金小炉型的产能将每年淘汰100～150万吨。

为此，预计2015年我国铁合金产能将达到5000万吨以上，铁合金产量将达到4070万吨。

三、我国铁合金电炉采用炭电极代替电极糊可行性分析

1.采用炭电极代替电极糊的优点

（1）可节电约2%～5%

炭电极代替电极糊后，不需要经过熔融硬化过程，加上炭电极电阻率一般为38～45μ Ωm（也有更低的），要比硬化后的电极糊电阻率低10%～15%，为此，估计吨铁合金可节电2%～5%。

（2）可提高铁合金产量5%～10%

炭电极电阻率低，可使铁合金电炉通过电流密度增加，可增加电炉铁合金产量。

（3）能改善铁合金电炉操作环境

铁合金采用炭电极生产时，基本不产生沥青烟，可以节省部分烟气处理费用。而铁合金采用电极糊生产时，电极糊硬化时，会产生大量沥青烟，这些沥青烟与粉尘混合在一起，处理较难，处理费用较高。

（4）对铁合金冶炼生产较为方便

炭电极生产时，可生产成空心炭电极，对炭电极生产来说，难度不大，但对铁合金生产来说，就非常方便。在铁合金生产时，通过炭电极中空心可以随时加料。

（5）消除铁合金生产软断风险

铁合金采用电极糊生产时，操作不好或管理不善，有时会发生软断事故，而炭电极不存在软断风险。

（6）炭电极消耗要比电极糊低

据初步测算，炭电极吨铁合金消耗约为20～25kg，电极糊吨铁合金消耗约为25～36kg，平均消耗要降低20%～25%。

2.采用炭电极代替电极糊的缺点

（1）增加铁合金冶炼成本

大规格炭电极目前售价一般在8000元左右，而优质电极糊（密闭糊）一般在3500元左右，吨铁合金平均消耗电极糊约28 kg，折成吨铁合金成本98元，吨铁合金平均消耗炭电极约23 kg，折成吨铁合金成本184元，每吨约高86元。

（2）增加铁合金冶炼时硬断风险

根据目前铁合金冶炼原理，采用电极糊冶炼时，由于铁壳内有钢筋，电极糊硬化后，硬断可能性较小，采用炭电极冶炼时，炭电极连接比较长，全部依赖炭电极接头连接，遇到矿石等硬物撞击时，虽然也不太容易折断，但相对于电极糊来说，概率还是要高一些。

3.初步结论

综上，笔者认为，炭电极代替电极糊是可行的。目前，难点主要是铁合金冶炼的习惯，以及铁合金电炉需要改造。因此，笔者建议最好要从新建铁合金电炉开始，设计时就改为炭电极冶炼。其次，要将现有铁合金分品种，分步进行。例如：第一步，金属锰、金属铬等现基本采用石墨电极，可采用炭电极替代；第二步，锰硅合金、硅铬合金、硅钙合金等没有铁元素的铁合金可以采用炭电极；第三步，高中低铬铁、钒铁等高附加值的铁合金可以逐步实施采用炭电极；第四步，才是硅铁等附加值比较低的铁合金。

四、我国铁合金电炉采用炭电极代替电极糊市场分析

表3 2015年我国铁合金用炭电极需求预测

预计到2015年我国铁合金产量约为4070万吨，其中电炉铁合金产量约为3950万吨。假如我国铁合金电炉全部采用炭电极冶炼，需要炭电极大约为90万吨。分品种铁合金消耗炭电极需要预测见表3。

[1]刘维国.2012年“十二五”我国铁合金行业发展趋势解析[N].中国冶金报，2012-04-19.

[2]刘卫.铁合金生产[M].北京：冶金工业出版社，2005.

[3]中国钢铁工业协会铁合金统计数据.http://www.chinaisa.org.cn/gxportal/login.jsp