鋁合金金屬添加劑是鋁合金行業(yè)合金化步驟中使用的重要功能性添加材料,會(huì)直接影響鋁合金的質(zhì)量和性能。下游鋁合金行業(yè)發(fā)展情況將直接決定著鋁合金添加劑的市場(chǎng)狀況。
1、鋁合金金屬添加劑簡(jiǎn)介
合金化是鋁合金生產(chǎn)工藝流程中最重要的一環(huán),在鋁合金熔煉中需要投入鋁合金金屬添加劑來(lái)調(diào)整合金組分、提升產(chǎn)品性能。主添加元素在鋁液中的熔化情況、元素分布均勻性以及熔體純凈度會(huì)影響鋁合金的最終性能指標(biāo)。
鋁的熔點(diǎn)約為 660℃,而鋁合金熔煉中需加入的錳、鐵、銅、鈦、鉻等高熔點(diǎn)金屬與鋁的熔點(diǎn)差距較大,若將其以單質(zhì)(純金屬)的形式加入到鋁液中熔解,則熔爐的溫度需升高至擬加入合金元素的熔點(diǎn)以上,這樣會(huì)造成鋁液的汽化,且熔爐內(nèi)的鋁液易與周?chē)难鯕狻錃?、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成難以去除的雜質(zhì),導(dǎo)致鋁合金性能偏差,難以符合高端鋁合金性能的要求,甚至導(dǎo)致鋁合金的報(bào)廢。
另外,將熔爐大幅升溫需耗費(fèi)更多的能源,且升溫時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致制備過(guò)程的高成本、低效率。現(xiàn)階段制備鋁合金時(shí)所采用的元素添加方式有以下三種:
A、直接加入法
以純金屬的形式直接加入熔體中與基體金屬一起熔化,一些低熔點(diǎn)的合金元素,如鎂、鋅、錫、鉛、鉍、鎘、鋰等,多以這種形式添加。
B、中間合金加入技術(shù)
中間合金加入技術(shù)在 20 世紀(jì) 50-60 年代中后期在我國(guó)開(kāi)始運(yùn)用。利用“多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于其組分中任一種組成金屬的熔點(diǎn)”這一特性,對(duì)于合金成分中的難熔組分,如銅、錳、鈦、鉻、鎳、鐵、硅等,預(yù)先將其與鋁熔煉鑄成中間合金錠即濃縮版合金。在鋁合金生產(chǎn)備料時(shí),將中間合金錠配料到爐料中,在補(bǔ)料或沖淡時(shí)也用這種中間合金加入鋁合金熔體中來(lái)調(diào)整成分,達(dá)到降低合金元素熔融過(guò)程時(shí)所需溫度的目的。
中間合金加入技術(shù)較為成熟,工藝穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)便,目前多用于高鐵型材、軍工產(chǎn)品和建材等領(lǐng)域。由于中間合金加入技術(shù)存在二次熔煉,造渣多、損耗高、能源消耗較大,逐漸被合金金屬添加劑加入技術(shù)所替代。
C、合金金屬添加劑
加入技術(shù)20 世紀(jì) 90 年代,鋁合金金屬添加劑加入技術(shù)在我國(guó)開(kāi)始試驗(yàn)和應(yīng)用。對(duì)于鋁合金成分中的難熔組分,如錳(Mn)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉻(Cr)等,預(yù)先將其制成粉末再與助熔劑、防潮劑等助劑按配方均勻混合后壓制成餅塊或其他形狀添加劑產(chǎn)品。在熔煉鋁合金時(shí),將添加劑加入鋁熔體中快速熔化來(lái)完成合金化。這種加入形式稱(chēng)為合金金屬添加劑加入法,添加劑產(chǎn)品主要包括錳劑、鐵劑、銅劑、鈦劑、鉻劑等。
相比于中間合金,合金金屬添加劑生產(chǎn)時(shí)無(wú)高溫熔煉過(guò)程,鋁合金元素含量高,含雜質(zhì)低,在熔體中能實(shí)現(xiàn)更高的 95%以上的元素實(shí)收率,能有效提升鋁合金的制造效率,減少材料燒損,提高合金質(zhì)量,故近年來(lái)合金金屬添加劑加入技術(shù)在鋁合金行業(yè)已得到較為廣泛的應(yīng)用,添加劑的需求量正逐步增加。
2、鋁合金金屬添加劑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
鋁合金金屬添加劑下游主要為航空航天、軍工、船舶、軌道交通、汽車(chē)、建筑、光伏、包裝等領(lǐng)域,隨著這些領(lǐng)域?qū)辖鹦阅芤蟮奶嵘?,以及新材料技術(shù)的進(jìn)步,鋁合金金屬添加劑有如下發(fā)展趨勢(shì):
A、消費(fèi)水平提升和現(xiàn)代工業(yè)升級(jí)帶動(dòng)鋁合金添加劑行業(yè)增長(zhǎng)
隨著消費(fèi)水平提升和現(xiàn)代工業(yè)升級(jí),下游航空航天、光伏、軌道交通、新能源汽車(chē)、船舶、消費(fèi)電子等行業(yè)的快速發(fā)展,鋁合金需求量將保持上升態(tài)勢(shì),并帶動(dòng)鋁合金金屬添加劑需求量上升。根據(jù) Statista 數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)在 2022-2027 年期間,得益于下游應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,世界原鋁市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)從 2021 年的 1523 億美元增長(zhǎng)到 2027 年的 2100 億美元,平均增長(zhǎng)率為 5.5%。同時(shí),鋁合金工業(yè)對(duì)鋁合金金屬添加劑的需求量也將保持同比例增長(zhǎng)。
B、下游高端需求持續(xù)增長(zhǎng),頭部企業(yè)規(guī)模化、技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯
目前市場(chǎng)對(duì)高端鋁合金的需求呈持續(xù)上升趨勢(shì),高端鋁合金對(duì)添加劑的產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性、廠商的供貨能力及響應(yīng)能力等提出了更高的要求。規(guī)模較小的添加劑廠商公司運(yùn)營(yíng)不規(guī)范,設(shè)備及工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,研發(fā)條件較差,產(chǎn)品不能滿(mǎn)足下游高端鋁合金廠商的高要求。行業(yè)龍頭企業(yè)擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)水平,具備范圍經(jīng)濟(jì)和規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),借助自身技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能,拓寬產(chǎn)業(yè)鏈資源和客戶(hù)渠道,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。近年來(lái),深圳新星、立中集團(tuán)、東盛金材等行業(yè)頭部地位越來(lái)越明顯。
C、節(jié)能環(huán)保需求迫切
在碳達(dá)峰、碳中和等環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下,節(jié)能減排成為了現(xiàn)代工業(yè)中不可忽視的一項(xiàng)課題。鋁合金金屬添加劑解決了高熔點(diǎn)金屬在低溫下快速熔化的問(wèn)題,可達(dá)到大幅度節(jié)能、減少二氧化碳排放的目的。此外,高性能、高含量鋁型添加劑能減少氟化物、氯化物的添加,從而減小對(duì)環(huán)境的污染。因此,研發(fā)生產(chǎn)無(wú)氟無(wú)氯、低熔點(diǎn)、快速融化、高含量的節(jié)能減排型的產(chǎn)品是未來(lái)鋁合金金屬添加劑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。
D、行業(yè)技術(shù)水平不斷提高
由于下游航空航天、汽車(chē)輕量化、光伏支架、軌道交通、醫(yī)療器械、電子電器、建筑材料、包裝材料等鋁合金主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︿X合金產(chǎn)品的純凈度、各合金元素的均勻度等指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格,對(duì)鋁合金金屬添加劑產(chǎn)品在熔化時(shí)間、熔化溫度、實(shí)收率、濃度、雜質(zhì)含量、熔體內(nèi)分布均勻度等方面提出了更高的要求。在當(dāng)前的市場(chǎng)形勢(shì)下,添加劑生產(chǎn)企業(yè)需要不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、配方和工藝,提高產(chǎn)品性能,才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)久發(fā)展。
E、跨行業(yè)應(yīng)用
傳統(tǒng)鋼鐵的熔煉中,一般使用鐵基中間合金或直接添加純金屬的方式添加合金元素,而高端鋼鐵生產(chǎn)時(shí),對(duì)合金雜質(zhì)、鋼鐵純凈度等指標(biāo)要求較高。鐵基中間合金的優(yōu)點(diǎn)在于其價(jià)格較低,但其金屬元素實(shí)收率低、雜質(zhì)含量高,不利于提升鋼鐵品質(zhì),純金屬加入法價(jià)格較高且實(shí)收率較低。在鋁合金行業(yè)已廣泛應(yīng)用的合金金屬添加劑技術(shù)也可以應(yīng)用到鋼鐵熔煉,替代鐵基中間合金和純金屬加入法,達(dá)到高實(shí)收率、低雜質(zhì)、節(jié)能減排的效果。未來(lái)合金金屬添加劑技術(shù)會(huì)在高端鋼鐵等合金制造行業(yè)得到更加廣泛的應(yīng)用。
3、鋁合金金屬添加劑市場(chǎng)規(guī)模
鋁是現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)原材料,純鋁的強(qiáng)度較弱,基本以鋁合金形式應(yīng)用到各終端應(yīng)用領(lǐng)域。鋁合金金屬添加劑(即鋁合金元素添加劑)是先進(jìn)鋁合金制造的關(guān)鍵添加材料,用來(lái)調(diào)整鋁合金元素成份、改善鋁合金性能,需求量與變形鋁合金呈正相關(guān)關(guān)系。
中國(guó)有色金屬加工工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《鋁合金元素添加劑發(fā)展現(xiàn)狀》一文顯示,“根據(jù) Statista 數(shù)據(jù),2020 年世界變形鋁合金即軋制鋁材和擠壓鋁材總量約為 5,570 萬(wàn)噸,2020 年全球原鋁產(chǎn)量 6,533 萬(wàn)噸,可以計(jì)算出變形鋁合金約占原鋁產(chǎn)量的 85.26%;2021 年全球原鋁產(chǎn)量為 6,734 萬(wàn)噸,2021 年世界變形鋁合金即軋制鋁材和擠壓鋁材總產(chǎn)量約為 5,742 萬(wàn)噸。
根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》中變形鋁合金中添加元素含量占比測(cè)算,2021 年全球鋁合金元素添加劑需求量約為 60-70 萬(wàn)噸。根據(jù) Statista 預(yù)測(cè)的2022-2027 年全球原鋁市場(chǎng)增長(zhǎng)率 5.5%計(jì)算,預(yù)計(jì) 2027 年鋁合金元素添加劑需求量將達(dá)到 92.63 萬(wàn)噸。”
4、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)概況及國(guó)內(nèi)外主要企業(yè)
鋁合金金屬添加劑加入技術(shù)由 AMG 公司發(fā)明。20 世紀(jì) 90 年代,我國(guó)鋁熔鑄專(zhuān)家根據(jù)國(guó)際行業(yè)經(jīng)驗(yàn)研制出國(guó)內(nèi)首批鋁合金金屬添加劑產(chǎn)品。鋁合金金屬添加劑是鋁合金制造業(yè)的一個(gè)細(xì)分子行業(yè),發(fā)展至今,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)已經(jīng)呈現(xiàn)充分市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài),競(jìng)爭(zhēng)格局較為穩(wěn)定。行業(yè)企業(yè)大致分為大型生產(chǎn)商和中小型生產(chǎn)商兩個(gè)梯隊(duì)。
大型鋁合金金屬添加劑生產(chǎn)商主要包括美國(guó) AMG、德國(guó)Hoesch、西班牙 Bostlan、東盛金材、潤(rùn)際新材、江西金泰、四川蘭德等。大型生產(chǎn)商的企業(yè)規(guī)模較大,研發(fā)能力和技術(shù)實(shí)力較強(qiáng),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠,其主要供應(yīng)國(guó)外客戶(hù)和境內(nèi)中大型鋁合金生產(chǎn)企業(yè)。此外,國(guó)外鋁合金生產(chǎn)企業(yè)起步早,產(chǎn)業(yè)鏈和生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)成熟,比較注重環(huán)境保護(hù),重點(diǎn)采購(gòu)鋁型添加劑產(chǎn)品。
國(guó)內(nèi)中小型添加劑生產(chǎn)商技術(shù)實(shí)力相對(duì)薄弱,其產(chǎn)品質(zhì)量和性能一般,但具有成本和區(qū)域性?xún)?yōu)勢(shì),主要供應(yīng)區(qū)域性中小型鋁合金生產(chǎn)企業(yè)。中小型添加劑生產(chǎn)商主要分布在江蘇徐州、廣東佛山、深圳、河南和山東等地。以下分析國(guó)內(nèi)外主要企業(yè)情況:
德國(guó)賀氏
Hoesch Metallurgie GmbH 是全球領(lǐng)先的合金金屬添加劑、鋁基中間合金生產(chǎn)商,總部位于德國(guó)。主要產(chǎn)品包括合金添加劑、晶粒細(xì)化劑、中間合金、精煉劑和硬化劑。主要銷(xiāo)售地區(qū)為歐洲、中東、亞洲等。
美國(guó)安美奇
AMG(Advanced Metallurgical Group N.V.)是全球領(lǐng)先的鋁晶粒細(xì)化劑和鋁基中間合金生產(chǎn)商,總部位于美國(guó)賓夕法尼亞州韋恩市。安美奇具有超過(guò) 30 年的生產(chǎn)歷史,提供晶粒細(xì)化劑、中間合金、合金添加劑、化學(xué)助熔劑等產(chǎn)品。AMG 產(chǎn)品系列包括:鋁合金、鎂合金、硅金屬、鉻金屬、鉭氧化物、鈦、釩化工產(chǎn)品、鋁粉、金屬硅等。主要銷(xiāo)售地區(qū)有:美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、巴西、法國(guó)、日本、意大利、奧地利等。
西班牙博斯特蘭
Bostlan,博斯特蘭是全球領(lǐng)先的合金金屬添加劑生產(chǎn)商,總部位于西班牙,有超過(guò) 30 年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),提供各種鋁合金金屬添加劑等輔助產(chǎn)品。
潤(rùn)際新材
重慶潤(rùn)際遠(yuǎn)東新材料科技股份有限公司(主板過(guò)會(huì),A22048.SH),成立于 2005 年,位于重慶市江北區(qū),專(zhuān)注于合金元素添加劑、晶粒細(xì)化劑等新型金屬功能材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售,合金元素添加劑產(chǎn)品主要包括錳(Mn)劑、硅(Si)劑、鐵(Fe)劑、鉻(Cr)劑、鐵硅復(fù)合元素添加劑等系列,晶粒細(xì)化劑產(chǎn)品主要包括釩(V)劑、鈦(Ti)劑等系列。是重慶市“高新技術(shù)企業(yè)”“知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)企業(yè)”“專(zhuān)精特新中小工業(yè)企業(yè)”“企業(yè)技術(shù)中心”,是重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目(新材料與節(jié)能方向)的承擔(dān)單位。產(chǎn)品主要用于高端特種鋼和高端鋁合金制備。
四川蘭德
四川蘭德高科技產(chǎn)業(yè)有限公司,成立于 1993 年,位于成都市新都工業(yè)東區(qū),為鋁熔體材料專(zhuān)業(yè)制造商,20 多年來(lái)專(zhuān)注于有色金屬“熔體材料”的研發(fā)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售,產(chǎn)品分鋁基中間合金(母合金)、元素添加劑及熔劑三大類(lèi),設(shè)計(jì)產(chǎn)能 3 萬(wàn)噸。在上海、江蘇、浙江、重慶、廣東及成都廠區(qū)設(shè)有銷(xiāo)售服務(wù)處,自營(yíng)出口到美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、意大利、日本、土耳其及東南亞等 30 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
深圳新星
深圳市新星輕合金材料股份有限公司(603978.SH),成立于 1992年,上交所上市公司,總部位于深圳,主要從事鋁晶粒細(xì)化劑的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。鋁晶粒細(xì)化劑作為重要添加劑,廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、軍工、航海、建筑、機(jī)械制造、化學(xué)工業(yè)等各種領(lǐng)域用的鋁材制造加工。是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)、國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)、廣東省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)。
立中集團(tuán)
立中四通輕合金集團(tuán)股份有限公司(300428.SZ),成立于 1998 年,深交所上市公司,總部位于河北保定,公司是專(zhuān)業(yè)從事研發(fā)、生產(chǎn)鑄造鋁合金、變形鋁合金、鋁合金車(chē)輪、功能合金新材料、精密模具、自動(dòng)熔煉裝備和鋰鈉電池新材料的國(guó)際化企業(yè)集團(tuán)。
江西宏科
江西宏科特種合金有限公司,成立于 2007 年 3 月,是江西金泰集團(tuán)下的子公司,業(yè)務(wù)板塊分為金屬添加劑,鋁基中間合金,凈化熔劑,泡沫陶瓷過(guò)濾板及海綿鈦五個(gè)板塊。
徐州有色
徐州有色科技有限公司,成立于 2007 年,公司位于江蘇省徐州市,擁有研發(fā)中心、生產(chǎn)基地。產(chǎn)品包括鋁合金細(xì)化劑、變質(zhì)劑、金屬添加劑、熔劑、鋁基中間合金。
長(zhǎng)沙科源
長(zhǎng)沙科源冶金材料有限公司,成立于 2000 年,公司位于湖南省長(zhǎng)沙市。產(chǎn)品包括熔劑、添加劑、細(xì)化(變質(zhì))劑和中間合金、電解錳片等。
東盛金材
哈爾濱東盛金材科技(集團(tuán))股份有限公司提供的鋁合金金屬添加劑覆蓋錳 (Mn)、鐵 (Fe)、銅(Cu)、鈦 (Ti)、鉻 (Cr)、鎳 (Ni)和硅(Si)等元素,共 9 個(gè)劑型 110 個(gè)牌號(hào)。公司是全球少數(shù)幾家可以生產(chǎn)金屬含量在 95%以上鋁合金金屬添加劑生產(chǎn)企業(yè)之一,自主研發(fā)的熔劑型金屬添加劑、鋁型金屬添加劑、速熔硅等系列產(chǎn)品技術(shù)水平全球領(lǐng)先。公司專(zhuān)注于新型金屬功能材料近 30 年,培養(yǎng)了一支經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì),2022年獲批建設(shè)本行業(yè)國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)家級(jí)博士后科研工作站,不斷擴(kuò)充高端優(yōu)秀人才。
公司是國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)、工信部認(rèn)定的“制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)”,是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金成分添加劑》(YS/T492-2021)的第一起草單位、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金花格網(wǎng)》(YS/T92-2021)的參與起草單位,是國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局認(rèn)定的“國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)”和“國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略實(shí)施工作先進(jìn)集體”,黑龍江省“專(zhuān)精特新”中小企業(yè),子公司滄東盛是“國(guó)家專(zhuān)精特新小巨人”企業(yè)。公司的“鋁合金新型添加劑研究及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(科技進(jìn)步)、榮獲中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)及中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)共同頒發(fā)的中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
公司現(xiàn)有專(zhuān)利 108 項(xiàng),其中發(fā)明專(zhuān)利 10 項(xiàng),且兩項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利分獲第十七屆、第十九屆中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)。公司與全球近 300 家知名鋁合金生產(chǎn)企業(yè)保持穩(wěn)定合作關(guān)系,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)近 40個(gè)國(guó)家和地區(qū),產(chǎn)品主要用于中高端鋁合金制備,是美國(guó)鋁業(yè)、俄羅斯鋁業(yè)、力拓加鋁、諾貝麗斯鋁業(yè)、海德魯鋁業(yè)、中國(guó)鋁業(yè)、明泰鋁業(yè)、亞太科技、創(chuàng)新新材、華北鋁業(yè)等全球鋁業(yè)前十和國(guó)內(nèi)外知名鋁業(yè)集團(tuán)的重要供應(yīng)商。