日前（qián），包（bāo）钢稀土(铌、钛)钢推进工作委员会成立。包钢稀土(铌、钛（tài）)钢推进工作委员的成（chéng）立（lì）将有力地推进已有稀土（tǔ）在钢（gāng）中应用研究和实（shí）践成果的产业化，打造（zào）中国特色钢材品牌，提升包钢公司钢铁（tiě）产品的影响力和竞争力。据介绍（shào），包钢稀土(铌、钛（tài）)钢推进工作委员（yuán）会同时还设立了推进（jìn）工作办（bàn）公室和6个推进工作小组，分别负责稀土合金制备、稀土在钢中作用机理、稀土加（jiā）入工艺研究、稀土钢产品开（kāi）发、稀土钢标准制定和稀土钢品牌建设等工作。
我们不缺钢缺“精品钢”
相关统计数据显示，2016年（nián）6月中国钢材产量为10071.5万吨，同比增长（zhǎng）3.2%。2016年1~6月中国钢材产（chǎn）量55992.1万吨，同比（bǐ）增长1.1%。2015年全年（nián）中国钢材产量为112350万吨。单就数据而言，中国绝对是世界上当之无愧的钢产量大国，总产量占世界的一半以（yǐ）上。但是，值（zhí）得注意的是，我国钢产品（pǐn）品质（zhì）不高，优质钢很少。
相关研究资料显示，在钢的冶炼过（guò）程中，添加（jiā）稀土元（yuán）素可（kě）以显着（zhe）提高钢的品质，因此，加大稀土（tǔ）钢的研发生产势在必行。同时，由于稀土元素的不可分采性，造成稀土元素产量较（jiào）大但（dàn）应用量相对较少，而且，近年（nián）来，受稀土氧化物价格因素影（yǐng）响，La、Ce及Y、Tm、Yb等稀土产品积压。要解决这一问题，应着重从稀土钢（gāng）领域加快开发应用（yòng），将这些（xiē）稀土,特别是以钇（Y）为代表的中、重稀土用于（yú）生产稀土（tǔ）钢，既可提高国产钢的品质，开发具有（yǒu）中国特色的钢材品种，又可消化积压的稀土产品。由此可见，加快稀土钢的开发应用具有积极的经济意义。
就中国（guó）钢铁工业而言，中国钢铁工业发展主要靠内需。目前来看,全球范围内的（de）钢铁工业产能过剩是多种产能、供给（gěi）过剩背景下产生的（de）。目前全球钢铁需求进入相对稳定甚至缓慢下降阶（jiē）段，因此中国钢铁工业（yè）靠外需（xū）来消化过剩产能是非常困（kùn）难的。所以，中国钢铁（tiě）工（gōng）业（yè）的出路在于提高和（hé）改善钢铁产品质量，扩大钢铁下游产品的使用，并且能够（gòu）扩（kuò）大出口，这才是保持高产能的（de）出路所在。但国际市场的容（róng）量就是那么大，而且有强劲的竞争对（duì）手，扩大市场（chǎng）并不容易。在这（zhè）样的（de）背景下，研发冶炼稀土钢势在必行。
相（xiàng）关数据（jù）显示，1986~2015年的30年，全（quán）球生铁和粗钢产量（liàng）分（fèn）别增加6.237亿吨（dūn）、8.50亿吨，其中中（zhōng）国分别增加6.84亿吨、7.445亿吨，中国的贡献分别（bié）为109.67%、87.60%，剔除中国的产量，全球生铁产量不（bú）仅没有增加，还下降了（le）3830万吨，粗钢产量增（zēng）加了9150万吨，年均增加微弱。
由此可见，过去30年（nián）全球生铁产量主要是中国生产和供（gòng）给，其他国家产量在（zài）减少，而生（shēng）铁的（de）需求主要在中国，中国（guó）生铁出口（kǒu）很少。这（zhè）意味着（zhe）过去30年（nián）世界其（qí）他国家对生铁需求总量没有增加而是在减少。事（shì）实上从2000~2014年的15年，全球铁矿石（shí）增量的99%是中国（guó）消费的。由此可见，如果中（zhōng）国铁（tiě）矿石进口需求不增加，世界铁矿石需求就不会增加。
世界（jiè）粗钢产量在过去的30年平均每年增加（jiā）30万吨左右（yòu），如果用35年的数据(1981~2015)，全球（qiú）粗钢产量增加7380万吨，年均增加只有21万吨左右。从2007年世界粗钢产量(不包括中国)达到历史最高水平8.51亿吨之后，就再也没有超过这一纪录。这说明，除中国（guó）之外，全（quán）球粗钢需求（qiú）量进入相对稳定甚（shèn）至缓慢下降阶段，世界每年粗钢需求大体在8.1亿吨~8.3亿吨之间，目前（qián）是高水平阶段，今后的趋（qū）势是下（xià）降而不是上升。
但是，值得注意的是，中国的（de）钢产量主要是以粗钢为主（zhǔ），高（gāo）品（pǐn）质（zhì）钢材比（bǐ）较少。所谓高品质钢是（shì）指具有更高性能、更长寿（shòu）命、环境友好的高技术含量、高附加值的特殊（shū）钢品种。特（tè）种钢的生产是体现一个国家整体工（gōng）业发（fā）展水平的重要标志。其代表了特殊（shū）钢材料的发展方向对保（bǎo）障国家重大工程建设、提升装备制（zhì）造水平、促进（jìn）节能减排和相关应用领域技术升级（jí）具有重要（yào）意义（yì）。
国内特钢消费市场中潜力较大的领域是工程机械、石油化工、电站(核电、火电)、运（yùn）输机械(含高速列车、汽车等)、航空及军工等行业（yè）。从目前来看。工信部《新材料产业（yè）“十二（èr）五”发展规划》中提到建（jiàn）立高品质钢（gāng）的基地。山西太原、湖北武汉、河南舞阳、天津等地建设若干专业化高品质特殊钢生产基地。重点（diǎn）建设华东高品质特殊钢综合生产基地。依托（tuō）鞍山、大连等老工业基地。国家政策对高品质钢的扶持态度可见一斑。
而稀土元素在钢冶炼中的应用可以很好地解（jiě）决钢材品质难题，钢中有了稀土后，其性能得以（yǐ）提高，表现在深冲性能、抗腐（fǔ）蚀性、耐磨（mó）性、拉拔性等。稀土（tǔ）与钢液中的（de）氧、硫等杂质（zhì）的化学亲和力大，在炼钢温度(约1873K)下稀土能同钢（gāng）液中的氧、硫等杂质反应生成稀土氧化物、硫化（huà）物或氧硫化物。这些反应的脱氧平衡常数或脱（tuō）硫平衡常数低于或接近于常用的脱氧剂（jì）和脱硫剂。因此稀土钢添加剂（jì）可作为钢液的强脱氧剂和脱硫剂而起净化（huà）作用。常用的稀土钢添加（jiā）剂主要为混合稀（xī）土金属或高品位(RE>27%)稀土硅铁合金，有时也使用混合（hé）还原剂（jì）的（de）稀（xī）土（tǔ）氧化物。稀土与钢液中的氧、硫反应（yīng）生成的氧化物、硫化物或氧硫化物可部分残留在钢（gāng）液中，成为钢中（zhōng）的（de）夹杂物。由于这些夹（jiá）杂物的熔点（diǎn）高，可作为钢液凝固时的非匀质成核中心（xīn），起细化钢的凝固组（zǔ）织作用；又由于这些夹杂物在轧钢温度（dù）下（xià）不易变形，仍保持细（xì）小的球形或纺锤形，使钢中的夹杂（zá）物形（xíng）态得到控制，从而避免（miǎn）或（huò）克服钢材在热（rè）压力加工时由于其他种类夹杂物(如（rú）MnS)延伸变形所导致的钢材性能（néng）的各向异性，而使钢材的纵（zòng）向、横向与厚度方向的性能趋于一致。稀土处理钢材的这种（zhǒng）变质作用是目前稀土钢添加剂最主要的应用内容。钢中可能固（gù）溶微（wēi）量稀土，特别是高碳钢和合（hé）金含（hán）量较高（gāo）的某些合金钢固溶稀土量较高(万分之（zhī）几)，可能产生某些合金（jīn）化作用。这（zhè）种合金化作用表现为稀土影响钢的相变过程（chéng），改变相变产物的组成与结构（gòu），从而使钢的疲劳性能（néng）和耐腐蚀性能（néng）变好，以及提高钢的显微硬度。目前以(微)合金化为目的而（ér）使用的稀土（tǔ）钢添加剂量所占（zhàn）的比例较少。为（wéi）实现稀土对钢（gāng）的(微)合金化作用，必须较严格（gé）地控制冶金条件。使用的稀土钢添加剂主要是单一稀土金属及其铁（tiě）合金，如Fe-Ce、Fe-Y等，有时也使用混合稀土金属。
道路坎（kǎn）坷（kě）前景广阔
上世纪（jì）七八十年（nián）代，稀土（tǔ）钢曾经作为成熟产品出现在我国（guó）钢铁产（chǎn）品名单上。但是，近年来，由于多种原因，稀土钢这一具有中国资源特色的钢材品种的研发生产陷入低谷。根据（jù）中（zhōng）国稀（xī）土学会的（de）统计数据，2011年，我国稀土钢产量仅为60万吨，产量急剧萎缩。稀土钢（gāng）的这一（yī）现状，引发了相关专家学者的忧虑。那么，稀土钢的开发现状（zhuàng）如何？发展稀土钢的作用在哪里？
业内专家表示，稀土对钢铁生产有三大作用：净化钢液、变质夹杂、微合（hé）金（jīn）化。在钢（gāng）铁生产过程（chéng）中加入稀（xī）土可以提高钢材的强度（dù）、冲击韧性、耐腐蚀性等（děng）性能（néng）。因此，稀土在普钢、特钢甚至不锈钢生产中都（dōu）有着（zhe）不可替代的作用。相（xiàng）对于美国、日本等技术先进国家，我国稀土钢研发（fā）起步较晚，但是进（jìn）展迅速。上世纪（jì）90年代，我（wǒ）国已有可（kě）批（pī）量生产的稀（xī）土钢品种9个，最高（gāo）年产量达到168万吨。不过，随着炉外精炼技术的普及，用稀土净化钢液的作用被弱化。加之稀土价（jià）格高企，在特殊钢中加入稀土生（shēng）产（chǎn）成本过高，企业（yè）研发生产稀土钢的积极性受挫。在这种情况下，2011年，武钢稀土钢产量（liàng）由35万吨降到10万吨，本钢则从40万吨降（jiàng）到20万吨，太（tài）钢也从30万吨降到（dào）10万吨。
当（dāng）前（qián），我国稀土钢研发生产的持续低迷，折（shé）射出由国家倡导的稀土在钢铁生产中应用工作的疲弱。“中国是世界钢铁大国（guó），但是钢铁品种质（zhì）量与国际先进水平相比（bǐ）还有相当大（dà）的距离。我国是稀土大国，用稀土材料强化和（hé）提升钢铁传（chuán）统产业具有重要意义。”中国稀土学会秘书长助理卢先（xiān）利说。他用一组数据说明了国内外在稀土钢（gāng）应（yīng）用方面存在的差距：美国钢产量达到1亿（yì）吨/年时（shí），稀土钢产量接近800万吨/年，而我国钢铁产量已（yǐ）达到7亿吨/年，稀土（tǔ）钢产量却不足100万吨/年（nián）。
卢先利认为，如果我国（guó）的稀土钢产量能够达到2000万吨/年，那么，每年可消耗混合稀土（以过剩的镧、铈为主）1.2万吨。从这个角度来看，发（fā）展稀土钢（gāng）不但可以（yǐ）促进（jìn）钢铁（tiě）产业升级，还（hái）可以实现稀土元素的综合利用，对促进稀土行业（yè）健康发展同样具有积极作用。
“作用机理曾是阻碍稀（xī）土在钢铁（tiě）生产中应用的巨大屏（píng）障。但是，今天这一阻力正在消除。”一直从事稀（xī）土钢研究的北京钢铁研究总院教授（shòu）王龙妹表示。经过大量的研（yán）究实验，稀土钢的作用机理目前（qián）已（yǐ）经十分明确，并在生产实践中得到肯定。美国（guó）、日本、法国、瑞典、俄罗斯等国在生产特殊钢时都会加入稀土，日本更是在（zài）稀土钢方面拥有大量专利。建议（yì）国内研究单（dān）位与生产企业紧（jǐn）密配合，将研发与市场结合起来，赋予稀土钢研发新的动力。
长期从（cóng）事稀土钢研究工作的东北大学教授戢景文（wén）认为，我国钢材产品均匀性差、稳（wěn）定性差，加入稀土对这些问题的改善有极大帮助。在洁净钢条件下，稀土钢开发前景同样广（guǎng）阔。他建议，企业应（yīng）针（zhēn）对实际问题开展研（yán）发，要注重新品种和新装备的推广应用。
事实上，尽（jìn）管遭遇诸多困难，我国的稀土钢研发工作一直在顽（wán）强地推进着。近（jìn）年来，包钢开发了深受（shòu）市场欢迎的稀土耐磨板、稀土特殊油井（jǐng）管等多种稀土钢产品（pǐn）；太钢（gāng）在不锈钢生产中加入稀土（tǔ），以提高（gāo）产（chǎn）品性能，降低生产成本。尤为（wéi）可喜的是，在学术界对稀土钢不（bú）置可否的时候，本钢采用传统的稀土喂丝法成功生产出气瓶钢，成为本钢重要的创效产（chǎn）品。但是，企业的研发工作多为（wéi）单兵作战，不能形成合力，这使得稀土在钢铁生产中（zhōng）的应用难（nán）以取得突破性进展。
卢（lú）先利说：“目前，我国稀土在钢铁生产中的应用工作已到了（le）关键时期，稀土加入工艺及设备落后（hòu）、稀土钢的品种和产量少、稀土在各（gè）类钢中的作用机理研究还不深入等方面问题亟待解决。同时（shí），这些问题的解决，急需方方面面的配合支持，特别需要国家层（céng）面上的政策扶持和引导。建议工业和信息化部将稀土（tǔ）在钢铁生产中的（de）应用工作列入到稀土产（chǎn）业调整升级专项。”
开发稀土钢工艺是关键
将稀土元素加入钢中，提高钢（gāng）的强度、耐磨性能和（hé）抗氧化性能，改善和优化（huà）钢材（cái）的质量（liàng），这已经成为业界共识。我国稀土在钢中应（yīng）用的历史已有三十多年，牌号达几（jǐ）十个。迄（qì）今，我国的稀（xī）土钢（轻稀土钢）主要分两大类：一是含Cu、P类稀土低合金钢，利用（yòng）稀土改善钢的耐蚀性（xìng）；二是含Mn、Nb、V、Ti稀土低合金钢，利用稀土（tǔ）除（chú）改善钢的耐蚀性外，更主要是改善钢的（de）强（qiáng）度和耐磨性。
我国稀土钢（轻稀土钢）的主要生产基地是武钢、包钢（gāng）、本钢、太钢、攀钢等企业。2011年，我国轻稀土钢的产量约60万吨，最（zuì）高年产量是20世纪90年代，曾达（dá）168万吨。我国轻稀土钢占钢总产量的比（bǐ）例不足0.5%（2004年），而美国在20世纪七、八十年代稀土钢产量已达700万（wàn）~900万吨，占钢总产量的9%左右。
在我国稀（xī）土钢的各钢种中，迄今消费的（de）主要是轻稀土，尚未消费及形成正规牌号的中、重稀土钢种。众多的研（yán）究和试验表明，尤以重稀土为对象冶炼的钢材，其性能与指标，是（shì）轻稀土钢难（nán）以比拟的。例如，以Y基重（chóng）稀土钢材制作的火车轮毂，其性能明显地优于以轻（qīng）稀（xī）土钢材制作的火车轮毂。
当前，稀土（tǔ）在高科技与社会发展（zhǎn）中的作用广为人知。但世人并不清楚，迄（qì）今并不是全部的稀（xī）土元素都能得到充分的利用，还有许多稀土元素（sù）的应用面与应用量十分有限（xiàn）。目前，应（yīng）用量（liàng）较大的稀（xī）土元素，只是其中的一部分，例如La、Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy等；而另一些稀土元素却尚未进入量大面广的应用阶段，例如Tm、Yb、Lu等（děng）；Y元素则因配分含量高，产量大，尽管有一定的应用量，但应用量（liàng）与产量相比，相对较（jiào）小，导致产（chǎn）品积压；由于价格及应用量减少等原因，也导致La、Ce等（děng）元素的（de）积压。
我国优（yōu）势的南方离子型稀土资源（yuán），配分齐全，尤其是中、重稀土含量高，特别是以龙（lóng）南为典型代表（biǎo）的离子型重稀土矿床，其Y2O3配分含量高达60%以上。矿床中的（de）稀土矿物，是包含着整个稀土族15（或（huò）17）个元素（sù）共生在一起、不可分割的自然界共生体。也就是说，在这种矿床中，每一个单独的稀土元素，都不可（kě）能以独立的（de）矿物形态而赋存，因此不（bú）可能在矿山开采时将每一个（gè）稀土元素单独（dú）地分采（cǎi），实现以销定产，消除积压。而若需将每一稀土元素逐个分开，则需通过后面的湿法冶炼（liàn）加工工艺（yì），才能将其分离，从而获得单一（yī）的稀土产品。可见，只要（yào）某些稀土元素的应用面与应用量未予拓开，则（zé）这些稀土元素的积压是必然的（de），例如前面提到的（de）Y、Tm、Yb等稀土元（yuán）素，这是矿物（wù）、矿床赋存特征自然（rán）规律（lǜ）所决定的。
有鉴于此，国家近年来出台的稀土“收储”政策，即是解决上述困局的措施之（zhī）一。所以，我国稀（xī）土产业若要获得更大的发展，从源头（tóu）上减少或消（xiāo）灭滞销、积压现象，真正使每个稀土元素都（dōu）能得到综合利用，只有（yǒu）从技术（shù）层面上（shàng）来解决真正扩大每个（gè）稀土元素的应用面和应用量问题，才是“治本（běn）”的根本、有效的途（tú）径。
而在冶炼过程中，工艺技术是稀土在钢中应用的关键。如果说十几年前钢铁行业对稀土在钢中应用还颇为认（rèn）可的话，那么，随着炉外精炼技术的普及，稀土的脱氧、脱硫作用被取代（dài），目前这（zhè）一认（rèn）同已荡然无存（cún）。在调查了国内多家（jiā）钢铁企业之后，业内（nèi）专家（jiā）认为（wéi），其中原因有三：一是由于稀土容易与钢中的其他（tā）元素产生不（bú）良反应，不好固熔、不好加入；二是铁水预处理技术使得钢水成分变化，稀土的加入缺乏适当的量化标准；三是采用连铸工艺后，已经在模铸工艺中成熟的喂丝（sī）、吊挂等加入方法失效。这三个原因使得稀土在钢中应用（yòng）鲜有成功范例，更缺乏批量生产（chǎn）。
稀土在钢中应用困难，不是稀土（tǔ）本身的问题，而是与之相匹配的（de）工艺问题。作为稀（xī）土钢研究工艺的专家，成国光和他的课题小组从5年前（qián）开始关（guān）注稀土钢工艺。借鉴国外在钢水中加入（rù）复合合金的做法，他们（men）研制出一种稀土铝铁合金，以解决连铸生产中（zhōng）稀（xī）土加（jiā）入（rù）的麻（má）烦。成国光认为，这一做法是在传统铝系脱（tuō）氧基础上添加一（yī）定（dìng）量（liàng）的稀土元素，起到复合脱（tuō）氧（yǎng）和高（gāo）效（xiào）去除夹（jiá）杂物（wù）的作用，同时避免了过去加入稀（xī）土硅铁合（hé）金导致硅含量超标的弊（bì）端，可显着提高钢水洁净度。由于稀（xī）土加入（rù）量适当，业（yè）内人（rén）士（shì）担（dān）心的水口堵塞的现象（xiàng）并没有出现。
制造稀土钢包钢已先行（háng）
稀（xī）土钢的研发制（zhì）造，既能增加稀土的消费，又能提高（gāo）钢的品质，可谓一举多得。
值得庆贺的是，在稀土钢制造领域，包钢已经成为先行者。
8月18日，包钢重要结构调整项目（mù）——稀土钢（gāng）板材厂冷轧工程连续退（tuì）火（huǒ）机（jī）组1号线热负荷试车，包（bāo）钢稀土钢板材厂冷轧（zhá）工程是该公司做强做精（jīng）的重要（yào）支（zhī）点，也是打造稀土钢品牌的重点项目，由（yóu）中国五冶集团承建。连续退（tuì）火机组1号线和2号线设计年（nián）产能分别为90万吨和63万吨，其中2号（hào）线已（yǐ）于2015年11月（yuè）热负荷试车，生产的退火商品卷已经实现销售。
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