金融危机下中国钼加工业发展的思考

王德志

(中南大学材料科学与工程学院,湖南 长沙 410083)

金融危机下中国钼加工业发展的思考

王德志

(中南大学材料科学与工程学院,湖南 长沙 410083)

金融危机影响全球钼加工业经济,通过对中国钼加工业面临的挑战与机遇分析,指出金融危机下中国钼加工业的发展应拓宽钼的应用领域,突破加工瓶颈,促进产业升级,提出了理念创新、人才战略和有序发展等建议。

金融危机;钼;加工业;发展

0 引 言

钼因其特有的高熔点、良好的导电导热性及优越的抗蚀性和抗射线能力,作为舟皿、隔热屏、高温炉结构件、射线靶等,广泛应用于电子、医疗、玻璃、钢铁冶金、国防军工等行业中。随着科技水平的不断发展,其应用领域日益扩展,其技术瓶颈不断突破,给钼加工业的发展带来新的机遇,然而,在当前的金融危机中,钼加工业如何安全度过其冬天,如何实现蛰伏之后的蜕变,是我们所面临的一次深层次思考。

1 金融危机下中国钼加工业面临的挑战与机遇

1.1 中国钼加工业现状

我国钼加工业的发展经历了从无到有,从小到大,从少到多的艰苦创业过程。50多年的发展所建成的钼工业体系,加大了钼从资源优势向工业优势转化的力度。近20年来,由于国有企业加快扩建和技术改造步伐,引进技术装备,积极对进口设备消化、吸收、创新,钼加工设备国产化进程加快,新技术、新工艺的推广应用提高了产品质量,增加了产品品种。同时,全国涌现出大批机制灵活的乡镇企业和民营企业,使国产钼加工材的产量不断上升,产品的质量、品种、规格呈现新格局,企业由生产型向生产经营型转变。

目前,美国金融危机已影响到全球实体经济,我国钼加工业由此进入“无钱赚”时期,2008年中国钼出口量为38 896.791 t钼,同比减少了30.34%,出口创汇金额为17.53亿美元,同比减少了21.25%, 2009年1～8月共出口5 466 t钼,同比大幅下降68%。其中钼铁出口量大幅下降86.9%,氧化钼出口量下降65.1%。从我国上半年钼产品进出口情况(表1)来看,钼的深加工产品包括钼粉、钼条、钼杆、钼型材、钼异型材及钼丝等均以较低的价格出口,而以较高的价格进口。

总的来说,我国是钼的大国但不是强国,钼金属制品质量很难达到国际先进标准要求,出口量很小,高精尖产品仍需进口,因此,我国的钼深加工还需作出长远规划,苦练内功。

表1 2009年上半年我国钼产品进出口情况

1.2 中国钼加工业面临的挑战

(1)企业成本压力转化为市场压力的挑战。目前,钼市场依然维持弱势运行,由于市场需求疲软,为了减小成本压力,停产减产情况时有发生,生产企业对市场失去信心,大都持观望态度。

(2)企业转型升级面临先进的管理、技术、人才,以及资金、发展空间等必备要素缺乏的挑战。由于我国钼企业有相当一部分是资源型企业,也有一部分“作坊”式加工企业,普遍存在着科技含量低、粗放型发展的特征,依靠资源、依靠初级产品来生存,在转型时期必将受到人、财、物等方面的制约。

1.3 中国钼加工业发展的机遇

(1)结构调整的机遇。金融危机虽然导致我国钼产品外部需求大量减少,但客观上也为我国钼加工业的结构调整提供了巨大的外部“倒逼”压力。与铝铜等大金属相比,钼属于小金属,其加工技术与水平也存在着一定的差距,其产业结构存在着头重脚轻的问题,利润空间主要在上游产业,因此,由低成本、低附加值、劳动密集型出口导向经济,转为低能耗、高技术、高附加值的技术创新型经济,使我国钼产业结构、经济增长方式进行转变、升级,已经在投资者、政府、职工之间形成共识,这也是我国钼加工业走向世界、做大做强的惟一理性选择。

(2)科技创新的机遇。目前,由湖南有色控股集团有限公司牵头,联合国内10多家高校、科研院所和企业而组成的“钨及硬质合金技术创新战略联盟”已正式成立,其目标主要以钨及硬质合金行业共性、关键技术为重点,大力提高钨产业自主创新能力,解决行业在资源、能源、环境的瓶颈问题,开发钨资源高效利用,钨及硬质合金精深加工重大技术和若干项具有自主知识产权,对行业有重大影响的共性技术,保证钨产业持续健康跨越发展。同时,钼行业的技术创新也应通过产学研结合的方式来对钼业的进步起推动作用。

2 拓宽应用领域,突破加工瓶颈,促进产业升级

2.1 拓宽钼应用领域和发展钼新材料是钼加工业可持续发展的必由之路

2.1.1 UMo钼合金

为了降低核扩散的危险,自20世纪70年代起,国外就致力于用低浓缩铀(<20%U235)替代核反应堆中所用的高浓缩铀(>85%U235),结合钼具有热中子捕获截面较小的特性,用纯度为99.6%、平均粒度为75μm的铀和纯度为99.8%、平均粒度为200μm的钼采用粉末冶金和熔铸的方法制成铀钼合金(UMo)。铀钼合金用于分散燃料,其密度高于18 g/cm3,室温时形成稳定的立方相,在溶质浓度相对较高时形成γ相。

2.1.2 CoC rMo合金

CoC rMo合金,除了具有一定的强度、韧性、耐磨性和较低的摩擦系数外,其弹性与人骨比较接近。同时,由于钼的添加,其强度、耐疲劳性、硬度和耐腐蚀性显著提高。主要用于人造关节肿股骨头、轴承状外环和股骨柄。每年全球所需人造关节数量约为200万个,需求量还在不断增长中。

2.1.3 纳米二硫化钼

主要应用于润滑和催化方面,其中润滑包括添加剂、涂层、薄膜、油脂、固体润滑剂、自润滑材料等一系列产品,而催化则包括载体和非载体2种,主要产品集中在NiCoMo系列。此外,还用作插层电池材料、高能电池用储氢材料、太阳能电池薄膜材料、扫描电子探针、高压吸波材料等。

2.1.4 二硅化钼

主要应用于高温发热和抗氧化方面,作为高温发热元件,其在空气中的工作温度可达到1 900℃,同时,作为理想的抗氧化和耐腐蚀材料,可以用作航空燃气涡轮发动机的叶片气密材料、柴油机的电热塞、工业气体燃烧器、玻璃生产的电极等。

2.1.5 医药用钼

在顺势疗法中用钼可以治疗多种疾病,这种药物以糖丸的形式推向市场,在一定程度上可以提高胆识、感官的知觉和自我肯定能力。手性八面体钼钨配合物,在抗癌药物中具有很大的潜力。

2.1.6 钼基复合材料

钼基复合材料是以钼基体,复合铜、铝、镍、铁、陶瓷或高分子材料中一种或几种所构成的具有特殊性能的材料,有着很宽的应用领域和发展空间,其需求将随科技的发展而日益增长。

以上所涉及的应用和新材料只是钼领域一个很小的方面,其推广应用和新材料研发还需要一个很长的过程和很大的人力、物力投入,也需要我们在传统思维模式基础上进行大胆尝试和探索。

2.2 突破钼加工的技术瓶颈和管理瓶颈是促进钼加工业升级的保障

在很长一个时期,当我们谈起中国的钼加工业,甚至整个金属加工业时,往往习惯于从以下几方面来分析产业存在的问题:企业规模较小,产品结构不合理;制造过程自动化控制水平低;技术装备水平落后;产品研发力度不够,企业缺乏核心竞争力。

以上几点的确是影响我国钼加工业水平的原因,但从深层次分析,实际上只归结于两方面:技术瓶颈和管理瓶颈。

2.2.1 技术瓶颈

对于一些技术含量特高、规格特大、形状特异的精品仍部分依赖进口,如精度特高的钼窄带、超大规模集成电路亚微元件用的高纯和超高纯钼材,冶金用大型钼板、长钼丝和大型钼坩埚等。Plansee公司生产的大型轧制钼环、TZ M合金坯尺寸达φ1 300 mm/φ120 mm×150 mm,而我国还没有特宽钼板和特大钼环件,目前,国内最大钼制品的单重不超过200 kg,而国外钼制品有的达到5 t多重。

2.2.2 管理瓶颈

在钼加工领域,经常会出现这样一种现象,今天能生产出合格甚至性能超高的产品,但明天就不能正常生产,即生产过程极不稳定,偶然性因素太多,主要缘于两方面:一方面是技术上没有弄清其原理,靠经验生产;另一方面是管理上没有精细化,其中后者更关键。

管理瓶颈是在企业的管理系统中制约、限制管理系统运行的关键环节,管是手段,理才是目标。由于钼生产流程长,从粉末冶金到压力加工,还原温度、氢气流量、推舟速度、装舟量、变形温度、变形速度和变形程度等工艺参数均会影响产品的性能,因此,必须实行精细化管理,一个工序一个工序地落实,一个环节一个环节地执行,同时,还必须改变原有轻管理重技术的思维,引进国外优秀的品质管理经验及模式,充分利用现代人工智能系统及在线控制检测系统,加强细节的管理和控制,才能达到目的。

2.3 加大新技术的开发、推广和应用是做大做强钼加工业的关键

近年来,钼加工业的技术进步有目共睹,金堆城钼业集团有限公司和洛钼高科钼钨材料有限公司采用“连轧开坯-长线拉伸”技术,可将直径φ50 mm的钼棒直接连轧成直径φ5.8 mm的线坯,线坯单重达25 kg。该生产线技术性能稳定,可使产品成品率达到97%,比采用传统工艺提高工效60倍,而能耗仅为传统工艺方法的1/3。镧钼等热阴极材料及制备技术、微波煅烧钼酸铵制取高纯三氧化钼新工艺、三氧化钼除钨新工艺等逐步应用于工业生产。

与此同时,粉末冶金与压力加工领域中的其他相关技术对推进钼加工业的技术进步也起到很大的作用。

(1)选冶材一体化的高效短流程制备技术

在选冶方面,对于钼粉末的制备,主要是采用传统方法先制备高纯单质,后混合的方法,造成了能耗、污染增加,且制造过程存在非均匀、低效益的问题,如果针对钼冶炼中间产品,结合粉末粒度、结构、形貌控制技术,就能实现多元钼基制品高效短流程制备,达到节约资源和能源的目标。

(2)粉末冶金近净成形技术

近10年来,粉末冶金领域涌现出了许多新技术,但在钼行业中并未得到普遍推广和应用,值得钼加工业去借鉴。

a.温压技术

温压是使用金属粉末和特殊润滑剂在高于室温(约130～150℃)下压制成形,获得高密度制品(压坯)的技术。随着铁基粉末冶金温压技术的日趋成熟,温压工艺正逐渐向非铁基材料领域渗透,温压工艺可以有效提高钼基合金等粉末压坯密度,此外,作为常规温压工艺的延伸和发展,流动温压工艺因具有成形复杂零件的能力,亦具有广阔的应用前景。

b.注射成形技术

第三阶段：形成融合标准最终版，由两部分构成，第一部分为军民共同表达的要素及代码，第二部分为军用特有的要素及代码。

金属注射成形(Metal Injection Molding,简称M IM)技术是将传统粉末冶金技术和塑料注射成形技术相结合的一种新的粉末冶金近净成形技术,在制备具有复杂几何形状、均匀组织结构和高性能的高精度近净形产品方面具有独特的优势。随着科技工业的发展,对异型、结构复杂的钼及其合金零部件的需求越来越大,普通压制、烧结工艺已不能满足社会对异型钼及其合金小零部件的需求。因此,注射成形将在钼及其合金制备方面拥有一席之地,中南大学、北京科技大学等高校和科研院所已开展了相关工作。

c.粉末锻造技术

粉末锻造是将传统粉末冶金和精密锻造结合起来的一种新技术,是将粉末烧结的预成形坯经加热后,在闭式模中锻造成零件,可以制取密度接近材料理论密度的粉末锻件,克服了普通粉末冶金零件密度低的缺点,使粉末锻件的某些物理和力学性能达到甚至超过普通锻件的水平,同时,又保持了普通粉末冶金少屑、无屑工艺的优点。该技术在钼及钼合金的等温锻造方面得到应用。

(3)粉末冶金烧结技术

a.放电等离子快速烧结(SPS)技术

放电等离子快速烧结是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结的技术,由于它融等离子体活化、热压、电阻加热为一体,具有烧结时间短、温度控制准确、易自动化、烧结样品颗粒均匀、致密度高等优点,仅在几分钟之内就使烧结产品的相对理论密度接近100%,而且能抑制样品颗粒的长大,提高材料的各种性能,因而在材料处理过程中充分显示了优越性,广泛应用于纳米材料、梯度功能材料、金属材料、磁性材料、复合材料、陶瓷等材料的制备。目前,北京工业大学、北京科技大学、中科院上海硅酸盐所已在钼、稀土钼等方面进行了应用。

b.微波烧结(Microwave Sintering)技术

微波烧结是一种利用微波加热来对材料进行烧结的技术。其原理是利用材料吸收微波能转化为内部分子的动能和热能,使得材料整体均匀加热至一定温度而实现致密化烧结的一种方法,是快速制备高质量新材料和制备具有新性能的传统材料的重要技术手段。具有快速加热、烧结温度低、细化材料组织、改进材料性能、安全无污染以及高效节能等优点。

(4)压力加工技术

a.静液挤压技术

静液挤压是利用高压粘性介质对毛坯施加压力,使毛坯材料产生塑性变形,通过凹模型腔出口挤出的技术。由于高压粘性介质对毛坯材料的三向压力,提高了被挤材料的塑性。难熔金属钼因其变形抗力大、塑性差而难以加工,而且在900～1 500℃高温下,这些金属材料不能暴露在空气中成形。采用静液挤压,以玻璃-石墨混合物为高压介质,可以较好地对钼及其合金进行成形。

b.超声拉丝技术

超声拉丝是在常规拉丝过程中叠加超声振动处理的技术,超声拉丝技术除了可以降低钼及其合金的变形抗力,使变形更加均匀,更有利于发挥其塑性外,还可以降低拉拔力,改变组织结构,提高耐高温持久性,同时生产效率也明显提高。

3 中国钼加工业发展的几点建议

我国的钼加工业目前是一个发展的机遇期,对于每一个企业,每一个投资者,每一个科研工作者,应该不是观望和徘徊,而是应该在这个行业中给自己定好位,承担好自己应该承担的责任。同时,也应该朝以下几方面努力。

3.1 理念创新

未来的中国钼加工业应该突破传统的思维,以新的理念去迎接新的挑战。选冶材一体化理念、高效短流程理念、循环经济理念等将在钼加工业中得到实施,同时,在产品结构、精细化管理上进行调整,通过大思路、大工业、大平台、大产品来获取高效率、高回报,才有可能做大做强我国的钼加工业。

3.2 人才战略

目前我国钼专业人才奇缺,研究单位少,经费也不足,企业研究力量不强,自主创新明显低于国外,导致一方面缺乏精品而另一方面经常出现供过于求。20世纪90年代后期,新产品的研发虽然显著加强,但仍然是难熔金属领域存在的问题之一。主要表现在基础性研究在不断削弱,许多单位不愿冒新技术研究可能出现的风险,对新的加工技术研究少,而对传统加工技术缺乏改进,致使许多精品仍依赖进口。

因此,无论是企业、研究院,还是高校,应该树立起一种人才战略,充分利用金融危机,加紧国外顶尖人才的引进,加大国内研究生、大学生等进行人才储备力度,加强现有人才的技术及管理培训,更新知识和思想,与高校结成战略同盟,建立完善的人才培养及智力支持体系,通过培养与引进相结合的办法,构筑起钼加工业发展的人才梯队。

3.3 他山之石

有色金属工业是借鉴钢铁工业发展起来的,其加工工艺和设备也与钢铁加工类似,钼由于熔点高,存在再结晶脆性和变形抗力大等问题,涉及粉末冶金和压力加工两大环节,与钢铁、铜、铝等大金属相比,总量偏小,其工艺和设备的进步程度也低得多,这就要求钼加工业更应虚心学习钢铁、铜、铝加工业的成功经验,包括管理创新、工艺改进和设备研发,在生产经营方面不应追求大金属(钢铁、铝、铜)的“大型”,而应追求其“精细”和“特质”,通过钼的“稀有”和“难熔”来创造更高的利润。

3.4 有序发展

我国的钼加工业总体起步较晚,很多是通过先拥有资源后延伸产业链而转化来的,没有一蹴而就的事情,应该加强钼战略资源的保护,避免无序竞争,遵循有序发展的原则,做到“研发一代、生产一代、储存一代”,使每一个企业拥有自己的气质,努力成为一个成熟的企业。

4 结 语

钼加工业的冬天即将过去,在这冬去春来之际,我们每一个钼业人更应该携起手来,用你的手温暖我的手,用我的心温暖你的心,加强交流与合作,用理念创新、技术创新、管理创新的做法,用成熟的心态去迎接钼加工业真正春天的到来。

THE DEVELOPM ENT O F CH INA M OLYBDENUM PROCESSING INDUSTRY IN THE F INANC I AL CR ISIS

WANGDe-zhi
(School of Materials Science and Engineering,Central South University,Changsha,Hunan,410083)

Financial crisis affects the global molybdenum p rocessing industry econom y.Through analyzing the challenges and opportunities faced by China molybdenum p rocessing industry,this paper pointed out that we should w iden the app lication field ofmo lybdenum,break through the bottlenecks of p rocessing technique,and p romote molybdenum industrial upgrad ing under the financial crisis to im p rove the developm en t of China molybdenum p rocessing industry.On the basis of these,the suggestion,such as innovation idea,talent strategy and orderly developm ent,were also put for ward.

financial crisis;mo lybdenum;p rocessing industry;developm ent

TG146.4+12

A

1006-2602(2010)01-0001-05

2010-01-11

王德志,(1968-),男,博士后,教授,博士生导师,从事钼材料的研究与开发。