500吨镁合金管材塑性加工生产线建设项目可行性研究报告.pdf

附件 2 500 吨镁合金管材塑性加工生产线建设项目 可行性研究报告 哈尔滨工业大学 2012 年 9 月 目 录 一、镁合金塑性加工产业的主要内容 1 二、镁的矿产资源与储量 . 3 三、目前原镁的消费市场 . 7 四、国内外发展动态 . 11 五、镁产业国内外的进展 . 14 六、镁合金塑性加工产业的历史进程 19 七、镁合金管材市场需求分析与预测 23 八、年产 500 吨镁合金管材生产线建设投资预算 36 九、500 吨镁合金管材生产效益分析与回报期预测 36 十、本项目的主要技术创新与技术优势 . 37 十一、本项目镁合金管材生产的发展计划与目标 39 十二、本项目的风险分析 . 39 十三、本项目的环境评价 . 40 十四、本项目现有的技术支撑队伍 41 十五、哈工大镁合金管材塑性加工技术已获得的专利 . 42 十六、镁合金塑性加工新技术 2006 年论证委员会评审意见 42 一、镁合金塑性加工产业的主要内容一、镁合金塑性加工产业的主要内容 镁及镁合金是地球上唯一没有被大量开发应用的轻质金属结构材料。镁合金 具有资源丰富，我国镁储量世界第一，年产量世界第一，但主要生产镁原材料。 镁合金具有比钢和铝合金更高的比强度，是最轻质的金属结构材料，在一切 运载工具中应用，可降低运载工具的自身重量，提高有效载荷，节约能源，减少 CO2排放，因此又是节能材料。 镁合金可以再生回收， 镁是人体有益的微量元素， 在自然界中可以很快降解， 不污染环境，因此镁合金又是环境友好材料。 镁合金具有良好的电磁防护性能，是计算机、手机、数码相机、电视机良好 的壳体材料，可以大幅降低电磁幅射对人身体的危害。 镁合金具有比钢和铝合金更好的阻尼减振性能，目前歼击机飞行员的座椅和 输油管均采用镁合金管，不仅轻质而且具有减振阻尼明显效果， 镁合金具有吸热和散热快的良好性能，可以用于热交换器材料，镁合金在人 体介入治疗中，如用于血管支架，骨钉，骨板，组织缝合线，是有益而无毒付作 用，并可消溶降解，因此被认为是唯一医用可降解金属材料。 镁离子电池未来有望取代锂离子电池，比锂离子电池有更高的容量，价格更 便宜，安全性能更好，镁离子电池有望成为下代电动汽车的电池材料。 镁及镁合金具有资源丰富，节约能源，环境友好这三大优势，而且是比强度 很高的轻质结构材料和功能材料，未来 10 年内镁及镁合金材料产业将会迅速发 展，被世界公认的是二十一世纪最有发展前景的新材料产业。 然而镁及镁合金的最大缺点是室温塑性差，很难塑性加工。镁及镁合金塑性 加工成材料率低， 生产效率极低， 成本高， 价格昂贵， 仅能用于军用飞机， 导弹， 卫星和武器装备上，一般领域很难应用。大幅度降低镁合金塑性加工的成本，提 高镁及镁合金塑性，一直是人类社会重点研究攻克的目标。谁能将镁及镁合金的 塑性加工成本降低到铝合金水平，室温塑性也达到一般防锈铝合金水平。谁将引 领镁合金产业及市场。 镁合金塑性加产业，分为一次塑性加工产业和二次塑性加工产业，一次塑性 -2- 加工产业是指从铸锭开始加工生产板材、管材、型材、棒材、线材、箔材的镁合 金材料产业。任何金属材料、板材、管材、型材、棒材、线材、箔材约占该种材 料的 7585%的市场份额。 镁合金二次塑性加工成形产业，是指将镁合金板材、管材、棒材再经塑性加 工成形各种零部件的产业，称二次塑性加工成形产业。一般市场份额应是一次塑 性加工产业的 2 倍左右。 镁合金一次塑性加工生产板材，管材，型材，棒材，线材，箔材是生产材料 产业，所采用的技术与其它金属材料一样，主要是轧制技术，挤压与拉拔技术。 镁合金二次塑性加工主要是将板材，棒材，管材进行成形零部件产业。所采 用的技术主要有板材的冲压技术，棒材的挤压和锻造技术，管材的弯曲，压扁， 胀形技术。 无论一次塑性加工生产材料的技术，还是二次塑性加工成形零件的技术，均 依赖镁合金的塑性变形实现的，因此称塑性加工产业。 镁合金室温塑性差，在较高温度下镁合金的塑性也较差，相对于铝合金来讲 热加工镁合金同样困难，同样材料利用率低，生产效率低，成本高，在镁合金板 材，管材，型材，棒材，线材，箔材热塑性加工生产技术中，最困难的是板材， 线材，管材，箔材。管材是其中最难一种，虽然镁合金板材与管材有生产企业， 能够制造，但技术水平低，成本高，价格昂贵，一年也只能生产几百公斤或几吨 而已，至今为止世界上还没有镁合金低成本大批量生产镁合金管材，板材，线材 的生产技术企业。而镁合金箔材能够研究出来，目前尚不能生产。 所以建立低成本大批量生产镁合金管材的产业，在市场中有极强的竞争力， 对于镁合金来讲， 年生产 500 吨管材， 在世界上镁行业中就算大规模的生产企业。 因此建设世界上第一条镁合金管材低成本生产线，其意义与影响是重大的，必奖 推动镁合金塑性加工产业的快速发展。 -3- 二、镁的矿产资源与储量二、镁的矿产资源与储量 1 1、镁的矿产资源、镁的矿产资源 镁是唯一没有被大量开采的金属，镁主要以各种化合物存在于地球表层，主 要分布在海水，天然盐湖水，油田卤水，白云岩，菱镁矿，水镁石和橄榄石等。 镁在地壳表层储量占第 8 位，占 1.9%的质量比。世界镁矿主要分布在中国，美 国，澳大利亚，巴西，俄罗斯，朝鲜，韩国，加拿大，以色列，哈萨克斯坦，乌 克兰等国。我国镁储量占世界第一位。我国已探明的白云石矿总量约 40 亿吨， 菱镁矿 42 亿吨，青海柴达木盆地的 33 个盐湖镁的储量为 47.85 亿吨，同时每公 斤海水中约含 3.8 克氯化镁，估计海水中镁含量约 2100 亿吨。仅我国的白云石 矿中提炼镁可开采年限达到 1000 年以上，可见镁的储量极其丰富，未来不存在 镁资源紧张的问题。 全世界镁矿产储量有多少， 至今没有可信或确切的报导， 只有美国的 Deborah A·Kramer2000 年初略的统计及了解的情况，仅就世界菱镁矿的储量见表 1。 除了这些外，菱镁矿矿床也存在于西班牙，巴基斯坦和苏丹。据报道，在墨 西哥，伊朗，菲律宾，澳大利亚，埃及和南非共和国也有不到 100 万公吨的矿存 在。在古巴，瑞典，挪威，波兰，苏格兰，法国，意大利，肯尼亚和坦桑尼亚也 有少量的矿。 据报告估计在美国有6500万公吨的菱镁矿（镁，1500万公吨），其储备地如 下：内华达州88，其中有2700万公吨的菱镁矿含有CaO的不到5；华盛顿和 加利福尼亚州11， 剩下的1在得克萨斯州， 新墨西哥州， 爱达荷州， 犹他州， 宾夕法尼亚，马萨诸塞，马里兰，新泽西，纽约也有菱镁矿矿点，但储量还尚未 估计。 白云石矿在内华达州的矿存为300万公吨，在亚利桑那州，英国、爱尔兰和 加拿大也发现了白云石矿点。 -4- 表1. 世界菱镁矿储量分布表 （Mg含量，百万公吨） 国家国家 储量储量 总体储备总体储备1 澳大利亚澳大利亚 NA NA 奥地利奥地利 15 20 巴西巴西 45 65 中国中国e 750 1,000 希腊希腊 30 30 印度印度 30 45 朝鲜朝鲜e 450 750 俄罗斯俄罗斯e 650 730 塞尔维亚塞尔维亚 5 10 斯洛伐克斯洛伐克e 20 30 西班牙西班牙 10 30 土耳其土耳其 65 100 美国美国 10 15 其他国家其他国家 420 480 总量总量2 2,500 3,400 e 估计数据。 NA 未认证。 1包括现今可开发和不可开发的。 2数据四舍五入，保留三位有效数字。 北卡罗来纳州和佐治亚州的橄榄石储量估计为23000万公吨，其平均含有48% 的MgO。此外，在华盛顿的赛普拉斯岛，以纯橄岩形式存在橄榄石的存储估量 为5000万公吨；在Twin Sisters地区也有几百万的储量。 到目前，由于应用信息的不完善，从海水和地下水中提取的以卤水形式存在 的镁盐的存储量还是难以估计的。据初步估计，Great Salt Lake中氯化镁的含量 大约为63000万公吨。 白云石是沉积岩，俗称石灰石，其分布遍布整个美国。大多数的白云石是在 已有的灰岩中由于镁和钙互换生成的。现已发现的菱镁矿主要有四种存储形式： 沉积岩、变更蛇纹石、脉形填充岩以及镁替石灰石和白云石。已发现的水镁石主 要类型为蛇纹石，白云石，菱镁矿，和铬铁矿分解产生的硅酸镁类结晶灰岩。橄 榄石一般为颗粒状的晶体，常常存在于有玄武岩和辉长岩组成的火成岩种。另外 纯橄岩也是一种富含橄榄石的岩石。(Bodenlos and Thayer, 1973). 蒸发岩（或者叫蒸发盐）主要由蒸发沉淀地标和地下的盐溶液获得的。含有 -5- 卤水的地质分布极广，但是已公布的资料却十分的少。 菱镁矿，或碳酸镁（MgCO3），理论上的含镁量为47.6。白云石 （CaCO3MgCO3）是碳酸钙和碳酸镁混合矿物，理论上的含镁量为22。水镁 石，氢氧化镁Mg（OH）2，其镁的含量高达69。橄榄石（Mg2Fe2SiO4）中含 有19的镁。在这些矿石中。菱镁矿和白云石是镁及镁的化合物的最大来源。海 水，卤水，盐卤等也是镁及镁的化合物重要来源。 在美国，每年约有60%的镁的化合物是从海水和卤水中提取的；一半以上的 金属镁是以海水或卤水作为原料生产的。 表 2 为全球菱镁矿产的生产和储备： 表 2 全球菱镁矿产量与储量（吨） 矿产量 储量 4 2010 2011 e 美国 W W 10000 澳大利亚 86 90 95000 奥地利 202 200 15000 巴西 115 115 160000 中国 4040 4100 550000 希腊 86 90 30000 印度 95 100 6000 韩国 43 45 450000 俄罗斯 346 350 650000 斯洛伐克 187 190 35000 西班牙 133 130 10000 土耳其 288 300 49000 其它国家 141 150 390000 总量 55760 55900 2500000 全球领先的橄榄石生产商计划重新启动位于挪威的 Raubergvik 矿山(年开采 量 40 万吨）和 Grubse 橄榄石矿山（19 万吨）的生产。Raubergvik 矿开采计划运 至美国，并主要被材料供应已出现紧缺的铸造使用。 全球资源：可以提取镁化合物的储量或大或小的资源在全球广泛分布，现已 探明的菱镁矿的总储量约为 120 亿吨， -6- 2 2、我国原镁产量、我国原镁产量 世界原镁的产量近 5 年来一直在 70 多万吨，由于世界经济不景气，特别是 欧债危机影响镁消耗处于负增长。 而我国到 2010 年原镁生产基本达到高峰， 2011 年有所下降。除了世界经济不景气影响外，主要是镁的深加工，特别是镁合金板 材，管材，型材的应用市场没有进展。制约镁产业发展。 原镁生产从 2005 年以后主要集中到中国生产，主要是国外劳动力贵，环境 污染， 世界各国均将目标转向中国，如挪威海德鲁公司是世界上最大镁生产商之 一，2007 年关停了拥有 5.1 万吨产能的 Becancour 原镁冶炼厂而转移到中国建 厂。 俄罗斯镁业也宣布 2007 年原镁产量减少 1 万多吨。加拿大 Timmineo 工厂已 完全关闭等等，许多国家向中国采购原镁材料。 以 2011 年中国镁协公布的报告可看出原镁产量和消费情况。2011 年我国共 生产镁锭 66.06 万吨，同比增长 1.04%。表 1 给出 2011 全国镁产量统计表。 表 3 2011 年镁冶炼产能产量按省区分布 （单位：万吨） 地区地区 企业个数企业个数 生产能力生产能力 产量产量 合计合计 占全国比占全国比% % 合计合计 占全国比占全国比% % 山西省 20 62.0 39.17 32.92 49.36 陕西省 38 66.5 42.00 25.39 38.43 宁夏 6 15.3 9.67 3.78 5.67 新疆 4 6.0 3.79 1.59 2.38 内蒙 4 4.0 2.53 1.33 1.99 青海省 1 2.0 1.26 0.25 0.37 吉林省 1 1.5 0.95 0.7 1.05 辽宁省 1 1.0 0.63 0.1 0.15 合计 75 158.30 100 66.06 100 2011 年镁锭共生产 66.06 万吨比 2010 年 65.38 吨同比增长 1.04%。近 5 年 来全世界原镁产量一直在 7077 万吨范围内波动。可见我国占据绝大部分原镁 生产。 -7- 三、目前原镁的消费市场三、目前原镁的消费市场 1 1、原镁的市场消费、原镁的市场消费 我国 2011 年出口 40.02 万吨镁及镁合金， 同比增长 4.21%， 出口金额为 12.39 亿美元增加 16.66%，创历史最好水平。 表 4 2011 年中国镁产品出口同比变化 单位：万吨、亿美元 年年 20102010 20112011 出口量出口量 类别类别 数量数量 数量同数量同 比比% % 金额金额 金额同金额同 比比% % 数量数量 数量同数量同 比比% % 金额金额 金额同金额同 比比% % 原镁（锭）原镁（锭） 19.02 62.01 5.05 66.27 18.59 -2.29 5.55 9.83 镁合金镁合金 8.59 34.94 2.60 34.73 9.94 15.74 3.28 26.50 镁废碎料镁废碎料 0.07 199.39 0.02 217.67 0.06 -9.68 0.02 -1.52 镁屑、镁粒镁屑、镁粒 粉粉 8.50 108.66 2.22 107.33 8.78 3.24 2.55 14.60 镁合金加镁合金加 工材工材 0.72 155.75 0.26 135.60 1.51 109.52 0.57 116.21 镁及镁合镁及镁合 金制品金制品 1.49 72.44 0.46 53.62 1.14 -23.88 0.42 -9.94 合计合计 38.40 64.45 10.62 64.44 40.02 4.21 12.39 16.66 数据来源:海关总署 根据 2011 年国家海关总署统计出口 40.02 万吨中： 原镁出口 18.59 万吨 （出 口到 56 国家和地区表 5） ，镁合金出口 9.94 万吨，镁粉出口 8.78 万吨，镁合金 加工材（棒、型材）1.51 万吨，镁及镁合金制品 1.14 万吨。 2011 年我国国内消费 27.68 万吨，同比增长 19.31%，也创历史最好水平。 原镁主要消费市场，根据中国镁业协会统计，可见表 6 -8- 表 5 2011 年中国主要镁产品出口前 10 名国家与地区 单位：吨 序号序号 国家或地区国家或地区 出口主要镁产品出口主要镁产品 其中其中 原镁（锭）原镁（锭） 镁合金镁合金 镁粒（粉）镁粒（粉） 1 荷兰 98333 47430 39578 10644 2 日本 40638 26268 8274 5688 3 加拿大 43593 15536 8980 8560 4 韩国 18.43 9895 4788 5 印度 12607 8902 3517 6 斯洛文尼亚 11538 7359 7 澳大利亚 6894 6376 8 德国 13968 6039 4324 3362 9 法国 10634 6024 4075 10 比利时 8742 5504 3075 11 英国 9508 4875 2795 12 罗马尼亚 3595 3420 13 墨西哥 6010 3285 14 美国 29702 22654 15 土耳其 11170 9252 16 斯洛伐克 4354 4354 17 台湾 10708 3110 合计 320359 139333 84674 73936 数据：中国海关总署 表 6 2011 年国内镁消费市场领域 （单位：万吨） 分类分类 冶冶 金金 加加 工工 其它其它 合计合计 同比同比% % 消费量消费量 年 铝合金铝合金 添加添加 炼钢炼钢 脱硫脱硫 球墨铸铁球墨铸铁 球化剂球化剂 金属金属 还原还原 稀土镁稀土镁 合金合金 铸件、压铸铸件、压铸 件、型材件、型材 2010 5.74 2.80 2.50 3.50 0.50 7.66 0.50 23.20 34.88 2011 7.80 3.00 2.70 3.80 0.60 9.18 0.60 27.58 19.31 -9- 图 1 原镁国内消耗领域 从表 6 和图 1 可看出我国镁主要消耗在冶金领域和铸造领域，而塑性加工领 域占的比例很少不足 0.6 万吨，据了解塑性加工领域的产品主要为棒材（牺牲阳 极）和少量型材和板材，这说明镁产业要发展，必须极大的扩展镁合金板材，管 材，型材，线材的产业发展。 国外的原镁及镁合金消耗情况，表 7 和表 8 给出了美国的近年来原镁的消费 统计表 表 7 美国近年来原镁进出口量及消费总量 单位：千吨（10 3吨） 2007 2008 2009 2010 2011e 产量：主要产量 W W W W W 次要产量（新旧废料） 89 88 67 72 75 进口量 72 83 47 53 50 出口量 15 14 20 15 12 消费总量：公布的主要消费量 72 65 51 56 60 表面总量 2130 2140 390 2110 2110 价格（年度）：美国（现货市场，美元/磅，平均） 2.25 3.15 2.3 2.43 2.35 中国（自由市场，美元/吨，平均） 4550 2665 2950 2925 3300 存储量（生产和消费，年度） W W W W W 就业人员（数量 e） 400 400 400 400 400 净进口依赖 4百分比 47 50 33 36 35 -10- 表8 美国镁进出口数据 单位：吨 2011 2012 1月 2月 3月 1-3月总量 进口额： 金属镁 14300 1020 1400 1560 3980 废料 22000 1790 1760 2060 5610 含镁的合金 11200 771 1070 911 2750 含镁的板、管、丝、粉及其他 973 57 69 68 195 总额 48400 3640 4300 4600 12500 出口额： 金属镁 5520 670 900 601 2170 废料 1680 355 192 270 817 含镁的合金 3500 386 294 250 931 含镁的板、管、丝、粉及其他 1620 152 137 183 472 总额 12300 1560 1520 1310 4390 美国镁出口量在2012年一季度与2011年同期相比增长39%。加拿大(34%)、 新加坡(29%)、墨西哥(24%)是主要的出口目的地。镁进口消费量在2012年的第一 季度比2011年同期上升了8%。以色列人(90%)是主要的金属镁进口来源国。中国 (34%),以色列(30%)是主要的镁合金进口来源国。在过去的几年，镁废料的进口占 去了总进口额的相当一部分， 在2012年第一季度,镁废料进口已占进口总额的45%, 且其中超过一半来自加拿大。 2012年一季度的镁价格，在这一季度，镁的价格没有明显改变。据报道, 美国现阶段消费商消费的镁是2011年其已进口并存储的镁,因此第一季度镁交易 很小(Barry,2012)。 2012年2月中旬，CVM矿产有限公司(香港)恢复了其在马来西亚霹雳州的镁 厂的生产,该厂自2011年中期进行维护后就一直处于关闭。其预计2012年将生产 5000吨镁，2013年中期将可能达到其年产15000吨的最大容量(Yee,2012)。 浦项制铁(POSCO)有限公司计划6月启动位于其韩国的Gangneung的新的年 产10000吨的镁厂。该工厂始建于2011年6月，造价8800万美元,计划用附近矿井 中产出的白云石为原料。浦项制铁在Suncheon拥有一座已投产多年的年产3000 吨镁板的工厂。因此预计新镁厂生产的大部分镁将用来生产镁板,剩余的部分镁 可能会被运往日本。浦项公司计划到2018年扩大该镁厂的年生产能力到10万吨 (Platts Metals Week, 2012a)。 -11- 中国陕西府谷天宇矿产工业集团（陕西府谷县）有限公司计划2012年下半 年启动其刚刚建成的年产3万吨的镁生产线。公司现经营着一所位于府谷县年产 1.5万吨的镁厂。这就意味着该公司的年总产量将达到是4.5万吨(Platts Metals Week, 2012b)。 2 2、原镁的市场价格、原镁的市场价格 2011 年原镁市场价格波动，从年初的 1650017100 元/吨开始，到 4 月底升 高到 1810019000 元/吨，到 5 月底镁价开始跌到 1750018500 元/吨，7 月份 达到 1800018600 元/吨，到 8 月份镁价开始下降，910 月份镁价加速下跌， 到 11 月份跌至 1600016600 元/吨。 国际上镁价受中国镁价影响， 全年在 2950 3275 美元/吨，到 2011 年底达到 29003000 美元/吨。 2012 年 6 月 8 日国内现货价格 1.7520 万元/吨。 欧洲自由市场到达工厂价格 32003400 美元/吨，中国镁锭主要港口报价 31303180 美元/吨 总之近 5 年来原镁的市场价格一直在 1.6 万元1.9 万元之间波动，主要受 国际经济环境及我国电价及冶炼镁用硅铁价格的影响。 由于国内钢铁行业的不景 气，硅铁需求量下降，因此未来硅铁价格不会上升，预计未来镁市场价格将在 1.7 万元/吨上下浮动。 从镁矿产资源的丰富，镁市场的消费领域及价格将趋于稳定，发展镁合金塑 性加工产业是当务之急，而且塑性加工镁合金板材及管材，型材不仅是添补市场 的空白问题，而且是推动镁产业发展的最大推动力，谁引领镁合金板材产业，谁 将引领未来世界镁产业， 可见镁合金板材产业的重要地位， 投资镁合金板材生产， 未来 10 年内几乎没有强大的竞争者，将优先占领镁板市场，获得回报。 四、国内外发展动态四、国内外发展动态 二次世界大战刺激了镁产业与研究的发展，第二次世界大战之后，镁产业一 直处于停滞不前的状态，主要用于军事工业的小批量生产，以及在铝合金中添加 镁， 钢中脱硫等中应用。 进入 90 年代后， 由于汽车工业， 电子工业的迅速发展， 特别是汽车轻量化的要求，用镁合金的呼声越来越高，实践证明镁合金不仅在航 空航天、武器装配可以大量应用，而且在汽车中也可以大量应用。世界各主要发 -12- 达国家帅先开始了产业化技术研究，如美国、德国、澳大利亚、加拿大、日本、 以色列等国以及中国也相继制定了各自发展计划。 特别是近十几年来中国镁产业 方兴未艾，使中国成为世界原镁的主要生产大国，原镁产量占世界的 2/3 以上。 1993 年美国政府能源部的支持下，通用、福特和克莱斯勒三大汽车集团联 合制定了“PNGV”（新一代交通工具）计划，其目标是消费者可以承受的每 100 公里耗油 3 升的客车，要求 80%部件可以回收，其中镁合金占有重要地位。 美国政府能源部启动了 1.84亿美元的先进汽车研究与开发项目中， 其中 600 万美元确定用于镁合金汽车部件低成本高效生产技术的研究与开发， 这一项目由 美国 MOXST 公司牵头研究， 另一项 320 万美元用于汽车前端镁合金构件总成的示 范项目，近期 CAFÉ 标准 2025 年要求达到 54.5 英里/加仑，认为结构与动力系统 空间最大，必须用更多的轻质结构材料。 1997 年德国联帮科技教育部联合德 60 余家企业，6 所大学与研究所，开始 推行 2500 万马克的“MADICA”计划，旨在解决镁及镁合金生产技术问题，要求 建立一套完整的镁合金压铸及加工的工艺规范。 并要求将镁合金用于汽车， 航天， 通讯，医疗，轻工业等领域。 德国教育与研究部主持的运输工业超轻镁板材项目 （Vltra light Magnesium sheet Matol for transportation,VLM）参加 VLM 项目有 8 个单位，其中主要有 SZMT 公司生产镁合金板材，GKSS 研究所负责合金选择与显微组织研究；AHC 研 究所负责腐蚀保护系统开发，IFVM 研究镁合金薄板零部件的最经济的成形工艺， 大众汽车公司负责镁合金薄板部件设计， 制造与实验。 要求制造出超轻的镁汽车， 目前大众汽车集团用 1.4mm 厚镁合金薄板制造汽车门的内框 1995 年昆士兰金属公司，澳大利亚政府和昆士兰政府联合实施“澳大利亚镁 研究和发展计划” （AMRDP） ，旨在发展镁合金制品的生产技术。澳大利亚维多利 亚州克莱顿市联邦科学与工业研究组织（CSIRO）从 2000 年开始对镁合金带坯双 辊连续铸轧技术进行研究，2002 年初步取得成功。 1999 年日本政府由文部省组织实施了“先进镁合金科学与技术平台计划”重 点研究新镁合金系及新工艺。开发超高强度变形镁合金，并提出开发冷冲压镁合 金板材的概念。 以色列、英国、加拿大，荷兰，挪威，巴西等国均制定自己的计划。一时间 -13- 镁及镁合金研究与产业发展成为世界各重要工业化国家重点发展项目之一。 我国从 2000 年开始科技部启动了“镁合金开发，应用及产业化前期战略研 究”项目，并将该项目列入国家科技发展规划。2006 年纳入国家科技支撑计划 重点项目中。2010 年又纳入国家科技支撑计划重点项目中，确定的项目为“镁 合金成形与应用关键技术开发， ”其中确定 6 关键技术项目研究“镁合金板带高 效低成本轧制技术开发”是其中重点之一。2006 年之后镁合金的研究项目一直 被列入国家 973 和 863 项目之中。 2006 年美国、加拿大、中国三国协作联合研究课题： “汽车前端镁车体结构 研究与开发项目” ， 简称： MFERD， 目的是使汽车前端车体结构减轻重量 5060%。 由通用汽车集团牵头，从结构重新设计整体考虑如何用镁合金铸件、挤压件和板 材。从而选材、设计、加工制造，该项目已取得初步成果，正在分析评估结果。 2005 年 2 月欧洲启动超轻型汽车项目，历经 4 年这一项目已完成，实现了汽 车重量减轻 35%的成绩，并且可实现日产量 1000 辆，其中镁合金部件占车体总 重量约 8%，约 180kg 主要是镁合金板材与铸件。 2009 年美国镁月评期刊报导了欧盟与德国研究基金会支持的两个项目 “Mag Forgt”和“Inno MagTec” ，将分别得到基金的支持。 国外开发应用及产业化主要重点在汽车工业上，主要为降低车体重量，减少 能源消耗，降低二氧化碳排放为目的。汽车每减重 10%可节约燃料 5.5%。 美国能源部国家能源技术实验室代表能源部制定的能源效率和可再生能源办公 室发布汽车技术规划，并提供资金支持，其中轻量化材料中要求利用国内资源， 低成本技术，开发高纯镁。 在德国 2011 年汉诺威新技术博览会上展出了镁汽车车门，是由 Fraunhofer-Gesellschaft 研究成果，由 Fraunhofer 汽车联盟生产，比钢车门 减重 50%，由原来 10.7 公斤，降低到 4.7 公斤。目前北美和欧洲平均单台汽车 镁用量约为 3.8kg，德国大众汽车公司的帕萨特单车用镁量达到 14kg。美国通用 和福特汽车公司单车用镁量平均约 3 公斤，计划 2012 年达到 30kg， 2015 年达到 100kg。 德国大众汽车公司原奥迪 A8v10 轿车一直抱怨动力不足， 采用轻质铝合金车 体框架和超轻镁合金框架， 从而减轻重量， 降低油耗， 解决了动力不足问题。 2007 -14- 年德国宝马公司开发了用铝合金和镁合金材料的发动机主体， 已经用到新一代宝 马汽车上。 2001 年开始美国通用汽车公司的一项研究计划，用镁合金在汽车动力系统 结构上取代铝合金。主要的是采用镁合金发动机缸体代替铝合金，这一计划只少 可降低发动机重量 15%，并联合了福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司。目前通用 汽车公司已完成了该计划，比原定指标提高了 2 倍，减重 28%。这一重量降低成 本只少 1.79 美元/公斤。 这里仅重点介绍了镁合金在汽车工业应用的发展动态，在其它领域如航空， 航天，兵器，高速列车，三 C 产品，电池，电缆，自行车，电动自行车，摩托车， 家用电器，医疗器械，印刷等领域情况将在市场应用中介绍。 五、镁产业国内外的进展五、镁产业国内外的进展 国外镁产业的进展国外镁产业的进展 在当前世界经济不景气的情况下，国外镁产业进展总体形势缓慢，但镁压铸 零件产业前景普通看好。美国最大的镁生产商，美国镁业公司计划到 2012 年后 将产量从 5 万吨/年，提高到 6.3 万吨。美国 Compass 矿产公司计划到 2015 年将 盐湖的液态氯化镁产能从 55 万吨/年提高到 100 万吨/年。 挪威 Silmag 技术公司 2008 年宣布在挪威新建镁冶炼厂，由 Norsk Hy-dro 镁工业集团（海德鲁镁工业集团）和先进冶金集团 HV 下属的先进冶金公司合作 成立了 SiL Mag DA 合资公司各占 50%股份，计划 2009 年先建中试厂，建成评估 后再决定投资商业规模的生产厂，以挪威西海岸临近 Talfiord 开采的橄榄石为 原料生产硅和电解镁，计划产能达 3.5 万公吨/年。 澳大利亚拉特罗布镁业公司（Latrobe Magnesium Limited）计划于 2014 年在维多利亚洲的拉特罗山谷建设年产一万吨镁示范厂，并计划到 2015 年 3 月 进一步将产能扩大到 4 万吨/年，镁示范厂计划投资 1 亿澳元，整个项目投资 3 亿澳元。镁及附产品收入 5300 澳元/吨，运行成本约 3800 澳元/吨，预计利润约 1500 澳元/吨。 以色列死海镁业公司位于以色列斯多姆的原镁冶炼厂扩产 10%，在 2011 年 产能预计达到 3.4 万吨/年，死海镁业公司原镁主要供给美国市场。 -15- 德国 Magontee 公司总部设在德国博特罗普经营 2 家镁公司一家在德国博特 罗普，一家在中国西安，这两家镁公司产量分别为 2 万吨/年和 1.8 万吨/年。德 国 Magontee 也是世界主要镁供应商，2012 年现决定收购中国苏州的 Magontee 公司， 成立新公司， 命名为 “Magontee 苏州公司” 。 原苏州 Mageemetal 公司 2006 年底建成，总投资 1250 万美元，主要生产压铸件，该公司生产标准镁合金 AE44,AJ62，AS31，AM20 等。 俄罗斯 Slikamsk 镁厂是历史最悠久镁生产企业，1936 年 3 月 14 日开工生 产第一块镁锭，其它俄国老牌镁厂如 Dow 化工，Pechsney 和 Hydro 镁厂都在与 中国镁厂竞争中倒闭。目前美国镁业集团，以色列死海镁业集团的连续法精炼镁 生产技术最早均是由俄 Solikamsk 工厂设计，以及乌克兰 Zaporozhye 厂，哈萨 克斯坦 VST-Kamenogorsk 钛、 镁工厂的主要生产技术也是俄 Solikamsk 工厂开发 改进的。到 2009 年俄罗斯 Solikamsk 厂累积生产镁锭已经超过 100 万吨，是目 前世界上生产镁唯一家超过 100 万吨企业。 日本的经济产业省（METI）的有色金属部门支持下，日本镁业协会决定成立 镁冶炼企业特别委员会，委员会主要成员包括滚轧镁生产商，轻金属加工厂和汽 车制造厂，2012 年 3 月举行第一次会议，研究中国镁冶炼战略，研究在日本近 海建镁冶炼厂及冶炼技术。目前日本严重依赖从中国进口镁，日本 90%镁锭从中 国进口，2011 年日本从中国进口 3.5114 万吨。日本为摆托对中国的依赖，拟利 用海水中镁资源建镁冶炼厂。 英国伊利可创铝镁公司也是世界上的老牌镁合金生产商，生产各种镁合金， 也是目前镁合金品种最多的供应商，如 AZ31B，AZ61A，AZ80A，ZK60A，M1A， ElektronWE54，Elektron43，Elektron ZW3 和 Elektron ZM21，还可以根据用户 需要定制各种镁合金。伊利可创铝镁公司，在英国的镁挤压厂生产世界上高品质 镁合金挤压产品（型材、管材、棒材等） 。2012 年宣布根据北美市场需求的持续 增长， 为了更好满足客户需求将在美国丹佛市建新办事处，销售及服务整个北美 地区。 亚美尼亚发展署长阿鲁邱良表示， 亚美尼亚 ECOATOM 公司将利用自己独特的 先进的纯镁提炼技术与俄罗斯 RUSNANO 公司合作在亚美尼亚进行纯镁提炼技术 比中国同类技术更节能，该公司已经研究出一套湿法冶炼技术，已成立了小工厂 -16- 进行试生产。 项目拟投资为 600 万美元， 年生产能力 1000 吨， 并计划扩大到 5000 吨的能力。 （注 RVSNANO 公司为俄罗斯国有的纳米科技集团，亚美尼亚该项新技 术引起了法国的 BROCHOT 公司的兴趣， 总部位于法国巴黎的 BROCHOT 公司是一家 集工程设计，设备改制，工程承包为一体的专业机械设备制造商） 。 美国镁月评期刊 2012 年报导，美国凤凰全球公司是镁国主要镁回收生 产商， 利用压铸及加工产生的镁屑加工成干净的镁锭，采用多年实验研究的新专 利技术“PGE 工艺” ，熔损率为零，纯度达到 9799%，每块锭尺寸一致，重 3 磅。该公司座落在印第安纳州的安德逊。拥有大量的镁屑。 俄罗斯 Rusnano 公司是一家国有公司， 据报导， 正在准备投资 2.16 亿美元， 在斯维尔德洛夫地区建新的镁冶炼厂。Rusnano 公司在新建公司中控股，股东还 有瑞士 Minnet 金融公司，以及斯维尔德洛夫地方政府，该冶炼厂建在阿斯别斯 特镇。 世界其它国家如巴西，南非，印度，塔吉克斯坦，加拿大，伊朗、韓国等纷 纷准备投资镁产业。特别是加拿大虽然近十年来许多镁冶炼厂倒闭，但一直在研 究镁的冶炼新技术，镁合金各种深加工技术，时刻准备利用国内的丰富镁矿产资 源，在全世界镁产业市场发展中占有一席之地。 国内镁产业进展国内镁产业进展 我国镁产业近十几年来迅速发展， 许多省市政府将轻质新材料镁及镁合金作 为重要新兴产业发展战略目标之一。发展较快的省市有山西省及太原市 ，河南 省鹤壁，陕西省榆林，青海，甘肃，宁夏，重庆、辽宁。其它省份有山东，吉林， 江苏，新疆，湖南，湖北，内蒙，广州，浙江，福建，四川，贵州，黑龙江甚至 西藏也准备开发镁矿产资源。 2009 年由陕西有色金属控股集团公司投资建设的榆林新材料循环经济产业 园项目起动，总投资 180 亿元，主要包括 30 万吨镁合金项目，煤炭资源转化新 能源项目，能源资源综合利用，沙漠化冶理等。 2011 年 12 月 10 日陕西省镁业集团成立，是由三家镁生产公司联合成立， 在陕西榆林府谷县，在省工商总局注册，标志陕西省镁产业的整合与调整。 2011 年 12 月 22 日报导，由中科院过程所鹤壁能源研发中心和吉林大学山 东明镁公司年产1万吨高强韧镁合金项目在鹤壁金山园区开工， 总投资11亿元， -17- 其中含脱硝催化剂项目与高强韧镁合金项目。高强韧镁合金项目投资 5 亿元，开 发生产高强韧镁合金与镁合金薄板等产品。年综合生产能力 1 万吨，该项目计划 建设 80120 厘米宽镁合金薄板生产线， 该项目中吉林大学材料学院还将在此设 立镁合金研发实验室。 2012 年 1 月 10 日深圳亚美联合压铸公司与湖南省灃县政府签定了镁产业工 业园建设项目，拟总投资 35.55 亿元，计划 20122016 年分三期建设，主要开 发生产的产品有：镁合金锭，镁合金板，大型镁合金型材，牺牲阳极，镁合金压 铸高铁及汽车零部件。 甘肃省武威市华亿镁业公司是宁夏华源冶金实业有限公司所