市場(chǎng)占有率認(rèn)證：2024年合金元素添加劑行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模需求及行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)分析-中金企信發(fā)布

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報(bào)告發(fā)布方：中金企信國(guó)際咨詢《行業(yè)冠軍認(rèn)證-合金元素添加劑市場(chǎng)占有率認(rèn)證報(bào)告（2024版）-中金企信發(fā)布》

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1、合金元素添加劑概述

合金，是由兩種或兩種以上的金屬、或金屬與非金屬融合而成的具有金屬通性的物質(zhì)，其性能一般均優(yōu)于純金屬。常見(jiàn)的合金包括鋁合金、鋼鐵、鎂合金、鈦合金等，即以鋁、鐵、鎂、鈦等金屬作為基體金屬，添加一種或多種金屬或非金屬元素而制成的，具有不同特殊性能的合金。隨著科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，合金產(chǎn)品以其優(yōu)秀的性能被行業(yè)接受并迅速運(yùn)用于各行各業(yè)，為工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

鋼鐵和鋁合金是用量最大的合金。由于鋁和鐵的熔點(diǎn)差異較大，因此目前鋁合金和鋼鐵在制備過(guò)程中合金元素加入的主流技術(shù)方式也有差異，總體上，鋁合金制備以中間合金加入法和合金元素添加劑加入法為主，鋼鐵制備則以直接加入法和中間合金法加入方式為主。

（1）合金元素添加劑在鋁合金行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)階段鋁合金制備中合金元素的主流添加方法是中間合金加入法和合金元素添加劑加入法。合金化是合金生產(chǎn)工藝流程中最重要的一環(huán)，合金添加元素在基體金屬中的熔化、合金元素分布的均勻性以及熔體純凈度決定合金材料的最終性能指標(biāo)。由于鋁的熔點(diǎn)約為660℃，而鋁合金制備需加入的錳、鈦、硅、鐵、鉻等高熔點(diǎn)金屬（均在1,200℃以上）與鋁的熔點(diǎn)差距較大，若將其以單質(zhì)的形式（純金屬）加入到鋁液中熔解，則熔爐的溫度需超過(guò)擬加入合金元素的熔點(diǎn)，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錃狻⑺劝l(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)，從而導(dǎo)致制備過(guò)程的高成本、低效率。為彌補(bǔ)上述不足，早期的合金工業(yè)中，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，熔煉企業(yè)陸續(xù)采用加入中間合金（濃縮版的合金）熔化的方式來(lái)降低合金元素熔融過(guò)程時(shí)所需要的溫度，鋁基中間合金加入技術(shù)在20世紀(jì)50-60年代中后期開(kāi)始在我國(guó)運(yùn)用。中間合金添加方案存在如下問(wèn)題：需要采用多次少量的方式進(jìn)行添加投放，精準(zhǔn)控制難度大；熔化中間合金所需的時(shí)間仍然較長(zhǎng)，一般需30分鐘至一小時(shí)左右；鋁熔體長(zhǎng)時(shí)間與大氣中的氧氣、氫氣、碳、水分等其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成的化合物增多，導(dǎo)致鋁合金的品質(zhì)降低；熔化時(shí)間長(zhǎng)會(huì)增加能耗，且增加鋁熔體的燒損；熔化溫度降低有限，產(chǎn)生氧化物燒損，造成資源浪費(fèi)、對(duì)環(huán)境影響大，生產(chǎn)效率低等；中間合金的制備方法與最終合金材料的制造工藝高度重合，需要將熱熔溫度提升至高熔點(diǎn)金屬熔化溫度才能完成生產(chǎn)，在造成較高的能耗和原料消耗的同時(shí)，也相應(yīng)導(dǎo)致對(duì)空氣的污染及碳排放的增加。且鋁基中間合金本身作為高溫熔化的產(chǎn)物，制造過(guò)程中的低熔點(diǎn)金屬易燒損產(chǎn)生雜質(zhì)，導(dǎo)致合金材料純凈度下降，影響材料的最終性能。

合金元素添加劑加入技術(shù)由美國(guó)AMG公司發(fā)明，在20世紀(jì)90年代中期在我國(guó)鋁合金行業(yè)中開(kāi)始試驗(yàn)，2000年前后開(kāi)始陸續(xù)試用。合金元素添加劑加入技術(shù)無(wú)高溫熔煉流程，合金元素占比普遍可達(dá)75%以上，含雜質(zhì)更低，且收得率更高，較鋁基中間合金技術(shù)在提升制造效率、減少材料燒損、提高合金材料性能等各項(xiàng)指標(biāo)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。但合金元素添加劑，通常會(huì)在產(chǎn)品中加入大量助熔劑來(lái)保證合金元素在熱熔體的熔化性能，助熔劑含量過(guò)高會(huì)擠壓合金元素占比（濃度降低），且易導(dǎo)致助熔劑中大量雜質(zhì)被添加到合金中，降低了合金純凈度、影響合金性能。而提高合金元素濃度降低助熔劑含量則會(huì)影響合金元素在熱熔體中的熔化性能，造成合金元素?zé)o法充分熔化，合金元素收得率低，亦對(duì)合金質(zhì)量造成影響。因此合金元素濃度、收得率、熔化時(shí)間、熔化溫度，四者難以同時(shí)兼顧，這也是全球合金元素添加領(lǐng)域歷久的技術(shù)性難題。由于上述原因，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外主流的合金元素添加劑生產(chǎn)商提供的合金元素濃度水平普遍保持在75%-85%的水平，且熔化時(shí)間仍較長(zhǎng)。

（2）合金元素添加劑在鋼鐵行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用：在鋼鐵行業(yè)，不同于鋁的低熔點(diǎn)，金屬鐵熔點(diǎn)較高（1,538℃），在一般鋼鐵的冶煉中，元素添加普遍使用鐵合金（鐵基中間合金），常見(jiàn)的鐵合金有錳鐵、鉻鐵、硅鐵、硅錳等，而在對(duì)純凈度等要求較高的高端鋼鐵冶煉中，通常采用直接添加純金屬的方式添加合金元素。

鐵合金制備方法與鋁基中間合金類似，即將合金元素礦石與鐵屑等一種或多種合金元素熔煉制成的一種待用合金產(chǎn)品，在鋼鐵冶煉時(shí)，將該產(chǎn)品再次投入熔爐中進(jìn)行熔化，達(dá)到鋼材合金元素添加的目的。鐵合金的優(yōu)點(diǎn)在于其價(jià)格較低，但其金屬元素收得率低、雜質(zhì)含量高，不利于提升鋼鐵品質(zhì)。同時(shí)，鐵合金本身的制備工藝粗放、能耗物耗高、并產(chǎn)生大量煙塵、廢渣、廢氣，環(huán)境污染嚴(yán)重。純金屬加入的優(yōu)點(diǎn)在于其濃度高、應(yīng)用簡(jiǎn)便、部分金屬熔化性好，有利于提升鋼鐵品質(zhì)；缺點(diǎn)在于純金屬收得率偏低且價(jià)格較貴，且對(duì)部分金屬而言，如為了加快熔化速度直接將金屬研磨成粉末狀加入，導(dǎo)致合金元素在熔體燒損量多，材料耗損大，且高溫下產(chǎn)生各類氧化物、氮化物、氫化物等雜質(zhì)，對(duì)鋼鐵純凈度產(chǎn)生影響，如以金屬錠的方式加入則導(dǎo)致合金元素在熔體中熔化速度慢、熔化不均勻，亦影響制備效率和鋼鐵品質(zhì)。

2、行業(yè)技術(shù)水平及技術(shù)特點(diǎn)

（1）合金元素添加劑（鋁合金用）的技術(shù)特點(diǎn)：在鋁合金制備行業(yè)，目前主流的合金元素添加劑技術(shù)，為了實(shí)現(xiàn)高熔點(diǎn)金屬在低溫下熔化，通常會(huì)在產(chǎn)品中加入鋁粉及其他化學(xué)試劑作為助熔劑，來(lái)保證合金元素在熱熔體的熔化性能。行業(yè)通用“合金元素金屬+比例”來(lái)代表合金元素的含量，剩余部分則為鋁粉和其他物質(zhì)作為助熔劑。由于鋁粉和助熔劑在熔體內(nèi)熔化后形成雜質(zhì)，助熔劑含量越高，合金純凈度越低、合金性能越差。而提高合金元素濃度降低助熔劑含量，則會(huì)影響高熔點(diǎn)合金元素在熱熔體中的熔化性能，造成其不能充分熔化，合金元素在熔體中分布的均勻性差，或者熔化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，亦對(duì)合金質(zhì)量造成影響。因此合金元素濃度、收得率、熔化時(shí)間、熔化溫度，四者難以同時(shí)兼顧，成為合金元素添加領(lǐng)域的全球性技術(shù)難題。因此，目前主流的合金元素添加劑產(chǎn)品普遍保持在75%-85%左右的濃度水平。

經(jīng)過(guò)多年研發(fā)與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，自主研發(fā)以高熔點(diǎn)金屬低溫熔化為核心特征的高濃度合金元素添加劑制備關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)物理、化學(xué)、粉末冶金、材料學(xué)等綜合性技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)高熔點(diǎn)金屬在高濃度（合金元素濃度90%以上）下實(shí)現(xiàn)低溫、快速熔化、高收得率等綜合性的指標(biāo)，該技術(shù)獲得2020年度中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

（2）合金元素添加劑（鋼鐵用）的技術(shù)特點(diǎn)：在鋼鐵行業(yè)，目前鋼鐵冶煉過(guò)程中合金元素添加仍以鐵合金、純金屬為主，以重慶潤(rùn)際遠(yuǎn)東新材料科技股份有限公司為代表的少數(shù)企業(yè)，將原用于鋁行業(yè)的合金元素添加技術(shù)結(jié)合鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)條件、生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性研發(fā)，推出用于鋼鐵行業(yè)的錳添加劑、復(fù)合添加劑等，以替代鋼鐵制備過(guò)程中慣常使用的純金屬或錳鐵、硅錳等鐵合金，產(chǎn)品具有提高金屬收得率、提升鋼鐵純凈度、均勻性、耐疲勞性等提升鋼鐵品質(zhì)的特點(diǎn)，同時(shí)具有降低轉(zhuǎn)爐鋼包停吹溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等功能，得到海內(nèi)外多家鋼鐵巨頭企業(yè)的認(rèn)可。

元素添加劑的綜合性指標(biāo)提出了更高要求，如在快速熔化、低溫熔化、高收得率、高濃度、低雜質(zhì)、熔體內(nèi)分布均勻等多維度需求；

（3）部分低熔點(diǎn)基體金屬在與高熔點(diǎn)合金元素在高溫下進(jìn)行熔化時(shí)會(huì)產(chǎn)生：大量氧化物、氮化物、氫化物，降低了合金的純凈度，將導(dǎo)致金屬疲勞，為保證合金元素在合金化后均勻分布、提高材料的性能，并達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，實(shí)現(xiàn)更短時(shí)間、更低溫度的合金元素熔化成為提升合金品質(zhì)的關(guān)鍵要素；

（4）隨著合金材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對(duì)合金特殊性能的要求更加多樣，使得單一型合金元素添加劑無(wú)法滿足合金材料性能的全部要求，復(fù)合型合金元素添加劑發(fā)展也成為市場(chǎng)重點(diǎn)研究方向。

3、行業(yè)周期性特征

作為鋼鐵和鋁合金制備的原材料，整個(gè)行業(yè)的周期性與下游行業(yè)需求關(guān)系較大，而下游行業(yè)的發(fā)展與整個(gè)宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境相關(guān)聯(lián)。整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境發(fā)展良好時(shí)，鋼鐵和鋁合金市場(chǎng)需求較大，帶動(dòng)本行業(yè)的整體需求增加；當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于低迷狀態(tài)，終端消費(fèi)下降，鋼鐵和鋁合金銷量隨之減少，可能造成本行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品需求量下降。

此外，本行業(yè)的高端和中低端生產(chǎn)企業(yè)受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響存在差異，當(dāng)下游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以中低端合金生產(chǎn)為主時(shí)，將造成高端合金元素添加劑的市場(chǎng)空間受到擠壓；當(dāng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，終端消費(fèi)對(duì)高端合金的需求量增大時(shí)，用于高端合金制備的合金元素添加劑產(chǎn)品需求量將增大，掌握核心技術(shù)的企業(yè)將更加受益。