一、品種概述
鐵合金是由一種或者集中元素與鐵元素形成的合金,按元素分類(lèi),主要分為硅系、錳系、鉻系等系列;按含碳量分類(lèi),分為高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等;按生產(chǎn)方法分為高爐鐵合金、電爐鐵合金、爐外法(金屬熱法)鐵合金、真空電阻爐法鐵合金、氧氣轉爐法鐵合金等。
二、鐵合金用途
鐵合金的用途主要是作為煉鋼時(shí)的脫氧劑與合金劑,用以消除鋼水中過(guò)量的氧及硫,改善鋼的質(zhì)量和性能。
1、是用作脫氧劑。煉鋼時(shí)用吹氧等方法使鐵水脫碳及去除磷、硫等有害雜質(zhì),這一過(guò)程會(huì )增加鋼液中的氧含量,氧含量過(guò)高會(huì )降低鋼材的力學(xué)性能。添加一些與氧結合力比鐵更強,并且其氧化物易于從鋼液中以爐渣形式排出的元素,把鋼液中的氧去掉,這個(gè)過(guò)程叫脫氧。硅、錳、鉻系合金均有此用途。
2、是用作合金劑。不同合金元素具有不同的特性和用途。
硅能夠顯著(zhù)的提高鋼的彈性和導磁性,因而在冶煉結構鋼、工具鋼、彈簧鋼和變壓器用硅鋼時(shí),都要使用硅系合金;一般鋼中含硅0.15%-0.35%,結構鋼中含硅0.40%-1.75%,工具鋼中含硅0.30%-1.80%,彈簧鋼中含硅0.40%-2.80%,不銹耐酸鋼中含硅3.40%-4.00%,耐熱鋼中含硅1.00%-3.00%,硅鋼中含硅2%-3%或更高。
錳能夠降低鋼的脆性,改善鋼的熱加工性能,提高鋼的強度、硬度和抗磨損度。鋼鐵行業(yè)消耗的錳占其產(chǎn)量的比例超過(guò)90%。錳是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼鐵不可缺少的功能性基礎原材料,在煉鋼過(guò)程中能夠脫和氧等雜質(zhì),提高強度、硬度。
3、是用作鑄造晶核孕育劑。改善鑄鐵和鑄鋼性能的措施之一是改變鑄件的凝固條件。為了改變凝固條件,通常在澆注前加入某些鐵合金作為晶核,形成晶粒中心,使形成的石墨變得細小分散,晶粒細化,從而提高鑄件的性能。
4、是用作還原劑。硅合金分別用作生產(chǎn)鉬鐵、釩鐵等其他鐵合金時(shí)的還原劑;硅鉻合金、錳硅合金分別用作中低碳錳鐵生產(chǎn)的還原劑。
三、鐵合金生產(chǎn)的主要方法
1、高爐法:主要用于生產(chǎn)易還原元素鐵合金和低品位鐵合金。目前主要用于生產(chǎn)Fe-Mn,生產(chǎn)過(guò)程與高爐法生鐵冶煉基本相同。優(yōu)點(diǎn):連續式生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、成本低;缺點(diǎn):爐內溫度低、難還原元素不能被還原、生產(chǎn)品種有限。
2、電爐法:生產(chǎn)鐵合金的主要方法,產(chǎn)量占全部鐵合金產(chǎn)量的80%,主體設備為電爐,分為還原電爐(礦熱爐)和電弧爐(精煉爐)兩種,產(chǎn)品包含硅鐵、工業(yè)硅、高碳錳鐵、硅鈣合金、高碳鉻鐵等。
還原電爐:其生產(chǎn)特點(diǎn)是電極插入爐料,實(shí)行埋弧操作,并利用電阻、電弧加熱礦石使之還原,故又稱(chēng)礦熱爐。
電弧爐:利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐,工藝靈活性大,能有效地除去硫、磷等雜質(zhì),爐溫容易控制,設備占地面積小,適于優(yōu)質(zhì)合金鋼的熔煉。
3、爐外法:利用硅、鋁或鋁鎂合金用作還原劑,依靠還原反應產(chǎn)生的化學(xué)熱能進(jìn)行冶煉,主體設備為筒式熔爐,使用的原料有精礦、還原劑、熔劑、發(fā)熱劑以及鋼屑、鐵礦石等。
4、氧氣轉爐法。氧氣轉爐法使用的主體設備為轉爐,按其供氧方式,有頂、底、側吹和頂底復合吹煉法。使用的原料是液態(tài)高碳鐵合金、純氧、冷卻劑及造渣材料等,將液態(tài)高碳鐵合金兌入轉爐,高壓氧氣經(jīng)氧槍通入爐內吹煉,依靠氧化反應放出的熱量脫碳,生產(chǎn)間歇進(jìn)行。
5、真空電阻爐法。生產(chǎn)含碳量極低的微碳鉻鐵、氮化鉻鐵、氮化錳鐵等產(chǎn)品時(shí)采用真空電阻爐法,其主體設備為真空電阻爐。
四、鐵合金研究框架
1、鐵合金產(chǎn)業(yè)鏈概述
鐵合金簡(jiǎn)易流程
其中
生鐵/噸=鐵礦石*1.5 焦炭*0.5 其他
硅鐵/噸=硅石*1.8 8000度 鐵元素*0.32 蘭炭*0.9~1.1 其他
錳鐵=錳礦*1.5 4000度電 焦炭*0.5 其他
2、鐵合金供需分析
(1)供給端:上游礦產(chǎn)資源供應
硅鐵:硅石成本低廉,約占硅鐵成本2%,對硅鐵價(jià)格影響極??;
錳鐵:錳礦約占錳硅成本的60%,對錳硅價(jià)格影響較大,三分之一錳礦依賴(lài)進(jìn)口。
鉻鐵:幾乎所有的鉻都依賴(lài)進(jìn)口。
錳鐵關(guān)注:錳礦、硅錳、金屬錳、富錳渣等原料價(jià)格
硅鐵關(guān)注:工業(yè)硅、硅鈣、金屬鎂、蘭炭、硅石等價(jià)格
電力:鐵合金是高耗能(電力)行業(yè),電力在其成本中占比較高。隨著(zhù)世界范圍內能源的消耗和短缺,電力成本對鐵合金行業(yè)的影響將愈來(lái)愈大。因此,鐵合金價(jià)格會(huì )隨著(zhù)電力價(jià)格變化(主要是國家調控和豐枯水期等)而波動(dòng)。南方鐵合金企業(yè)生產(chǎn)情況受所在地區水文狀況影響較大。比如云南地區水的豐枯期較為明顯,豐水期為6-10 月份,枯水期為1-4 月份和12 月份。為了降低電力成本,并減少枯水期水、電供應緊張對鐵合金企業(yè)生產(chǎn)的影響;鐵合金企業(yè)一般都會(huì )在水、電供應較為充足、電價(jià)相對便宜的豐水期增加產(chǎn)量,西北地區由于煤價(jià)價(jià)格低廉所以電力成本相對較低,而鐵合金企業(yè)往往掌握當地煤炭議價(jià)權能夠進(jìn)一步降低成本。我國硅鐵、錳硅主要集中在西北和西南地區,鋼鐵行業(yè)主要分布在華北和華東地區。產(chǎn)地和消費地的差異導致了鐵合金的運輸成本較高。西部一些省份的鐵合金可以通過(guò)鐵路運輸,成本相對低一些;公路運輸成本較高。
(2)需求端:下游鋼鐵行業(yè)需求
鋼鐵是鐵合金的直接下游行業(yè),鋼鐵行業(yè)的需求情況直接影響著(zhù)鐵合金價(jià)格走勢,所以需要關(guān)注鋼材市場(chǎng)變化情況。
(3)成本端:了解各類(lèi)品種成本占比
鐵合金電力、焦炭或蘭炭?jì)r(jià)格、錳鐵中錳礦價(jià)格、鉻鐵中鉻礦價(jià)格、運輸成本是構成鐵合金的主要成本,所以對于煤炭?jì)r(jià)格多加關(guān)注。
生鐵/噸=鐵礦石*1.5 焦炭*0.5 其他
硅鐵/噸=硅石*1.8 8000度 鐵元素*0.32 蘭炭*0.9~1.1 其他
錳鐵=錳礦*1.5 4000度電 焦炭*0.5 其他
(4)庫存
關(guān)注錳礦港口庫存、鋼材庫存可用天數、焦炭庫存等指標。
(5)期貨市場(chǎng)
關(guān)注硅鐵、錳鐵以及未來(lái)上市的工業(yè)硅品種走勢,關(guān)注近月遠月價(jià)差情況,關(guān)注現貨市場(chǎng)與期貨市場(chǎng)價(jià)格走勢,關(guān)注品種價(jià)差走勢情況。
硅鐵合約
錳硅合約
(6)國家政策導向
為了加快推進(jìn)鐵合金行業(yè)的結構調整,2004年以來(lái),國家出臺了一系列鐵合金行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策和調控措施。這些政策提高了對業(yè)內企業(yè)環(huán)境保護的要求,加大了新增產(chǎn)能的投資規模,使得鐵合金行業(yè)產(chǎn)能在短期內不會(huì )大幅增加。國家支持符合產(chǎn)業(yè)政策,具有礦產(chǎn)資源、能源電力、交通運輸優(yōu)勢的企業(yè)向大型化、規?;较虬l(fā)展,提高產(chǎn)業(yè)集中度。另外,國家對鐵合金上下游(比如礦產(chǎn)、電力、鋼鐵)行業(yè)的政策也會(huì )直接影 響鐵合金價(jià)格變化。
五、結論
鐵合金作為煉鋼必不可少的品種,直接下游就是煉鋼,將自身與下游鋼礦產(chǎn)業(yè)分析結合在一起,而由于其自身需要大量電力,又必須關(guān)注煤炭市場(chǎng)的情況,可以說(shuō)作為中間產(chǎn)品起到很好鏈接整個(gè)黑色產(chǎn)業(yè)鏈的作用,而原料石英石更是即將上市的工業(yè)硅的原料,又將黑色產(chǎn)業(yè)鏈與硅產(chǎn)業(yè)能相互結合,所以鐵合金承上啟下的作用尤顯關(guān)鍵。