稀土永磁材料的產業發展

2020-03-27     旺材電機與電控

我國的稀土永磁產業起步於1969年,到20世紀八十年代初規模還很小。由於第一代和第二代釤鈷磁體的高成本,加之國內市場的需求又相當有限,所以沒有出現生產釤鈷磁體的大企業,而只有一些研究所里的小廠生產一些釤鈷磁體,以滿足我國軍事工業的需要。這些小廠的生產能力從1噸/年至5噸/年不等。到80年代初,我國釤鈷永磁整體生產能力僅達到20噸/年左右。


至1983年底,全國稀土永磁生產廠家不到10個。隨著第三代稀土永磁釹鐵硼磁體的發現,在1985年以後湧現出大量的生產企業。1985年4月,中國科學院三環新材料研究開發公司(1993年更名為「北京三環新材料高技術公司",簡稱「三環公司")在北京創立。1986年8月,三環公司在寧波設立了我國第一個燒結釹鐵硼工廠——三環寧波磁廠,後更名為「寧波科寧達工業有限公司」(簡稱「寧波科寧達」),奠定了我國燒結釹鐵硼產業發展的基石。經過30餘年的發展,寧波已經成為全球最大的稀土永磁生產基地。


進入二十一世紀後,以燒結釹鐵硼磁體為代表的全球稀土永磁材料產量進入高速增長時期。我國已經成為全球最大的燒結釹鐵硼、粘結釹鐵硼和燒結釤鈷生產基地,產量超過全球的85%。


1、燒結釹鐵硼產業


燒結釹鐵硼磁體以其高性能、低成本的特點,一經出世就得到廣泛應用並持續發展。圖3給出了全球燒結釹鐵硼磁體逐年的成品產量變化,它反映了全球各地釹鐵硼產業的發展情況。從圖中可以看出,燒結釹鐵硼產業發展可分為兩個階段:1987~2002年為第一個15年,增長率高(中國和全球的年平均增長率分別為46.8%和31.7%),但體量小,中國和全球的年平均成品產量增長分別為590噸和1030噸;2002~2017年為第二個階段,增長率放慢(中國和全球的年平均增長率分別為17.8%和14.5%),但體量放大,中國和全球的年平均產量增長分別為6310噸和6920噸。進入二十一世紀以來,儘管日、美、歐等已開發國家燒結釹鐵硼產業發展減緩,但由於中國燒結釹鐵硼產業的超常發展,使得全球稀土永磁產業依然保持了迅猛增長的態勢。2017年,我國燒結釹鐵硼成品產量為10.4萬噸,比上一年增長8.8%;全球產量12萬噸左右,我國占全球份額的87%。


由於我國釹鐵硼產業的突飛猛進,國外稀土永磁產業不斷整合和調整,目前僅存5家大的釹鐵硼企業:歐洲1家,德國的真空熔煉公司(VAC),生產工廠在兩個地方:一個在德國的Hanau(VAC總部),另一個是在芬蘭的Pori(Neorem公司);日本有4家,日立金屬、信越化工、TDK和大同制鋼。近年來的發展趨勢是,歐洲和日本的企業均逐步在中國布局。中科三環與日立金屬在江蘇南通市啟東市設立合資公司「日立金屬三環磁材(南通)有限公司「,於2017年4月開始供貨。


中國現有燒結釹鐵硼生產企業170家左右,年產能力超過30萬噸,主要分布在滬浙、京津、山西、包頭、贛州和山東6大地區,2017年燒結釹鐵硼產量統計表明,浙江地區占40%,京津地區占11%,山西地區占10%,包頭地區占9%,江西地區占8%,山東地區占9%,其它地區占13%。按磁體產量計,年產量3000噸以上的企業占7.5%,年產量1500-3000噸的企業占8.5%,年產能1500噸以下的企業占84%。前25家企業的產量份額占全國的58%。中科三環是我國最大的燒結釹鐵硼生產企業,其它代表性的企業還有寧波韻升、煙台正海、煙台首鋼、江西金力、包頭天和、中磁科技、廈門鎢業、北京京磁、安泰科技、安徽大地熊等。


2、粘結釹鐵硼產業


雖然粘結釹鐵硼產業與燒結釹鐵硼同時起步,但體量較小,產量不足燒結釹鐵硼磁體的十分之一。麥格昆磁(Magnequench)公司於2000年將工廠從美國印第安納搬到了中國天津,它不僅依靠強大的專利壟斷占據了80%以上的市場份額,而且以成熟的技術控制著高性能釹鐵硼磁粉的供應。近幾年,MQ磁粉的產量為6000噸左右,其中的五分之四用於製備粘結磁體,五分之一左右用於製備熱壓/熱變形磁體。2014年7月以來,由於麥格昆磁持有的專利到期,國內企業快淬Nd-Fe-B磁粉紛紛進入市場,2017年國內磁粉產量達到了3500噸。中科三環的磁粉年產能力已達到400噸,磁性能達到MQ粉的標準。國內從事釹鐵硼磁粉生產的企業有15家左右,其它代表性廠家還有江西鎢業、浙江朝日科、綿陽西磁和瀋陽新橡樹等。


全球粘結釹鐵硼磁體的生產廠家大部分集中在中國、日本和東南亞,國內的企業有30餘家。規模大的代表性企業有成都銀河、上海三環(中科三環控股子公司)、日本大同電子、日本美培亞、台灣天越、海美格(安泰科技)、寧波韻升、英洛華、喬智、廣東江粉等。硬碟和光碟驅動器主軸電機應用的粘結釹鐵硼磁體主要由上海三環、大同電子和成都銀河3家企業生產。圖4給出了全球粘結釹鐵硼磁體年產量增長情況。從下圖中可以看出,過去20年中我國粘結釹鐵硼產業持續發展,其它國家或地區的產量變化不大。2002~2017年的15年期間,中國和全球的年平均增長率分別為10.1%和5.6%、年平均產量增長分別為337和313噸。2017年,我國粘結釹鐵硼產量為6600噸,比2016年增長10%左右,占全球份額的76%。2007~2017年的10年間,我國年均增長率為8.2%,全球年均增長率為6.0%。



3、熱壓/熱變形釹鐵硼產業

在熱壓/熱變形釹鐵硼產業方面,麥格昆磁依然是快淬磁粉的唯一供應商,日本大同電子則是全球最大的MQ-Ⅲ磁體生產企業。大同電子目前的主要產品是輻射取向環,主要應用是EPS電機,少量用於機器人伺服電機。近期,大同電子正在試製MQ-Ⅲ方條磁體,擬應用於本田電動汽車或混合動力汽車。大同電子2017年的MQ-Ⅲ磁體產量為800噸左右。在國內,在「十二五」「863」項目的支持下,寧波金雞與中科院寧波材料所合作,建立了MQ-Ⅲ磁環小批量生產線;成都銀河於2012年3月開啟MQ-Ⅲ項目,首期投資3800萬元建立年產300噸磁體的生產及後加工,2017年產量約20噸。中科三環正在積極開展MQ-Ⅲ磁體的研發。


4、燒結釤鈷產業

釤鈷永磁材料的國外生產企業主要有日本TDK、美國電子能源(EEC)、美國阿諾(Arnold)、德國真空熔煉(VAC)和俄羅斯托尼等;我國的企業有寧波寧港、杭州永磁集團、成都航天和綿陽西磁等。目前,由於具有耐高溫的特點,燒結釤鈷磁體的應用難以替代,年產量也比較穩定。2017年我國燒結釤鈷磁體成品產量為1700噸,占全球產量80%以上。



綜上所述,2017年全球稀土永磁材料的成品產量為13.1萬噸,其中燒結釹鐵硼磁體占91.4,粘結釹鐵硼磁體占6.7%,熱壓/熱變形釹鐵硼磁體占0.6%,燒結釤鈷磁體僅占1.3%(見圖5)。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/sKQ4HnEBiuFnsJQVYzqn.html