日前，包钢稀土(铌、钛)钢推进工作委员会成立。包钢稀土(铌、钛)钢推进工作委员的成立将有力地推进已有稀土在钢中应用研究和实践成果的产业化，打造中国特色钢材品牌，提升包钢公司钢铁产品的影响力和竞争力。据介绍，包钢稀土(铌、钛)钢推进工作委员会同时还设立了推进工作办公室和6个推进工作小组，分别负责稀土合金制备、稀土在钢中作用机理、稀土加入工艺研究、稀土钢产品开发、稀土钢标准制定和稀土钢品牌建设等工作。

　　我们不缺钢 缺“精品钢”
　　相关统计数据显示，2016年6月中国钢材产量为10071.5万吨，同比增长3.2%。2016年1~6月中国钢材产量55992.1万吨，同比增长1.1%。2015年全年中国钢材产量为112350万吨。单就数据而言，中国绝对是世界上当之无愧的钢产量大国，总产量占世界的一半以上。但是，值得注意的是，我国钢产品品质不高，优质钢很少。
　　相关研究资料显示，在钢的冶炼过程中，添加稀土元素可以显着提高钢的品质，因此，加大稀土钢的研发生产势在必行。同时，由于稀土元素的不可分采性，造成稀土元素产量较大但应用量相对较少，而且，近年来，受稀土氧化物价格因素影响，La、Ce及Y、Tm、Yb等稀土产品积压。要解决这一问题，应着重从稀土钢领域加快开发应用，将这些稀土,特别是以钇（Y）为代表的中、重稀土用于生产稀土钢，既可提高国产钢的品质，开发具有中国特色的钢材品种，又可消化积压的稀土产品。由此可见，加快稀土钢的开发应用具有积极的经济意义。
　　就中国钢铁工业而言，中国钢铁工业发展主要靠内需。目前来看,全球范围内的钢铁工业产能过剩是多种产能、供给过剩背景下产生的。目前全球钢铁需求进入相对稳定甚至缓慢下降阶段，因此中国钢铁工业靠外需来消化过剩产能是非常困难的。所以，中国钢铁工业的出路在于提高和改善钢铁产品质量，扩大钢铁下游产品的使用，并且能够扩大出口，这才是保持高产能的出路所在。但国际市场的容量就是那么大，而且有强劲的竞争对手，扩大市场并不容易。在这样的背景下，研发冶炼稀土钢势在必行。
　　相关数据显示，1986~2015年的30年，全球生铁和粗钢产量分别增加6.237亿吨、8.50亿吨，其中中国分别增加6.84亿吨、7.445亿吨，中国的贡献分别为109.67%、87.60%，剔除中国的产量，全球生铁产量不仅没有增加，还下降了3830万吨，粗钢产量增加了9150万吨，年均增加微弱。
　　由此可见，过去30年全球生铁产量主要是中国生产和供给，其他国家产量在减少，而生铁的需求主要在中国，中国生铁出口很少。这意味着过去30年世界其他国家对生铁需求总量没有增加而是在减少。事实上从2000~2014年的15年，全球铁矿石增量的99%是中国消费的。由此可见，如果中国铁矿石进口需求不增加，世界铁矿石需求就不会增加。
　　世界粗钢产量在过去的30年平均每年增加30万吨左右，如果用35年的数据(1981~2015)，全球粗钢产量增加7380万吨，年均增加只有21万吨左右。从2007年世界粗钢产量(不包括中国)达到历史最高水平8.51亿吨之后，就再也没有超过这一纪录。这说明，除中国之外，全球粗钢需求量进入相对稳定甚至缓慢下降阶段，世界每年粗钢需求大体在8.1亿吨~8.3亿吨之间，目前是高水平阶段，今后的趋势是下降而不是上升。
　　但是，值得注意的是，中国的钢产量主要是以粗钢为主，高品质钢材比较少。所谓高品质钢是指具有更高性能、更长寿命、环境友好的高技术含量、高附加值的特殊钢品种。特种钢的生产是体现一个国家整体工业发展水平的重要标志。其代表了特殊钢材料的发展方向对保障国家重大工程建设、提升装备制造水平、促进节能减排和相关应用领域技术升级具有重要意义。
　　国内特钢消费市场中潜力较大的领域是工程机械、石油化工、电站(核电、火电)、运输机械(含高速列车、汽车等)、航空及军工等行业。从目前来看。工信部《新材料产业“十二五”发展规划》中提到建立高品质钢的基地。山西太原、湖北武汉、河南舞阳、天津等地建设若干专业化高品质特殊钢生产基地。重点建设华东高品质特殊钢综合生产基地。依托鞍山、大连等老工业基地。国家政策对高品质钢的扶持态度可见一斑。
　　而稀土元素在钢冶炼中的应用可以很好地解决钢材品质难题，钢中有了稀土后，其性能得以提高，表现在深冲性能、抗腐蚀性、耐磨性、拉拔性等。稀土与钢液中的氧、硫等杂质的化学亲和力大，在炼钢温度(约1873K)下稀土能同钢液中的氧、硫等杂质反应生成稀土氧化物、硫化物或氧硫化物。这些反应的脱氧平衡常数或脱硫平衡常数低于或接近于常用的脱氧剂和脱硫剂。因此稀土钢添加剂可作为钢液的强脱氧剂和脱硫剂而起净化作用。常用的稀土钢添加剂主要为混合稀土金属或高品位(RE>27%)稀土硅铁合金，有时也使用混合还原剂的稀土氧化物。稀土与钢液中的氧、硫反应生成的氧化物、硫化物或氧硫化物可部分残留在钢液中，成为钢中的夹杂物。由于这些夹杂物的熔点高，可作为钢液凝固时的非匀质成核中心，起细化钢的凝固组织作用；又由于这些夹杂物在轧钢温度下不易变形，仍保持细小的球形或纺锤形，使钢中的夹杂物形态得到控制，从而避免或克服钢材在热压力加工时由于其他种类夹杂物(如MnS)延伸变形所导致的钢材性能的各向异性，而使钢材的纵向、横向与厚度方向的性能趋于一致。稀土处理钢材的这种变质作用是目前稀土钢添加剂最主要的应用内容。钢中可能固溶微量稀土，特别是高碳钢和合金含量较高的某些合金钢固溶稀土量较高(万分之几)，可能产生某些合金化作用。这种合金化作用表现为稀土影响钢的相变过程，改变相变产物的组成与结构，从而使钢的疲劳性能和耐腐蚀性能变好，以及提高钢的显微硬度。目前以(微)合金化为目的而使用的稀土钢添加剂量所占的比例较少。为实现稀土对钢的(微)合金化作用，必须较严格地控制冶金条件。使用的稀土钢添加剂主要是单一稀土金属及其铁合金，如Fe-Ce、Fe-Y等，有时也使用混合稀土金属。
　　道路坎坷 前景广阔
　　上世纪七八十年代，稀土钢曾经作为成熟产品出现在我国钢铁产品名单上。但是，近年来，由于多种原因，稀土钢这一具有中国资源特色的钢材品种的研发生产陷入低谷。根据中国稀土学会的统计数据，2011年，我国稀土钢产量仅为60万吨，产量急剧萎缩。稀土钢的这一现状，引发了相关专家学者的忧虑。那么，稀土钢的开发现状如何？发展稀土钢的作用在哪里？
　　业内专家表示，稀土对钢铁生产有三大作用：净化钢液、变质夹杂、微合金化。在钢铁生产过程中加入稀土可以提高钢材的强度、冲击韧性、耐腐蚀性等性能。因此，稀土在普钢、特钢甚至不锈钢生产中都有着不可替代的作用。相对于美国、日本等技术先进国家，我国稀土钢研发起步较晚，但是进展迅速。上世纪90年代，我国已有可批量生产的稀土钢品种9个，最高年产量达到168万吨。不过，随着炉外精炼技术的普及，用稀土净化钢液的作用被弱化。加之稀土价格高企，在特殊钢中加入稀土生产成本过高，企业研发生产稀土钢的积极性受挫。在这种情况下，2011年，武钢稀土钢产量由35万吨降到10万吨，本钢则从40万吨降到20万吨，太钢也从30万吨降到10万吨。
　　当前，我国稀土钢研发生产的持续低迷，折射出由国家倡导的稀土在钢铁生产中应用工作的疲弱。“中国是世界钢铁大国，但是钢铁品种质量与国际先进水平相比还有相当大的距离。我国是稀土大国，用稀土材料强化和提升钢铁传统产业具有重要意义。”中国稀土学会秘书长助理卢先利说。他用一组数据说明了国内外在稀土钢应用方面存在的差距：美国钢产量达到1亿吨/年时，稀土钢产量接近800万吨/年，而我国钢铁产量已达到7亿吨/年，稀土钢产量却不足100万吨/年。
　　卢先利认为，如果我国的稀土钢产量能够达到2000万吨/年，那么，每年可消耗混合稀土（以过剩的镧、铈为主）1.2万吨。从这个角度来看，发展稀土钢不但可以促进钢铁产业升级，还可以实现稀土元素的综合利用，对促进稀土行业健康发展同样具有积极作用。
　　“作用机理曾是阻碍稀土在钢铁生产中应用的巨大屏障。但是，今天这一阻力正在消除。”一直从事稀土钢研究的北京钢铁研究总院教授王龙妹表示。经过大量的研究实验，稀土钢的作用机理目前已经十分明确，并在生产实践中得到肯定。美国、日本、法国、瑞典、俄罗斯等国在生产特殊钢时都会加入稀土，日本更是在稀土钢方面拥有大量专利。建议国内研究单位与生产企业紧密配合，将研发与市场结合起来，赋予稀土钢研发新的动力。
　　长期从事稀土钢研究工作的东北大学教授戢景文认为，我国钢材产品均匀性差、稳定性差，加入稀土对这些问题的改善有极大帮助。在洁净钢条件下，稀土钢开发前景同样广阔。他建议，企业应针对实际问题开展研发，要注重新品种和新装备的推广应用。
　　事实上，尽管遭遇诸多困难，我国的稀土钢研发工作一直在顽强地推进着。近年来，包钢开发了深受市场欢迎的稀土耐磨板、稀土特殊油井管等多种稀土钢产品；太钢在不锈钢生产中加入稀土，以提高产品性能，降低生产成本。尤为可喜的是，在学术界对稀土钢不置可否的时候，本钢采用传统的稀土喂丝法成功生产出气瓶钢，成为本钢重要的创效产品。但是，企业的研发工作多为单兵作战，不能形成合力，这使得稀土在钢铁生产中的应用难以取得突破性进展。
　　卢先利说：“目前，我国稀土在钢铁生产中的应用工作已到了关键时期，稀土加入工艺及设备落后、稀土钢的品种和产量少、稀土在各类钢中的作用机理研究还不深入等方面问题亟待解决。同时，这些问题的解决，急需方方面面的配合支持，特别需要国家层面上的政策扶持和引导。建议工业和信息化部将稀土在钢铁生产中的应用工作列入到稀土产业调整升级专项。”
　　开发稀土钢 工艺是关键
　　将稀土元素加入钢中，提高钢的强度、耐磨性能和抗氧化性能，改善和优化钢材的质量，这已经成为业界共识。我国稀土在钢中应用的历史已有三十多年，牌号达几十个。迄今，我国的稀土钢（轻稀土钢）主要分两大类：一是含Cu、P类稀土低合金钢，利用稀土改善钢的耐蚀性；二是含Mn、Nb、V、Ti稀土低合金钢，利用稀土除改善钢的耐蚀性外，更主要是改善钢的强度和耐磨性。
　　我国稀土钢（轻稀土钢）的主要生产基地是武钢、包钢、本钢、太钢、攀钢等企业。2011年，我国轻稀土钢的产量约60万吨，最高年产量是20世纪90年代，曾达168万吨。我国轻稀土钢占钢总产量的比例不足0.5%（2004年），而美国在20世纪七、八十年代稀土钢产量已达700万~900万吨，占钢总产量的9%左右。
　　在我国稀土钢的各钢种中，迄今消费的主要是轻稀土，尚未消费及形成正规牌号的中、重稀土钢种。众多的研究和试验表明，尤以重稀土为对象冶炼的钢材，其性能与指标，是轻稀土钢难以比拟的。例如，以Y基重稀土钢材制作的火车轮毂，其性能明显地优于以轻稀土钢材制作的火车轮毂。
　　当前，稀土在高科技与社会发展中的作用广为人知。但世人并不清楚，迄今并不是全部的稀土元素都能得到充分的利用，还有许多稀土元素的应用面与应用量十分有限。目前，应用量较大的稀土元素，只是其中的一部分，例如La、Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy等；而另一些稀土元素却尚未进入量大面广的应用阶段，例如Tm、Yb、Lu等；Y元素则因配分含量高，产量大，尽管有一定的应用量，但应用量与产量相比，相对较小，导致产品积压；由于价格及应用量减少等原因，也导致La、Ce等元素的积压。
　　我国优势的南方离子型稀土资源，配分齐全，尤其是中、重稀土含量高，特别是以龙南为典型代表的离子型重稀土矿床，其Y2O3配分含量高达60%以上。矿床中的稀土矿物，是包含着整个稀土族15（或17）个元素共生在一起、不可分割的自然界共生体。也就是说，在这种矿床中，每一个单独的稀土元素，都不可能以独立的矿物形态而赋存，因此不可能在矿山开采时将每一个稀土元素单独地分采，实现以销定产，消除积压。而若需将每一稀土元素逐个分开，则需通过后面的湿法冶炼加工工艺，才能将其分离，从而获得单一的稀土产品。可见，只要某些稀土元素的应用面与应用量未予拓开，则这些稀土元素的积压是必然的，例如前面提到的Y、Tm、Yb等稀土元素，这是矿物、矿床赋存特征自然规律所决定的。
　　有鉴于此，国家近年来出台的稀土“收储”政策，即是解决上述困局的措施之一。所以，我国稀土产业若要获得更大的发展，从源头上减少或消灭滞销、积压现象，真正使每个稀土元素都能得到综合利用，只有从技术层面上来解决真正扩大每个稀土元素的应用面和应用量问题，才是“治本”的根本、有效的途径。
　　而在冶炼过程中，工艺技术是稀土在钢中应用的关键。如果说十几年前钢铁行业对稀土在钢中应用还颇为认可的话，那么，随着炉外精炼技术的普及，稀土的脱氧、脱硫作用被取代，目前这一认同已荡然无存。在调查了国内多家钢铁企业之后，业内专家认为，其中原因有三：一是由于稀土容易与钢中的其他元素产生不良反应，不好固熔、不好加入；二是铁水预处理技术使得钢水成分变化，稀土的加入缺乏适当的量化标准；三是采用连铸工艺后，已经在模铸工艺中成熟的喂丝、吊挂等加入方法失效。这三个原因使得稀土在钢中应用鲜有成功范例，更缺乏批量生产。
　　稀土在钢中应用困难，不是稀土本身的问题，而是与之相匹配的工艺问题。作为稀土钢研究工艺的专家，成国光和他的课题小组从5年前开始关注稀土钢工艺。借鉴国外在钢水中加入复合合金的做法，他们研制出一种稀土铝铁合金，以解决连铸生产中稀土加入的麻烦。成国光认为，这一做法是在传统铝系脱氧基础上添加一定量的稀土元素，起到复合脱氧和高效去除夹杂物的作用，同时避免了过去加入稀土硅铁合金导致硅含量超标的弊端，可显着提高钢水洁净度。由于稀土加入量适当，业内人士担心的水口堵塞的现象并没有出现。
　　制造稀土钢 包钢已先行
　　稀土钢的研发制造，既能增加稀土的消费，又能提高钢的品质，可谓一举多得。值得庆贺的是，在稀土钢制造领域，包钢已经成为先行者。
　　8月18日，包钢重要结构调整项目——稀土钢板材厂冷轧工程连续退火机组1号线热负荷试车，包钢稀土钢板材厂冷轧工程是该公司做强做精的重要支点，也是打造稀土钢品牌的重点项目，由中国五冶集团承建。连续退火机组1号线和2号线设计年产能分别为90万吨和63万吨，其中2号线已于2015年11月热负荷试车，生产的退火商品卷已经实现销售。