多元复合稀土-钨电极材料产业化关键技术研究
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- 发布于 2013年10月16日
- 点击数：1747
钨电极广泛应用于惰性气体保护焊、等离子焊接、切割以及热喷涂等领域，是国民经济和国防军工中不可替代的关键功能材料。目前使用较多的电极以钍钨电极为主，钍钨电极中含有具有放射性的钍元素，其生产和使用过程中会造成环境污染，危害人类健康，美国、欧盟的相关生产商正在放弃钍钨材料的生产或将生产转移到发展中国家，我国长期以来进行替代钍钨的研究工作，先后开发出铈钨、镧钨等多种电极，近期研制的多元复合稀土钨电极，小规模试验研究表明综合焊接性能达到并超过了同规格的钍钨电极，开展该类电极的产业化关键技术研究显得尤为迫切。
在国际上首次实现多元复合稀土钨电极的工业生产和全球市场销售。具体创新在：
1 具有自主知识产权的成分设计。
2 突破了工业生产技术难点。
3 成功替代了钍钨电极，实现了钨电极的清洁生产和环境友好。
课题经过多次试验，突破了多元复合稀土钨电极的产业化关键技术，综合成品率达到75%以上，实现了该产品的稳定生产。具体技术创新表现在：
1） 取消煅烧的APT液-固掺杂。 既降低了生产成本又实现了均匀掺杂。
2） 大温度梯度还原。可以实现还原粉末粒度调控。
3） 低电流垂熔烧结。即节约能源，降低成本又能降低烧损。
4） 塑性变形加工新技术。提高了产品的综合成品率。
目前电极生产企业利用该技术生产了近百批电极，产品综合成品率稳定，均在75%以上，生产稳定。多元复合稀土钨电极目前已经批量销往欧洲、日、韩等国家，国内市场和美、日、韩等国家市场正在扩大。通过对典型用户进行产品性能意见调查，用户普遍反映，多元复合稀土钨电极综合焊接性能优于钍钨电极，可焊接各种母材，适应性好。鉴于该产品的优异焊接性能，已被应用于“神五”宇宙飞船焊接中。
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多元复合稀土钨电极技术成果通过鉴定
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我国“多元复合稀土钨电极及其制备技术”成果日前通过专家鉴定。这项由北京点击查看北京及更多城市天气预报工业大学与北京矿冶研究总院北京钨钼材料厂合作研发的多元复合稀土钨电极系列新产品、制备工艺和装备，以及检测设备等全套产业化技术，产品综合性能优于放射性钍钨电极，解决了我国相关材料产业的一大技术难题。
钨电极是一类广泛应用于氩弧焊、等离子体焊接、喷涂、切割技术和冶金工业中的关键热源材料，全世界每年使用钨电极的总消耗量超过1600吨。但目前使用的钨电极70%以上仍然是有放射性污染的钍钨电极，严重污染着环境和危害人类健康。“多元复合稀土钨电极及其制备技术”项目自主研制出的多元复合稀土钨电极材料，不但综合性能优异，而且由于不使用放射性元素钍，实现了该领域的无放射性污染的绿色生产和使用。
由陈蕴博等3位院士、国家863计划新材料技术领域特种功能材料技术主题专家组周少雄组长等13位专家组成的鉴定委员会认为，该项目整体技术达到国际领先水平。项目主要特点和创新点体现在建立了复合稀土钨电极的烧损模型，解释了电极烧损机制，揭示了多元复合稀土产生协同效应的作用机理，提出了利用稀土复合协同作用的成分设计原理，发明了综合焊接性能优于现行钍钨电极的多元复合稀土钨电极；探明了多元稀土对钨电极粉末冶金和塑性加工等各制备工序的影响规律，开发出制备多元稀土钨电极的APT直接掺杂、大温度梯度还原、低电流垂熔烧结等工艺技术，形成了稀土钨电极的工业生产工艺；集成创新研制出生产线关键设备，实现了高效生产和过程质量控制，工业生产成品率比现行钍钨电极高5%以上，为该类材料加工的领先水平，并建立了国内外首条多元复合稀土钨电极生产线，年生产能力达到120吨。
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多元复合稀土钨电极技术通过鉴定
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- 发布于 2013年10月16日
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6月29日,多元复合稀土钨电极及其制备技术在京通过鉴定,中国工程院院士左铁镛、中国有色金属工业协会副会长钮因健、中国钨业协会会长周菊秋等领导、专家参加了鉴定会。钨电极是一类广泛应用于氩弧焊、等离子体焊接、喷涂、切割技术和冶金工业中的关键热源材料,全世界每年使用钨电极的总消耗量已达到1600吨(最高熔点钨金属的燃弧挥发量),市场需求随着经济发展仍在稳定增长。
然而目前使用的钨电极70%以上仍然是有放射性污染的钍钨电极,严重污染环境和危害人类健康,世界各国材料工作者努力研发替代产品,但至今未见可全面替代钍钨电极的工业产品。该项目通过承担国家“973”、“863”等课题,在北京工业大学长期探索积累基础上,产学研合作,自主研制出综合性能优异的多元复合稀土钨电极材料及其制备技术,在北京矿冶研究总院北京钨钼材料厂实现了产业化,该产品经国家焊接材料质量监督检测中心检测和用户使用证明,比现行钍钨和单元稀土钨电极性能优越,满足工业标准和使用要求。项目研究突破了材料成分、制备工艺和装备、以及检测设备等核心技术,形成15项专利技术和产品生产技术标准体系。目前,新型多元稀土钨电极产品已在北京钨钼材料厂实现了工业大规模的稳定批量生产和在全球市场销售,应用到工业、农业、国防等领域。2004年以来已实现销售收入1.3亿元,获得了明显的经济效益和社会效益。
与现行钍钨等电极技术比较,该产品在成分设计、制备工艺、技术性能和环境影响等方面均有突出的创新之处和显著进步,整体技术水平优于国内外已有同类产品技术。这项完全拥有自主知识产权的系列产品成功替代了放射性钨电极,真正实现了该领域的低排放、无污染发展,可应用于TIG和等离子技术领域中各种钢材和有色金属铝、铜、钛等的焊接、切割、喷涂、熔炼等,涉及广泛的民用和军事工业领域;该项目产业化后,解决了北京材料产业的一大技术难题,提高了我国钨加工产业的国际竞争力,促进了行业技术进步和产业结构优化升级。
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10月16日稀土市场价格行情
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- 发布于 2013年10月16日
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今稀土市场仍旧冷清，下游采购商需求仍较少，上游厂家低价出货也不积极，目前，国储收储细节还未落实，无利好消息刺激，部分市场人士有看空情绪。
氧化镨主流厂家含税价560,000-580,000元/吨。氧化钕350,000-355,000元/吨。
氧化镝主流厂家含税价190-210万元/吨，镝铁主流厂家含税价205-215万元/吨。
氧化镧厂家含税价27,000-28,000元/吨。氧化铈主流厂家含税价26,000-28,000元/吨。
氧化镨钕主流厂家含税价350,000-355,000元/吨，镨钕金属主流厂家含税价435,000-445,000元/吨。
荧光级氧化铕主流厂家含税价4,800-5,000元/千克。荧光级氧化铽主流厂家含税价4,100-4,200元/千克。
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺发明的制作流程
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺发明采用串打设备的各器件相对位置如下：第一加热炉1为管长为1m的钼丝加热炉，第一加热炉与第一旋锻机2之间的距离为15cm(即二者之间有15cm的间隙)，第一导料辊3与第一旋锻机2和第二加热炉4之间的距离均为10cm，第二加热炉为炉管长为0.7m的钼丝管炉，第二旋锻机5与第二加热炉4之间的距离15cm，与第二导料辊之间的距离10cm。
将经过B203选锻的Φ6.5的坯条放入氧化硼2串打机进行加工，坯条成分为：按重量百分比计，稀土氧化物含量为0.44％氧化镧、1.32％氧化钇、0.44％氧化铈，余量为钨，首先将第一加热炉1、第二加热炉4升温热到1450℃，将坯条的进料速度控制在3m/min，第一道工序设置第一旋锤机2和第二旋锤机5配模制度为Φ6.0，Φ5.6，第一导料辊3速度为2.9m/min，第二导料辊6速度设置为3.4m/min，经过第一道工序加工后，将坯条放入配模制度为Φ5.2，Φ4.8的串打设备中进行第二道工序加工，第一加热炉1和第二加热炉4温度定为：1400℃，第一导料辊3速度为2.9m/min，第二导料辊6速度设置为：3.4m/min；之后将坯条放入配模制度为：Φ4.4，Φ4.1的第三道工序中进行加工，第一加热炉1和第二加热炉4温度设置为1400℃，第一导料辊3速度为3.0m/min，第二导料辊6速度设置为：3.4m/min；三道工序结束后，开始进入B201阶段，在B201阶段钨条经过2道工序进行加工，第一道工序配模制度为：Φ3.9，Φ3.6，第一加热炉1和第二加热炉4温度定为：1350℃第一导料辊3速度为2.8m/min，第二导料辊6温度设置为3.2m/min。第二道工序配模制度为Φ3.3，Φ3.0，第一加热炉1和第二加热炉4温度定为：1350℃第一导料辊3速度为3.0m/min，第二导料辊6速度设置为：3.6m/min，可得到Φ6-Φ3多种规格的稀土钨电极材料。
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺发明的具体步骤
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺发明采用串打设备的各器件相对位置如下：第一加热炉为管长为1m的钼丝加热炉，第一加热炉与第一旋锻机2之间的距离为15cm(即二者之间有15cm的间隙)，第一导料辊与第一旋锻机和第二加热炉之间的距离均为10cm，第二加热炉为炉管长为0.7m的钼丝管炉，第二旋锻机5与第二加热炉之间的距离15cm，与第二导料辊之间的距离10cm。
将经过B203选锻的Φ6.5的坯条放入氧化硼串打机进行加工，坯条成分为：按重量百分比计，稀土氧化物含量为0.44％氧化镧、1.32％氧化钇、0.44％氧化铈，余量为钨，首先将第一加热炉、第二加热炉4升温热到1470℃，将坯条的进料速度控制在2m/min，第一道工序设置第一旋锤机2和第二旋锤机5配模制度为Φ6.0，Φ5.6，第一导料辊3速度为2.3m/min，第二导料辊6速度设置为2.7m/min，经过第一道工序加工后，将坯条放入配模制度为Φ5.2，Φ4.8的串打设备中进行第二道工序加工，第一加热炉1和第二加热炉4温度定为：1430℃，第一导料辊3速度为2.3m/min，第二导料辊6速度设置为：2.7m/min；之后将坯条放入配模制度为：Φ4.4，Φ4.1的第三道工序中进行加工，第一加热炉和第二加热炉4温度设置为1430℃，第一导料辊3速度为2.4m/min，第二导料辊6速度设置为：2.7m/min；三道工序结束后，开始进入B201阶段，在B201阶段钨条经过2道工序进行加工，第一道工序配模制度为：Φ3.9，Φ3.6，第一加热炉1和第二加热炉4温度定为：1430℃第一导料辊速度为2.2m/min，第二导料辊温度设置为2.6m/min。第二道工序配模制度为Φ3.3，Φ3.0，第一加热炉1和第二加热炉温度定为：1370℃。第一导料辊3速度为2.4m/min，第二导料辊6速度设置为：2.9m/min，可得到Φ6-Φ3多种规格的稀土钨电极材料。
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺的发明的实施方式
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺的发明采用串打设备的各器件相对位置如下：第一加热炉为管长为1m的钼丝加热炉，第一加热炉与第一旋锻机2之间的距离为15cm(即二者之间有15cm的间隙)，第一导料辊与第一旋锻机和第二加热炉之间的距离均为10cm，第二加热炉为炉管长为0.7m的钼丝管炉，第二旋锻机与第二加热炉之间的距离15cm，与第二导料辊之间的距离10cm。
将经过B203选锻的Φ6.5的坯条放入B202串打机进行加工，坯条成分为：按重量百分比计，稀土氧化物含量为0.44％氧化镧、1.32％氧化钇、0.44％CeO2，余量为钨，首先将第一加热炉、第二加热炉4升温热到1500℃，将坯条的进料速度控制在3m/min，第一道工序设置第一旋锤机和第二旋锤机配模制度为Φ6.0，Φ5.6，第一导料辊速度为3.5m/min，第二导料辊速度设置为4.0m/min，经过第一道工序加工后，将坯条放入配模制度为Φ5.2，Φ4.8的串打设备中进行第二道工序加工，第一加热炉和第二加热炉温度定为：1450℃，第一导料辊速度为3.5m/min，第二导料辊6速度设置为：4.1m/min；之后将坯条放入配模制度为：Φ4.4，Φ4.1的第三道工序中进行加工，第一加热炉和第二加热炉温度设置为1450℃，第一导料辊速度为3.6m/min，第二导料辊速度设置为：4.1m/min；三道工序结束后，开始进入B201阶段，在B201阶段钨条经过2道工序进行加工，第一道工序配模制度为：Φ3.9，Φ3.6，第一加热炉1和第二加热炉温度定为：1450℃第一导料辊速度为3.3m/min，第二导料辊温度设置为3.9m/min。第二道工序配模制度为Φ3.3，Φ3.0，第一加热炉1和第二加热炉温度定为：1400℃。第一导料辊速度为3.6m/min，第二导料辊速度设置为：4.3m/min，可得到Φ6-Φ3多种规格的稀土钨电极材料。
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺的设备型号及其参数
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺的发明是采用由两台同型号、同频率、同速度的旋锻机(B201-B201，B202-B202)组成的串打设备进行多元复合稀土钨电极材料的B202，B201阶段的加工，B203、B202、B201为钨钼加工中的常规工艺过程，通常用于细分旋锻过程，是指采用B-203、B-202、B-201旋锻机进行的旋锻加工。B-203、B-202、B-201为旋锻机的设备型号，B-203旋锻机的旋锤行程最大，适宜加工大工件；B-202旋锻机的旋锤行程次之，适宜加工小工件；B-203旋锻机的旋锤行程最小，一般用来加工更小的工件。换模制度Φ6等是指旋锻摸的最小加工直径为6mm。
多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺参数制定是根据多元复合稀土钨电极材料的组织变化规律制定的，加工过程中电极材料的变形组织发生变化，回复温度及再结晶温度也根据变形程度而发生改变，因此为避免多元复合稀土钨电极材料发生再结晶脆化现象，也需要改变加工温度使其保持在回复温度以上，再结晶温度以下。因此该设备工艺的各项技术参数相匹配，且仅限于多元复合稀土钨电极的生产加工，该工艺主要优点为：(1)一道工序经过2个旋锻模，将原B202工艺中6道工序减少到3道，将B201工艺中的4道工序减少到目前2道，加工效率提高一倍。(2)采用串打技术，坯条经过前一旋锤机锻打后快速进入下一旋锤机进行锻打，避免了热量的损失，因而经济节能。
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多元复合稀土钨电极旋锻串打设备工艺的发明目的及其特征
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- 发布于 2013年10月16日
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多元复合钨电极旋锻串打设备工艺的技术问题，多元复合钨电极旋锻串打设备工艺发明的主要目的就是适应多元复合稀土钨电极材料的力学性能，采用串打技术实现钨材高效加工，多元复合钨电极旋锻串打设备工艺发明采用由两台同型号、同频率、同速度的旋锻机(B201-B201，B202-B202)组成的串打设备进行多元复合稀土钨电极材料的B202，B201阶段的加工，其特征在于：
(1)首先将第一加热炉1，第二加热炉4升温到1450～1500℃，然后将经过B203旋锻后的直径为Φ6.5的多元复合稀土钨电极材料以2～3m/min速率送入旋锤串打设备开始加工；
(2)在B202阶段需要经过三道次加工，工艺制度为：
第一道：第一旋锤机2选配Φ6.0模具；第二旋锤机5选配Φ5.6模具；第一加热炉、第二加热炉温度设置为：1450～1500℃；
第二道：第一旋锤机选配Φ5.2模具；第二旋锤机选配Φ4.8模具；第一加热炉、第二加热炉温度设置为：1400～1450℃；
第三道：第一旋锤机选配Φ4.4模具；第二旋锤机5选配Φ4.1模具；第一加热炉、第二加热炉温度设置为：1400～1450℃；
(3)在B201阶段经过两道次加工，其工艺制度为：
第一道：第一旋锤机选配Φ3.9模具；第二旋锤机选配Φ3.6模具；第一加热炉、第二加热炉温度设置为：1400～1450℃；
第二道：第一旋锤机2选配Φ3.3模具；第二旋锤机5选配Φ3.0模具；第一加热炉、第二加热炉温度设置为：1350～1400℃；通过以上加工可以得到Φ6-Φ3的多元复合稀土钨电极材料。
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稀土收储暂未启 或参照均价
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- 发布于 2013年10月16日
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去年曾参与稀土收储的上市公司权威人士透露，今年稀土收储目前尚未正式启动，公司暂未收到的通知，“收储一般只针对国有企业，收储价格基本是参照前几个月的均价”。
该人士透露，稀土收储是有预定计划让企业投标，但只收储国企的，有严格的程序和标准，“收储一般都是在价格平稳的时候收储，价高的时候不会收储，国家也可能在适当的时候抛出去”。
此前，有商会专家表示，稀土国家收储具体时间和细则属于国家机密，不会对社会公开发布。他进一步表示，稀土收储肯定会利好参与收储的原料企业，间接得到利好的会是整个上游稀土行业。
对于稀土的价格，该人士表示，收储会支撑稀土价格，而稀土作为战略性资源，未来价格将会越来越高，因为南方中重稀土会越来越少，而目前限于技术，海洋稀土的成本太高。
据公开报道，2012年稀土收储的价格据称是按照6个月平均价收购。据数据显示，2013年1-9月份的稀土均价为：氧化镨钕31.2万元/吨；氧化镨39.8万元/吨；氧化钕31.3万元/吨；氧化铕458.2万/吨；氧化铽366.7万元/吨；氧化镝193.8万元/吨；氧化铒29.9万元/吨；氧化钇7.9万元/吨。
近期流传甚广的稀土收储传闻时至今日仍未有进展。
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