2012-05-03瞭望新聞周刊
中國要不斷提公升煉鎂裝備工藝，最終成為金屬鎂冶煉加工的強國。
「十二五」時期是我國材料工業由大變強的關鍵時期。以鎂為例，今年初公布的《新材料產業「十二五」發展規劃》，明確提出加快鎂合金製備及深加工技術開發，推進其在汽車零部件和軌道列車等領域的應用，預計到2023年，中國將形成15萬噸高強鎂合金壓鑄及型材和板材的生產能力。
金屬鎂和鎂合金具有質量輕，強度高，導熱性能好，吸收振動和雜訊，易於**，對環境汙染小等優點，在汽車等交通工具製造、機械電子、航空航天、國防軍工等領域具有重要的應用價值，被譽為「21世紀的綠色環保材料」。
進入21世紀，西方國家的幾個金屬鎂巨頭紛紛關門停產。例如挪威的海德魯曾經是世界上首屈一指的金屬鎂龍頭企業，已在世紀之初停產。
另一方面，中國快速晉公升為全球鎂產量第一大國。資料顯示，2023年之前，西方國家貢獻了全球80%的金屬鎂產量，而到了2023年，中國貢獻了全球80%的金屬鎂。2023年，中國原鎂產量超過65萬噸，同比增長超過30%；2023年，中國原鎂產量66.
06萬噸，主要受歐債危機和全球經濟發展速度放緩影響，同比增長1%。
中國鎂冶煉前景廣闊
鎂合金和鋁合金並稱為輕合金，在很多方面具有相互替代的可能，其市場也有共享的特性。每噸金屬原鎂或者電解鋁，**均在16000元左右，兩者能源消耗相當，但每噸電解鋁在氧化鋁原料上要花費5000元左右，而每噸金屬鎂所用到的白雲岩礦石價值只有幾百元。鎂合金還能部分替代工程塑料。
從自然資源角度來看，一般認為鋼鐵的礦產資源可供人類使用100年，鋁礦產可以使用300年，而金屬鎂礦產能供人類使用2023年以上，故金屬鎂被稱為「第三金屬」。中國金屬鎂的資源優勢明顯。鎂礦資源異常豐富，可用鎂礦資源佔到全球70%的比例，從陸地上隨處可見的白雲石，到菱鎂礦、蛇紋石、滑石，到海水、鹽湖中豐富的鎂離子，未來再考慮廢鎂**，我國鎂資源可以說取之不盡，用之不竭。
我國作為鋼冶金、鋁冶金大國，由於鐵礦石、鋁土礦這兩種資源賦存不足，長期依賴國外，在價值分配上處於不利地位。大力發展擁有資源優勢的金屬鎂，作為主要金屬材料，可以對鋼鐵、鋁材、工程塑料等形成替代作用。
西方國家煉鎂採用電解法的工藝技術，生產過程產生有毒的氯氣，氯氣會腐蝕裝置、毒害工人、汙染環境，需要很大的代價去防範和治理，所以西方煉出來的鎂**昂貴。而中國從2023年代開始，採用被稱為皮江法的矽熱煉鎂工藝，投資小、技術門檻低，因不能連續生產而產量不大，適合中國的民營企業。
但是，皮江法工藝卻只是二戰前的技術水平。形象地說，中國的煉鎂工業仍處於屬於小瓶小罐的水平。金屬鎂要在國民經濟、居民生活中發揮更重要的作用，必須採用新的冶煉技術。
實際上，大型鋼鐵企業的裝備和技術非常適合進行金屬鎂的連續生產，如果部分大型鋼企稍加改造，將煉鋼裝置轉換為金屬鎂的冶煉裝備，還能副產高階合金鋼，就會提公升整個鎂行業的狀態，實現裝置大型化、生產連續化，接下來還可以實現直接合金化，再經過加工成形工序就可以製成不同合金牌號的鎂合金型材、板材、管材，類似於當今生產不同牌號鋼材的方式直接生產鎂合金製品，避免了當前金屬鎂到鎂合金製品的產業鏈流程長、反覆加熱的弊端，鎂合金就可以成為了鋼鐵企業的第二「主業」。
冶金界公認，如果鎂合金產品**低於鋁合金，鎂就可以大量替代鋁。鋼鐵企業進行連續煉鎂，熱裝熱送連續鑄軋的加工狀態使之具有了大生產的特徵，再加上我國擁有鎂資源優勢，在我國發展大規模連續煉鎂完全可以使得鎂合金製品的**低於鋁合金，那麼鎂合金的市場將達到數千萬噸級。再加上替代一部分工程塑料，鎂合金市場空間將進一步加大。
據了解，目前一些鋼鐵工業中的重型裝備技術已經應用於金屬鎂工業，可以預期，在不久的將來，中國的鎂工業就會發生革命性的變化，躍公升為現代大工業。
開發鎂冶煉的迴圈優勢
提煉金屬鎂需要兩種原料，乙個是含鎂的礦石，鎂礦石在中國分布很廣，儲量豐富。另外乙個是還原劑，就是把鎂從礦石中置換出來，一般用矽、鋁或者矽鋁合金來充當，常用矽鐵、矽鋁鐵等等，需要用電提煉出來。所以金屬鎂冶煉過程需要消耗較高的能源，從這個意義上來說，金屬鎂本身也是高載能、高儲能的產品。
但是，鎂合金生產出來後，由於質輕，使用過程可以節能，**也很節能，並且沒有汙染。
我國的電能一般都是燃煤發電生產的。在挖煤、燒煤發電過程中，會副產大量煤矸石和粉煤灰，是廢棄物，也是汙染物。但是，對金屬鎂來說，粉煤灰和煤矸石可以作為煉製矽鋁還原劑的原料，可以實現廢物利用。
粉煤灰和煤矸石，在能源學家眼中，由於熱值很低甚至完全沒有燃燒發熱，價值很低，甚至是廢棄物，粉煤灰還需要花錢去處理。在建材學家眼中，粉煤灰價值也不過每噸幾十元，不會超過百元。而在冶金學者眼中，粉煤灰、煤矸石是矽和鋁兩種金屬的伴生礦，屬於城市礦山、再生資源，利用得好，可以成為每噸數萬元高值產品的原料，其價值達到近萬元。
粉煤灰、煤矸石可以用焦炭、煙煤等碳質還原劑在高溫冶金爐中還原出來，生成矽鋁合金。矽鋁合金在市場上需求不大，但用在煉鎂中，卻是優良的金屬還原劑，能很好地將白雲石等含鎂礦產中的鎂置換還原出來。
煉鎂會副產一些還原渣，但這些還原渣由於經過了高溫處理，可以作為人工土壤基質使用，日本曾用煉鎂廢渣做化肥和人工土壤，效果很好。如果將之用於填補挖礦之後形成的坑，形**工土壤，可以復墾用於農業。
從產業鏈來看，煤炭採掘出來發電然後剩餘煤矸石、粉煤灰，粉煤灰、煤矸石提煉成矽鋁合金，矽鋁合金將白雲石還原成金屬鎂，剩餘廢渣用作礦山人工土壤，這樣就形成了完整的迴圈經濟。
經濟學家普遍**，企業的高成本時代已經來臨，原材料的高成本首當其衝。逆向思維一下，加工製造環節承受的原材料高成本恰恰是原材料行業的高利潤。在全國加工製造行業3%左右利潤率的大勢下，原材料行業的平均利潤率會高得多。
所以，在煤炭、電力、白雲石比較豐富的地區，利用好粉煤、灰煤矸石，發展鎂合金的迴圈經濟是多贏的產業選擇。如果投資280億元新建乙個鎂製品的迴圈工業園區，每年消納300萬噸粉煤灰、煤矸石，使用數百萬噸白雲石等鎂礦，可以制得100萬噸鎂合金製品，副產100萬噸不鏽鋼，年營業收入達到500億元，稅前利潤將超過150億元。實施這樣的迴圈工業園區，鋼鐵企業具有非常優越的條件。
煤炭產區的企業總感覺產業鏈不夠長、附加值不夠高，如果這樣打造鎂合金產業，將煤炭的化石能源優勢轉化為獨具中國特色的鎂產業優勢，實現原生礦產和城市礦產的高階利用，發展完整的煤電灰—矽鋁鐵—鎂材肥產業鏈，就可以實現從原來的「一煤獨大」變成「煤鎂雙美」。
推進鎂合金廣泛運用
鎂合金已經應用到生產、生活的方方面面，下一步的乙個重要用途是生產汽車等交通工具。奧迪新推出的rsq無輪概念車，採用的正是四個金屬鎂的滾球，可以在動作大片《我，機械人》中找到其影蹤。
無論是傳統燃油汽車，還是新能源汽車，汽車自重減輕，會帶來很大的節油減排的效果，汽車自重減輕10%，其燃油效率即可提高15%。鎂合金這一最輕金屬結構材料的優勢可以充分發揮出來。
西方很多知名汽車公司都在積極應用鎂合金作為車用零部件材料。例如，原來用在f1賽車上的鎂合金輪轂，近年來開始在家用轎車上出現。福特公司採用鑄鎂輪轂，每個重量3.
1公斤，比鋼板沖壓件減少5公斤。許多車企提出若干年內車用鎂合金突破100~200公斤的計畫。
我國鎂合金在汽車上的應用主要有變速箱體及殼蓋、離合器外殼及殼蓋、幫浦體、方向盤、氣缸蓋罩、汽車輪轂、儀錶盤、汽車座椅架和防護槓等零件。在一汽大眾公司引進的奧迪a6高檔轎車中，整車採用了48公斤左右的鎂合金零部件，因為國內無配套產品**，不得不全部依賴進口。一汽集團的紅旗、捷達、寶來轎車，為提高產品的技術含量和競爭力，正逐步使用鎂合金材料的零部件。
鎂合金以其顯著的減重效果、良好的鑄造和尺寸穩定性、優良的抗震性及可**再生等特性，已成為汽車製造業最具潛力的結構材料。上汽和上海通用在開發新一代電動汽車的規劃中，提出盡可能多用鎂合金材料。長安汽車平均每輛用鎂合金材料20公斤。
除了在一些普通零部件上採用鎂合金，寶馬汽車公司近幾年更是推出了全鎂的直列六缸發動機，用在部分新5系轎車上。
過去鎂合金應用於汽車零部件，往往是採用壓鑄件的形式，也就是一件一件地生產出來的。隨著技術的進步，鎂板規模化走向市場，今後汽車車身可以直接採用軋制鎂板，那將把鎂合金的應用大大向前推進了一步。原來汽車外板一般都是用鋼板，寬度要求為1600mm或更寬，厚度為0.
7～1.2mm。近年來汽車外板的鎂合金化已提到汽車行業的議事日程上來。
如果用鎂合金打造出幾乎全鎂的中型轎車，其重量大約為500公斤，這樣重量的汽車，百公里油耗可以控制在3公升，而如果是混合動力汽車，估計百公里1公升燃料就可以了，如果作為電動車，那麼當前的動力電池效能完全能滿足驅動的要求。
除了在乘用車方面，商用載重汽車、電單車、自行車也可以大量使用鎂合金，帶來效益提公升或者是生活的便利。近年來軌道交通上也開始大量使用鎂合金型材、鑄件等，除了減輕整車重量降低能耗以外，還可以用於降噪減震。在高速列車、城市輕軌列車的車廂內壁和地板上大量採用鎂合金蜂窩板已是大勢所趨。
而在航空航天領域，鎂合金的優勢更自不待言。在b36重型轟炸機中，鎂合金用到了超過6噸。業界測算，在航空航天領域，每減少1磅重量帶來的經濟效益是：
商用飛機300美元，戰鬥機3000美元，而太空飛行器是30000美元。目前飛機蒙皮大量採用鎂合金材料已經成為常態。（
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金屬工藝學第三課設計
第三課設計 金屬材料力學效能的主要指標 1 強度 剛度與塑性 2 硬度 3 衝擊韌性 4 疲勞強度 5 金屬材料的斷裂韌度 金屬材料的效能 1 使用效能 2 工藝效能 使用效能 是指金屬材料在使用條件下所表現出來的效能。如 力學效能 物理效能 化學效能 工藝效能 是指製造工藝過程中材料適應加工的效能...
第三節用途廣泛的金屬材料
高一化學導學案 姓名第周 課題 第三章第三節用途廣泛的金屬材料 學習目標 1.以鋼鐵 銅合金為例，認識合金的效能及合金材料在生活中的應用.2.學會正確選用金屬材料的方法。學習重點 1 合金的特性 學習難點 合金材料的應用與材料的選擇 複習與鞏固 合金的概念 有一種跟其他一種或幾種或 一起熔合而成的具...