2023年合金元素添加劑行業下游應用市場需求規模前景預測及投資戰略規劃可行性研究

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1、合金元素添加劑概述：合金，是由兩種或兩種以上的金屬、或金屬與非金屬融合而成的具有金屬通性的物質，其性能一般均優于純金屬。常見的合金包括鋁合金、鋼鐵、鎂合金、鈦合金等，即以鋁、鐵、鎂、鈦等金屬作為基體金屬，添加一種或多種金屬或非金屬元素而制成的，具有不同特殊性能的合金。隨著科學技術以及工業經濟的飛速發展，合金產品以其優秀的性能被行業接受并迅速運用于各行各業，為工業經濟發展做出巨大貢獻。

在合金制造過程中，合金元素可選擇的加入方案主要包括以下類型：

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鋼鐵和鋁合金是用量最大的合金。由于鋁和鐵的熔點差異較大，因此目前鋁合金和鋼鐵在制備過程中合金元素加入的主流技術方式也有差異，總體上，鋁合金制備以中間合金加入法和合金元素添加劑加入法為主，鋼鐵制備則以直接加入法和中間合金法加入方式為主。

（1）合金元素添加劑在鋁合金行業的發展和應用現階段鋁合金制備中合金元素的主流添加方法是中間合金加入法和合金元素添加劑加入法。合金化是合金生產工藝流程中最重要的一環，合金添加元素在基體金屬中的熔化、合金元素分布的均勻性以及熔體純凈度決定合金材料的最終性能指標。由于鋁的熔點約為660℃，而鋁合金制備需加入的錳、鈦、硅、鐵、鉻等高熔點金屬（均在1,200℃以上）與鋁的熔點差距較大，若將其以單質的形式（純金屬）加入到鋁液中熔解，則熔爐的溫度需超過擬加入合金元素的熔點，這樣會造成鋁液的汽化，且熔爐內的鋁液易與周圍的氧氣、氫氣、水等發生化學反應，形成難以去除的雜質，導致鋁合金性能偏差，難以符合高端鋁合金性能的要求，甚至導致鋁合金的報廢。另外，將熔爐大幅升溫需耗費更多的能源，且升溫時間長，從而導致制備過程的高成本、低效率。為彌補上述不足，早期的合金工業中，利用“多數合金的熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點”這一特性，熔煉企業陸續采用加入中間合金（濃縮版的合金）熔化的方式來降低合金元素熔融過程時所需要的溫度，鋁基中間合金加入技術在20世紀50-60年代中后期開始在我國運用。中間合金添加方案存在如下問題：需要采用多次少量的方式進行添加投放，精準控制難度大；熔化中間合金所需的時間仍然較長，一般需30分鐘至一小時左右；鋁熔體長時間與大氣中的氧氣、氫氣、碳、水分等其他物質發生反應生成的化合物增多，導致鋁合金的品質降低；熔化時間長會增加能耗，且增加鋁熔體的燒損；熔化溫度降低有限，產生氧化物燒損，造成資源浪費、對環境影響大，生產效率低等；中間合金的制備方法與最終合金材料的制造工藝高度重合，需要將熱熔溫度提升至高熔點金屬熔化溫度才能完成生產，在造成較高的能耗和原料消耗的同時，也相應導致對空氣的污染及碳排放的增加。且鋁基中間合金本身作為高溫熔化的產物，制造過程中的低熔點金屬易燒損產生雜質，導致合金材料純凈度下降，影響材料的最終性能。

合金元素添加劑加入技術由美國AMG公司發明，在20世紀90年代中期在我國鋁合金行業中開始試驗，2000年前后開始陸續試用。合金元素添加劑加入技術無高溫熔煉流程，合金元素占比普遍可達75%以上，含雜質更低，且收得率更高，較鋁基中間合金技術在提升制造效率、減少材料燒損、提高合金材料性能等各項指標方面具有明顯優勢。但合金元素添加劑，通常會在產品中加入大量助熔劑來保證合金元素在熱熔體的熔化性能，助熔劑含量過高會擠壓合金元素占比（濃度降低），且易導致助熔劑中大量雜質被添加到合金中，降低了合金純凈度、影響合金性能。而提高合金元素濃度降低助熔劑含量則會影響合金元素在熱熔體中的熔化性能，造成合金元素無法充分熔化，合金元素收得率低，亦對合金質量造成影響。因此合金元素濃度、收得率、熔化時間、熔化溫度，四者難以同時兼顧，這也是全球合金元素添加領域歷久的技術性難題。由于上述原因，導致國內外主流的合金元素添加劑生產商提供的合金元素濃度水平普遍保持在75%-85%的水平，且熔化時間仍較長。

（2）合金元素添加劑在鋼鐵行業的發展和應用：在鋼鐵行業，不同于鋁的低熔點，金屬鐵熔點較高（1,538℃），在一般鋼鐵的冶煉中，元素添加普遍使用鐵合金（鐵基中間合金），常見的鐵合金有錳鐵、鉻鐵、硅鐵、硅錳等，而在對純凈度等要求較高的高端鋼鐵冶煉中，通常采用直接添加純金屬的方式添加合金元素。

鐵合金制備方法與鋁基中間合金類似，即將合金元素礦石與鐵屑等一種或多種合金元素熔煉制成的一種待用合金產品，在鋼鐵冶煉時，將該產品再次投入熔爐中進行熔化，達到鋼材合金元素添加的目的。鐵合金的優點在于其價格較低，但其金屬元素收得率低、雜質含量高，不利于提升鋼鐵品質。同時，鐵合金本身的制備工藝粗放、能耗物耗高、并產生大量煙塵、廢渣、廢氣，環境污染嚴重。純金屬加入的優點在于其濃度高、應用簡便、部分金屬熔化性好，有利于提升鋼鐵品質；缺點在于純金屬收得率偏低且價格較貴，且對部分金屬而言，如為了加快熔化速度直接將金屬研磨成粉末狀加入，導致合金元素在熔體燒損量多，材料耗損大，且高溫下產生各類氧化物、氮化物、氫化物等雜質，對鋼鐵純凈度產生影響，如以金屬錠的方式加入則導致合金元素在熔體中熔化速度慢、熔化不均勻，亦影響制備效率和鋼鐵品質。

中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年全球與中國合金元素添加劑市場競爭格局分析及投資戰略可行性評估預測報告》

2、行業技術水平及技術特點：

（1）合金元素添加劑（鋁合金用）的技術特點：在鋁合金制備行業，目前主流的合金元素添加劑技術，為了實現高熔點金屬在低溫下熔化，通常會在產品中加入鋁粉及其他化學試劑作為助熔劑，來保證合金元素在熱熔體的熔化性能。行業通用“合金元素金屬+比例”來代表合金元素的含量，剩余部分則為鋁粉和其他物質作為助熔劑。由于鋁粉和助熔劑在熔體內熔化后形成雜質，助熔劑含量越高，合金純凈度越低、合金性能越差。而提高合金元素濃度降低助熔劑含量，則會影響高熔點合金元素在熱熔體中的熔化性能，造成其不能充分熔化，合金元素在熔體中分布的均勻性差，或者熔化時間過長，亦對合金質量造成影響。因此合金元素濃度、收得率、熔化時間、熔化溫度，四者難以同時兼顧，成為合金元素添加領域的全球性技術難題。因此，目前主流的合金元素添加劑產品普遍保持在75%-85%左右的濃度水平。

經過多年研發與技術經驗積累，公司自主研發以高熔點金屬低溫熔化為核心特征的高濃度合金元素添加劑制備關鍵技術，通過物理、化學、粉末冶金、材料學等綜合性技術方案，實現高熔點金屬在高濃度（合金元素濃度90%以上）下實現低溫、快速熔化、高收得率等綜合性的指標，該技術獲得2020年度中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。

（2）合金元素添加劑（鋼鐵用）的技術特點：在鋼鐵行業，目前鋼鐵冶煉過程中合金元素添加仍以鐵合金、純金屬為主，以重慶潤際遠東新材料科技股份有限公司為代表的少數企業，將原用于鋁行業的合金元素添加技術結合鋼鐵行業的生產條件、生產特點進行針對性研發，推出用于鋼鐵行業的錳添加劑、復合添加劑等，以替代鋼鐵制備過程中慣常使用的純金屬或錳鐵、硅錳等鐵合金，產品具有提高金屬收得率、提升鋼鐵純凈度、均勻性、耐疲勞性等提升鋼鐵品質的特點，同時具有降低轉爐鋼包停吹溫度，實現節能減排等功能，得到海內外多家鋼鐵巨頭企業的認可。

元素添加劑的綜合性指標提出了更高要求，如在快速熔化、低溫熔化、高收得率、高濃度、低雜質、熔體內分布均勻等多維度需求；

（3）部分低熔點基體金屬在與高熔點合金元素在高溫下進行熔化時會產生：大量氧化物、氮化物、氫化物，降低了合金的純凈度，將導致金屬疲勞，為保證合金元素在合金化后均勻分布、提高材料的性能，并達到節能環保的目的，實現更短時間、更低溫度的合金元素熔化成為提升合金品質的關鍵要素；

（4）隨著合金材料應用領域的不斷拓展，對合金特殊性能的要求更加多樣，使得單一型合金元素添加劑無法滿足合金材料性能的全部要求，復合型合金元素添加劑發展也成為市場重點研究方向。

3、行業周期性特征：作為鋼鐵和鋁合金制備的原材料，整個行業的周期性與下游行業需求關系較大，而下游行業的發展與整個宏觀經濟環境相關聯。整體經濟環境發展良好時，鋼鐵和鋁合金市場需求較大，帶動本行業的整體需求增加；當經濟發展處于低迷狀態，終端消費下降，鋼鐵和鋁合金銷量隨之減少，可能造成本行業生產企業的產品需求量下降。

此外，本行業的高端和中低端生產企業受產業結構的影響存在差異，當下游產業結構以中低端合金生產為主時，將造成高端合金元素添加劑的市場空間受到擠壓；當產業結構升級，終端消費對高端合金的需求量增大時，用于高端合金制備的合金元素添加劑產品需求量將增大，掌握核心技術的企業將更加受益。

4、相關聯行業現狀：

（1）鋼鐵市場：我國是全球第一大鋼產國，據國家統計局數據，2022年全球粗鋼總產量約18.79億噸，中國粗鋼總產量約10.13億噸，占世界粗鋼總產量的53.91%。在鋼鐵產品結構中，特鋼的生產和應用水平是衡量一個國家鋼鐵工業水平的重要標志，工業發達國家的特鋼產量占其鋼總產量的比例較高，美國和韓國約為10%，日本、法國和德國約為15-22%，瑞典則高達45%左右，且上述國家特鋼產品以高技術含量、高附加值品種為主。根據國家統計局數據統計，相較于總體鋼產量，中國特鋼產量占整體粗鋼比例偏低，2022年，我國特鋼產量3,342.1萬噸，占同期粗鋼產量僅約3.3%，大大低于工業發達國家水平。

雖然近年來國內已建立起完整的特鋼產品體系，部分產品質量達到國際領先水平，并實現部分產品的出口，但整體技術仍處于相對落后地位，尤其是純凈度控制方面距離國際先進水平仍有不小差距。在作為世界最大的鋼產國的同時，中國也是世界最大的鋼進口國，其中高端合金鋼、模具鋼等特鋼是進口的主力品類。根據海關總署數據顯示，相較于出口特鋼，我國進口特鋼的附加值高、單價高，2016-2020年，我國特鋼進口產品平均價格約1,600美元/噸，而同期我國特鋼出口價格僅為約900美元/噸。

現階段，高端制造業發展正支撐我國鋼材需求的持續增長。“十四五規劃”提出要“發展戰略新興產業，加快壯大新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環保以及航空航天、海洋裝備等產業”。新材料是“十四五規劃”戰略新興產業之一，也是新能源、高端裝備、新能源汽車、航空航天及海洋裝備等新興產業的基礎。以汽車、能源、工程機械、國防軍工、核工業為代表的高端制造業迎來快速、可持續發展，高端特鋼的需求正迎來難得的增長機遇。因此，特鋼的出口升級和進口替代，有望為中國的高端特鋼需求增長打開想象空間，特鋼產業帶來量、價提升空間都較大。在特鋼領域對合金元素添加需求旺盛的情景下，合金元素添加劑作為高端鋼材冶煉的重要新型功能材料，在我國制造業高速發展的大背景下預期將獲得巨大的增量空間。

（2）鋁合金市場：20世紀80年代之后，世界經濟快速發展帶動鋁合金在各行業中的應用深度進一步提升，鋁合金加工技術的進步，使得鋁合金質量輕、強度高、耐腐蝕、方便運輸、易加工、易著色、表面持久等一系列優點在各行業應用中逐步得到展示，應用范圍進入航天軍工、軌道交通、新能源汽車、光伏、機械制造、汽車輕量化、醫療環保、電子家電等眾多領域。現階段我國鋁合金市場規模正處于穩定增長態勢，我國鋁合金年產量從2016年的749.8萬噸提升至2021年的1,068萬噸，市場供應充足，但高端鋁材仍有較大供給缺口。全球范圍來看，除建筑鋁材等低端用鋁產能過剩外，全球中高端鋁材已連續多年呈現供不應求態勢。

總體來看，工業發達國家鋁合金材料開發與應用的歷史時間長，基礎好、研究積累雄厚，鋁合金材料體系系統性強，產業技術水平較高。尤其是美國、俄羅斯等工業強國較早開展了鋁合金材料的研發工作，申請了大量的鋁合金牌號，廣泛應用于汽車、船舶、空天等領域，已形成一定程度的專利霸權。相比較而言，我國鋁合金材料方面原始創新偏少、基礎共性關鍵技術和精深加工技術研發不足，高端材料在產業體系中所占比例不高，相當部分關鍵基礎材料、核心零部件不能自給。如Alcoa擁有3萬多項專利，而中國企業原創性專利少，同時產品質量的一致性、均勻性、穩定性不高，如大飛機用預拉伸厚板和蒙皮板、乘用車面板等質量穩定性有待提高，部分高端鋁板帶箔材等仍依賴進口。

用于鋁合金的金屬添加元素未來的市場需求直接取決于下游鋁深加工和終端產品制造行業的發展趨勢，目前我國鋁合金行業整體以生產建筑型材等中低端鋁合金為主，鋁合金生產技術、工藝較海外先進技術差距較大，鋁合金制備所使用的合金元素仍主要來源于高溫熔化的中間合金產品，高濃度的低溫熔化合金元素添加劑占比十分有限。隨著我國高端制造領域對高品質鋁合金的需求以及“碳達峰、碳中和”等節能減排政策的實施，必然倒逼國內鋁合金生產企業加速技術和工藝創新，加強對合金元素熔化溫度、時間、均勻度、雜質等指標的控制，具備高熔點金屬低溫熔化特性的高濃度合金元素添加劑對鋁中間合金的替代空間巨大。

5、下游市場應用需求分析：

（1）特鋼市場的整體規模對行業產品提供了廣闊的市場：錳是鋼鐵行業用量最大的合金元素，錳劑產品目前主要面向下游高端特鋼冶煉市場，相較于中間合金、純金屬等傳統材料具有降低熔化溫度、縮短熔化時間、提高收得率、節能減碳、控制雜質含量、提高材料的純凈度等顯著優勢，對高端特鋼生產過程中使用的中間合金、純金屬等傳統材料具有良好的替代作用，尤其是目前下游鋼鐵行業仍以使用鐵合金或純金屬為主，市場替代空間大。下游巨大的市場規模為公司產品銷售規模的提升創造了良好的市場基礎。

①全球特鋼市場規模：特鋼產品種類豐富，按用途分為工具鋼、結構鋼與特殊用途鋼三大類，其中特殊用途鋼包括彈簧鋼、軸承鋼、不銹鋼、高強度鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、模具鋼、電工鋼（硅鋼）等。近年來全球特鋼行業市場規模保持持續增長趨勢，2019年至2021年全球特鋼市場規模由3,511.30億美元增長達到4,201.50億美元，增幅為19.66%。

2017-2021年全球特種鋼材行業產量現狀分析

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數據整理：中金企信國際咨詢

全球特鋼市場持續向好為公司錳劑產品銷量增長提供了良好的市場環境。

②中國特鋼市場現狀：近年來，我國重點企業特鋼產量情況如下：

2017-2022年中國特種鋼材產量現狀分析

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數據整理：中金企信國際咨詢

如上圖所示，我國重點特優鋼企業特種鋼材產量規模大，且整體較為穩定，亦為相關產品提供了廣闊的市場替代空間。

2）新能源行業的發展促進特鋼市場的增長，為行業提供了新的增量空間隨著新能源汽車及風、光等新能源的快速發展，上述領域對硅鋼的需求量呈現持續快速增長趨勢，具體如下：

①新能源汽車領域：目前新能源車用電機的主流鐵心材料為冷軋無取向硅鋼，在我國落實―雙碳‖目標、推動綠色發展的戰略背景下，新能源汽車高速發展。預計2023-2025年我國新能源汽車對于無取向硅鋼總需求量為68.5、85.9、103.6萬噸。

2020-2025中國新能源汽車用高牌號無取向硅鋼用量現狀分析

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數據整理：中金企信國際咨詢

全球方面，根據中金企信統計數據，近年來我國新能源汽車銷量在全球范圍內占比為50%-60%，據此大致推算出2022年全球新能源汽車無取向硅鋼用量約為120-140萬噸，預計到2025年全球新能源汽車無取向硅鋼用量或可達到250萬噸級。

②新能源領域：新能源領域的需求主要集中在變壓器對取向硅鋼的需求，根據中電聯對于2022-2025年電力結構相關預測以及《―雙碳‖戰略下取向硅鋼的價值與市場機遇》的測算方式，預計2022-2025年我國新增裝機容量對應變壓器用取向硅鋼量分別為164、176、187、201萬噸，其中可再生能源領域帶來的新增需求量為122、132、146、159萬噸。隨著光伏、風電新增裝機容量對需求拉動作用逐步提升，占當年電力行業新增變壓器對取向硅鋼需求量的比例從2021年的59%提升到2025年的78%。

全球市場方面，根據國際可再生能源署（IRENA）發布的《2022年可再生能源裝機數據》顯示，2021年全球可再生能源裝機共增加257GW，中國2021年新增裝機容量121GW，占全球新增裝機容量近50%，由此可推算2022-2025年全球可再生能源領域對應變壓器用取向硅鋼的新增需求量為249、260、285、310萬噸。而根據國際能源署2022年發布的《2022年可再生能源報告》，受能源危機推動，各國可再生能源安裝明顯提速，未來五年全球裝機增量有望接近此前五年增量的兩倍，報告預計2022年至2027年全球可再生能源（風電、水電、光伏）發電裝機容量將增加2400GW，將進一步拉動取向硅鋼在新能源的領域的應用需求。以錳劑為代表的合金元素添加劑直接用于取向硅鋼的生產，光伏、風電新能源的高速發展將拉動相關產品的需求。

6、行業運行態勢及前景：由于合金元素添加劑行業較為細分，專業從事相關產品研發、生產、銷售的企業較少，報告期內，行業整體情況未發生重大變化。

未來發展趨勢方面，隨著國家產業結構的調整和高端制造的發展，下游軍工、航空航天、汽車、船舶等領域對高端合金材料的需求愈加旺盛。終端需求的增加將帶動合金制備行業的產品結構調整，高端產品景氣度上行，有利于合金元素添加劑的市場滲透率不斷擴大，促進行業的市場需求快速提升。此外，全球減碳已成為國際共識，國家實施“碳達峰、碳中和”戰略。以合金元素添加劑產品為代表的合金元素添加劑在下游鋁合金行業和鋼鐵行業的廣泛應用，在幫助下游客戶提高合金材料綜合性能、提升生產效率、降低生產成本的同時，也有助于其實現節能降耗，減少二氧化碳排放。“碳達峰、碳中和”戰略為合金元素添加劑產品和技術在合金冶煉等下游應用領域和市場擴展開辟了新的發展空間。

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