2023年合金元素添加剂行业下游应用市场需求规模前景预测及投资战略规划可行性研究

1、合金元素添加剂概述：合金，是由两种或两种以上的金属、或金属与非金属融合而成的具有金属通性的物质，其性能一般均优于纯金属。常见的合金包括铝合金、钢铁、镁合金、钛合金等，即以铝、铁、镁、钛等金属作为基体金属，添加一种或多种金属或非金属元素而制成的，具有不同特殊性能的合金。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，合金产品以其优秀的性能被行业接受并迅速运用于各行各业，为工业经济发展做出巨大贡献。

在合金制造过程中，合金元素可选择的加入方案主要包括以下类型：

钢铁和铝合金是用量最大的合金。由于铝和铁的熔点差异较大，因此目前铝合金和钢铁在制备过程中合金元素加入的主流技术方式也有差异，总体上，铝合金制备以中间合金加入法和合金元素添加剂加入法为主，钢铁制备则以直接加入法和中间合金法加入方式为主。

（1）合金元素添加剂在铝合金行业的发展和应用现阶段铝合金制备中合金元素的主流添加方法是中间合金加入法和合金元素添加剂加入法。合金化是合金生产工艺流程中最重要的一环，合金添加元素在基体金属中的熔化、合金元素分布的均匀性以及熔体纯净度决定合金材料的最终性能指标。由于铝的熔点约为660℃，而铝合金制备需加入的锰、钛、硅、铁、铬等高熔点金属（均在1,200℃以上）与铝的熔点差距较大，若将其以单质的形式（纯金属）加入到铝液中熔解，则熔炉的温度需超过拟加入合金元素的熔点，这样会造成铝液的汽化，且熔炉内的铝液易与周围的氧气、氢气、水等发生化学反应，形成难以去除的杂质，导致铝合金性能偏差，难以符合高端铝合金性能的要求，甚至导致铝合金的报废。另外，将熔炉大幅升温需耗费更多的能源，且升温时间长，从而导致制备过程的高成本、低效率。为弥补上述不足，早期的合金工业中，利用“多数合金的熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点”这一特性，熔炼企业陆续采用加入中间合金（浓缩版的合金）熔化的方式来降低合金元素熔融过程时所需要的温度，铝基中间合金加入技术在20世纪50-60年代中后期开始在我国运用。中间合金添加方案存在如下问题：需要采用多次少量的方式进行添加投放，精准控制难度大；熔化中间合金所需的时间仍然较长，一般需30分钟至一小时左右；铝熔体长时间与大气中的氧气、氢气、碳、水分等其他物质发生反应生成的化合物增多，导致铝合金的品质降低；熔化时间长会增加能耗，且增加铝熔体的烧损；熔化温度降低有限，产生氧化物烧损，造成资源浪费、对环境影响大，生产效率低等；中间合金的制备方法与最终合金材料的制造工艺高度重合，需要将热熔温度提升至高熔点金属熔化温度才能完成生产，在造成较高的能耗和原料消耗的同时，也相应导致对空气的污染及碳排放的增加。且铝基中间合金本身作为高温熔化的产物，制造过程中的低熔点金属易烧损产生杂质，导致合金材料纯净度下降，影响材料的最终性能。

合金元素添加剂加入技术由美国AMG公司发明，在20世纪90年代中期在我国铝合金行业中开始试验，2000年前后开始陆续试用。合金元素添加剂加入技术无高温熔炼流程，合金元素占比普遍可达75%以上，含杂质更低，且收得率更高，较铝基中间合金技术在提升制造效率、减少材料烧损、提高合金材料性能等各项指标方面具有明显优势。但合金元素添加剂，通常会在产品中加入大量助熔剂来保证合金元素在热熔体的熔化性能，助熔剂含量过高会挤压合金元素占比（浓度降低），且易导致助熔剂中大量杂质被添加到合金中，降低了合金纯净度、影响合金性能。而提高合金元素浓度降低助熔剂含量则会影响合金元素在热熔体中的熔化性能，造成合金元素无法充分熔化，合金元素收得率低，亦对合金质量造成影响。因此合金元素浓度、收得率、熔化时间、熔化温度，四者难以同时兼顾，这也是全球合金元素添加领域历久的技术性难题。由于上述原因，导致国内外主流的合金元素添加剂生产商提供的合金元素浓度水平普遍保持在75%-85%的水平，且熔化时间仍较长。

（2）合金元素添加剂在钢铁行业的发展和应用：在钢铁行业，不同于铝的低熔点，金属铁熔点较高（1,538℃），在一般钢铁的冶炼中，元素添加普遍使用铁合金（铁基中间合金），常见的铁合金有锰铁、铬铁、硅铁、硅锰等，而在对纯净度等要求较高的高端钢铁冶炼中，通常采用直接添加纯金属的方式添加合金元素。

铁合金制备方法与铝基中间合金类似，即将合金元素矿石与铁屑等一种或多种合金元素熔炼制成的一种待用合金产品，在钢铁冶炼时，将该产品再次投入熔炉中进行熔化，达到钢材合金元素添加的目的。铁合金的优点在于其价格较低，但其金属元素收得率低、杂质含量高，不利于提升钢铁品质。同时，铁合金本身的制备工艺粗放、能耗物耗高、并产生大量烟尘、废渣、废气，环境污染严重。纯金属加入的优点在于其浓度高、应用简便、部分金属熔化性好，有利于提升钢铁品质；缺点在于纯金属收得率偏低且价格较贵，且对部分金属而言，如为了加快熔化速度直接将金属研磨成粉末状加入，导致合金元素在熔体烧损量多，材料耗损大，且高温下产生各类氧化物、氮化物、氢化物等杂质，对钢铁纯净度产生影响，如以金属锭的方式加入则导致合金元素在熔体中熔化速度慢、熔化不均匀，亦影响制备效率和钢铁品质。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年全球与中国合金元素添加剂市场竞争格局分析及投资战略可行性评估预测报告》

2、行业技术水平及技术特点：

（1）合金元素添加剂（铝合金用）的技术特点：在铝合金制备行业，目前主流的合金元素添加剂技术，为了实现高熔点金属在低温下熔化，通常会在产品中加入铝粉及其他化学试剂作为助熔剂，来保证合金元素在热熔体的熔化性能。行业通用“合金元素金属+比例”来代表合金元素的含量，剩余部分则为铝粉和其他物质作为助熔剂。由于铝粉和助熔剂在熔体内熔化后形成杂质，助熔剂含量越高，合金纯净度越低、合金性能越差。而提高合金元素浓度降低助熔剂含量，则会影响高熔点合金元素在热熔体中的熔化性能，造成其不能充分熔化，合金元素在熔体中分布的均匀性差，或者熔化时间过长，亦对合金质量造成影响。因此合金元素浓度、收得率、熔化时间、熔化温度，四者难以同时兼顾，成为合金元素添加领域的全球性技术难题。因此，目前主流的合金元素添加剂产品普遍保持在75%-85%左右的浓度水平。

经过多年研发与技术经验积累，公司自主研发以高熔点金属低温熔化为核心特征的高浓度合金元素添加剂制备关键技术，通过物理、化学、粉末冶金、材料学等综合性技术方案，实现高熔点金属在高浓度（合金元素浓度90%以上）下实现低温、快速熔化、高收得率等综合性的指标，该技术获得2020年度中国有色金属工业科学技术奖一等奖。

（2）合金元素添加剂（钢铁用）的技术特点：在钢铁行业，目前钢铁冶炼过程中合金元素添加仍以铁合金、纯金属为主，以重庆润际远东新材料科技股份有限公司为代表的少数企业，将原用于铝行业的合金元素添加技术结合钢铁行业的生产条件、生产特点进行针对性研发，推出用于钢铁行业的锰添加剂、复合添加剂等，以替代钢铁制备过程中惯常使用的纯金属或锰铁、硅锰等铁合金，产品具有提高金属收得率、提升钢铁纯净度、均匀性、耐疲劳性等提升钢铁品质的特点，同时具有降低转炉钢包停吹温度，实现节能减排等功能，得到海内外多家钢铁巨头企业的认可。

元素添加剂的综合性指标提出了更高要求，如在快速熔化、低温熔化、高收得率、高浓度、低杂质、熔体内分布均匀等多维度需求；

（3）部分低熔点基体金属在与高熔点合金元素在高温下进行熔化时会产生：大量氧化物、氮化物、氢化物，降低了合金的纯净度，将导致金属疲劳，为保证合金元素在合金化后均匀分布、提高材料的性能，并达到节能环保的目的，实现更短时间、更低温度的合金元素熔化成为提升合金品质的关键要素；

（4）随着合金材料应用领域的不断拓展，对合金特殊性能的要求更加多样，使得单一型合金元素添加剂无法满足合金材料性能的全部要求，复合型合金元素添加剂发展也成为市场重点研究方向。

3、行业周期性特征：作为钢铁和铝合金制备的原材料，整个行业的周期性与下游行业需求关系较大，而下游行业的发展与整个宏观经济环境相关联。整体经济环境发展良好时，钢铁和铝合金市场需求较大，带动本行业的整体需求增加；当经济发展处于低迷状态，终端消费下降，钢铁和铝合金销量随之减少，可能造成本行业生产企业的产品需求量下降。

此外，本行业的高端和中低端生产企业受产业结构的影响存在差异，当下游产业结构以中低端合金生产为主时，将造成高端合金元素添加剂的市场空间受到挤压；当产业结构升级，终端消费对高端合金的需求量增大时，用于高端合金制备的合金元素添加剂产品需求量将增大，掌握核心技术的企业将更加受益。

4、相关联行业现状：

（1）钢铁市场：我国是全球第一大钢产国，据国家统计局数据，2022年全球粗钢总产量约18.79亿吨，中国粗钢总产量约10.13亿吨，占世界粗钢总产量的53.91%。在钢铁产品结构中，特钢的生产和应用水平是衡量一个国家钢铁工业水平的重要标志，工业发达国家的特钢产量占其钢总产量的比例较高，美国和韩国约为10%，日本、法国和德国约为15-22%，瑞典则高达45%左右，且上述国家特钢产品以高技术含量、高附加值品种为主。根据国家统计局数据统计，相较于总体钢产量，中国特钢产量占整体粗钢比例偏低，2022年，我国特钢产量3,342.1万吨，占同期粗钢产量仅约3.3%，大大低于工业发达国家水平。

虽然近年来国内已建立起完整的特钢产品体系，部分产品质量达到国际领先水平，并实现部分产品的出口，但整体技术仍处于相对落后地位，尤其是纯净度控制方面距离国际先进水平仍有不小差距。在作为世界最大的钢产国的同时，中国也是世界最大的钢进口国，其中高端合金钢、模具钢等特钢是进口的主力品类。根据海关总署数据显示，相较于出口特钢，我国进口特钢的附加值高、单价高，2016-2020年，我国特钢进口产品平均价格约1,600美元/吨，而同期我国特钢出口价格仅为约900美元/吨。

现阶段，高端制造业发展正支撑我国钢材需求的持续增长。“十四五规划”提出要“发展战略新兴产业，加快壮大新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等产业”。新材料是“十四五规划”战略新兴产业之一，也是新能源、高端装备、新能源汽车、航空航天及海洋装备等新兴产业的基础。以汽车、能源、工程机械、国防军工、核工业为代表的高端制造业迎来快速、可持续发展，高端特钢的需求正迎来难得的增长机遇。因此，特钢的出口升级和进口替代，有望为中国的高端特钢需求增长打开想象空间，特钢产业带来量、价提升空间都较大。在特钢领域对合金元素添加需求旺盛的情景下，合金元素添加剂作为高端钢材冶炼的重要新型功能材料，在我国制造业高速发展的大背景下预期将获得巨大的增量空间。

（2）铝合金市场：20世纪80年代之后，世界经济快速发展带动铝合金在各行业中的应用深度进一步提升，铝合金加工技术的进步，使得铝合金质量轻、强度高、耐腐蚀、方便运输、易加工、易着色、表面持久等一系列优点在各行业应用中逐步得到展示，应用范围进入航天军工、轨道交通、新能源汽车、光伏、机械制造、汽车轻量化、医疗环保、电子家电等众多领域。现阶段我国铝合金市场规模正处于稳定增长态势，我国铝合金年产量从2016年的749.8万吨提升至2021年的1,068万吨，市场供应充足，但高端铝材仍有较大供给缺口。全球范围来看，除建筑铝材等低端用铝产能过剩外，全球中高端铝材已连续多年呈现供不应求态势。

总体来看，工业发达国家铝合金材料开发与应用的历史时间长，基础好、研究积累雄厚，铝合金材料体系系统性强，产业技术水平较高。尤其是美国、俄罗斯等工业强国较早开展了铝合金材料的研发工作，申请了大量的铝合金牌号，广泛应用于汽车、船舶、空天等领域，已形成一定程度的专利霸权。相比较而言，我国铝合金材料方面原始创新偏少、基础共性关键技术和精深加工技术研发不足，高端材料在产业体系中所占比例不高，相当部分关键基础材料、核心零部件不能自给。如Alcoa拥有3万多项专利，而中国企业原创性专利少，同时产品质量的一致性、均匀性、稳定性不高，如大飞机用预拉伸厚板和蒙皮板、乘用车面板等质量稳定性有待提高，部分高端铝板带箔材等仍依赖进口。

用于铝合金的金属添加元素未来的市场需求直接取决于下游铝深加工和终端产品制造行业的发展趋势，目前我国铝合金行业整体以生产建筑型材等中低端铝合金为主，铝合金生产技术、工艺较海外先进技术差距较大，铝合金制备所使用的合金元素仍主要来源于高温熔化的中间合金产品，高浓度的低温熔化合金元素添加剂占比十分有限。随着我国高端制造领域对高品质铝合金的需求以及“碳达峰、碳中和”等节能减排政策的实施，必然倒逼国内铝合金生产企业加速技术和工艺创新，加强对合金元素熔化温度、时间、均匀度、杂质等指标的控制，具备高熔点金属低温熔化特性的高浓度合金元素添加剂对铝中间合金的替代空间巨大。

5、下游市场应用需求分析：

（1）特钢市场的整体规模对行业产品提供了广阔的市场：锰是钢铁行业用量最大的合金元素，锰剂产品目前主要面向下游高端特钢冶炼市场，相较于中间合金、纯金属等传统材料具有降低熔化温度、缩短熔化时间、提高收得率、节能减碳、控制杂质含量、提高材料的纯净度等显著优势，对高端特钢生产过程中使用的中间合金、纯金属等传统材料具有良好的替代作用，尤其是目前下游钢铁行业仍以使用铁合金或纯金属为主，市场替代空间大。下游巨大的市场规模为公司产品销售规模的提升创造了良好的市场基础。

①全球特钢市场规模：特钢产品种类丰富，按用途分为工具钢、结构钢与特殊用途钢三大类，其中特殊用途钢包括弹簧钢、轴承钢、不锈钢、高强度钢、耐热钢、耐磨钢、模具钢、电工钢（硅钢）等。近年来全球特钢行业市场规模保持持续增长趋势，2019年至2021年全球特钢市场规模由3,511.30亿美元增长达到4,201.50亿美元，增幅为19.66%。

2017-2021年全球特种钢材行业产量现状分析

数据整理：中金企信国际咨询

全球特钢市场持续向好为公司锰剂产品销量增长提供了良好的市场环境。

②中国特钢市场现状：近年来，我国重点企业特钢产量情况如下：

2017-2022年中国特种钢材产量现状分析

数据整理：中金企信国际咨询

如上图所示，我国重点特优钢企业特种钢材产量规模大，且整体较为稳定，亦为相关产品提供了广阔的市场替代空间。

2）新能源行业的发展促进特钢市场的增长，为行业提供了新的增量空间随着新能源汽车及风、光等新能源的快速发展，上述领域对硅钢的需求量呈现持续快速增长趋势，具体如下：

①新能源汽车领域：目前新能源车用电机的主流铁心材料为冷轧无取向硅钢，在我国落实―双碳‖目标、推动绿色发展的战略背景下，新能源汽车高速发展。预计2023-2025年我国新能源汽车对于无取向硅钢总需求量为68.5、85.9、103.6万吨。

2020-2025中国新能源汽车用高牌号无取向硅钢用量现状分析

数据整理：中金企信国际咨询

全球方面，根据中金企信统计数据，近年来我国新能源汽车销量在全球范围内占比为50%-60%，据此大致推算出2022年全球新能源汽车无取向硅钢用量约为120-140万吨，预计到2025年全球新能源汽车无取向硅钢用量或可达到250万吨级。

②新能源领域：新能源领域的需求主要集中在变压器对取向硅钢的需求，根据中电联对于2022-2025年电力结构相关预测以及《―双碳‖战略下取向硅钢的价值与市场机遇》的测算方式，预计2022-2025年我国新增装机容量对应变压器用取向硅钢量分别为164、176、187、201万吨，其中可再生能源领域带来的新增需求量为122、132、146、159万吨。随着光伏、风电新增装机容量对需求拉动作用逐步提升，占当年电力行业新增变压器对取向硅钢需求量的比例从2021年的59%提升到2025年的78%。

全球市场方面，根据国际可再生能源署（IRENA）发布的《2022年可再生能源装机数据》显示，2021年全球可再生能源装机共增加257GW，中国2021年新增装机容量121GW，占全球新增装机容量近50%，由此可推算2022-2025年全球可再生能源领域对应变压器用取向硅钢的新增需求量为249、260、285、310万吨。而根据国际能源署2022年发布的《2022年可再生能源报告》，受能源危机推动，各国可再生能源安装明显提速，未来五年全球装机增量有望接近此前五年增量的两倍，报告预计2022年至2027年全球可再生能源（风电、水电、光伏）发电装机容量将增加2400GW，将进一步拉动取向硅钢在新能源的领域的应用需求。以锰剂为代表的合金元素添加剂直接用于取向硅钢的生产，光伏、风电新能源的高速发展将拉动相关产品的需求。

6、行业运行态势及前景：由于合金元素添加剂行业较为细分，专业从事相关产品研发、生产、销售的企业较少，报告期内，行业整体情况未发生重大变化。

未来发展趋势方面，随着国家产业结构的调整和高端制造的发展，下游军工、航空航天、汽车、船舶等领域对高端合金材料的需求愈加旺盛。终端需求的增加将带动合金制备行业的产品结构调整，高端产品景气度上行，有利于合金元素添加剂的市场渗透率不断扩大，促进行业的市场需求快速提升。此外，全球减碳已成为国际共识，国家实施“碳达峰、碳中和”战略。以合金元素添加剂产品为代表的合金元素添加剂在下游铝合金行业和钢铁行业的广泛应用，在帮助下游客户提高合金材料综合性能、提升生产效率、降低生产成本的同时，也有助于其实现节能降耗，减少二氧化碳排放。“碳达峰、碳中和”战略为合金元素添加剂产品和技术在合金冶炼等下游应用领域和市场扩展开辟了新的发展空间。

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