磁性材料的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)- 衡陽(yáng)市金則利特種合金有限公司
一、產(chǎn)品原料分析
1、原料構(gòu)成
在20世紀(jì)60年代和80年代，稀土鈷永磁和釹鐵硼永磁(二者統(tǒng)稱稀土永磁)相繼問(wèn)世。它們的高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的優(yōu)異磁性能特別適合于制造電機(jī)，從此永磁電機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。1983年日本住友特種金屬公司和美國(guó)通用汽車公司各自研制成功釹鐵硼(NdFeB)永磁，稱為第三代稀土永磁。由于釹鐵硼永磁的磁性能高于其他永磁材料，價(jià)格又低于稀土鈷永磁材料，在稀土礦中釹的含量是釤的十幾倍，而且不含戰(zhàn)略物質(zhì)鈷，因而引起了國(guó)內(nèi)外磁學(xué)界和電機(jī)界的極大關(guān)注，紛紛投人大量人力物力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。1983年出現(xiàn)價(jià)格相對(duì)較低的釹鐵硼永磁后，國(guó)內(nèi)外的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)移到工業(yè)和民用電機(jī)上。
軟磁合金的優(yōu)異磁性能，加上電力電子器件和微機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，不僅使許多傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)紛紛用軟磁合金替代，而且可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)難以達(dá)到的高性能。
2、原料供應(yīng)
進(jìn)入二十一世紀(jì)，中國(guó)釹鐵硼磁體生產(chǎn)又一次得到了飛速發(fā)展，2005年燒結(jié)釹鐵硼的銷售量已經(jīng)達(dá)到2.8萬(wàn)噸（毛坯達(dá)3.6萬(wàn)噸），已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)日本（0.8萬(wàn)噸），占全球的80%左右。中國(guó)的釹鐵硼磁體不但在產(chǎn)量上得到發(fā)展，并且在檔次上也不斷提高，性能已經(jīng)接近國(guó)際水平，高檔產(chǎn)品的銷量占全額的30%左右，而且應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)展，除高檔領(lǐng)域如：VCM、CD-ROOM、DVD、MRI應(yīng)用擴(kuò)大外，低檔磁體在民用建筑和裝飾領(lǐng)域得到發(fā)展。這主要是：因?yàn)橹袊?guó)具有豐富的稀土原料資源、廉價(jià)的勞動(dòng)力、成熟的技術(shù)和巨大的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)。
原料市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè):
我國(guó)稀土資源豐富，釹鐵硼永磁材料的年產(chǎn)量已居世界第一，國(guó)內(nèi)高品質(zhì)的釹鐵硼永磁體已能批量生產(chǎn)，世界
磁性材料的中心已轉(zhuǎn)移到中國(guó)，這為發(fā)展我國(guó)稀土永磁電機(jī)產(chǎn)業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。大力發(fā)展稀土永磁電機(jī)和稀土永磁材料，將資源優(yōu)勢(shì)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，將極大地推動(dòng)我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)為節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。
新應(yīng)用對(duì)我國(guó)釹鐵硼行業(yè)的影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是原來(lái)的高端需求繼續(xù)向我國(guó)轉(zhuǎn)移；二是國(guó)內(nèi)風(fēng)電和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為釹鐵硼企業(yè)帶來(lái)切入良機(jī)。
我國(guó)釹鐵硼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以中低端為主。音圈電機(jī)VCM、助力轉(zhuǎn)向EPS、核磁共振MRI、CD-ROM驅(qū)動(dòng)等高技術(shù)領(lǐng)域占37%，而電聲、磁吸附、磁選及磁化器等傳統(tǒng)中低端占67%。日本高端VCM應(yīng)用占總量的50%左右。未來(lái)隨著日本更多關(guān)注新市場(chǎng)，成本優(yōu)勢(shì)使更多高端應(yīng)用向我國(guó)轉(zhuǎn)移。國(guó)內(nèi)風(fēng)電和HEV的發(fā)展空間巨大，釹鐵硼企業(yè)迎來(lái)切入良機(jī)。作為中間零件，釹鐵硼企業(yè)和下游廠商需進(jìn)行合作研發(fā)，同時(shí)下游廠商要求產(chǎn)量大、質(zhì)量好、供貨穩(wěn)定，公司作為國(guó)內(nèi)釹鐵硼龍頭企業(yè)無(wú)疑是配套首選。
二、產(chǎn)品更新周期的特點(diǎn)
稀土永磁電機(jī)是在Y系列電機(jī)的基礎(chǔ)上，將電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌入稀土永磁材料而成，與普通電機(jī)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）體積小，重量輕，耗材少。由于稀土永磁材料的高磁能積和高矯頑力，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)磁路系統(tǒng)的小型化、輕量化；下表為天津安全電機(jī)公司生產(chǎn)的兩種技術(shù)指標(biāo)相同但所用永磁材料不同的直流電機(jī)體積與重量參數(shù)的比較。可以看出釹鐵硼永磁電機(jī)與鋁鎳鈷永磁電機(jī)相比，電機(jī)的體積和重量大大減小和降低。
在相同功率下，ZYN40型稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)與鋁鎳鈷電機(jī)相比，縮小一個(gè)機(jī)座號(hào)，重量和體積分別為鋁鎳鈷電機(jī)的70％和68％；與鐵氧體電機(jī)相比，縮小兩個(gè)機(jī)座號(hào)，重量和體積分別為鐵氧體電機(jī)的40％和36%；與SZ系列電勵(lì)磁電機(jī)相比，縮小兩個(gè)機(jī)座號(hào)，重量和體積為電勵(lì)磁電機(jī)的40％。
（2）效率高。一是由于磁路系統(tǒng)的小型化，繞組亦趨小，從而減少了電機(jī)的銅損和鐵損，效率提高；二是在轉(zhuǎn)子上嵌人稀土永磁材料后，在正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)同步運(yùn)行，轉(zhuǎn)子繞組無(wú)感生電流，不存在轉(zhuǎn)子電阻和磁滯損耗；三是定子電流中無(wú)勵(lì)磁電流分量，功率因數(shù)高，定子電流小，定子側(cè)銅損下降，提高了電機(jī)效率。
（3）功率因數(shù)高。在稀土永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中無(wú)感應(yīng)電流勵(lì)磁，定子繞組呈現(xiàn)阻性負(fù)載，電機(jī)的功率因數(shù)近于1；減小了定子電流，進(jìn)一步提高了電機(jī)的效率。同時(shí)功率因數(shù)的提高，提高了電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)，減少了輸變電線路的損耗，輸變電容量也可降低，節(jié)省電網(wǎng)投資。
（4）起動(dòng)力矩大。在需要大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的設(shè)備（如油田抽油機(jī)電機(jī)）中，可以用較小容量的稀土永磁電機(jī)替代較大容量的Y系列電機(jī)，如用37kW永磁電機(jī)代替45～55kW的Y系列電機(jī)，較好地解決了“大馬拉小車”的現(xiàn)象，節(jié)省了設(shè)備的投入費(fèi)用，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效能。
（5）力能指標(biāo)好。異步電動(dòng)機(jī)在低負(fù)載率(即不在額定點(diǎn)運(yùn)行)的情況下，效率和功率因數(shù)下降嚴(yán)重。Y系列電機(jī)在60％的負(fù)荷下工作時(shí)，效率下降15％，功率因數(shù)下降30％，力能指標(biāo)下降40％。而永磁電機(jī)的效率和功率因數(shù)下降甚微，當(dāng)電機(jī)只有20％負(fù)荷時(shí)，其力能指標(biāo)仍為滿負(fù)荷的80％以上。永磁電動(dòng)機(jī)的效率在較大的負(fù)載變化范圍平坦變化，保持高效率，節(jié)能效果突出。尤其對(duì)油田抽油機(jī)類啟動(dòng)負(fù)載大、運(yùn)行負(fù)載小的電機(jī)，節(jié)能效果更好。
（6）溫升低。轉(zhuǎn)子繞組中不存在銅損，定子繞組中幾乎不存在無(wú)功電流，這樣電機(jī)溫升低。
電磁閥鐵芯材料由繞組提供勵(lì)磁電流，因受到勵(lì)磁線圈溫升的限制，勵(lì)磁繞組占據(jù)空間較大，而高性能的稀土永磁體勵(lì)磁可以縮小勵(lì)磁空間和提供較高的氣隙平均磁密，因而在相同的體積情況下可以提高電機(jī)的出力。
（7）可大氣隙化，便于構(gòu)成新型磁路。
（8）電樞反應(yīng)小，抗過(guò)載能力強(qiáng)。
