中国钨工业50 年
林振淳
(中国有色金属工业南昌公司南昌330046)
摘要：概述建国50 年钨矿地质勘探、钨矿生产、钨冶炼、钨合金钢、硬质合金、钨材加工 钨出口产品结构变化发展的成就和发展方向。勘探、采矿、选矿、冶炼、加工制品、外贸各方面都取得了巨大的成就。为国民经济发展,社会主义现代化建设作出了重要贡献。
1 钨矿地质勘探成就巨大
我国钨矿的正规地质普查勘探工作和系统的地质研究工作是在新中国成立后才开始的。随着三年经济恢复和社会主义经济建设的开始,1953 年在赣、湘、粤等省相继成立钨矿地质队伍对一批钨矿床开展正规的地质勘探工作。到50 年代后半期钨矿地质工作取得了丰硕的成果,提交地质勘探总结报告20 余篇,评价报告20 余篇,获得大量工业储量和远景储量,从而为建设一批钨矿采选联合企业奠定了坚实的基础。60 年代以后,随着表露矿床评价勘探工作的基本结束,地质工作也逐渐转入隐伏、半隐伏矿床的找矿评价,工作范围也由矿区勘探扩展到大面积的普查。在全国范围内发现了不少新的矿床类型,如细脉浸染型、花岗岩型、矽卡岩型、斑岩型、层控层状型。除华南地区外,在甘肃、内蒙古、河南、黑龙江、湖北和安徽等省区也找到一批大中型钨矿床,增加较多的储量。改革开放以来,我国钨矿地质工作上升到新的水平,一方面,找矿评价工作继续扩大成果,又发现和提供了一批大型、特大型钨矿资源基地;另一方面,成矿规律和成矿理论的研究蓬勃发展,取得了丰硕成果。1985 年出版的《华南钨矿》比较系统全面地反映了华南钨矿的区域成矿作用、矿床内在联系及其产出规律。
建国以来,通过钨矿地质队伍的艰苦努力,探明了大吉山、漂塘、铁山垅、行洛坑、下桐岭、珊瑚、盘古山、瑶岗仙、西华山、下垄10大黑钨矿床,柿竹园、三道庄、杨林坳、香炉山、卡房、新田岭、弓棚子、砖头坳等10 大白钨矿床。至1996 年底,已查明钨矿区352 处,分布在全国21 个省、市、自治区。探明储量一直居世界榜首。我国不但拥有在世界上占优势的钨矿资源,而且地质勘查和理论研究水平在国际上亦居领先地位。
2 建成世界上最大的钨矿生产基地
建国50年来,我国共建设150多座县属以上的钨矿,其中中央直属国有钨矿31座。在赣南、湘南、粤北地带建成了世界上最大的钨矿生产基地,逐步形成了世界上最庞大的钨矿采选系统,现有年产钨精矿7 万t 的生产能力,成为世界上公认的钨生产大国。钨精矿产量一直居世界首位。产品品种由原来的钨、锡两种精矿,增加到钼、铋、铜、铅、锌、硫等10 余种精矿产品和副产品。我国自1908年在西华山采钨至1948年40 年间共生产了24 万t 钨精矿,年均产钨精矿0.6万t ,占同期世界钨精矿总产量的28 %。1949 年至1997年钨精矿产量为184.7 万t ,年均产钨精矿3.85万t ,是建国前的6. 4 倍。出口钨精矿87.3万t ,年均出口钨精矿1.82万t ,创汇总额达30.93 亿美元,独占有色金属出口产品的鳌头。上交国家利税总额6.8亿元,为国民经济建设作出了积极的贡献。
3 形成了完善的钨冶炼工业体系
我国素以盛产钨砂著称,但旧中国钨冶炼基本上是空白,仅有两处作坊试制过少量的钨制品。新中国成立以后,经过初步建立、发展壮大和稳步前进三个发展时期,逐步建立起完善的钨冶炼工业体系。党的十一届三中全会以来,钨冶炼工业发展十分迅速,不仅满足了国内钨制品工业的需要,APT、三氧化钨质量达到世界先进水平。株洲、南昌硬质合金厂的APT均获国家金质奖;自贡硬质合金厂的铸造碳化钨获国家银质奖。APT、钨酸、三氧化钨、钨粉、碳化钨粉等产品大量进入国际钨市场,并享有很高的声誉,这标志着我国钨冶炼工业达到一个新水平。目前全国从事钨冶炼的企业170 多家,钨酸盐生产能力高达6.5 万t ,钨酸盐产量3万多t ,成为世界上钨冶炼大国之一。
钨冶炼技术发展很快,过去生产APT以传统的沉淀法为主。改革开放以来,先进的离子交换和溶剂萃取技术在生产中广泛应用。同时对钨冶炼技术的研究也取得了重大进展:一是由钨精矿直接生产碳化钨的技术已接近工业实用阶段;二是离子交换膜技术的应用,大幅度降低钨冶炼的消耗和成本;三是在钨矿碱浸液中直接萃钨分离杂质,从根本上解决环保问题;四是离子交换一步分离磷、砷、硅、钼工艺的出现将从根本上改变现行离子交换工艺的面貌。
钨冶炼行业面临的主要任务是:压缩过剩的生产能力,采用先进的技术和手段,对现有企业进行改革、改造。努力提高技术水平,充分利用钨资源,使回收率、消耗、成本各项指标全面赶上工业发达国家的水平,使技术进步的效益真正发挥出来。
4 钨合金钢发展成就显著合金钢用钨是钨消耗的主体。
新中国成立以后,钨在钢铁上的应用获得了迅速发展。1949 年我国钢产量只有15.8万t ,其中合金钢仅有2000～3000t ,约占1.6 %。为了满足国民经济恢复与发展的迫切需要,50 年代国家采取两方面的措施:一是对原工厂进行全面的技术改造与革新,使产量迅速增长;二是为了从根本上改变我国合金钢生产的落后面貌,投资兴建一批新厂,如北京特殊钢厂、上钢五厂、贵阳钢厂等。70年代以后,全国重点特殊钢厂产量逐年持续增长。含钨较高的高速钢,80年代末钢锭产量61493t ,钢材产量38903t 。高速工具钢、合金工具钢、耐磨弹簧钢三大钢种形成比较完整的系列,年耗钨量6000t 左右。高速钢一般含钨7 %左右,合金工具钢含钨2%左右。目前我国80 %的耐磨钢,50 %的耐热钢与轴承钢,40%的弹簧钢均含有钨或钼,高速钢耗钨约占我国钢中耗钨总量的90 %左右。
党的十一届三中全会以来,我国高速钢的品种及质量发展很快,Mz 高速钢丝的主要技术指标已达到或接近国际先进水平。大连钢厂的技术改造,使该厂优质高速钢的年生产能力达25000 t 左右,产品打入了国际市场。钨合金钢生产新技术、新工艺设备研究亦取得了大的突破。直接用白钨矿、黑钨矿炼钢新技术研究成功,用精矿代替钨铁炼钢后,每使用1 t 钨矿可节约成本3 000 元,还可大大节约能源。各种连续铸造机、连续热处理炉、高速无扭线材轧机、冷拔新技术、超塑性变形技术研究成果已用于合金钢的生产。合金钢生产过程的程序控制亦取得了新进展。
5 举世公认的硬质合金生产大国
我国硬质合金工业起始于1948年,当时大华电冶金厂(现大连钢厂) 以手工作坊生产方式生产了30kg 钨钴硬质合金,开创了我国生产硬质合金的历史。
新中国成立后,50年代初,由于工业发展特别是军事工业的迫切需要,在几家工厂建立了硬质合金车间。直到50年代中期,只能生产一些形状简单的焊接刀片、引伸模、平底模、打凹模和收口模等。而且工艺非常落后,规模也很小,年产量总共约50～60t。第一个五年计划期间,作为156项重点工程之一,株洲硬质合金厂于1958 年建成投产,设计生产能力为500t/ a ,全套引进苏联的硬质合金生产技术和工艺装备,在当时来说,我国已掌握了世界先进水平的技术和装备,并带动60年代大发展的局面。60年代初先后在上海、北京、天津、南昌等地新建立18 家中小型硬质合金专业厂。1964 年开始筹建的我国第二大硬质合金厂———自贡硬质合金厂于1970年投产,设计生产能力为400 t/ a 。70 年代,硬质合金生产厂家继续增加,产量明显增长。1971～1979 年硬质合金产量一直保持在3000 t 以上,其中有4 年达到或接近4000 t水平。硬质合金的应用领域进一步扩大并开始进入国际市场,1979 年出口达到50 t。党的十一届三中全会以后,改革开放的正确方针,揭开了我国硬质合金工业的新纪元。为赶上和超过世界先进水平,有12 家企业相继从瑞典、美国、日本、德国、瑞士等国引进了先进的成套生产线或生产技术,新增硬质合金生产能力1 200 t 。部分企业不同规模地建立了深加工生产线,如株洲硬质合金厂,1995 年深加工产品产量253 t ;自贡硬质合金厂在刀片研磨加工方面已形成700 多万片的生产能力。建国50 年来,我国硬质合金工业由落后的手工作坊生产方式步入现代化的硬质合金生产线。目前大中小企业150 多家,生产能力近1 万t ,年产量7 000 余t ,超过前苏联。多种产品质量和工艺技术接近或部分达到世界先进水平。已形成生产、科研、情报、出口基本完整的工业体系,成为举世公认的世界硬质合金生产大国。
硬质合金深加工产品,如涂层研磨刀片、插头、轧辊、顶锤、微钻、拉模镶套、圆盘切刀等正处于强劲发展阶段,市场潜力很大,是今后的发展方向。
6 钨材加工业突飞猛进
尽管我国钨资源在世界上首屈一指,但在新中国成立以前钨材加工全是空白。从1953 年9 月上海灯泡厂制成第一盘<0.18mm钨丝起,钨材加工业发展经历了艰苦创业的过程。50 年代为起步阶段,建立起第一批骨干工厂。如1956 年10 月北京电子管厂投产。该厂钨钼车间初期具有年产3 000万m钨丝和20t 钨材生产能力。这是我国第一个较完整、较为先进的难熔金属加工车间,为电子、轻工等部门提供了大量的钨钼加工材。株洲硬质合金厂建成投产,成为钨材半成品的生产基地。50 年代末,上海灯泡厂、牡丹江北方工具厂、重庆长江电工合金厂和大连钢厂建立了相应生产线,生产硬质合金和钨制品,为钨材加工业发展奠定了基础。60 年代到70 年代中期是规模发展阶段,电子、轻工、冶金等系统30 多个钨钼材料厂先后建成投产。如具有年产2 亿m钨丝生产能力的成都东方电子材料厂1965 年建成投产,成为我国电真空和电光源用钨材料的主要生产供应基地。钨材加工业进入了快速发展阶段,形成了较强的生产能力。产品基本满足了国内发展的需要,结束了长期需进口灯用钨丝的局。机电部门为满足电力工业发展的需要,先后有30 多个单位开展了钨基电触头材料的研制与生产,10 多个单位开展重合金和钨电极材料的生产,形成了较完备的科研、开发、生产和应用的钨材工业体系。进入80 年代,改革开放给钨材加工业提供了良好的发展机遇。一是国有企业加快扩建和技术改造步伐,重视技术引进,先后从日本、英国引进8 条钨丝生产线,引进设备220 余台套,经内配平衡生产能力,增加钨丝产量15 亿m。同时引进重合金生产线,使重合金生产能力翻了两番。通过对进口设备消化、吸收、创新,钨丝材加工设备国产化进展很快,新技术新工艺的推广应用,提高了产品质量,增加了品种规格。二是大力加强了科学研究和技术攻关,钨材加工业整体工艺技术水平有了新的质的飞跃,大大缩短了与国际先进水平的差距,我国钨材加工产品开始进入国际市场。三是涌现出大批机制灵活的乡镇和个体企业,遍及全国23 个省、市、自治区。使钨材产量大幅度上升,产品质量、品种、规格呈现新格局。目前,全国大小钨钼材料厂200 多家,1997 年钨丝产量56 亿m,钨杆棒产量400 t ,其他钨材和制品产量超过1 000 t 。产品品种除生产纯钨外,还生产许多合金材料如钨钍、钨铼、钨镧、钨铈、钨铜、钨银等。
钨材加工业正面临着高新技术的挑战,要以各种钨丝材和钨制品的深加工带动其他深加工工业的发展,着重发展汽车工业用的钨材,如汽车灯用钨丝、触头材料等;发展电子工业用,特别是微波器件、真空微电子器件用特种钨材;发展新型钨电极材料;发展大规模集成电路用高纯和超高纯钨基材料;发展新型钨基合金和复合材料等。
7 钨出口产品结构发生了历史性的变化
我国钨的出口是几十年一贯制的传统产品——钨精矿(钨砂)。1958年以后,开始钨制品出口,扭转了“钨砂全部出口,钨制品全部依靠进口”的落后面貌,至1980年钨精矿出口比例仍占98%。一直到1981年后,钨中间产品、钨制品的出口比例逐年迅速增长。改革开放以来,大力加强了科学研究和技术攻关,特别是科研院所、高等院校和企业的联合攻关,研制成功了许多新工艺、新设备。不但研制出一系列用强力切削、铣削等硬质合金新牌号,而且还从根本上改善了钨粉、碳化钨粉的质量。我国APT、蓝钨、各种级别的钨粉以及碳化钨粉的质量都已接近或达到国际先进水平,大量销往国际市场。尤其是钨中间制品钨酸盐、三氧化钨、钨铁等出口量增长最快。以APT为主的钨酸盐,1984年仅出口2641t 钨含量,占出口总量的18 %。1997年出口量已达15 452 t 钨含量,占出口总量79%,是1984 年的5.8倍。钨粉、碳化钨粉1983年出口仅65t,1997 年则达到740t,相当于1983 年的11.4倍。硬质合金1997年出中国钨工业50年出口量为970t,而1980 年仅出口33t。我国制造的钨杆、粗钨丝和少量细钨丝、其他钨制品销往国外的数量逐年增加。深加工产品的出口量虽然增加幅度较大,但在我国钨出口产品中所占比例仍然太低。我国钨业的发展方向是进一步发展深加工产品的生产技术,扩大产品的产量及出口量,进一步提高深加工产品的质量。