中國海綿鈦產業發展應用及前景展望

2019年10月24日 9:8 3186次瀏覽 來源:   分類: 鈦資訊   作者:

導讀: 全球擁有海綿鈦生產技術和生產能力的有美國、俄羅斯、中國、日本、烏克蘭、哈薩克斯坦和印度7個國家和地區。

     中國海綿鈦發展變化簡析
  世界海綿鈦發展歷程
  全球擁有海綿鈦生產技術和生產能力的有美國、俄羅斯、中國、日本、烏克蘭、哈薩克斯坦和印度7個國家和地區。
  歐洲地區:歐洲有3家海綿鈦企業,俄羅斯、烏克蘭、哈薩克斯坦各一家,俄羅斯的阿維斯瑪鈦鎂聯合企業是世界上最早生產海綿鈦的企業之一。2005年,在俄羅斯政府的撮合下,與上薩爾達冶金生產聯合企業合并重組,成立了上薩爾達-阿維斯瑪集團公司(VSMPO-AVISMA),成為世界上集海綿鈦及鈦熔煉、加工為一體的最大的生產和銷售商。該公司鈦加工材的年產量占到俄羅斯整個國家的90%,已成為俄羅斯鈦工業在國際市場的代名詞。
  烏克蘭的扎波羅熱鈦鎂聯合公司于1956年投產,因設備老化于 1994年關閉,1998年又重啟,設計產能1.2萬噸/年;實際產量0.75萬噸/年,開工率62.5%。
  哈薩克斯坦獨立以后,烏斯特卡明諾戈斯克鈦鎂公司改成了股份制,由比利時的SMC公司控股(持有該公司65%的股份),其生產經營和產品銷售也由SMC公司負責。海綿鈦主要出口至美國、日本和歐洲等國家和地區。2018年設計產能2.6萬噸;實際產量1.6萬噸/年,開工率61%
  北美地區:美國有兩大海綿鈦生產商,總產能約占全球總產能的8%。雖然2家企業的產能都不大,但是2家企業都生產優質海綿鈦。
  美國ATI設計產能為1.09萬噸/年,是世界上規模大、所生產的特種金屬及其零件種類多的生產商,建廠初期僅能生產非航空用的海綿鈦,之后取得了航空級海綿鈦的認證。從2011年開始,又進行轉子級優質海綿鈦的認證工作,這項工作耗時4年,于2015年底基本完成。
  美國另一家海綿鈦生產企業是精密鑄件公司(PCC)旗下的鈦金屬公司(TIMET),位于美國內華達州的漢德森,在2012年12月被PCC以29億美元收購,主要生產航空級海綿鈦,設計產能1.26萬噸/年;實際產量1萬噸/年,開工率83.3%。
  亞洲地區:日本有2家海綿鈦生產企業,分別是日本大阪Osaka鈦科技股份公司和日本東邦Toho鈦股份公司。
  日本大阪Osaka鈦科技股份公司于1951年開始在實驗室成功地制得了20kg海綿鈦,1954年制造了月產50噸(每爐1噸)的工業生產設備,奠定了日本海綿鈦生產的基礎。日本基本上是以金紅石精礦和高鈦渣為原料采用鎂熱還原TiCl4法進行海綿鈦生產。
  日本東邦Toho鈦股份公司有2家海綿鈦廠,一家是位于北九州市的若松分廠,另一家是位于茅崎市的茅崎分廠。2012年2家分廠的合計產能為2.9萬噸/年。受市場需求的影響,在2014年將產能壓縮至2.5萬噸,此后始終保持在這個水平。
  日本是目前世界上海綿鈦生產技術最先進、質量最好、經濟指標最優的國家。
  印度的海綿鈦企業是2009年開始投資建設的,該公司位于印度喀拉拉邦,其業務包括采礦、選礦、合成金紅石、生產顏料等,設有二氧化鈦公共事業部門。
  截至目前,全球海綿鈦生產企業共16家,其中國外7家,國內9家。
  中國海綿鈦發展歷程
  我國海綿鈦起步于19世紀60年代,其發展歷程如下。
  研制階段(60年代):1955年11月在重工業部有色金屬綜合研究所(北京有色金屬研究總院前身)用鎂還原法試制成功的海綿鈦。
  發展階段(70年代):撫順鋁廠鈦生產車間于1959年3月投產,當年只生產了8噸;1970年9月,遵義鈦廠生產出第一爐海綿鈦。加之撫順鋁廠、邢臺電解銅廠、天津化工廠和廣東湛江化工廠,期間先后形成6個海綿鈦廠,產量由1961年的54噸增加到1971年的1224噸。但由于一些小型鈦廠采用鈉還原法,規模小,成本高、產品含氯高等原因,紛紛停產。
  徘徊停滯階段(80年代):此階段海綿鈦技術基本無發展,而此時日本、美國正在大力發展海綿鈦生產技術,1976年至1977年全國年產鈦已下降到不足600噸。
  競爭發展階段(90年代~至今):海綿鈦生產以遵義鈦廠為主,撫順鈦廠基本處于停產與半停產狀態。鈦加工以現寶鈦集團為主,工藝逐步完善,科研院所與企業共同展開技術攻關科學試驗。90年代伴隨海綿鈦供不應求,價格直線上升,老企業擴建,新企業層出不窮,很快,南、北兩家鈦廠就演變成大大小小近30多家,生產的海綿鈦絕大多數為中低端產品,導致了“十二五”期間國內海綿鈦尤其是中低端海綿鈦市場產能嚴重過剩。近年來,國內海綿鈦行業在國家政策和市場機制的作用下,一大批創新能力不強、經營管理不善、工藝技術和生產裝備落后、產品能耗高、產品質量差、競爭能力弱的海綿鈦企業相繼倒閉或關停,原來全國近30家海綿鈦企業發展到至今,只有9家企業在生產,于此同時,國內海綿鈦生產技術逐漸得到提高。
  中國海綿鈦產能及價格走勢分析
  近年來,受世界鈦工業受全球經濟企穩的影響,航空航天、深海裝備、能源和化工等領域的鈦需求開始回升,使得中國海綿鈦產量有所上升。據統計,全球海綿鈦設計產能37萬噸/年,其中中國設計產能19萬噸/年,占世界產能的51%。2017年,中國產能達7.3萬噸,占世界總產量20萬噸的36.5%。
  海綿鈦發展十年來,產量出現由低到高再趨于平緩的趨勢。近兩年,受限于市場、原料和環保影響,增長緩慢,價格也隨之出現相對理性的波動。
  近年來鈦需求市場新趨勢新變化
  航空航天用鈦的增長
  國家大型工程及軍民融合政策導向,航空用鈦持續看好,并逐步吸引資本市場,其中自主研發的C919大型客機的鈦用量達到了9.3%。
  2018年,海綿鈦銷量由2017年的7.3萬噸增長到7.5萬噸,升幅達2.73%;鈦錠銷量由2017年的7.1萬噸增長到7.4萬噸,升幅4.19%;鈦材銷量由2017年的5.5萬噸增長到6.4萬噸,升幅15.5%。
  法國空客公司預計,未來10~20年中國航空用鈦量將達到50萬噸以上。
  航海用鈦的增長
  海洋工程裝備制造業是戰略性新興產業,而高強高韌鈦合金是發展海洋工程裝備的關鍵材料。我國計劃實施“萬米深潛器”等重大科技工程,已確定主體結構全部采用鈦合金建造。
  預計未來10~20年,中國海洋工程用鈦量可達5萬噸以上,市場經濟價值達100億元。
  能源化工冶金的增長
  能源化工領域
  鈦制濕式電除塵器陰極早已批量使用,用鈦材代替不銹鋼、玻璃鋼或其他材料作為濕式電除塵器的陽極,如果替代量達到50%的話,那么就會有20億~30億元的鈦材市場空間,從而拉動對鈦板、帶、管的需求,隨之拉動海綿鈦的需求。
  冶金工業領域
  鈦在鋼鐵生產中是一種重要添加劑,其中加入鈦可細化鑄造組織和焊縫組織,防止鋼中產生氣泡,減少鑄造開裂傾向和力學性能。目前鋼鐵行業用鈦量也在逐步增加。
  民用市場的增長
  隨著我國經濟的持續快速發展和國民消費能力的不斷提高,鈦合金在民用市場的發展空間巨大。
  汽車行業
  汽車上的鈦合金零件包括:用TiAl制造的渦輪充電器的轉子葉片、連桿、閥等。最近,發動機閥、排氣用的低成本鈦合金的開發取得進展。到2020年左右,中國汽車保有量可能會達到2億輛左右。
  建筑工程行業
  鈦的諸多優異性決定了鈦材非常適用于建筑工程領域,作各種環境下的建筑墻屋面材料,在建筑中以屋面用鈦居多,約占60%,外墻約占30%。
  根據目前市場情況統計,中國汽車領域用鈦量達10萬~15萬噸;體育休閑用品鈦消費量在2000噸/年;其他民用市場鈦消費量在4000噸/年。
  預計未來20年,中國民用市場用鈦量可達30萬噸以上,市場經濟價值達600億元。
  新時代背景下海綿鈦產業升級
  質量升級
  高品質海綿鈦
  目前已研發出具有國際領先水平的高品質海綿鈦生產線,海綿鈦產品合格率最高可達97%,0級品率達到80%以上。
  全控檢測31項雜質元素,全流程可追溯,采用德國、美國進口分析儀等設備,對金紅石、四氯化鈦、精鎂及海綿鈦進行逐一檢測。
  2019年,對海綿鈦國標中的技術要求、試驗方法、檢測規則、質量等進行修訂,發布新版國家標準,對海綿鈦質量提出新的要求,該標準于2020年5月1日實施。
  產品種類細分
  鈦產業的不斷發展催生了多樣化的客戶需求,產品細分越來越明顯,近年來,通過技術研發,開發出了航空級小粒度海綿鈦、板換級海綿鈦等多種海綿鈦產品,預計,合金化海綿鈦等新品種也將在近幾年內開花結果。
  大批次供貨,產品一致性好
  保證批量鈦制品性能一致性。由原來批重3~10噸提升至批重50~100噸。
  產能不斷升級
  隨著市場景氣度的回升,行業投資迎來活躍期,圍繞鈦產業鏈,新疆湘晟、焦作佰利聯相繼開工建設海綿鈦生產項目,雙瑞萬基海綿鈦2018年底,2萬t/a海綿鈦完成投產。
  技術研發和環保水平持續提升
  核心技術得以突破
  (1)通過氯化和電解工序生產線改造,目前能夠生產出高純四氯化鈦和高純鎂,利用高純四氯化鈦和高純鎂,能夠生產出O≤0.03%、N≤0.004%、H≤0.001%、C≤0.005%,布氏硬度HB≤90的超低間隙元素海綿鈦;
  (2)10噸以上大型爐的疏松度難題徹底攻克,桶裝密度穩定控制在1.4g/㎝2。
  智能制造
  (1)氯化、還蒸、電解、成品全流程自動化,布料系統實現自動化稱重和配料,實現配料系統的自動分料、配比控制和稱重功能。最大可實現批批100T自動化勻料,自動化程度95%以上,產品均勻性達到90%以上。
  立體倉庫系統,通過采用自動化包裝設備、智能堆垛機、自動化輸送設備、智能檢測設備等智能設備,實現自動出入庫,用人成本降低30萬元/年,倉儲數量提升2倍。
  成品加工各個環節都采用自動化控制系統,實現了海綿鈦成品加工的智能化。
  (2)通過分布式控制系統(DCS)、車間制造執行系統(MES)、企業資源計劃系統(ERP)等軟件系統的有機集成與協同,實現氯化、電解、還蒸和成品加工全流程智能化化協同控制。
  (3)網絡營銷嶄露頭角。
  綠色環保持續投入
  (1)全流程能耗降低到20000kWh/t;
  (2)廢氣、廢水、廢渣、廢熱處理和綜合利用攻關持續發力。
  海綿鈦產業未來五年前景展望
  圍繞“中國制造2025”戰略,中國的發展必然帶來鈦及鈦材應用范圍不斷擴展,海綿體產能的持續增長不可避免,產品長期價格不會暴漲,市場充分競爭只會激烈。
  注重研發,不斷提升管理能力,把產品質量永遠擺在第一位是未來企業的必由之路。
  海綿鈦出口動力不足,加之貿易保護等不可控因素,未來五年我國海綿鈦還是以擴大內需為主。
  化工行業依然會受環保大幅影響,致使原料四氯化鈦、鎂錠價格上升,海綿鈦價格也會受其影響,未來海綿鈦價格將出現新高,未來可達8萬~9萬元。
  結語
  中國海綿鈦行業在高端化工、航空航天、船舶和電力等行業需求牽引下,鈦市場量價齊升,走出了近幾年少見的市場行情,目前國內高端需求用海綿鈦、鈦帶的品質與國外相比還有一定的差距,而通過近幾年的生產實踐,國內生產企業在鈦焊管、鈦絲和鈦制品的性價比方面,已逐漸在國際市場上占居一席之地。
  中國海綿鈦行業已步入發展的新常態,在目前國家大力倡導軍民融合的大好形勢下,鈦行業企業應抓住千載難逢的機遇,積極參與軍民對口配套產品的研制和生產,提高企業生存和核心競爭力,通過資本市場,在市場競爭中謀求更大的發展機遇。

責任編輯:淮金

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