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中國海綿鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用及前景展望

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2019-10-24  來源:中國有色網(wǎng)  瀏覽次數(shù):59

     中國海綿鈦發(fā)展變化簡析
  世界海綿鈦發(fā)展歷程
  全球擁有海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)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(gè)國家和地區(qū)。
  歐洲地區(qū):歐洲有3家海綿鈦企業(yè),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(lián)合企業(yè)是世界上最早生產(chǎn)海綿鈦的企業(yè)之一。2005年,在俄羅斯政府的撮合下,與上薩爾達(dá)冶金生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)合并重組,成立了上薩爾達(dá)-阿維斯瑪集團(tuán)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(chǎn)和銷售商。該公司鈦加工材的年產(chǎn)量占到俄羅斯整個(gè)國家的90%,已成為俄羅斯鈦工業(yè)在國際市場的代名詞。
  烏克蘭的扎波羅熱鈦鎂聯(lián)合公司于1956年投產(chǎn),因設(shè)備老化于 1994年關(guān)閉,1998年又重啟,設(shè)計(jì)產(chǎn)能1.2萬噸/年;實(shí)際產(chǎn)量0.75萬噸/年,開工率62.5%。
  哈薩克斯坦獨(dú)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(shí)的SMC公司控股(持有該公司65%的股份),其生產(chǎn)經(jīng)營和產(chǎn)品銷售也由SMC公司負(fù)責(zé)。海綿鈦主要出口至美國、日本和歐洲等國家和地區(qū)。2018年設(shè)計(jì)產(chǎn)能2.6萬噸;實(shí)際產(chǎn)量1.6萬噸/年,開工率61%
  北美地區(qū):美國有兩大海綿鈦生產(chǎn)商,總產(chǎn)能約占全球總產(chǎn)能的8%。雖然2家企業(yè)的產(chǎn)能都不大,但是2家企業(yè)都生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)海綿鈦。
  美國ATI設(shè)計(jì)產(chǎn)能為1.09萬噸/年,是世界上規(guī)模大、所生產(chǎn)的特種金屬及其零件種類多的生產(chǎn)商,建廠初期僅能生產(chǎn)非航空用的海綿鈦,之后取得了航空級海綿鈦的認(rèn)證。從2011年開始,又進(jìn)行轉(zhuǎn)子級優(yōu)質(zhì)海綿鈦的認(rèn)證工作,這項(xiàng)工作耗時(shí)4年,于2015年底基本完成。
  美國另一家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)是精密鑄件公司(PCC)旗下的鈦金屬公司(TIMET),位于美國內(nèi)華達(dá)州的漢德森,在2012年12月被PCC以29億美元收購,主要生產(chǎn)航空級海綿鈦,設(shè)計(jì)產(chǎn)能1.26萬噸/年;實(shí)際產(chǎn)量1萬噸/年,開工率83.3%。
  亞洲地區(qū):日本有2家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè),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(shí)驗(yàn)室成功地制得了20kg海綿鈦,1954年制造了月產(chǎn)50噸(每爐1噸)的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,奠定了日本海綿鈦生產(chǎn)的基礎(chǔ)。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(jìn)行海綿鈦生產(chǎn)。
  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(jì)產(chǎn)能為2.9萬噸/年。受市場需求的影響,在2014年將產(chǎn)能壓縮至2.5萬噸,此后始終保持在這個(gè)水平。
  日本是目前世界上海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)最先進(jìn)、質(zhì)量最好、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)的國家。
  印度的海綿鈦企業(yè)是2009年開始投資建設(shè)的,該公司位于印度喀拉拉邦,其業(yè)務(wù)包括采礦、選礦、合成金紅石、生產(chǎn)顏料等,設(shè)有二氧化鈦公共事業(yè)部門。
  截至目前,全球海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)共16家,其中國外7家,國內(nèi)9家。
  中國海綿鈦發(fā)展歷程
  我國海綿鈦起步于19世紀(jì)60年代,其發(fā)展歷程如下。
  研制階段(60年代):1955年11月在重工業(yè)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(fā)展階段(70年代):撫順鋁廠鈦生產(chǎn)車間于1959年3月投產(chǎn),當(dāng)年只生產(chǎn)了8噸;1970年9月,遵義鈦廠生產(chǎn)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(gè)海綿鈦廠,產(chǎn)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(guī)模小,成本高、產(chǎn)品含氯高等原因,紛紛停產(chǎn)。
  徘徊停滯階段(80年代):此階段海綿鈦技術(shù)基本無發(fā)展,而此時(shí)日本、美國正在大力發(fā)展海綿鈦生產(chǎn)技術(shù),1976年至1977年全國年產(chǎn)鈦已下降到不足600噸。
  競爭發(fā)展階段(90年代~至今):海綿鈦生產(chǎn)以遵義鈦廠為主,撫順鈦廠基本處于停產(chǎn)與半停產(chǎn)狀態(tài)。鈦加工以現(xiàn)寶鈦集團(tuán)為主,工藝逐步完善,科研院所與企業(yè)共同展開技術(shù)攻關(guān)科學(xué)試驗(yàn)。90年代伴隨海綿鈦供不應(yīng)求,價(jià)格直線上升,老企業(yè)擴(kuò)建,新企業(yè)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(chǎn)的海綿鈦絕大多數(shù)為中低端產(chǎn)品,導(dǎo)致了“十二五”期間國內(nèi)海綿鈦尤其是中低端海綿鈦市場產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。近年來,國內(nèi)海綿鈦行業(yè)在國家政策和市場機(jī)制的作用下,一大批創(chuàng)新能力不強(qiáng)、經(jīng)營管理不善、工藝技術(shù)和生產(chǎn)裝備落后、產(chǎn)品能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量差、競爭能力弱的海綿鈦企業(yè)相繼倒閉或關(guān)停,原來全國近30家海綿鈦企業(yè)發(fā)展到至今,只有9家企業(yè)在生產(chǎn),于此同時(shí),國內(nèi)海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)逐漸得到提高。
  中國海綿鈦產(chǎn)能及價(jià)格走勢分析
  近年來,受世界鈦工業(yè)受全球經(jīng)濟(jì)企穩(wěn)的影響,航空航天、深海裝備、能源和化工等領(lǐng)域的鈦需求開始回升,使得中國海綿鈦產(chǎn)量有所上升。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球海綿鈦設(shè)計(jì)產(chǎn)能37萬噸/年,其中中國設(shè)計(jì)產(chǎn)能19萬噸/年,占世界產(chǎn)能的51%。2017年,中國產(chǎn)能達(dá)7.3萬噸,占世界總產(chǎn)量20萬噸的36.5%。
  海綿鈦發(fā)展十年來,產(chǎn)量出現(xiàn)由低到高再趨于平緩的趨勢。近兩年,受限于市場、原料和環(huán)保影響,增長緩慢,價(jià)格也隨之出現(xiàn)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(dǎo)向,航空用鈦持續(xù)看好,并逐步吸引資本市場,其中自主研發(fā)的C919大型客機(jī)的鈦用量達(dá)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(dá)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(yù)計(jì),未來10~20年中國航空用鈦量將達(dá)到50萬噸以上。
  航海用鈦的增長
  海洋工程裝備制造業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),而高強(qiáng)高韌鈦合金是發(fā)展海洋工程裝備的關(guān)鍵材料。我國計(jì)劃實(shí)施“萬米深潛器”等重大科技工程,已確定主體結(jié)構(gòu)全部采用鈦合金建造。
  預(yù)計(jì)未來10~20年,中國海洋工程用鈦量可達(dá)5萬噸以上,市場經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)100億元。
  能源化工冶金的增長
  能源化工領(lǐng)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(dá)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(yè)領(lǐng)域
  鈦在鋼鐵生產(chǎn)中是一種重要添加劑,其中加入鈦可細(xì)化鑄造組織和焊縫組織,防止鋼中產(chǎn)生氣泡,減少鑄造開裂傾向和力學(xué)性能。目前鋼鐵行業(yè)用鈦量也在逐步增加。
  民用市場的增長
  隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和國民消費(fèi)能力的不斷提高,鈦合金在民用市場的發(fā)展空間巨大。
  汽車行業(yè)
  汽車上的鈦合金零件包括:用TiAl制造的渦輪充電器的轉(zhuǎn)子葉片、連桿、閥等。最近,發(fā)動機(jī)閥、排氣用的低成本鈦合金的開發(fā)取得進(jìn)展。到2020年左右,中國汽車保有量可能會達(dá)到2億輛左右。
  建筑工程行業(yè)
  鈦的諸多優(yōu)異性決定了鈦材非常適用于建筑工程領(lǐng)域,作各種環(huán)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(jù)目前市場情況統(tǒng)計(jì),中國汽車領(lǐng)域用鈦量達(dá)10萬~15萬噸;體育休閑用品鈦消費(fèi)量在2000噸/年;其他民用市場鈦消費(fèi)量在4000噸/年。
  預(yù)計(jì)未來20年,中國民用市場用鈦量可達(dá)30萬噸以上,市場經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)600億元。
  新時(shí)代背景下海綿鈦產(chǎn)業(yè)升級
  質(zhì)量升級
  高品質(zhì)海綿鈦
  目前已研發(fā)出具有國際領(lǐng)先水平的高品質(zhì)海綿鈦生產(chǎn)線,海綿鈦產(chǎn)品合格率最高可達(dá)97%,0級品率達(dá)到80%以上。
  全控檢測31項(xiàng)雜質(zhì)元素,全流程可追溯,采用德國、美國進(jìn)口分析儀等設(shè)備,對金紅石、四氯化鈦、精鎂及海綿鈦進(jìn)行逐一檢測。
  2019年,對海綿鈦國標(biāo)中的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢測規(guī)則、質(zhì)量等進(jìn)行修訂,發(fā)布新版國家標(biāo)準(zhǔn),對海綿鈦質(zhì)量提出新的要求,該標(biāo)準(zhǔn)于2020年5月1日實(shí)施。
  產(chǎn)品種類細(xì)分
  鈦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展催生了多樣化的客戶需求,產(chǎn)品細(xì)分越來越明顯,近年來,通過技術(shù)研發(fā),開發(fā)出了航空級小粒度海綿鈦、板換級海綿鈦等多種海綿鈦產(chǎn)品,預(yù)計(jì),合金化海綿鈦等新品種也將在近幾年內(nèi)開花結(jié)果。
  大批次供貨,產(chǎn)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(chǎn)能不斷升級
  隨著市場景氣度的回升,行業(yè)投資迎來活躍期,圍繞鈦產(chǎn)業(yè)鏈,新疆湘晟、焦作佰利聯(lián)相繼開工建設(shè)海綿鈦生產(chǎn)項(xiàng)目,雙瑞萬基海綿鈦2018年底,2萬t/a海綿鈦完成投產(chǎn)。
  技術(shù)研發(fā)和環(huán)保水平持續(xù)提升
  核心技術(shù)得以突破
 ?。?)通過氯化和電解工序生產(chǎn)線改造,目前能夠生產(chǎn)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(chǎn)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;
 ?。?)10噸以上大型爐的疏松度難題徹底攻克,桶裝密度穩(wěn)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(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化稱重和配料,實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)的自動分料、配比控制和稱重功能。最大可實(shí)現(xiàn)批批100T自動化勻料,自動化程度95%以上,產(chǎn)品均勻性達(dá)到90%以上。
  立體倉庫系統(tǒng),通過采用自動化包裝設(shè)備、智能堆垛機(jī)、自動化輸送設(shè)備、智能檢測設(shè)備等智能設(shè)備,實(shí)現(xiàn)自動出入庫,用人成本降低30萬元/年,倉儲數(shù)量提升2倍。
  成品加工各個(gè)環(huán)節(jié)都采用自動化控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了海綿鈦成品加工的智能化。
  (2)通過分布式控制系統(tǒng)(DCS)、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(ERP)等軟件系統(tǒng)的有機(jī)集成與協(xié)同,實(shí)現(xiàn)氯化、電解、還蒸和成品加工全流程智能化化協(xié)同控制。
 ?。?)網(wǎng)絡(luò)營銷嶄露頭角。
  綠色環(huán)保持續(xù)投入
 ?。?)全流程能耗降低到20000kWh/t;
 ?。?)廢氣、廢水、廢渣、廢熱處理和綜合利用攻關(guān)持續(xù)發(fā)力。
  海綿鈦產(chǎn)業(yè)未來五年前景展望
  圍繞“中國制造2025”戰(zhàn)略,中國的發(fā)展必然帶來鈦及鈦材應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,海綿體產(chǎn)能的持續(xù)增長不可避免,產(chǎn)品長期價(jià)格不會暴漲,市場充分競爭只會激烈。
  注重研發(fā),不斷提升管理能力,把產(chǎn)品質(zhì)量永遠(yuǎn)擺在第一位是未來企業(yè)的必由之路。
  海綿鈦出口動力不足,加之貿(mào)易保護(hù)等不可控因素,未來五年我國海綿鈦還是以擴(kuò)大內(nèi)需為主。
  化工行業(yè)依然會受環(huán)保大幅影響,致使原料四氯化鈦、鎂錠價(jià)格上升,海綿鈦價(jià)格也會受其影響,未來海綿鈦價(jià)格將出現(xiàn)新高,未來可達(dá)8萬~9萬元。
  結(jié)語
  中國海綿鈦行業(yè)在高端化工、航空航天、船舶和電力等行業(yè)需求牽引下,鈦市場量價(jià)齊升,走出了近幾年少見的市場行情,目前國內(nèi)高端需求用海綿鈦、鈦帶的品質(zhì)與國外相比還有一定的差距,而通過近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐,國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)在鈦焊管、鈦絲和鈦制品的性價(jià)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(yè)已步入發(fā)展的新常態(tài),在目前國家大力倡導(dǎo)軍民融合的大好形勢下,鈦行業(yè)企業(yè)應(yīng)抓住千載難逢的機(jī)遇,積極參與軍民對口配套產(chǎn)品的研制和生產(chǎn),提高企業(yè)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(fā)展機(jī)遇。

 

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