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2018年中国钛工业发展报告

2019-07-05逯福生

钛工业进展 2019年3期
关键词:棒材钛合金海绵

贾 翃,逯福生,郝 斌

(中国有色金属工业协会钛锆铪分会,北京 100088)

1 2018年世界钛工业概述

2018年世界经济增速减缓,金融市场动荡加剧,经济复苏势头分化,各类风险加快积聚。由于投资者对经济前景的信心下滑,制造业和贸易增速放缓。2018年,稳中求进已成为世界经济运行的主要趋势。受全球经济逐步复苏的影响,航空航天、一般工业、能源和石化等领域对钛的需求继续稳步回升,促使全球钛工业的产量稳步增长。

2018年,美、日、俄3国钛工业受国际经济复苏的影响,钛加工材在航空航天及一般工业领域的需求量稳步回升,其中,俄罗斯2018年钛加工材的产量达到3×104t。预计2018年全球钛加工材产量将超过1.4×105t,相比2017年有所增长。

2 2018年中国钛工业运行情况

2.1 产能和产量

2.1.1 产能

2018年中国海绵钛总产能与2017年相比增长了15%,达到1.07×105t,国内前7家海绵钛生产企业的产能与2017年相当,产能增长主要是因为新疆湘晟新建海绵钛厂开工以及朝阳百盛产能的增加。2018年国内海绵钛企业的整体开工率达70%以上。

根据钛锆铪分会对31家钛锭生产企业的统计,2018年国内钛锭产能与2017年相比增长了8.2%,达到1.587×105t,主要是由于近两年国内中高端钛材生产企业新增熔炼设备所造成的。

2.1.2 产量

(1)钛精矿

根据攀枝花钒钛产业协会的统计,2018年中国共生产钛精矿约4.20×106t,同比增长了10.5%,其中攀西地区的产量为3.24×106t,占国内总产量的77.1%;进口钛精矿为3.12×106t,同比减少了5.5%。

(2)海绵钛

中国8家海绵钛生产企业2018年海绵钛产量统计结果见表1。由表1可知,中国8家企业共生产了74 953 t海绵钛,较2017年(72 922 t)增长了2.8%,连续4年增长。

表12018年中国海绵钛主要生产企业的产量及占比

Table 1 Output and ratio of China titanium sponge in 2018

生产企业产量/t占比/%攀钢钛业17 60023.5双瑞万基15 00020.0朝阳百盛13 20017.6宝钛华神9 50012.7生产企业产量/t占比/%贵州遵钛9 40012.5朝阳金达7 4039.9鞍山海量2 4003.2锦州铁合金4500.6

(3)钛锭

中国31家钛锭生产企业2018年钛锭产量见表2。

表2 2018年中国钛锭主要生产企业的产量

由表2可知,这31家企业2018年钛锭的总产量为75 049 t,较2017年的71 022 t增长了5.7%。

(4)钛加工材

钛锆铪分会统计的我国30家生产企业2018年钛加工材的产量见表3。

表32018年中国钛加工材生产企业产量统计(t)

Table 3 Output of China titanium mill products in 2018

厂家板材棒材管材锻件丝材铸件其他合计18 2252 877956626582131 15914 11423 5828721 670————6 12434 94312—45———5 00043 643179—120221—3034 46653 432—441408———4 28162 56070—570100 —4003 7007—2 293—2796——2 57882 20025——60—8003 08591 730—500——1206503 000101 15042015088018—302 648112 500——————2 500123001 200—800———2 30013200500300100——1501 25014—685—31012—451 05215——606107——17588816——650————65017——600————60018——600————60019600——————60020—500——100——60021——550————55022400——50——50500232203060502025 1041524——400————40025—63——268—463772640298—————33827—168—132———30028—————200—20029—————150—15030—130—————130合 计35 72510 3227 4834 4778637083 81863 396

从统计结果来看,中国30家生产企业2018年共生产钛加工材63 396 t,与2017年(55 404 t)相比增长了14.4%。

2.2 产业结构

钛锆铪分会统计的2016—2018年中国各类钛加工材的产量以及占钛加工材总产量的比例如表4所示。

表4 2016—2018年中国各类钛加工材产量及占钛加工材总产量的比例

在钛产品结构方面,从表4统计数据可以看出,2018年钛及钛合金板材的产量同比增加了17.0%,占到当年钛材总产量的56.3%,其中钛带卷的产量占钛板材的一半以上;棒材的产量也同比增长了4.9%,约占全年钛材产量的16.3%;管材的产量同比减小了13%,占到全年钛材产量的11.8%;铸件和其他钛产品的产量同比大幅度增长,增长幅度分别达69.8%和215.3%,锻件和丝材产品的产量分别增长了9.6%和19.9%。

在产业分布方面,海绵钛生产主要分布在辽宁地区,5家企业的产量占到全国的44.0%;钛及钛合金棒材生产主要集中在陕西,3家主要生产企业的产量占全国总产量的56.0%;钛及钛合金锭生产也主要集中在陕西,11家主要生产企业的产量占全国产量的36.6%;陕西4家主要钛板材生产企业的产量也占到全国总产量的42.0%,钛管的生产主要集中在长三角地区,4家主要生产企业的产量占全国总产量的30.0%。综上所述,主要钛产品的产量分布均有逐步分散的迹象。

2.3 市场与价格

2.3.1 价格

根据钛锆铪分会的统计,2018年中国一级海绵钛及3.0 mm厚TA2纯钛板的价格走势见图1。从图1可以看出,2018年一级海绵钛及3.0 mm厚TA2纯钛板的价格均出现上涨,涨幅分别为28.3%和16.7%。

2.3.2 销售量

2018年中国海绵钛总销售量为74 953 t,净出口量为-3 673 t,国内销售量为78 626 t,较2017年增长了5.0%;钛加工材总销售量为57 441 t,净出口量为10 397 t,国内销售量为47 044 t,较2017年增长了0.6%。

图1 2018年中国一级海绵钛及3.0 mm厚TA2纯 钛板价格走势Fig.1 Price trend of China Gr.1 titanium sponge and TA2 titanium plate (3.0 mm) in 2018

2.3.3 各领域的需求

图2为2018年中国各个领域钛加工材使用量所占比例。从图2可以看出,钛加工材在化工领域的用量依旧最大,占到了45%,其次为航空航天、电力、医药、海洋工程等。

图2 2018年中国各应用领域钛加工材使用量所占比例Fig.2 Ratio of China titanium mill products in different application fields in 2018

表5为2018年中国30家钛加工材生产企业在不同领域的钛加工材销售量。

表5 2018年中国30家钛加工材生产企业在不同领域的钛加工材销售量(t)

2.4 进出口贸易

2018年中国钛矿、钛白粉、海绵钛及钛加工材等进出口数据见表6。2018年我国海绵钛进口量为4 918 t,与2017年相比增长了27.9%;海绵钛出口量为1 245 t,较2017年减少34.5%;钛加工材进口量为8 680 t,较2017年增长20.1%;钛加工材出口量为19 077 t,较2017年增长22.2%。

3 2018年中国钛工业运行情况分析

3.1 产业结构调整情况分析

2018年中国钛工业逐渐摆脱过去几年去库存的压力,行业结构性调整初见端倪,产业结构由过去的化工、冶金等中低端行业逐步转向航空航天、医疗和环保等中高端行业,钛冶炼企业利润稳步增长,高中低端钛加工材生产企业间的利润水平逐步拉大,呈现“冰火两重天”的景象。

表6 2018年中国钛矿、钛白粉、海绵钛及钛加工材进出口统计

随着钛白粉市场连续2年需求增长,以及钛精矿需求紧缺,导致国内钛原料价格连续上涨,2018年继续保持高位运行。海绵钛和钛加工材价格也呈上涨态势。到2018年底,国内一级海绵钛价格同比上涨了26%。2018年,由于一家新建企业的开工和一家企业产能的增加,我国海绵钛产能较2017年增长了10.7%,产量同比增长了2.8%,达到74 953 t。随着市场需求的好转和海绵钛价格的上涨,部分停产企业计划恢复产能,而部分生产企业也计划扩大产能,因此后期海绵钛的供需矛盾将凸显,市场不容乐观。

2018年,随着部分企业高端钛加工材设备扩张速度的加快,我国钛锭产能也有所增长,较2017年增长了8.2%,产量也因此增长了5.7%。

在航空航天、海洋工程、高端化工(石化、环保等)等行业需求的拉动下,2018年我国钛加工材产量同比增长了14.4%,达63 396 t。钛加工材产量已连续2年呈现快速增长的态势。以国内前10家主要钛加工材生产企业为例,其钛加工材销售量占总量的78.4%,较2017年有所增大,产业集中度进一步提高。基于对未来航空航天、医疗和船舶等高端市场需求的持续看涨,重庆、新疆等多地企业新上了钛加工材项目,或在原有设备基础上增加了大型钛加工装备,如3 t以上真空自耗电弧炉、3 000 t以上挤压机和幅宽1.5 m以上冷热轧设备等。

3.2 经营形势分析

2018年是钛行业实施“十三五”规划承上启上的关键一年,“一带一路”、军民融合等国家战略的实施,也促进了钛产业结构向中高端市场的调整。其中,高端化工、航空航天、医疗、海洋工程等领域对高端钛材的需求量继续呈增长势头,冶金、电力等传统行业钛材所占比例逐渐削弱,行业整体盈利能力进一步增强。钛市场量价齐升,连续2年快速增长,尤其是钛原料价格较2017年明显上涨,涨幅达26%。

2018年,我国海绵钛进口量较2017年(4 918 t)增长了27.9%,出口量则减少了34.5%,这也反映出国内因高端需求的增长,对国外高端海绵钛的需求出现爆发式增长。2018年我国钛加工材进出口量均同比增长20%以上,在进口方面,航空航天等高端领域用钛合金板材、棒材、丝材的进口量增长30%以上,反映出国内在高端领域的钛材生产还难以满足国内需求,而钛焊管和钛带的进口量则较为稳定,反映出由于近两年我国钛加工材企业产品质量的提升,部分替代了电站用进口焊管和板式换热器用钛带;在出口方面,除钛制品和钛丝外,其余产品的出口量均同比有一定的增长,其中钛管、钛带和钛板的出口量同比增长均超过40%,钛棒的出口量也同比增长了8.9%,反映出我国生产的钛管、钛带和钛板材在国际市场上已具有一定的性价比优势,正不断走进国际市场。

2018年是中国钛企业转型升级的一年。宝钛集团有限公司面对复杂多变的国内外形势,以企业改革为主线,按照“做精军品,做活民品”的指导思想,全面推动各项工作,在生产经营和科研创新方面均取得了近年来最好成绩。全年钛产品产量过万吨,净利润1.5亿~1.7亿元。其中军品订货量增长31%,开发新用户15家,大运项目钛板用量实现历史性突破,新开发铸棒市场,航天三院订货量实现突破,西飞、陕飞订货量实现翻倍增长。在外贸方面,宝钛集团紧盯国际航空领域及重大民用市场,加快完善产品国际认证,拓展营销网络,全年订货量同比增长51%,其中航空领域订货量同比增长53%,并荣获了波音公司“新供应商资质许可奖”,与古德里奇公司续签长期协议,争取到苹果公司的生产合同,顺利完成空客TOPSCAN和IPCA审核,恢复挪威国家石油公司的NORSOK管材认证资质。在科研方面,全年新增科研与建设项目批复立项9项,国家重大科技专项、“863”计划、军品配套、国家重点研发计划、国家发改委海洋工程研发及产业化等85项在研项目,深海空间站等重点型号29项用材需求预研项目,建筑装饰用钛的研发和推广等28项自主研发项目均按计划顺利实施。全年共荣获中国有色金属工业科技奖3项,其中《4500米深潜器用TC4 ELI钛合金载人球壳制造技术》荣获2018年度中国有色金属工业科学技术奖一等奖;获陕西有色集团科技进步奖5项,专利授权3项。

2018年,西部超导材料科技股份有限公司突破了Ti2AlNb金属间化合物φ300~400 mm大规格棒材锻造技术,解决了棒材组织均匀性控制难题,并将其成功用于制备压气机机匣及整体叶盘锻件;突破了600 ℃用Ti60合金φ300 mm规格棒材的工程化制备技术,加工的整体叶盘锻件通过了考核;突破了CJ系列商用航空发动机用Ti6242合金棒材制备的关键技术,批产棒材质量与进口棒材相当;突破了中强损伤容限型TC4-DT钛合金、高强损伤容限型TC21钛合金铸锭以及大规格锻坯(棒材)的批量化生产技术,并将其成功应用于国内重点航空型号的关键部件;突破了紧固件用TC4、TC16以及Ti45Nb合金棒丝材的批量化生产技术。

2018年,湖南湘投金天科技集团有限责任公司承担的海装领域某核心钛制部件项目取得重大技术突破,目前海试各项指标均达到世界先进水平,得到军方高度认可;研制的TC18钛合金材料被用于生产首款国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600起落架部件;研制的TC18、TA15等钛合金材料在多型先进战机和大型运输机等领域实现了批量稳定交付;成功开发出TC4、TA18钛合金带卷,产品在技术创新上达到国际先进水平;成功中标国家科技重大专项CAP1400核电国产化示范工程钛焊管国产化项目,并已按计划组织交付。在与远大空调合作推出全球首台全钛空调之后,又开发了薄壁高效钛焊管;与德国西门子、美国GE、法国威立雅、日本东芝、日立等世界500强知名企业开展战略合作,成为其中国唯一或主要战略供应商。此外,公司积极推进钛合金板、带、管等产品在国内外航空高端市场的应用。

2018年,西部材料科技股份有限公司成功开发了Ti60、TA12高温合金板材及超低温环境用TA7 ELI钛合金板材。

云南钛业股份有限公司首创的EB炉熔铸钛及钛合金锭坯免锻造直接轧制成材(宽幅带卷、棒材)的短流程工艺技术,在2018年实现了4 600 t以上的规模生产和100%的产品销售。其中,采用该工艺批量轧制出TA10钛合金扁锭,生产出厚度0.18 mm的极薄卷带,实现了钛合金极薄卷带的工业化生产及应用;在钢铁高速线材轧机上成功实现了大卷重TC4钛合金线材的批量生产,线材最大单盘卷重达到1 000 kg,各项技术经济指标均达到国内领先水平。

2018年,鑫鹏源智能装备集团有限公司通过了由中国有色金属工业协会组织的《海水管路用大尺寸钛合金管材制备技术集成》项目的科技成果评价,该技术达到国际领先水平。

2018年,青海聚能钛业股份有限公司先后承担并实施了多个国家、省市级项目。其中,国家强基工程项目“耐650 ℃以上高温钛合金材料”、青海省重点研发与转化项目“航空发动机用Ti6242钛合金材料”正在按照计划积极推进。与中国科学院金属研究所联合申报了西宁市重大科技专项项目“多组元钛合金电子束冷床熔炼过程中的核心关键技术”,已获得立项批准。

2018年,重庆金世利航空材料有限公司完成了一项突破性的重大装备建设项目,建成了我国首台钛及钛合金整体电极万吨挤压机。该挤压机解决了高纯净度钛合金电极制备过程中,气体元素对电极污染的问题,提高了航空发动机和海洋装备用高端钛合金铸锭的批次质量稳定性。此外,从国外引进了2 500 t钛合金型材挤压机,所生产的钛合金型材可解决我国长期以来完全依赖进口的问题。

2018年,中船重工第七二五研究所《JC钛合金结构体材料及集成建造技术应用研究》项目获得国家工信部科技进步二等奖。该项目突破了材料及工艺瓶颈,实现了JC结构件国产集成化建造,提高了JC系统能力,填补了国内空白,达到国际先进水平。

上述钛行业骨干企业不论在企业经营还是在科技进步和技术创新等方面都取得了显著的成绩,企业均一致面向环保、高端领域等方向实现差异化发展。

3.3 市场供需及消费情况分析

在钛材消费领域,2018年国内销售量相比2017年微增了0.6%。除冶金、船舶、电力和体育休闲等行业外,2018年我国钛加工材在主要消费领域的用量均呈现出不同程度的增加,尤其在航空航天、医疗和海洋工程等高端领域,延续2017年的走势,均出现了一定幅度的增长。从总量上来看,高端化工领域(PTA)的增长幅度最大,增加了2 104 t,其次是航空航天(1 309 t)、制盐(396 t)、医疗(227 t)和海洋工程(108 t),这也反映出国家的产业发展方向以及我国钛加工材在高端领域的发展趋势。

2018年,我国在航空航天、医药和海洋工程等高端领域的钛加工材需求相比2017年略有增加,总量增长了1 644 t。预计未来3~5年内,上述高端领域的需求量将呈现出快速增长的趋势。

4 存在的突出问题及对策

4.1 存在的突出问题

4.1.1 钛原料品质差

我国的钛原料主要以钒钛磁铁矿为主,基本属于低品位岩矿,其钙镁含量高(≥2%),工艺流程长,生产成本高(电费等),环保压力大。大部分国产钛原料用于生产加工硫酸法钛白粉,只有约7%用于生产金属钛。高端航空级金属钛生产原料有90%依赖于从澳大利亚、越南等国进口,这就造成了中国高端领域用钛原料长期供应不稳定。

4.1.2 采选冶工艺落后

我国采选冶原料生产工艺是以化工应用为基础的,长期存在高品质海绵钛(“90”钛)生产批量少、零级品率低、批次质量不稳定等问题,从而造成了钛合金在航空航天等领域长期存在批次质量不稳定的问题,给今后“大飞机计划”、“空间站计划”、“嫦娥计划”、“舰船建造计划”和“核电规划”等项目的实施埋下很大的隐患。

4.1.3 加工材品种缺项

我国钛产品部分品种还存在缺项,例如钛及钛合金型材、钛及钛合金挤压管材、大型钛合金锻件、大型钛铸件等,亟需补足这些缺项,以充分满足国民经济发展的需要。

4.1.4 生产工艺落后

与俄罗斯等国家相比,我国钛合金在许用应力设计、安全系数选取、合金系及性能研究(腐蚀、抗爆冲击、断裂、疲劳)、加工工艺、焊接工艺等方面存在较大差距,目前只能少量生产几种牌号和规格的发动机用钛合金,大部分发动机用钛合金材料还需要进口,或进口发动机。

4.1.5 自主创新能力不足

发达国家仅关于海洋工程用的钛及钛合金材料标准就达400余种。俄罗斯在单一牌号上会有上百种工艺方法,而我国大多数钛合金产品主要模仿国外的工艺技术和牌号,自主创新的产品很少,应用数据积累还不够,在新合金的系统研究方面严重不足。

4.2 对策建议

(1)从目前国内外政治经济形势来看,今后5~8年,中国应以满足钛合金高端需求做为重点发展方向。

(2)中国钛行业应学习俄罗斯的发展经验,尽快整合中国钛产业链,首先从钛矿入手,通过引进国外先进技术和工艺,改造目前的钛渣及海绵钛生产工艺,形成批次稳定的高品质海绵钛原料供应渠道。其次是引进国外先进的钛合金加工工艺和装备,整合目前的国内钛加工企业,从熔炼、锻造、轧制、挤压、开坯等各个环节完善钛合金加工工艺,形成均质、稳定的钛加工材批量供应链,把质量控制分散到每一个加工环节,形成稳定的高端航空航天钛合金加工材供应体系。

(3)希望国家能够尽快构建高端航空钛合金供应链体系建设,为我国今后高端钛合金应用发展打下坚实的基础。

(4)目前,中国钛行业已步入发展的新阶段,在当前供给侧改革和国家大力倡导军民融合在大好形势下,钛行业企业应抓住千载难逢的机遇,积极参与环保、智能制造、军民对口配套产品的研制和生产,提高企业的核心竞争力,通过资本市场,在市场竞争中谋求更大的发展机遇。

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