鈦業(yè)將迎新機遇

盛利|文

2013年，筆者代表寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院到山東東營，與勝利油田設計院進行了深入交流，并去海上鉆井平臺進行實地考察。惡劣的海洋氣候條件對鉆井平臺的侵蝕讓人震驚，國家每年投入防腐的資金量非常巨大。由于油田設計院對鈦材知之甚少，在意識上只知道鈦材價格昂貴，認為肯定不能應用于平臺建設。于是，我們將近年來鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、價格水平及特性參數(shù)等情況向油田設計院的設計師和領導作了報告，就鈦材料進入海洋油田的具體方案進行了探討。油田設計院當即表示要立刻著手進行項目立項，爭取鈦材料盡早進入海洋石油鉆采領域。

鈦管

鈦業(yè)將迎來十年的結構性增長

經(jīng)過40多年的發(fā)展，我國已經(jīng)形成了比較完整的鈦產(chǎn)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)體系，產(chǎn)能規(guī)模僅次于美國、俄羅斯和日本，居世界第四位。未來10年，伴隨國家航天航空項目的推進、核電中長期規(guī)劃的實施、中國新一輪武器裝備的升級以及國際鈦價回升，我國鈦行業(yè)將逐步走出低谷，迎來持續(xù)十年的結構性成長。未來中國鈦工業(yè)發(fā)展將受益于以下幾個行業(yè)：

其一，中國大飛機項目以及民航業(yè)的高速發(fā)展。中國C919、ARJ21等項目的陸續(xù)實施，未來十年預計累計產(chǎn)量將達到2300架以上，按照平均每架用鈦原料40噸計算，共計9.2萬噸。

其二，中國向藍色海洋邁進的規(guī)劃。未來10年中國將逐步向藍色海洋邁進，海洋石油鉆采、船舶建造、海水淡化、島礁建設都離不開耐腐蝕性能卓越的鈦材，預計今后應用在海洋工程領域的鈦材料每年將達到數(shù)萬噸。

其三，中國核電產(chǎn)業(yè)大發(fā)展。未來10年中國將大力發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)，今后核電站每年將需要鈦材2000噸左右。

其四，中國軍工裝備升級。中國軍事科技不斷進步，運20、殲10、殲11、殲15、殲20、殲31等軍用機型的更新?lián)Q代，飛機的用鈦量不斷增加，這對鈦材市場的需求將一觸即發(fā)。

其五，國際航空業(yè)回暖及國際軍事采購擴張。民用航空業(yè)占全球鈦材需求量40%～50%，僅波音787飛機一項，未來20年新增國際鈦材需求6.6萬噸，美國軍用鈦材數(shù)量由2000噸/年增至5000噸/年，其他項目對鈦材料的需求也將快速增長。

其六，石油化工等傳統(tǒng)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。石油、化工、氯堿、制鹽等是傳統(tǒng)用鈦材量較大的工業(yè)領域，在全球?qū)δ茉春突ぎa(chǎn)品需求量和依賴程度無法減少的今天，隨著鈦材價格的降低，這些傳統(tǒng)領域的鈦材料應用量還將持續(xù)增加。

其七，民生領域應用的不斷擴大。鈦材料以其良好的生物親和性和優(yōu)良的金屬性能被廣泛應用于醫(yī)療、體育等領域。現(xiàn)今95%的醫(yī)用植入類材料都選擇了鈦材，隨著加工技術的提高，鈦材價格的降低，鈦材料還將在更廣泛的建筑、裝飾、餐飲、休閑等高檔民生領域發(fā)揮越來越積極的作用。

其八，新技術的突破和應用。由于鈦材料的強度高、加工性能差，制約了它的應用和發(fā)展，近年來3D打印技術的突破和快速應用，給鈦應用帶來新的契機。3D打印技術也被最先應用于鈦材料的加工。技術的不斷成熟對鈦產(chǎn)業(yè)將發(fā)生革命性的推動作用，將使制造和加工更加簡單易行，鈦的應用領域也將隨之而不斷擴展。

鈦加工技術與產(chǎn)品的發(fā)展方向

鈦技術的發(fā)展趨勢為：鈦的制備和加工技術，包括海綿鈦生產(chǎn)、鈦合金材料設計及加工過程等的低成本化；大型優(yōu)質(zhì)鈦合金坯料制備技術，包括新型電子束和等離子冷床爐熔煉技術；高效、短流程鈦合金加工技術，包括單次冷床爐熔煉直接軋制技術，鈦帶連續(xù)加工技術生產(chǎn)等；近凈成型技術，包括激光成形、精密鑄造、精密模鍛、超塑成型、擴散連接、噴射成形等；鈦的推廣應用技術，包括生物醫(yī)用鈦、汽車用鈦、建筑用鈦等。

鈦工業(yè)技術發(fā)展將集中在以下幾個方向：

1.航空工業(yè)仍將是鈦合金的主要應用領域

在飛機結構設計中，為延長飛機壽命、提高結構效益和安全性，大量采用鈦合金大型鍛件、承力結構件和連接件，鈦合金材料在規(guī)格上向兩極發(fā)展，即更大、更薄、更寬、更厚。

2.信息化、智能化、自動化將更廣泛地應用于鈦生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)

在鈦的冶煉、熔煉、鍛造、軋制及其他的加工成形、熱處理過程中逐漸采用計算機自動控制，對鈦的熔煉－加工－性能－組織進行技術和管理上的改進，并向系統(tǒng)化、集成化方向發(fā)展。體現(xiàn)在產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性及生產(chǎn)效率大大提高。

3.冶煉、熔煉、加工技術發(fā)展日新月異，其目的在于提高質(zhì)量或降低成本

比如電解法等新方法制鈦技術、電子束或等離子束冷床爐熔煉技術、快鍛技術、帶材軋制技術、近凈成形技術等。

4.開發(fā)新型鈦合金，拓展鈦及鈦合金的新應用領域

鈦不僅僅應用于航空航天、核工業(yè)等國家重點工業(yè)領域，也將更廣泛用于民用品。

5.重視可持續(xù)發(fā)展，關注鈦冶金及加工過程的節(jié)能降耗和清潔化生產(chǎn)

隨著對環(huán)保問題越來越關注，原有的粗放式發(fā)展模式受到前所未有的挑戰(zhàn)，鈦冶金也不能例外，各大鈦企業(yè)都在努力推進節(jié)能減排工作。

未來鈦產(chǎn)業(yè)重點應用領域主要在以下幾個方面：

航空航天工業(yè)：飛機發(fā)動機和骨架、戰(zhàn)略火箭發(fā)動機的部分零件、衛(wèi)星天線等；

艦船方面的應用：海底資源勘探、民用船舶、海軍裝備等；

海洋工程：凝汽器、海洋石油開采、海水淡化裝置等；

軍工方面：迫擊炮身管、反坦克導彈、導彈發(fā)射器、坦克防護板、防彈背心等；

化學工業(yè)：換熱器，其次是鈦陽極和容器等；

制鹽工業(yè)：加熱室、泵、閥件、管道等；

冶金工業(yè)：稀有金屬、貴金屬等；

石油工業(yè)：塔頂冷卻系統(tǒng)的塔體襯里、塔盤及塔頂冷凝管等；

電力工業(yè)：濱海電站凝汽器、核電凝汽器等；

醫(yī)學上：骨科植入、牙科修復、心臟血液支架等；

體育器械：高爾夫球頭、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、釣魚竿等；

日用工業(yè)品：眼鏡架、自行車和賽車、手表、其他鈦日用品；

物理氣相沉積用靶材。

我國鈦材產(chǎn)業(yè)的新布局

國內(nèi)從事鈦材生產(chǎn)加工企業(yè)約1500家，鈦材貿(mào)易單位有800多家，規(guī)模以上企業(yè)400多家。目前我國鈦加工材生產(chǎn)企業(yè)主要分布在五大區(qū)域：華北、東北、西南、西北、華東。不同區(qū)域的代表性企業(yè)和優(yōu)勢各不相同。主要生產(chǎn)企業(yè)有寶鈦集團（寶雞鈦業(yè)股份有限公司）、西北有色金屬研究院（集團）公司、寶鋼股份有限公司特殊鋼分公司、攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司、常州中鋼精密鍛材有限公司、張家港華裕鈦業(yè)公司、遼陽東方鈦業(yè)鍛造有限公司等。海綿鈦資源供給區(qū)主要在遵義、攀枝花和洛陽，企業(yè)已發(fā)展到40多家。標志性科研機構有北京有色金屬研究總院、西北有色金屬研究院、寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院等。

要想突破一個新的應用領域，其領域的研究設計單位是關鍵，因為企業(yè)往往只把精力放在產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售方面，缺乏市場培養(yǎng)開拓的意識。

2014年，寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院與廣東建筑設計院就鈦材進入建筑領域進行了廣泛交流，雙方就福建省某國家重點項目建筑裝飾用鈦簽署了合作協(xié)議。這個項目一期用鈦量達到3萬平方米以上，采用國內(nèi)最先進的多彩鈦板生產(chǎn)技術，生產(chǎn)出各種色彩的鈦裝飾板，作為建筑物的裝飾表面。這項工程全部由寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院生產(chǎn)、加工、安裝，實現(xiàn)國內(nèi)建筑裝飾用鈦材零的突破。