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          鈦及鈦合金行業

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          十載春秋過 鈦業萬里紅

             2022-09-22 鈦微媒淮金1860

            2020年11月28日,“奮斗者”號成功創造10909米坐底紀錄。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平致信祝賀“奮斗者”號全海深載人潛水器成功完成萬米海試并勝利返航,讓“奮斗者”號研制和海試團隊倍感榮幸、備受鼓舞。從“蛟龍”號、“深海勇士”號到“奮斗者”號,業人以團結協作、拼搏奉獻的精神,以材料為支撐,不斷刷新中國載人深潛新高度。時至今日,夢想變為現實,深潛器鈦合金關鍵部件終于實現了國產化。

            千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金。10年前,鈦產業在快速擴張中發展失衡,企業效益下滑,“活下去”成為多少企業的心聲;10年后,鈦產能、產量實現雙提升,鈦產業規模逐步發展壯大,“火起來”成為行業發展的真實寫照。從黨的十八大到二十大,10年風雨兼程,鈦產業由小變大、由大向強,以軍工和民用領域融合發展的模式,走出了一條適合中國國情的鈦業之路。

          鈦產業在發展中轉型

          在轉型中跨越

            “十一五”期間,我國鈦產業盲目擴張,在利益驅使下,社會資本開始投向鈦產業,海綿鈦產能在2004年時還不足5000噸,到2008年已接近20萬噸,但當年鈦加工材年產量只有5萬噸,一時間,海綿鈦成為“有價無市”的產品,需求量與產能形成強烈反差,無序發展致使海綿鈦產能過剩,供需矛盾凸顯。海綿鈦市場價格從20萬元/噸~30萬元/噸直線降至4.6萬元/噸~4.8萬元/噸,全行業陷入虧損狀態,多數鈦企業掙扎在生死線上。2014年,撫順鈦廠與唐山天赫全面停產,金川、云銅、貴州西南鈦業的海綿鈦項目投產相繼停擺,寶雞市一帶的鈦材加工企業在當年項目“高回報”的誘惑下,快速上設備、抓投產,結果超越市場需求,導致產品大量積壓,累計損失上億元,有的企業因此背上沉重的包袱。一邊是產能持續增長,一邊是行業全面虧損,如何生存成為企業乃至行業面臨的重大問題。

            在我國鈦產業面臨轉型升級的關鍵時期,黨的十八大為鈦行業提供了動力。黨的十八大報告提出,以科學發展為主題,以加快轉變經濟發展方式為主線,把推動發展的立足點轉到提高質量和效益上來。對于鈦行業來說,就是要始終堅持科學發展,牢牢把握“轉方式”“調結構”“提質量”3個核心,不斷優化產業結構,堅持創新發展,提升自主研發能力。

            全產業鏈整合速度加快。從建國初期開始,我國工業經濟發展以粗放型為主,出現高投入、低產出、高耗能、低效益的現象。10年間,在供給側結構性改革等相關政策的引導下,我國鈦工業由粗放式發展向集約式發展轉變。我國鈦企業加快轉型升級的步伐,積極調整產業布局,在探索中積累新的生產經驗。寶鈦集團充分發揮龍頭帶動作用,加快內部項目建設,通過兼并的方式,整合成立了寶鈦華神鈦業,以海綿鈦氯化+精制+還原+電解循環經濟生產模式,滿足寶鈦主要材料海綿鈦的部分需求;為進一步提升鍛造產業加工能力,寶鈦集團整合產業資源,與民營企業寶雞拓普達鈦業有限公司、寶雞銳邦鈦業有限公司“混改”成立寶鈦精鍛公司,發揮各自在原材料、技術、設備、資金、市場方面的優勢,做優做強做大精密鍛造產業。至此,寶鈦集團實現了海綿鈦+鈦材加工的上下游產業鏈升級。

            在寶鈦集團這面中國鈦工業旗幟的引領下,以輕化產業起家的湖南五江集團瞄準鈦產業的廣闊前景,在新疆投資建設了高鈦渣熔煉,全流程海綿鈦,配套氯氣,鈦材熔煉、軋制、鍛造生產線,打通了由原料至鈦及鈦合金深加工的全產業鏈。目前,已經形成年產3萬噸海綿鈦、2萬噸鈦加工材、1萬噸復合帶材和1000萬件以上鈦制品的產能,形成獨具特色的五江鈦品之路。

            民營企業龍佰集團按照全產業鏈發展思路有序擴張,其鈦產業已布局河南焦作,四川德陽、攀枝花,湖北襄陽,云南楚雄,甘肅金昌等5省6地市,形成從鈦的礦物采選加工、到鈦白粉和鈦制造的產業鏈體系。

            裝備制造業標準水平提升。10年間,我國鈦產業結構性調整取得明顯進展,在航空航天、海洋工程、高端化工裝備、體育休閑等中高端消費占比穩步提升,特別是在國防軍工建設與國家重大工程實施中,鈦材的戰略地位日益提升,鈦行業向高質量發展邁出穩健步伐。2021年,我國船舶、海洋工程、航空航天等高端領域的用鈦量達到29864噸,相比2012年的6112噸增長388.6%。在高端鈦材需求快速增長的背景下,寶鈦集團、西北有色院、湖南金天等一批行業骨干企業以裝備提升為基礎,通過技術創新,加快新材料研發和先進制造技術的產業化應用,產品加工由低端向高端轉變。

            由寶鈦集團自主創新研發的真空電子束熔煉爐,打通了真空電子束冷床熔煉爐國產化研制的關鍵環節,實現EB爐全流程國產化設計制造,完成替代進口。有付出就有收獲。通過新材料研發與裝備升級,寶鈦通過了美國波音公司、法國宇航公司、空中客車公司、英國羅羅公司和歐洲宇航工業協會及美國RMI等多家國際知名公司的質量體系和產品認證,囊括了進入世界航空航天等高端應用領域絕大多數的通行證,并成為國際第三方質量見證機構以及分析檢測基地。企業的快速發展,為我國鈦產業步入高端國際鈦市場奠定了良好的基礎。

            同期,一些有實力的鈦企業把目光瞄準了高端制造領域,積極引進國外大型裝備,提升技術水平。一批企業從同質化競爭中脫穎而出。10年間,重慶金世利航空材料有限公司建立了12噸真空自耗電弧爐,寶雞拓普達鈦業公司引進奧地利產GFM450精鍛機,寶雞大力神航空新材料科技股份有限公司蘭石6000噸快鍛機和奧地利產GFM500精鍛機投入使用,天成航材10000噸西馬克快鍛機組試車成功,寶雞金山鈦業與朝陽百盛合作、聚和信作為供方與寶雞核力新材合作先后完成了EB爐建設并竣工投產。這些大型先進裝備的上馬,加速推進了鈦產業結構優化升級,加工設備走向專業化,我國鈦產業裝備水平逐步提升。

            上游的海綿鈦企業緊密跟隨國家戰略步伐,圍繞高品質海綿鈦和高端領域用鈦原材料的“雙高戰略”,通過技術優化和設備更新,向全流程、大型化和精細化方向發展。

            以雙瑞萬基鈦業為代表的國有企業率先實現海綿鈦生產全流程化,先后引進、消化、吸收,并創新了國際先進的多極鎂電解槽技術、大型沸騰氯化技術,自主研發了四氯化鈦氧碳檢測技術、10噸智能高效還蒸爐技術、超級電解槽技術、大型海綿鈦智能化勻料技術和智能倉儲技術。這一創新成果在實踐中不斷消化、吸收、完善,逐步實現海綿鈦生產大型化、節能化、資源型、效益型目標。

            民營企業朝陽金達鈦業以小粒度海綿鈦打開市場,成為西部超導、寶鈦、北京百慕高科、北京航材院和中科院金屬研究所等客戶的穩定供貨商,以質量打造品牌,以品牌提升效益,使企業躋身高端領域供應體系。

            朝陽金達鈦業的發展只是民營企業中的一個縮影。眾多民營企業通過不斷的創新投入,提升產品質量和企業效益。截至目前,國內海綿鈦主要生產企業產能增長14.6%,達到18.1萬噸。2012年,海綿鈦產量只有8.1萬噸。截至2021年,海綿鈦產量達到14萬噸,增幅達73%。

            10年間,在經濟高速發展的帶動下,鈦及鈦合金產量實現快速提升。據統計,2012年鈦材銷量4.3萬噸,2021年銷量13萬噸,增幅達202%。在產量快速增長的同時,鈦產業優勢互補、協同創新同步加快,形成區域集群式發展的良好態勢。在陜西寶雞地區,眾多中小企業通過轉型升級,形成“中國鈦谷”產業集群。

            以寶鈦集團、西北院為依托,注重鈦行業在航空航天、海洋工程及船舶、醫療等高端領域的創新發展,以細分領域開拓新產品,極大地提升了鈦產品的知名度,鈦的應用領域取得重大突破;在四川、云南地區,依托攀枝花鈦資源和昆鋼的區域優勢,形成了新的鈦行業聚集區,以鈦礦為基礎延伸鈦深加工產業鏈;廣東及江浙地區則以民用產品集散地的優勢,將目光集中到鈦的日用品開發及鈦民品的創新上,力求開發出新產品,為鈦的應用拓寬道路。

            “十二五”到“十三五”期間,鈦產業大多中小企業由于資金、人才和技術等方面的制約,產業發展失衡,產品質量良莠不齊,產品附加值低、企業間惡性競爭等問題突出。為了擺脫同質化競爭,我國鈦企業在提高技術水平上狠下功夫,高端鈦合金產品科技含量得到不斷提升,鈦產業走出了產能過剩、同質化競爭的泥潭,完成了從低端領域向高端領域的轉型升級,實現了跨越式發展。

          鈦產業釋放創新動能

          多維度支撐高質量發展

            黨的十九大以來,黨中央、國務院及各部門圍繞深化供給側結構性改革這條主線,把制造業高質量發展擺到更加突出的位置,在國家軍民融合、工業4.0和“一帶一路”倡議等相關政策指導下,在提質增效、創新驅動和轉型發展等一系列政策措施的推動下,我國鈦工業進入新一輪上升通道,企業重點項目建設火熱,高質量發展勢頭強勁,蹄疾步穩。

            融合創新,探索發展路徑。面對整個鈦產業的形勢和挑戰,我國鈦產業大膽創新、敢于探索發展新模式,積極應對市場變化。鈦材在軋制方面,受成本投入、技術難以攻克等諸多影響,企業依托鋼鐵生產的技術、裝備優勢,利用“鋼-鈦”結合的方式,走出了一條高質量、低成本、低投入的鈦及鈦合金生產之路。從2019年起,寶武集團、云南鈦業、攀鋼集團等就開始了鋼-鈦結合創新模式的探索,目前,已實現鈦及鈦合金管、帶卷的低成本制造。近幾年,攀鋼研究院還建立了鈦-鋼聯合實驗室,將目光從鋼材轉向鈦材,著力鈦-鋼聯合的技術研究。圍繞軍民市場對高端鈦材的需求,開發高強高韌耐蝕鈦合金寬厚板、超長薄壁無縫管、鈦鋁合金等,探索研發更加先進的鈦加工工藝流程和裝備,滿足高端鈦材的市場需求。

            近幾年,在“高精尖”領域大放異彩的鈦,也在民用領域嶄露頭角。我國鈦企業憑借著敏銳洞察和大膽創新,加快鈦在建材領域的研發力度和速度,并在各型號的板材制作方面取得一定成果,將鈦合金應用于屋頂、外墻、裝飾領域;跨行業與美的集團合作,積極探討民用生活領域用鈦;與下游制造企業合作研發鈦民品材料。鈦企業依托其技術實力,按市場需求做好材料研發,為中國鈦民品發展提供更多更好更優質的材料。

            做大做強,夯實高質量發展根基。我國鈦企業以多年行業技術積累和背景為依托,在一些國之利器上,為國防事業與國家經濟建設作出了突出貢獻,特別是“十三五”期間,寶鈦集團、西部超導、湖南金天、西部材料和中船725所等國有大型企業為代表的一線骨干企業為宇宙飛船、“嫦娥”工程、C919大飛機、天宮一號等國之重器提供高端鈦材料,引領鈦行業發展。

            科技創新是國際競爭的焦點。打破國際技術掣肘,培育和發展本土技術的競爭力,形成“創新-規?!钡牧夹匝h,是我國鈦行業企業的時代使命,也是鈦行業實現高質量發展的現實之需。近年來,我國鈦企在工藝及標準化研究等方面均取得了一系列成果,大型企業牽頭制訂新的國際標準首次實現零的突破,此舉將使我國鈦企在國際標準中有了一定話語權,同時助推我國由鈦業大國向鈦業強國轉變。

            做精做專,打破技術壁壘。我國是全球最大的海綿鈦生產國,但在高純鈦領域卻有很長一段空檔期。尤其是純度高達99.995%的超高純鈦,在2014年以前,全世界只有美國和日本的3家公司能夠生產,中國的超高純鈦完全依賴進口,長期受制于美、日兩國,且價格居高不下,在一定程度上限制了我國高純鈦及超高純鈦方面的應用與推廣。2014年6月30日,寧波創潤新材料有限公司自主設計建設的“年產250噸電子級低氧超高純鈦項目”正式投產,產出了中國第一爐超高純鈦,不僅填補了我國相關產業和技術的空白,也打破了發達國家對這一項目的壟斷。

            專注細分領域,拓展多元市場。為適應鈦產業新時期的發展,解決民營企業發展中的瓶頸問題,我國鈦企業開始轉變傳統的經營方式,突出細分市場品牌,在細分領域中找到屬于自己特色的產品之路,從而依靠自主創新在細分領域中提升企業的核心競爭力,改變了以往生產粗放、大而全的生產經營模式。寶雞鑫諾新金屬材料有限公司一直專注于鈦在醫療器械領域產品的生產,研發的特種醫用鈦材成為鈦產業中醫用細分市場的佼佼者;陜西大力神新材料科技股份有限公司、寶雞興盛鈦業公司產品向高端航空航天和深海領域發展,重視市場和技術開發,在細分領域成為“隱形冠軍”企業;忠世高新、河北恒祥和鑫鵬源智能裝備公司研發的大口徑鈦合金管在石油行業中的應用取得了突破性進展,為石油用管開辟新的路徑。

            我國鈦企依靠科技放眼未來,以智慧智造高端,帶動我國鈦產業高速發展,賦能產業鏈高質量發展。

          軍工+民用

          構建鈦產業發展新格局

            目前,我國已是世界最大的鈦生產國和消費國。我國鈦產業除了擴大規模,在應用方面也取得了長足進展。一方面,我國鈦產業的技術進步將以航空航天、艦船、核電站以及國民經濟的重大需求為導向,通過技術改造和創新以及嚴格的生產過程控制,全面提高鈦制品的質量水平,大力發展高端鈦產品,在“十三五”末,高端鈦制品基本可以滿足國家戰略需要。另一方面,民用鈦品領域正在壯大,已經形成海洋工程、石油化工、醫療、體育以及家庭日用品的民用市場體系。自此,我國鈦工業走出了一條適合我國國情的發展道路:做精軍品,做大民品。我國鈦工業有望在“十四五”期間,形成“雙輪驅動”的產業優勢而鼎立世界。

            在高端需求驅動下,鈦產業蓬勃發展,鈦不僅應用于航空領域,在“天問”探火星、“嫦娥”登月球、“神十三”和“天和”核心艙成功對接也有鈦的身影,“深海勇士號”“奮斗者號”“海斗一號”等潛水器,鈦更是發揮了重要的作用。在這些高端鈦材的應用中,寶鈦集團、西部超導等成為鈦材的探索者;遵義鈦業、朝陽金達、寶鈦華神、朝陽百盛、雙瑞萬基成為鈦材加工企業的優質原料供應商。2016年6月3日,習近平、李克強等黨和國家領導人在參觀主題為“創新驅動發展、科技引領未來”的“十二五”科技創新成就展時,在4500米載人鈦合金球艙前,對該項目研制給予了充分肯定。這是鈦工業發展中的“國家印象”,更是國家領導人對鈦工業科技創新中的“中國制造”“中國創造”留下的極為深刻的印象。值得驕傲的是,深潛器載人球殼突破了國際先進的整半球成型技術、電子束焊接技術,實現了載人潛水器關鍵部件的國產化,我國部分鈦高端生產技術由國際跟跑邁向國際領跑。

            隨著鈦材市場不斷壯大,民用領域的鈦科研與生產也在取得進步與突破,未來,鈦民用領域必將形成無限大的市場。上世紀80年代后,我國許多濕法冶金企業都在進行技術改造,改造中要求首先選擇鈦管作為換熱管,加快推進了鈦的應用。特別是近幾年,濕法冶金核心設備單臺整體出廠重量連創新高,企業取得了顯著的社會效益及經濟效益。

          2012—2021年鈦消費量情況

            在建筑行業,我國鈦企業通過表面加工、鈦合金陽極氧化著色技術、鈦合金表面氮化處理技術等使鈦更加美觀。近10年來,寶雞大劇院鈦屋頂、邢臺鈦雕塑“乾坤球”、武漢地鐵外部裝飾鈦材、??诟邩巧先伇芾揍樇巴豕诘榷家殉蔀榈貥诵越ㄖ?。尤其是北京市平谷區石林峽景區的鈦合金觀景平臺,主體圓盤結構由內外兩圈鈦合金方管構建而成,鈦合金玻璃走廊結構采用H型鈦合金焊接梁組成,平臺中央飛碟外形結構采用鈦合金制造,共用鈦約20噸。鈦合金在民用領域的使用占比越來越高,放眼未來,鈦及鈦合金的用量將實現跨越式發展。

            從醫療器械到廚房革命都已融入鈦元素,涌現出了多家民營企業為代表的生力軍。其中,有杯壺茶具、醫療、體育等家庭民用市場的小民品企業,他們以為全人類提供健康智能的高品質家居生活為宗旨,以不斷滿足人民日益增長的美好生活需要為目標,積極做新一代健康生活的引領者;也有民航、石油化工、海水淡化、航海、裝備應用、建筑等工業應用領域的大民用品企業,這些企業用鈦合金提高材料的性能,為國民經濟發展貢獻力量。

            這10年,是我國鈦產業從供給側結構性改革到高質量發展的歲月印證,開啟了鈦企業向智能制造發展,民用與工業領域“雙翼齊飛”,構建了鈦產業發展新格局。

            “雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越?!痹谛抡鞒躺?,鈦業人士將不忘初心,牢記使命、敢于擔當、勇毅前行,奮力實現由鈦業大國向鈦業強國的歷史性跨越。


           
          標簽: 鈦業
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