论文部分内容阅读
钛及钛合金具有密度小、质量轻、比强度高、耐高温、耐腐蚀、低温韧性好、无磁性等优越性能，广泛用于航空、航天、船舶、海洋、化工、医疗、体育、建筑等多个领域，被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“智慧金属”，是21世纪重要的战略金属（表1）。钛产业是《中国制造2025》和《新材料产业发展指南》中的重点。我国是世界钛大国，已经初步建立了完整的钛产业体系。
一、发展现状
1.海绵钛和钛锭“去产能”出现分化
一方面，由于行业需求不足，海绵钛价格下降，多家企业因经营困难、资金链断裂而陆续减产或停产，2015年海绵钛产能比2014年的15万t大幅降低41.3%，仅为8.8万t，行业内海绵钛进入实质阶段，海绵钛去产能较充分。2015年海绵钛产量6.2万t，比2014年的6.8万t下降8.5%，产能利用率为70.5%（图1）。
另一方面，由于天工国际等国内大中型企業钛锭产能扩张，2015年中国钛锭的产能达到13.5万t/a，比2014年产能（12.4万t/a）增长8.9%。2015年全国共生产将近6万t钛锭，钛锭的产能利用率仅为44.3%。并且，在市场低迷的情况下，钛熔炼企业将低价、不易存储的海绵钛熔炼成钛锭存储备用，使得钛锭产量同比增长4.7%。未来，随着主流炉型由2t以下逐渐被5t以上的大型真空自耗炉、电子束炉冷床炉等炉型所替代，再加上过高的钛锭库存，钛锭的去产能、去库存压力巨大。
2.我国钛材产品结构性过剩
美国钛加工材以钛合金为主，约占80%，特别是TC4合金占到56%；钛加工材以锻压件为主，其次是板带材和棒丝材；钛材产品的50%出口到国外。俄罗斯钛材以钛合金为主，主要生产高附加值的钛模锻件和锻件；VSMPO-AVISMA公司2015年航空用钛材产品产量占比达到75%，且60%钛材产品出口到国外。日本钛加工材以纯钛为主，主要是带材、冷轧板和以纯钛薄板为母材的焊接管，占比分别达到45%、20%、10%（图2）。
我国钛加工材以中低端的板材、棒材和管材为主，约占钛材总产量的50%、20%和10%。其中，钛板材产品以“片式”轧板为主，冷热轧带卷产品少；管材产品以无缝管为主，焊管少（图3）。我国钛加工材以中低端产品为主，产品附加值低。随着“十二五”期间行业的无序扩张，使得钛材产品出现结构性过剩，产品价格持续下降。截止到2016年底，民用钛加工材价格仅7万～8万元/t，而原材料海绵钛的价格已接近5万元/t，低端钛材加工企业生存艰难。
3.钛材下游应用水平不高
美国大约80%的钛材用于航空领域。俄罗斯钛材生产占独联体钛材加工总量的90%以上，其钛材在发动机和航空制造领域的占比超过50%。2015年，VSMPO-AVISMA公司在俄罗斯和独联体市场的主要钛材产品应用占比为：发动机制造30%，航空制造20%，船舶制造26%。日本近90%的钛材用于非航空领域，且需求较为分散，其中化工和电力占比超过40%，汽车与摩托车是日本发展最快的钛应用领域。
尽管近年来，我国在传统的化工、冶金、电力、制盐等领域的钛材用量均呈现不同程度的减少，在航空航天、船舶、医药等高端领域出现增长，航空航天用钛从2013年的11%增加到2015年的16%。但我国钛材消费仍主要集中于化工、电力等民用工业，占比超过60%。
4.钛加工产业集中度低
当前钛材市场高度集中，北美占据主导地位，大多数制造商都建在这个地区。熔炼和轧材制品主要分布于美国、日本、法国、德国、意大利、俄罗斯、中国和英国。美国铝业、阿勒格尼技术有限公司（ATI）、宝鸡钛业股份有限公司、美国精密铸件公司和俄罗斯VSMPO-AVISMA公司占据着50%～60%的钛材市场份额。俄罗斯VSMPO-AVISMA公司是航空领域最大的轧材制品供应商。
我国钛材生产重点企业有30余家，钛材综合产能约5万t/a，但生产、应用、研究钛材的骨干企业不超过10家。仅有一家世界级的钛材加工企业，钛加工材产量达到1万t左右。1 000～3 000t/a的企业共计12家，一半企业产量低于1 000t/a。宝鸡市400多家钛材加工企业2014年完成工业总产值330亿元。
5.高端钛材产品开始涌现
经过不断的创新发展，我国高端钛材产品开始涌现。宝鸡钛业股份有限公司自主研制的高比强度TC4钛合金厚板和4 500m钛合金载人舱用于“蛟龙”号载人深潜器，建立了国内唯一的航空用钛合金薄板材生产线，产品用于C919大飞机。中国船舶重工集团公司七二五所自主开发的400MPa级钛合金管材用于南海岛礁的地震观测井；江苏宏宝集团自主研发的特殊牌号的生产70余t制管钛合金，首次在中石化元坝长兴气田替代镍基合金作为完井油管使用，后续可用于中石油海相完井投产试气；张江港华裕有色金属材料有限公司研发出替代空调及制冷用无缝铜合金管材的钛管，已开始大批量生产和使用；湖南湘投金天钛金采用德国进口的20辊轧机轧制出极限厚度0.27mm的钛带卷；云南钛业“氩气保护钛带卷退火工艺及装备”获德国发明专利；攀钢成功轧制1 800mm宽幅纯钛卷。
与此同时，在全球钛市场遇冷的大环境下，2015年我国钛加工材进口量仍增加了11.4%，主要是高品质钛带、棒材及焊管的进口量均有一定的增长，国产产品的品质亟待进一步提升。
6.钛行业开始走出去
美日俄钛业相互依赖。海外钛生产企业集中在美国、日本和俄罗斯。美国钛工业原材料主要来自外购，日本、中国、哈萨克斯坦及俄罗斯是其主要供应商，钛业三巨头TIMET、RTI、ATI产品多用于航天领域。VSMPO-AVISMA公司钛产品品类齐全，客户主要包括波音、空客、古德里奇、欧洲宇航防务集团等。神户制钢是日本钛产业链最齐全的公司。
“十二五”期间，宝钛集团与庞巴迪、美国SSA、中国航空器材集团等首次签署长期供货协议；南京宝色出口美国63台套大型反应器等设备（2.5亿元），设备数量和产值均创外贸单个项目之最；陕西兴盛金属有限公司为苹果公司提供近百t苹果手机用TC4异型丝；云南钛业股份有限公司与独联体钛协合作发展高端产品；我国已开始出口可用于石油钻井、造船领域的钛焊管。我国钛材加工企业开始进入国际供应链。
二、发展趋势
1.全球钛行业发展与经济冷暖密切相关
钛材行业的发展与全球经济冷暖密切相关。至今钛材行业经历了3次繁荣期和3次萧条期，3次繁荣期都开始于经济繁荣期，而3次萧条期都始于全球经济的低谷，体现出较强的周期性，这主要是因为钛材重要的下游应用领域多体现为强周期性行业（图4）。随着全球经济的弱势复苏，不同行业对高强度和轻质材料的需求不断增长，对钛材产品的需求也随之增加，电力、医疗、化学和航空航天领域的增长可能引领钛材行业的发展，在全球创造更多的需求。国际钛业协会预计全球钛材行业在2015-2020年复合年增长率将达到3%。
2.我国钛行业总体仍呈上行趋势
近年来，受益于我国整体经济的快速发展，钛加工材消费不断创新高。2012年中国钛材消费突破5万t，达到历史最高点。由于下游应用以强周期行业为主，受近两年宏观经济下行压力影响，钛材消费有所回落。
“十三五”期间，一方面，随着国产大型运输机运20的正式列装、国产大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600总装下线、ARJ21和C919产业化和国产化推进，我国航空工业和发动机制造进入发展的快车道，此外波音和空客飞机的大量结构件开始交由国内较大的航空制造商进行制造，我国航空产业的跨越式增长将带动高端钛材需求的持续增长；另一方面，载人、无人潜水器实现产业化，将带动深海油气勘探、资源开发，海工装备制造、海军装备等新兴产业蓬勃发展，将进一步推动钛材的应用。此外，随着社会经济的发展，有望直接拉动国内民用钛材需求，国内钛材消费总体上仍呈上行趋势（图5）。
三、发展机遇、挑战和建议
1.发展机遇
“十三五”规划纲要把发展钛材料作为国家战略性新兴产业的重点扶植对象，政策的支持为钛工业提供了发展机遇。在当前新形势下，围绕《中国制造2025》重点任务，特别是航空航天、海工装备、汽车制造、轨道交通装备等高端装备制造，迫切需要发展钛产业。《新材料产业发展指南》重点支持发展先进钛合金等先进基础材料。在《工业强基工程实施指南》中，航空航天装备“一揽子”突破行动和新材料“一揽子”突破行动，均提出发展高端钛材，针对节能和新能源汽车及先进轨道交通等高端装备轻量化需求，开展钛材等轻量化材料精密成形“一条龙”应用。“十三五”期间钛加工材年产量达到8万t左右。
地方政府高度重视钛产业发展，宝鸡提出打造集科研、加工、制造、检测、交易、展示为一体的国际化钛工业科研生产基地，推动钛产业规模化发展。云南楚雄州将以现有钛产业链为基础，大力发展以钛材为主新材料产业，建设禄丰—武定钛产业园区，打造以钛产业为主导的“中国绿色新钛谷”。
2.面临挑战
一方面，韩国产业部于2016年1月提出了“钛产业培育政策”，依托浦项制铁在庆尚北道建设韩国钛产业基地，重点是通过航空、医疗部件的国产化，大力开发钛材料，2021年成为全球第5大钛产业强国。另一方面，俄罗斯VSMPO-AVISMA公司计划在2014-2017年投资几个生产线，包括保证铸锭和板坯的生产、扩大炉料中的屑料添加量、发展锻造-挤压生产、发展模锻件机械加工生产基地、保证焊管生产、发展能源动力供应项目、完善和扩大环形轧机，保证钛环、模锻件和圆盘的生产。计划在2020年前将钛产量提高到40 000t/a，钛模锻件的产量占总量的40%以上。
3.建议
①以《中国制造2025》制造业创新中心建设和新材料产业“十三五”发展为契机，组建国家先进钛材料制造业创新中心，以市场化运作为核心，以网络化协作为纽带，以共性关键技术和跨行业融合性技术协同开发、转移扩散和商业应用为主要任务，重点开展技术联合攻关、中试及工程化试验、应用模拟及服役检测、专业人才培训等工作，推动钛产品提档升级，加快新型钛合计开发及产业化。
②建設高端钛材料生产应用示范平台。围绕大型飞机、核电、海洋工程等领域，依托钛材龙头生产企业和下游用户，建立高端钛材料生产应用示范平台。重点针对下游用户产品应用开展钛材工艺技术与应用技术开发，完善材料全尺寸考核、服役环境下性能评价及应用示范线等配套条件，实现材料与终端产品同步设计、系统验证、批量应用与供货等多环节协同促进。
③加大下游应用推广。依托行业协会，搭建信息、资源的共享平台，组织骨干企业对航空航天、海洋工程、交通、医疗、建筑、生活用品等领域进行市场调研、应用开发，加强与设计单位及用户的沟通和合作，强化与相关行业协会和政府组织交流，以行业合作为纽带拓宽钛的应用市场。
④推进钛行业供给侧改革。一是巩固海绵钛去产能成果，积极推动钛锭去产能、去库存，进一步提高高端钛材研发和产业化；二是参考稀土大型企业集团组建，推动钛资源、钛加工行业间兼并重组，提高产业集中度，构建从资源-加工-应用的钛大型企业集团，提高行业国际竞争力，实现中国钛工业由大变强。
一、发展现状
1.海绵钛和钛锭“去产能”出现分化
一方面，由于行业需求不足，海绵钛价格下降，多家企业因经营困难、资金链断裂而陆续减产或停产，2015年海绵钛产能比2014年的15万t大幅降低41.3%，仅为8.8万t，行业内海绵钛进入实质阶段，海绵钛去产能较充分。2015年海绵钛产量6.2万t，比2014年的6.8万t下降8.5%，产能利用率为70.5%（图1）。
另一方面，由于天工国际等国内大中型企業钛锭产能扩张，2015年中国钛锭的产能达到13.5万t/a，比2014年产能（12.4万t/a）增长8.9%。2015年全国共生产将近6万t钛锭，钛锭的产能利用率仅为44.3%。并且，在市场低迷的情况下，钛熔炼企业将低价、不易存储的海绵钛熔炼成钛锭存储备用，使得钛锭产量同比增长4.7%。未来，随着主流炉型由2t以下逐渐被5t以上的大型真空自耗炉、电子束炉冷床炉等炉型所替代，再加上过高的钛锭库存，钛锭的去产能、去库存压力巨大。
2.我国钛材产品结构性过剩
美国钛加工材以钛合金为主，约占80%，特别是TC4合金占到56%；钛加工材以锻压件为主，其次是板带材和棒丝材；钛材产品的50%出口到国外。俄罗斯钛材以钛合金为主，主要生产高附加值的钛模锻件和锻件；VSMPO-AVISMA公司2015年航空用钛材产品产量占比达到75%，且60%钛材产品出口到国外。日本钛加工材以纯钛为主，主要是带材、冷轧板和以纯钛薄板为母材的焊接管，占比分别达到45%、20%、10%（图2）。
我国钛加工材以中低端的板材、棒材和管材为主，约占钛材总产量的50%、20%和10%。其中，钛板材产品以“片式”轧板为主，冷热轧带卷产品少；管材产品以无缝管为主，焊管少（图3）。我国钛加工材以中低端产品为主，产品附加值低。随着“十二五”期间行业的无序扩张，使得钛材产品出现结构性过剩，产品价格持续下降。截止到2016年底，民用钛加工材价格仅7万～8万元/t，而原材料海绵钛的价格已接近5万元/t，低端钛材加工企业生存艰难。
3.钛材下游应用水平不高
美国大约80%的钛材用于航空领域。俄罗斯钛材生产占独联体钛材加工总量的90%以上，其钛材在发动机和航空制造领域的占比超过50%。2015年，VSMPO-AVISMA公司在俄罗斯和独联体市场的主要钛材产品应用占比为：发动机制造30%，航空制造20%，船舶制造26%。日本近90%的钛材用于非航空领域，且需求较为分散，其中化工和电力占比超过40%，汽车与摩托车是日本发展最快的钛应用领域。
尽管近年来，我国在传统的化工、冶金、电力、制盐等领域的钛材用量均呈现不同程度的减少，在航空航天、船舶、医药等高端领域出现增长，航空航天用钛从2013年的11%增加到2015年的16%。但我国钛材消费仍主要集中于化工、电力等民用工业，占比超过60%。
4.钛加工产业集中度低
当前钛材市场高度集中，北美占据主导地位，大多数制造商都建在这个地区。熔炼和轧材制品主要分布于美国、日本、法国、德国、意大利、俄罗斯、中国和英国。美国铝业、阿勒格尼技术有限公司（ATI）、宝鸡钛业股份有限公司、美国精密铸件公司和俄罗斯VSMPO-AVISMA公司占据着50%～60%的钛材市场份额。俄罗斯VSMPO-AVISMA公司是航空领域最大的轧材制品供应商。
我国钛材生产重点企业有30余家，钛材综合产能约5万t/a，但生产、应用、研究钛材的骨干企业不超过10家。仅有一家世界级的钛材加工企业，钛加工材产量达到1万t左右。1 000～3 000t/a的企业共计12家，一半企业产量低于1 000t/a。宝鸡市400多家钛材加工企业2014年完成工业总产值330亿元。
5.高端钛材产品开始涌现
经过不断的创新发展，我国高端钛材产品开始涌现。宝鸡钛业股份有限公司自主研制的高比强度TC4钛合金厚板和4 500m钛合金载人舱用于“蛟龙”号载人深潜器，建立了国内唯一的航空用钛合金薄板材生产线，产品用于C919大飞机。中国船舶重工集团公司七二五所自主开发的400MPa级钛合金管材用于南海岛礁的地震观测井；江苏宏宝集团自主研发的特殊牌号的生产70余t制管钛合金，首次在中石化元坝长兴气田替代镍基合金作为完井油管使用，后续可用于中石油海相完井投产试气；张江港华裕有色金属材料有限公司研发出替代空调及制冷用无缝铜合金管材的钛管，已开始大批量生产和使用；湖南湘投金天钛金采用德国进口的20辊轧机轧制出极限厚度0.27mm的钛带卷；云南钛业“氩气保护钛带卷退火工艺及装备”获德国发明专利；攀钢成功轧制1 800mm宽幅纯钛卷。
与此同时，在全球钛市场遇冷的大环境下，2015年我国钛加工材进口量仍增加了11.4%，主要是高品质钛带、棒材及焊管的进口量均有一定的增长，国产产品的品质亟待进一步提升。
6.钛行业开始走出去
美日俄钛业相互依赖。海外钛生产企业集中在美国、日本和俄罗斯。美国钛工业原材料主要来自外购，日本、中国、哈萨克斯坦及俄罗斯是其主要供应商，钛业三巨头TIMET、RTI、ATI产品多用于航天领域。VSMPO-AVISMA公司钛产品品类齐全，客户主要包括波音、空客、古德里奇、欧洲宇航防务集团等。神户制钢是日本钛产业链最齐全的公司。
“十二五”期间，宝钛集团与庞巴迪、美国SSA、中国航空器材集团等首次签署长期供货协议；南京宝色出口美国63台套大型反应器等设备（2.5亿元），设备数量和产值均创外贸单个项目之最；陕西兴盛金属有限公司为苹果公司提供近百t苹果手机用TC4异型丝；云南钛业股份有限公司与独联体钛协合作发展高端产品；我国已开始出口可用于石油钻井、造船领域的钛焊管。我国钛材加工企业开始进入国际供应链。
二、发展趋势
1.全球钛行业发展与经济冷暖密切相关
钛材行业的发展与全球经济冷暖密切相关。至今钛材行业经历了3次繁荣期和3次萧条期，3次繁荣期都开始于经济繁荣期，而3次萧条期都始于全球经济的低谷，体现出较强的周期性，这主要是因为钛材重要的下游应用领域多体现为强周期性行业（图4）。随着全球经济的弱势复苏，不同行业对高强度和轻质材料的需求不断增长，对钛材产品的需求也随之增加，电力、医疗、化学和航空航天领域的增长可能引领钛材行业的发展，在全球创造更多的需求。国际钛业协会预计全球钛材行业在2015-2020年复合年增长率将达到3%。
2.我国钛行业总体仍呈上行趋势
近年来，受益于我国整体经济的快速发展，钛加工材消费不断创新高。2012年中国钛材消费突破5万t，达到历史最高点。由于下游应用以强周期行业为主，受近两年宏观经济下行压力影响，钛材消费有所回落。
“十三五”期间，一方面，随着国产大型运输机运20的正式列装、国产大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600总装下线、ARJ21和C919产业化和国产化推进，我国航空工业和发动机制造进入发展的快车道，此外波音和空客飞机的大量结构件开始交由国内较大的航空制造商进行制造，我国航空产业的跨越式增长将带动高端钛材需求的持续增长；另一方面，载人、无人潜水器实现产业化，将带动深海油气勘探、资源开发，海工装备制造、海军装备等新兴产业蓬勃发展，将进一步推动钛材的应用。此外，随着社会经济的发展，有望直接拉动国内民用钛材需求，国内钛材消费总体上仍呈上行趋势（图5）。
三、发展机遇、挑战和建议
1.发展机遇
“十三五”规划纲要把发展钛材料作为国家战略性新兴产业的重点扶植对象，政策的支持为钛工业提供了发展机遇。在当前新形势下，围绕《中国制造2025》重点任务，特别是航空航天、海工装备、汽车制造、轨道交通装备等高端装备制造，迫切需要发展钛产业。《新材料产业发展指南》重点支持发展先进钛合金等先进基础材料。在《工业强基工程实施指南》中，航空航天装备“一揽子”突破行动和新材料“一揽子”突破行动，均提出发展高端钛材，针对节能和新能源汽车及先进轨道交通等高端装备轻量化需求，开展钛材等轻量化材料精密成形“一条龙”应用。“十三五”期间钛加工材年产量达到8万t左右。
地方政府高度重视钛产业发展，宝鸡提出打造集科研、加工、制造、检测、交易、展示为一体的国际化钛工业科研生产基地，推动钛产业规模化发展。云南楚雄州将以现有钛产业链为基础，大力发展以钛材为主新材料产业，建设禄丰—武定钛产业园区，打造以钛产业为主导的“中国绿色新钛谷”。
2.面临挑战
一方面，韩国产业部于2016年1月提出了“钛产业培育政策”，依托浦项制铁在庆尚北道建设韩国钛产业基地，重点是通过航空、医疗部件的国产化，大力开发钛材料，2021年成为全球第5大钛产业强国。另一方面，俄罗斯VSMPO-AVISMA公司计划在2014-2017年投资几个生产线，包括保证铸锭和板坯的生产、扩大炉料中的屑料添加量、发展锻造-挤压生产、发展模锻件机械加工生产基地、保证焊管生产、发展能源动力供应项目、完善和扩大环形轧机，保证钛环、模锻件和圆盘的生产。计划在2020年前将钛产量提高到40 000t/a，钛模锻件的产量占总量的40%以上。
3.建议
①以《中国制造2025》制造业创新中心建设和新材料产业“十三五”发展为契机，组建国家先进钛材料制造业创新中心，以市场化运作为核心，以网络化协作为纽带，以共性关键技术和跨行业融合性技术协同开发、转移扩散和商业应用为主要任务，重点开展技术联合攻关、中试及工程化试验、应用模拟及服役检测、专业人才培训等工作，推动钛产品提档升级，加快新型钛合计开发及产业化。
②建設高端钛材料生产应用示范平台。围绕大型飞机、核电、海洋工程等领域，依托钛材龙头生产企业和下游用户，建立高端钛材料生产应用示范平台。重点针对下游用户产品应用开展钛材工艺技术与应用技术开发，完善材料全尺寸考核、服役环境下性能评价及应用示范线等配套条件，实现材料与终端产品同步设计、系统验证、批量应用与供货等多环节协同促进。
③加大下游应用推广。依托行业协会，搭建信息、资源的共享平台，组织骨干企业对航空航天、海洋工程、交通、医疗、建筑、生活用品等领域进行市场调研、应用开发，加强与设计单位及用户的沟通和合作，强化与相关行业协会和政府组织交流，以行业合作为纽带拓宽钛的应用市场。
④推进钛行业供给侧改革。一是巩固海绵钛去产能成果，积极推动钛锭去产能、去库存，进一步提高高端钛材研发和产业化；二是参考稀土大型企业集团组建，推动钛资源、钛加工行业间兼并重组，提高产业集中度，构建从资源-加工-应用的钛大型企业集团，提高行业国际竞争力，实现中国钛工业由大变强。