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文檔簡介
1、2022年寶鈦股份發(fā)展現(xiàn)狀及細分產(chǎn)業(yè)分析1、寶鈦股份:中國鈦谷中崛起的高端鈦材巨頭1.1 背靠寶鈦集團,老牌鈦材企業(yè)寶雞鈦業(yè)股份有限公司成立于 1999 年 7 月 21 日,由寶鈦集團有限公司(原寶雞 有色金屬加工廠)作為主發(fā)起人設立。并作為中國鈦工業(yè)第一股于 2002 年 4 月 12 日 在上海證券交易所成功上市。公司是中國的鈦及鈦合金生產(chǎn)、科研基地,是國家高新 技術企業(yè),所在地被譽為“中國鈦城”、“中國鈦谷”。寶鈦集團直接控制公司 47.77%的股份,為公司的控股股東。公司主要有八家控 股參股公司,其中寶鈦華神主要從事海綿鈦、海綿鋯的生產(chǎn)、銷售;寶鈦(沈陽) 銷售公司主要從事鈦及鈦合金
2、、稀有金屬材料、復合材料加工、銷售;山西寶太新 金屬公司主要從事鈦、不銹鋼新工藝、新技術開發(fā),銷售鈦、不銹鋼、鈦合金、鋼 材;西安寶鈦新材料公司主要從事鈦及鈦合金產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,鈦及鈦合 金材料、鎳及鎳合金材料、鋯及鋯合金材料、鎢、鉬、鉭、鈮材料的銷售和倉儲服 務;湖州寶鈦久立鈦焊管科技有限公司主要從事鈦及鈦合金焊接管、鋯及鋯合金焊 接管、鈦鋼復合管的研發(fā)、生產(chǎn)、加工、銷售、檢測、不銹鋼焊接管加工;寶雞寶 鈦合金材料公司主要從事鈦鐵合金、鈦及鈦合金材料及其制品生產(chǎn)與銷售,有色金 屬及鋼材回收、加工和銷售;西安寶鈦航空材料公司主要從事鈦及鈦合金等金屬及 其加工材料的保稅物流倉儲、供應鏈配
3、送及貿(mào)易服務;寶雞寶鈦精密鍛造有限公司 主要從事常用有色金屬冶煉、有色金屬合金制造、有色金屬壓延加工等。1.2 多品系鈦產(chǎn)品,客戶遍及全球公司主要從事鈦及鈦合金的生產(chǎn)、加工和銷售,是中國最大的鈦及鈦合金生產(chǎn)、 科研基地。公司擁有國際先進、完善的鈦材生產(chǎn)體系,主要產(chǎn)品為各種規(guī)格的鈦及 鈦合金板、帶、箔、管、棒、線、鍛件、鑄件等加工材和各種金屬復合材產(chǎn)品,廣 泛應用于高精尖領域和氯堿化工、電力、冶金、醫(yī)藥及海洋工程等國民經(jīng)濟重要領 域。1.3 行業(yè)景氣度高,業(yè)績再創(chuàng)新高2021 年,國內(nèi)鈦行業(yè)市場整體向好,中低端產(chǎn)品市場受益于 PTA 化工行業(yè)需求 推動,同比呈現(xiàn)明顯增長態(tài)勢,高端產(chǎn)品市場受益于航
4、空航天等領域升級換代、國 產(chǎn)化提升影響,需求旺盛,鈦行業(yè)市場延續(xù)穩(wěn)定增長態(tài)勢,但同時鈦行業(yè)市場高端 產(chǎn)品產(chǎn)能不足,中低端產(chǎn)品競爭激烈、產(chǎn)品趨同化、同質(zhì)化矛盾依然明顯,供需結(jié) 構(gòu)仍有待進一步改善。隨著國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,未來鈦行 業(yè)在航空、航天、大飛機、船舶、石化、信息技術、高端裝備制造、新能源、新材 料、生活用鈦、深海等產(chǎn)業(yè)上仍有較大的發(fā)展機遇。受益于下游行業(yè)的長期高景氣度,寶鈦股份將駛?cè)氤砷L快車道。2021 年公司以 深化改革為主線,創(chuàng)新經(jīng)營發(fā)展模式,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈布局延伸,積極開拓市場空間, 品牌效應逐漸顯現(xiàn),核心競爭力不斷增強,科研實力持續(xù)提升,全面推動經(jīng)營業(yè)績 逆勢增長
5、。全年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 52.5 億元,同比增長 20.9%,實現(xiàn)歸母凈利潤 5.60 億元,同比增長 54.5%;實現(xiàn)扣非歸母凈利潤 5.14 億元,同比增長 61.3%。2022 年 一季度公司實現(xiàn)營業(yè)收入 15.84 億元,同比增長 30.2%,實現(xiàn)歸母凈利潤 1.93 億元, 同比增長 101.0%。2 、“空間金屬”,行業(yè)空間潛力巨大鈦在金屬材料王國中被稱為“全能金屬”,是繼鐵、鋁之后極具發(fā)展前景的“第 三金屬”、“戰(zhàn)略金屬”及“空間金屬”。純鈦是銀白色的金屬,它具有許多優(yōu)良性能。 鈦的密度比鋼小 43%,比輕金屬鎂稍大一些。鈦的強度大,純鈦抗拉強度最高可達 180kg/mm2,與鋼
6、相差不多,比鋁大兩倍,比鎂大五倍。鈦耐高溫,熔點 1942K,比 黃金高近 1000K,比鋼高近 500K。有些鋼的強度高于鈦合金,但鈦合金的比強度(抗 拉強度和密度之比)卻超過優(yōu)質(zhì)鋼。由于其穩(wěn)定的化學性質(zhì),良好的耐高溫、耐低 溫、抗強酸、抗強堿,以及高強度、低密度,目前已廣泛應用在航空航天、石油化 工、生物醫(yī)學、環(huán)境保護等領域。工業(yè)純鈦塑性好,成形性能優(yōu)良,可制成厚板、 薄板、棒材、絲材、管材、鍛件和鑄件等,易于熔焊和釬焊,但強度低,耐熱溫度 只有 300,只能用于有耐蝕要求而強度要求不高的場合。2.1 鈦冶煉:需關注鎂錠價格變動對成本及工藝的沖擊1791 年英國牧師 WGregor 在黑磁
7、鐵礦中發(fā)現(xiàn)了一種新的金屬元素。1795 年德 國化學家 MHKlaproth 在研究金紅石時也發(fā)現(xiàn)了該元素,并以希臘神 Titans 命 名之。1910 年美國科學家 MAHunter 首次用鈉還原 TiCI4制取了純鈦。1940 年盧 森堡科學家 WJKroll 用鎂還原 TiCl4制得了純鈦。從此,鎂還原法(又稱為克勞 爾法)和鈉還原法(又稱為亨特法)成為生產(chǎn)海綿鈦的工業(yè)方法。美國在 1948 年用 鎂還原法制出 2t 海綿鈦,從此開始了鈦的工業(yè)化生產(chǎn)。我國于 1955 年在原北京有 色金屬綜合研究院開始鈦生產(chǎn)工藝的研究工作,1958 年以 10Kg/爐的實驗室規(guī)模制 取了第一批海綿鈦。1
8、959 年在撫順鋁廠擴大至 100Kg/爐的小規(guī)模生產(chǎn),為我國的海 綿鈦生產(chǎn)奠定了基礎。與其他金屬相比,鈦及其合金是高化學活性金屬,在熔融狀態(tài)下幾乎與所有耐 火材料發(fā)生化學反應,且不能在大氣中進行熔煉,必須在真空或惰性氣氛下進行, 因此鈦合金的熔煉技術難度較大,目前只有少數(shù)國家掌握了鈦合金的熔煉技術。 鈦材加工行業(yè)主要包括四個階段,首先是將鈦礦制備為純度(質(zhì)量)99.1%99.7% 的海綿鈦和鈦白粉;其次,可熔煉符合要求的海綿鈦得到鈦錠,或添加中間合金熔 煉為鈦合金鑄錠,并將鑄錠加工成鈦及鈦合金坯料;第三,通常根據(jù)不同客戶的需 求和不同應用領域的特殊要求,采用鍛造、軋制、擠壓、拉拔等工藝的變形
9、處理、 熱處理和機械加工等生產(chǎn)出不同規(guī)格(形狀)的鈦產(chǎn)品,如棒材、板材、管材、絲材等品種并直接應用于終端客戶;最后,在部分行業(yè)和工業(yè)品產(chǎn)業(yè)中,可通過深加 工工藝鈦材制造成鈦零件和鈦裝備,如鈦自行車架、鈦高爾夫球頭、鈦餐具等產(chǎn)品。2.1.1 鈦礦端:鈦礦石對外依賴程度較高鈦礦端,根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù)顯示,全球鈦礦儲量呈現(xiàn)先增長后降低趨勢。 2012 年全球鈦礦儲量達 6.5 億噸,此后被發(fā)現(xiàn)的鈦儲量不斷增長,直至 2018 年達到 頂峰 8.8 億噸,隨著 2019 年鈦產(chǎn)量大幅增長,全球鈦儲量首次出現(xiàn)下降,2020 年降 至 7 億噸。就產(chǎn)量而言,2019 開始,全球鈦鐵礦產(chǎn)量出現(xiàn)了明顯的增
10、長,主要是中國地區(qū)產(chǎn)量的大幅增長導致的,2018 年中國鈦鐵礦產(chǎn)量僅為 85 萬噸,2019 年增長 至 230 萬噸,增長了近兩倍,主要原因為全球制造業(yè)向中國靠攏,中國鈦應用市場 迅速發(fā)展。 全球鈦資源主要分布在澳大利亞、南非、加拿大、中國和印度等國。據(jù)產(chǎn)業(yè)信 息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2020 年中國擁有的鈦鐵礦儲量最高,達到 2.3 億噸,約占全球總儲 量的 32.86%;其次為澳大利亞地區(qū),儲量達 1.5 億噸,占全球總儲量的 21.43%。我國鈦資源較豐富,其特點是:資源豐富、儲量大、分布廣;原生礦多,砂礦 少;鈦鐵礦多,金紅石礦少;貧礦多,富礦少;均為多金屬共生礦。產(chǎn)量較大的礦 石主要以巖礦型
11、釩鈦磁鐵礦形式存在,便于開采利用的金紅石型鈦礦非常少。同時 國內(nèi)鈦礦提純技術不夠發(fā)達,選冶技術有限,產(chǎn)出的鈦精礦品位較低,高品質(zhì)鈦精 礦十分依賴進口。 根據(jù)中國海關數(shù)據(jù)顯示,2015-2020 年中國鈦礦砂及其精礦出口量總體上呈現(xiàn)下 降趨勢,最高點在 2015 年,出口量達到 33386 噸。2021 年中國鈦礦砂及其精礦出口 量增加至 34699 噸。2015 年到 2019 年,我國鈦精礦進口量總體上呈現(xiàn)增長的態(tài)勢, 其中 2015 年至 2018 年,我國鈦精礦進口量從 188 萬噸增至 312 萬噸。2018 年之后, 進口量有所下滑,2019 年鈦精礦的進口量下降到了 262 萬噸,
12、2020 年開始又逐漸恢 復,2021 年中國鈦礦砂及其精礦進口量進一步增加至 380 萬噸。鈦礦物通常與許多礦物伴生,是一種由多種礦物組成的復合礦物,無論是鈦鐵 礦還是金紅石,從構(gòu)造它的不同礦區(qū)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和組成特點來看,用一種選礦手段 極難分選出品味高而雜質(zhì)少的鈦精礦,因此在選別鈦礦時,各種方法應反復交替進 行組合才能達到較為理想的分選效果。2.1.2 富鈦料:高鈦渣在富鈦料中占主導富鈦料是采用氯化法制備鈦白粉以及海綿鈦生產(chǎn)的重要原料。由于富鈦料的用 途不同,對產(chǎn)品性能的要求也不同。自然界產(chǎn)出的鈦礦石,通常經(jīng)選礦富集成天然 金紅石精礦及鈦鐵礦精礦兩種精礦,前者 TiO2品位高(一般在 93%
13、-95%以上),雜質(zhì) 含量少,是鈦冶金和鈦白粉生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料,但其儲量有限,價格也歸,不能將其 作為長期穩(wěn)定供應的原料形態(tài)。后者儲量大,但 TiO2 含量較低(大多在 45%-60%左 右),鐵氧化物和其他雜質(zhì)氧化物總量較高,如果直接入爐氯化,勢必大大增加氯耗, 且使得氯化過程復雜化,增加了收塵、淋洗分離作業(yè)的困難性。所以鈦鐵礦精礦不 宜直接氯化,而應通過不同的方法處理成富集人造金紅石或熔煉成鈦渣等“富鈦料” 才能作為氯化原料。鹽酸法工藝的基本原理是用適宜濃度的鹽酸處理鈦鐵礦,浸出鈦鐵礦中的雜質(zhì), 得到富鈦料。對于我國氯堿行業(yè)而言,最具優(yōu)勢的金紅石生產(chǎn)工藝是鹽酸法。一方 面氯堿企業(yè)本身副產(chǎn)大量
14、的鹽酸,采用該工藝生產(chǎn)可以有效利用,形成產(chǎn)業(yè)鏈上的 結(jié)合;另一方面,我國生產(chǎn)的鈦精礦大部分是高鈣鎂巖礦,如采用其他生產(chǎn)方法,很 難除去礦中的鈣鎂雜質(zhì),這會嚴重影響人造金紅石在氯化過程中的氯化效率等,而 鹽酸法人造金紅石生產(chǎn)工藝則很好地克服了這個缺點。鹽酸法可有效除去鈦精礦中 的雜質(zhì)鐵和大部分 CaO、MgO、Al2O3、MnO 等,獲得含 TiO2 90%96%的高品質(zhì)人造金紅石,適合處理各種類型的鈦精礦。硫酸浸出法適用于處理氧化鐵含量高的鈦鐵礦。硫酸浸出法是以硫酸法鈦白廢 酸為原料的人造金紅石生產(chǎn)技術,先用還原劑將鈦鐵礦中的 Fe3+還原為 Fe2+,然后利 用硫酸法鈦白生產(chǎn)排出的廢稀硫酸進
15、行加壓浸出除去 Fe,再經(jīng)富集、鍛燒得到人造 金紅石。這兩種方法具有“三廢排放量少”、廢酸循環(huán)利用的優(yōu)點,但副流程長,生 產(chǎn)成本較高,生產(chǎn)過程中設備嚴重腐蝕,同時造成環(huán)境污染,因而限制了其在工業(yè) 化方面的應用。 鹽酸浸出法及硫酸浸出法均可稱酸浸法,該法是在所有富鈦料的制備中最終都 會用到的一種手段,應用極其成熟和廣泛。因此,國內(nèi)各企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品的純度、制 備方法的效率及節(jié)約能耗等方向的重點技術路線進行了大量的專利布局。選擇性氯化法突出優(yōu)勢是工藝流程短,生產(chǎn)效率高,除鐵和除雜效果好,對于 含鈣鎂型鈦鐵礦具備較好適用性,主要集中在用低雜質(zhì)含量的鈦精礦砂礦除鐵富集 鈦,對鈣、鎂、硅等雜質(zhì)去除能力有限,
16、且多數(shù)工藝對高鈣、鎂、鋁、硅含量的原 生巖礦適用性不好。選擇氯化法以鈦精礦為原料,主要利用各種氧化物與氯氣的反 應能力不同,在一定的碳還原條件下,通過控制適當?shù)墓に嚄l件,使比 TiO2反應能 力強的氧化物優(yōu)先氯化,從而留下金紅石型二氧化鈦使 TiO2得到富集。電爐熔煉的工藝過程比較簡單,金屬鐵可以直接作為產(chǎn)品,生產(chǎn)中產(chǎn)生的電爐 煤氣可以回收循環(huán)利用,是一種高效的冶煉鈦資源的方法。電爐熔煉法包括敞開式 電弧爐熔煉、半封閉式電弧爐熔煉和封閉式電弧爐熔煉。電爐熔煉法的主要工藝流 程是鈦精礦經(jīng)混料、造團后與還原劑(石油焦或無煙煤)一同放入礦熱電弧爐內(nèi),在 16001800的條件下進行熔煉,產(chǎn)物分別凝聚
17、為鈦渣和金屬鐵,根據(jù)生鐵和鈦渣 的密度和磁性不同,把鈦氧化物和鐵分開。高鈦渣在世界富鈦料中占主導地位,具 備規(guī)模大,效率高,工藝簡單,設備易大型化,三廢少且易于治理,副產(chǎn)生鐵和電 爐煤氣經(jīng)濟附加值高等優(yōu)點。2.1.3 四氯化鈦:液態(tài)化氯化為主流方式沸騰氯化及熔鹽氯化是制備粗 TiCl4最為廣泛的方法。TiCl4是生產(chǎn)海綿鈦和氯 化法鈦白粉的重要原材料,在有碳存在下用氯氣氯化高鈦渣及金紅石制得的。目前 制備粗 TiCl4的方式有豎式電爐氯化、連續(xù)式豎爐氯化、沸騰氯化及熔鹽氯化等四種, 其中沸騰氯化及熔鹽氯化法具有粉料入爐、不用制團、反應速度快、生產(chǎn)能力強及 生產(chǎn)效率高等特點,目前應用最為廣泛。我
18、國工業(yè)化生產(chǎn) TiCl4 的主流方法是沸騰氯化法,也稱流態(tài)化氯化。首先將該 法用于生產(chǎn) TiCl4的當屬德國的拜耳公司,但到目前為止,美國杜邦公司沸騰氯化的 生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平與技術指標均處于世界領先地位,日本也普遍采用該生產(chǎn)方法。沸騰氯化法以氯氣為流體和氯化劑,使高鈦渣與石油焦的混合料在沸騰爐內(nèi)處 于懸浮狀態(tài),固體和氣體處于激烈的相對運動中,并在 9501050高溫下通過加碳 氯化反應制取 TiCl4。其優(yōu)點在于反應過程傳質(zhì)、傳熱效果良好,且操作簡單連續(xù)、 生產(chǎn)效率和產(chǎn)量較高。但沸騰氯化法對原料的要求較高,若直接采用低品位高鈣鎂 鈦渣作為原料,氯化過程中極易生成高粘度、不易揮發(fā)的 CaCl2
19、和 MgCl2化合物,進 而引起爐料結(jié)塊,堵塞篩板,破壞反應床,影響沸騰氯化過程的正常進行。因此, 沸騰氯化法制備TiCl4工藝采用的原料中 TiO2的含量通常92%,CaO+MgO含量1.5%。與沸騰氯化法不同,液態(tài)熔鹽介質(zhì)為鈦原料的氯化反應提供了良好的反應界面, 同時熔鹽還是提高反應區(qū)氯濃度的有效催化劑,避免沸騰氯化法中 CaCl2和 MgCl2等 雜質(zhì)氯化物的不利影響、并對氣態(tài)產(chǎn)物 TiCl4 有凈化效果,可有效提高最終產(chǎn)品的 質(zhì)量,采用熔鹽氯化工藝制取 TiCl4 時具有更寬闊的原料適應窗口。熔鹽氯化工藝 主要優(yōu)點是能處理鈣鎂氧化物質(zhì)量分數(shù)較高(一般2.5%)、二氧化鈦質(zhì)量分數(shù)低的 原
20、料。因此,針對我國鈦資源鐵、鈣、鎂雜質(zhì)含量高的特點,選擇熔鹽氯化法處理 低品位鈦原料制備 TiCl4顯得尤為重要,同時也是提升我國鈦資源高效規(guī)模化利用水 平的有效途徑。 目前,國內(nèi)外主要有俄羅斯 AVISMA、哈薩克斯坦 UKTMP、烏克蘭 ZTMK、云冶海 綿鈦廠、攀鋼海綿鈦廠和中國錦州鈦業(yè)擁有熔鹽氯化爐,其單爐 TiCl4日產(chǎn)量為 80 160 噸。俄羅斯 AVISMA、哈薩克斯坦 UKTMP 和烏克蘭 ZTMK 采用 TiO2含量為 88% 90%的高鈦渣進行熔鹽氯化生產(chǎn) TiCl4,單爐日產(chǎn)能可大于 120 噸,鈦回收率為 95% 96%,生產(chǎn)每噸粗 TiCl4消耗鈦渣 0.5 噸、石
21、油焦 0.1 噸、氯氣約 0.9 噸。我國目前已經(jīng)開展了大量以高鈣鎂低品位高鈣鎂鈦渣為原料的熔鹽氯化工藝技 術研究,成功實現(xiàn)了 TiO2品位為 78%85%的低品位高鈣鎂鈦渣在 NaCl 基熔鹽體系 中碳熱氯化生產(chǎn)粗 TiCl4的工業(yè)化實踐,鈦氧化物的氯化率95%,基本解決了氯化 設備大型化與產(chǎn)能擴大的實際生產(chǎn)問題,所產(chǎn)粗 TiCl4經(jīng)鋁粉除釩、蒸餾與精餾精制 后所得精 TiCl4 質(zhì)量滿足國標(YS/T6552016)的最優(yōu)品級質(zhì)量要求,并能滿足高品 質(zhì)海綿鈦及氯化鈦白生產(chǎn)所需原料質(zhì)量要求。 除去粗四氯化鈦中的雜質(zhì)產(chǎn)出純四氯化鈦的過程,為四氯化鈦制取過程的最后 一個重要環(huán)節(jié)。未經(jīng)精制的粗四氯
22、化鈦是一種淡黃色或紅棕色渾濁液,含有許多雜 質(zhì),成分十分復雜。重要的雜質(zhì)有 SiCl4、AlCl3、FeCl3、FeCl2、VOCl3、TiOCl2、Cl2、 HCl 等。按雜質(zhì)與 TiCl4沸點的差異分為高沸點雜質(zhì)、低沸點雜質(zhì)和沸點相近雜質(zhì)。 這些雜志極容易影響鈦白粉或海綿鈦的力學性能,鈦冶煉工藝一書提及一個例子, 當 TiCl4中含有 0.2%的 VOCl3,可使海綿鈦含氧量增加 0.0052%,布氏硬度增加 4。目前,全球 90%以上的鈦精礦資源用于生產(chǎn)制造鈦白粉,約有 5%用于生產(chǎn)海綿 鈦金屬。四氯化鈦的生產(chǎn)是一項較為復雜的工序,隨著中國工業(yè)力量的壯大,四氯 化鈦的發(fā)展正在不斷加強。但
23、是目前并沒有完善的生產(chǎn)工藝。而四氯化鈦的生產(chǎn)還 存在巨大的潛力,想要充分挖掘,就需要加強對制作工藝的研究,從而擴大生產(chǎn)產(chǎn) 量,并解決能源緊張等問題,從而為四氯化鈦的生產(chǎn)提供充分的條件。2.1.4 海綿鈦:價格及工藝取決于鎂價格海綿鈦為制取工業(yè)鈦合金的主要原料,海綿鈦生產(chǎn)是鈦工業(yè)的基礎環(huán)節(jié),它是 鈦材、鈦粉及其他鈦構(gòu)件的原料。海綿鈦就是金熱還原法生產(chǎn)出的海綿狀金屬鈦, 純度%(質(zhì)量)為 99.199.7,雜質(zhì)元素%(質(zhì)量)總量為 0.30.9,雜質(zhì)元素氧% (質(zhì)量)為 0.060.20,硬度(HB)為 100157,海綿鈦產(chǎn)品按化學成分及布氏硬度 分為 7 個等級(牌號):MHT-95、MHT-
24、100、MHT-110、MHT-125、MHT-140、MHT-160、 MHT-200。由于鈦在高溫條件下化學性質(zhì)十分活潑,易與氧、氮、碳、氫等元素發(fā)生反應, 對提取純鈦造成極大影響,所以在鈦冶金史上生產(chǎn)海鈦的工藝一直比較復雜。至今 海綿鈦的生產(chǎn)工藝出現(xiàn)過很多種,但正大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的只有 Kroll 法和 Hunter 法,其他的方法也正在陸續(xù)改進中。 Kroll 法和 Hunter 法均不能連續(xù)生產(chǎn),在生產(chǎn)過程中必須對反應爐進行裝料、高溫 加熱、以及卸料操作,使其能耗高,周期長,生產(chǎn)成本比較高;且產(chǎn)品鈦呈海綿狀,必 須對其進行除雜質(zhì)和固結(jié)等后續(xù)加工,無法直接使用,使成本進一步增加。由于
25、Mg 比 Na 更安全,且 Kroll 法生產(chǎn)的海綿鈦經(jīng)過破碎后的粒度更適合于熔煉,Cl-含量較低,生 產(chǎn)成本更低,因此 Kroll 法逐漸取代了 Hunter 法,成為當前海綿鈦生產(chǎn)的主導工業(yè)生產(chǎn)法。世界上最后一家采用 Hunter 法生產(chǎn)海綿鈦的工廠已于 1993 年關閉。Kroll 法于 1937 年由 William Kroll 提出,并于 1948 年實現(xiàn)海綿鈦的工業(yè)規(guī)模 生產(chǎn)。該法是目前世界上應用最廣的海綿鈦生產(chǎn)工藝。Kroll 法是在密閉的鋼制反應 器中進行的。將純金屬鎂放入反應器中并充滿惰性氣體,加熱使鎂熔化,在 800900 下,以一定的流速通入 TiCl4,使之與熔融的鎂反
26、應。在反應溫度下,生成的 MgCl2 (熔點為 2714)呈液態(tài),可以及時排放出來。在 9001000及一定真空度的條 件下,將殘留的 MgCl2和 Mg 真空蒸餾出去,獲得海綿狀金屬鈦。在鈦冶煉工藝一書中,對鎂熱法海綿鈦生產(chǎn)的成本構(gòu)成及流程工序進行了 深入的剖析,該書指出成本構(gòu)成的主要項目是原輔料,電耗和維修費,所以節(jié)能降 耗、提高回收率、降低有加成分損失、設備防腐和延長使用壽命是降低成本的主要 目標和措施。根據(jù)中國有色金屬報報道,按照生產(chǎn) 1 噸海綿鈦大致需 1.1 噸鎂錠、4 噸四氯化鈦的理論數(shù)據(jù)計算,僅此海綿鈦成本接近 10 萬元/噸。而海綿鈦成本并非 只是由鎂錠與四氯化鈦構(gòu)成,還有管
27、理費用、財務費用、折舊費用、水電費用、人 工費用等各種費用構(gòu)成,這樣,海綿鈦成本每噸超過 10 萬元、11 萬元或者 12 萬元 已經(jīng)客觀構(gòu)成。從技術角度拉長時間軸來看,由于電解 MgCl2 消耗的能源很大,約占總能耗的 2834,因而企業(yè)會根據(jù)鎂錠價格來選擇是否將反應產(chǎn)物 MgCl2電解再生 Mg 和 Cl2循環(huán)再用。根據(jù)有色金屬網(wǎng)數(shù)據(jù),民營企業(yè)海綿鈦成本略低于國有企業(yè),全流程 企業(yè)海綿鈦成本明顯優(yōu)于半流程企業(yè)。全流程企業(yè)生產(chǎn)一噸海綿鈦需要補充鎂錠 0.15 噸左右,半流程企業(yè)需要鎂錠 1.1 噸左右。因而若鎂錠價格過高,企業(yè)則偏好 將產(chǎn)物電解進行循環(huán)利用,暨全流程海綿鈦生產(chǎn)工藝,若鎂錠價格
28、低較低,企業(yè)則 偏愛不將產(chǎn)物進行循環(huán)利用,暨半流程海綿鈦生產(chǎn)工藝。 因此鎂錠短期價格決定海綿鈦價格走勢,長期價格卻可以影響海綿鈦的生產(chǎn)方 式。近年來,也出現(xiàn)了諸如電化學還原法(FCC 法)、鈣熱還原法(OS 法)、PRP 工 藝(預制還原過程),這些方法都向著低成本、環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展研究,這也是 鈦金屬生產(chǎn)的未來趨勢。2.1.5 鈦熔煉:真空自耗電弧熔煉最常用目前鈦及鈦合金鑄錠的工業(yè)化生產(chǎn)中應用最廣泛的是真空自耗電弧熔煉和冷床 爐熔煉。只有小部分鈦粉可以直接利用,大部分海綿鈦及鈦粉仍需進一步制成致密 金屬鈦進而制成各種鈦加工材,才能供終端客戶制造出不同的設備和制件。自 20 世 紀 50
29、年代以來,全世界已發(fā)展了多種鈦熔煉方法,包括真空自耗電弧熔煉 VAR、電 子束冷床熔煉 EBCHM、等離子束冷床熔煉 PACHM、感應殼熔煉等,也可采用一些復合 方法,如 VAR+EB、VAR+PAM。此外電子束冷床爐和等離子冷床爐近年來發(fā)展迅速。其 中鈦的冷床熔煉技術于 20 世紀 80 年代開始發(fā)展,該工藝早期采用電子束作為熱源, 產(chǎn)生電弧,此弧壓由被熔化電極下端和坩鍋中液態(tài)金屬上表面之間的距離決定。其 次隨著電極桿溫度升高電極桿熔化成液體流入坩堝,液態(tài)金屬高度逐漸增加而要熔 化的金屬電極長度逐漸減小。如果熔化過程中發(fā)生被熔化金屬熔液流動呈柱形,短 接被熔化金屬與已熔化后位于坩堝中的金屬熔
30、液,形成直流電源輸出短路,這要求 直流電源具有很好的挖土機特性,自動迅速把輸出電壓降低以保持輸出電流不變。 此外,由于電極桿的熔化速度和電流相關,因此為保證同樣時間內(nèi)熔化的金屬量基 本相同,要求流過被熔化金屬和液態(tài)金屬之間的電流高度恒定,這需要直流電源具 有良好的穩(wěn)流功能。生產(chǎn)鈦及鈦合金鑄錠的主要方法仍為真空自耗電弧熔煉,并可能在今后較長一 段時間占據(jù)熔煉工藝的主導地位。真空自耗電弧爐是將壓制好的自耗電極作為負極, 銅坩堝作為正極,在真空或惰性氣氛中,將自耗電極在電弧高溫加熱下迅速熔化, 形成熔池并進行攪拌,一些易揮發(fā)雜質(zhì)將加速擴散到熔池表面被去除,合金的化學 成分經(jīng)過攪拌可達到充分均勻。 該
31、技術的優(yōu)點是熔煉速度快,工藝自動化程度高、操作簡單、可生產(chǎn)大型鑄錠, 可滿足一般工業(yè)要求。劣勢在于熔煉易偏析合金元素較多的鈦合金時,仍然會出現(xiàn) 宏觀和微觀偏析。 冷床爐熔煉給鈦熔煉帶來了一定的經(jīng)濟和技術優(yōu)點,使得廉價原材料能夠得到 充分利用,并且有極好的收得率和高的生產(chǎn)率。冷床爐在設計上將熔煉過程分為 3 個區(qū)域:熔化區(qū)、精煉區(qū)和結(jié)晶區(qū)。在熔化區(qū),原料由固態(tài)變成液態(tài)后流向精煉區(qū); 在精煉區(qū),由于鈦液在冷床上可停留較長時間,可有效去除易揮發(fā)雜質(zhì)(如 H、Cl、 Ca、Mg 等),低密度夾雜(如 TiN)可以上浮至熔池表面通過溶解消除,而高密度雜 質(zhì)(如 W、WC 等)則可以下沉至冷床底部被凝殼捕
32、獲,并充分實現(xiàn)合金化、減小偏 析;最后通過溢流嘴流入結(jié)晶器,凝固成圓形鑄錠或扁錠。冷床爐根據(jù)熱源不同,可分為電子束冷床爐和等離子束冷床爐。電子束冷床爐 以電子束為加熱源,在高電壓下,電子從陰極發(fā)出,經(jīng)陽極加速后形成電子束,在 電磁透鏡聚焦和偏轉(zhuǎn)磁場的作用下轟擊原料,電子的動能轉(zhuǎn)變成熱能,使原料熔化, 可以熔化各種高熔點金屬。電子束冷床爐要求在 110 -3 Pa 高真空下進行。高真空有 利于去除鈦合金中的低熔點揮發(fā)性金屬和雜質(zhì),起到提純作用。等離子束爐以等離 子束為熱源,等離子束與自由電弧不同,它是一種壓縮弧,能量集中,弧柱細長。 與自由電弧相比,等離子束具有較好的穩(wěn)定性、較大的長度和較廣的掃
33、描能力,從 而使它在熔煉、鑄造領域中具有獨特的優(yōu)勢。2.2 鈦材加工過程:設備及經(jīng)驗對鈦材的質(zhì)量至關重要鈦及鈦合金的化學性能比較活潑,在高溫狀態(tài)極易氧化,對熱加工(如鑄造、 鍛造及焊接等)不利。除此之外,鈦及鈦合金的切削加工也較難,主要是鈦在切削 加工時容易粘刀,嚴重影響到鈦及鈦合金的表面質(zhì)量。因此,鈦及鈦合金的加工與 普通金屬的加工有較大差異,對于鈦及鈦合金的加工,在方法上有其特殊的要求。 隨著加工技術的不斷革新,可用于加工鈦及鈦合金的方法也越來越多。近凈成形:可制備傳統(tǒng)方式及壓力加工無法成形的復雜形狀零件近凈成形技術可以實現(xiàn)復雜形狀的鈦合金零部件的近凈尺寸成形,僅需少量加 工或不加工就可作
34、為構(gòu)件使用,可減少原材料的投入成本和加工步驟,而且制品具 有與傳統(tǒng)工藝相近的組織和性能。復合成形:適用于鈦復合材料復合成形主要包含鈦金屬復合成形及超塑性-擴散連接成形兩種工藝,前者用于 加工鈦復合材料,已生產(chǎn)出了鈦鋼復合板、鈦銅復合板、鈦-異種金屬過渡接頭等復 合材料及構(gòu)件,后者則可代替螺接和鉚接。熱處理:改善組織及性能鈦合金常用的熱處理方法為退火、固溶和時效處理。退火適用于各類鈦合金, 主要是為了獲得最佳的力學性能,消除應力、提高塑性和穩(wěn)定組織。固溶和時效處 理是鈦合金強化的主要手段。2.3 行業(yè)需求端:化工領域及航空航天領域的空間巨大鈦是一種物理性能優(yōu)良、化學性能穩(wěn)定的材料。鈦及其合金強度
35、高、比重小, 耐 海水腐蝕和海洋氣氛腐蝕,可以很好地滿足人們在海洋工程方面應用的要求。經(jīng)過 鈦業(yè)界人士和海洋工程應用研究人員多年的努力,鈦已經(jīng)在海洋油氣開發(fā)、海港建 筑、沿海發(fā)電站、海水淡化、船舶、海洋漁業(yè)及海洋熱能轉(zhuǎn)換等領域取得了廣泛的 應用。根據(jù)2020 年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告披露,在當前國家鼓勵科技創(chuàng)新和內(nèi)循環(huán) 的大背景下,2020 年比 2019 年國內(nèi)鈦材需求量同比大幅增長了 50.7%,我國鈦材消 費領域呈現(xiàn)出不同的增長勢頭。除醫(yī)療行業(yè)用鈦量受疫情影響略有下降外,其它行 業(yè)均同比有一定的增長,尤其是海洋工程、體育休閑、船舶、航空航天和高端化工 (PTA)行業(yè),同比消費增長幅度高于三成
36、。其中,主要是軍工行業(yè)涉及的海洋工程、 航空航天和船舶領域的用鈦量增長幅度最大,上述三個領域的用鈦量占總銷量的 29%,預計未來還將持續(xù)增長。體育休閑用鈦量的增長,主要是受國外疫情影響,國 外盛行高爾夫球運動,導致鈦制高爾夫球桿用鈦量激增,需求量創(chuàng)近十年最高記錄; 在國內(nèi)消費需求拉動下,高端化工裝備(PTA)用鈦量持續(xù)三年保持高速增長態(tài)勢, 2020 年增幅達 34.6%;傳統(tǒng)行業(yè)制鹽和電力的鈦材需求增長幅度最小。 從總量上來看,2020 年,我國在高端化工(PTA)、航空航天、船舶和海洋工程 等中高端領域的鈦加工材需求同比大幅增長,鈦材需求總量同比增長了 28439t。分領域來看,由于化工(
37、PTA)領域新擴建項目的需求拉動,鈦材需求增長幅度最大 (12223t),其次是航空航天(4628t)、海洋工程(4078t)、船舶(988t)和電力(525t)。2.3.1 化工行業(yè):多領域的旺盛需求推動銷量逐年攀升金屬鈦具有優(yōu)秀的耐腐蝕性和力學性能,被廣泛應用于很多部門。特別是化工 應用中,用鈦可以代替不銹鋼作為耐腐蝕材料,這對延長設備使用年限、降低成本、 防止污染和提高生產(chǎn)率等方面有著十分重要的意義。近年來,我國化工用鈦的范圍 在不斷擴大,用量逐年增加,鈦已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一。鈦作為 一種用于化工裝置中的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料,已經(jīng)成為化工設備中的理想材料。化肥工業(yè),需要使用鈦材
38、解決腐蝕問題的主要有尿素及聯(lián)堿兩個方面: (1) 由于合成尿素生產(chǎn)過程中的介質(zhì)氨基甲酸銨及過量氨、尿素以及水 的液態(tài)混合物在高溫高壓下腐蝕性很強,尿素生產(chǎn)中的合成塔、二氧化 碳汽提塔、一段分離器等與熔融尿素介質(zhì)接觸的高壓設備用材必須采用 鈦材。實際使用也表明,鈦材在尿素介質(zhì)中比不銹鋼有更好的抗局部腐 蝕性能。尿素汽提塔也是我國目前自行設計、制造的較重型的鈦襯里設 備。(2)聯(lián)堿聯(lián)堿廠都要受到高濃度氯化銨溶液對金屬材料的強烈腐蝕,采用涂 料保護效果不甚理想。只有采用鈦材才能解決聯(lián)堿生產(chǎn)中的設備腐蝕問題。此外, 鈦和鈦合金可以用作化工裝置(如氫氮氣高壓壓縮機等)的閥片、彈簧及電化學陰 極保護的陽極
39、材料,以提高其耐疲勞腐蝕和使用壽命。 氯堿行業(yè),由于鈦在濕氯氣、氯化物、含氯溶液中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,不 會發(fā)生點腐蝕及應力腐蝕現(xiàn)象,這是一般不銹鋼都不能比擬的,也正是鈦在制氯工 業(yè)及與氯化物接觸的許多工業(yè)部門中被大量用作設備耐蝕材料的原因,它解決了氯 堿廠多年來存在的共同性腐蝕問題。因此,氯堿工業(yè)是鈦制設備應用最多的部門之 一,主要的鈦制設備有濕氯冷卻器、電解槽的金屬陽極、脫氯塔加熱管、含氯淡鹽 水真空脫氯用泵和閥門等。純堿工業(yè),純堿是最基本的化工原料之一,它直接關系到國民經(jīng)濟的發(fā)展。純 堿生產(chǎn)過程中,氣體介質(zhì)多為 NH3和 CO2,液體介質(zhì)多為 NaCl、NH4Cl、NH4HCO3和 C
40、l- 濃 度較高的溶液,使用碳鋼、鑄鐵材質(zhì)進行碳酸化反應的碳化塔小管、熱母液冷卻器、 冷卻器、結(jié)晶外冷器等主體設備,均不耐腐蝕,腐蝕泄漏嚴重,使用壽命不超過三 年。石油化工領域,鈦在有機化合物中,除了溫度較高下的五種有機酸(甲酸、乙 酸、草酸、三氯乙酸和三氟乙酸)外,都具有非常好的穩(wěn)定性。因此,鈦是石油煉 制和石油化工中優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料,可以用來制作各種反應器、壓力容器、熱交換器、 分離器配管、蒸餾塔頂凝縮器內(nèi)襯等。海上油氣開采要長期承受海水腐蝕和應力腐蝕。國外廣泛采用 Ti-6Al-4V 作為石油平臺支柱、繩索支架、海水循環(huán)加壓系統(tǒng)的 高壓泵、提升管及聯(lián)結(jié)器等。因為 Ti-6A1-4V 不僅耐
41、海水腐蝕,而且具有高韌性、 高屈服強度和高疲勞極限。最近國外選擇鈦的預應力采油管接頭,這種接頭組裝簡 便快捷、重量輕,并保持彈性密封性,鈦是最佳的優(yōu)選材料。我國的海洋石油工業(yè) 正進入大規(guī)模開發(fā)階段,當前平臺的結(jié)構(gòu)件和關鍵部件及設備均從國外進口,國內(nèi) 材料很少應用。但可以預期,鈦將會在這里找到廣闊的市場。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,化工領域是我國鈦材的最大的應用領域, 2008-2020 年,我國化工用鈦材銷量呈波動增長,近五年來,實現(xiàn)持續(xù)增長。2020 年,我國化工用鈦材銷售量為 4.78 萬噸,同比增長 35.27%,占總銷售量的 50.8%, 過去五年的復合增速為 19.5%,我們預計
42、未來化工領域鈦材需求量仍將維持穩(wěn)定增速 增長。2.3.2 航空航天行業(yè):未來每年的需求量將達到上萬噸鈦合金在軍用飛機機體中用量已達 25%以上。根據(jù)國際航協(xié)的數(shù)據(jù),燃油成本 大約占航空總成本的 26%,而在國內(nèi)部分民用航空公司,燃油成本甚至要占到 40%。 機體結(jié)構(gòu)材料每減輕一磅,便可帶來近百萬美元的經(jīng)濟效率,因此低密度就成為飛 行器結(jié)構(gòu)材料選材的重要原則。此外,飛行器長期在大氣層或者外層空間運行,在極端環(huán)境服役還要求具有極 高可靠性及優(yōu)良的飛行性能,因而飛行器的設計需要盡可能提高結(jié)構(gòu)效率,且避免 付出更多的重量代價,高比強度、高比模量等特性便成為選材的考量關鍵因素。綜合比較下,低密度、高比模
43、量及高比強度的鈦合金是當下金屬材料中的最優(yōu)選擇, 其在軍用飛機的占比也逐年大幅提升,已替代原有結(jié)構(gòu)鋼及鋁材,成為飛行器結(jié)構(gòu) 的重要材料。目前,美國軍用戰(zhàn)機(F10、F16、F18、F117、F22 及 F35)、軍用轟炸 機(B1、B2)鈦合金用量已提升至 25%-40%左右,運輸機(C5、C17)的鈦合金用量 也達到了了 10%左右。近年來,我國軍用發(fā)動機鈦合金用量已提升至 25%左右。根據(jù)航空材料技術 一書,國外先進發(fā)動機上的鈦用量通常保持在 20%-35%的水平,我國早期的渦噴發(fā)動 機均不用鈦,1978 年開始研制的渦噴 13 發(fā)動機的鈦用量達到 13%,2002 年設計定型 的第一個擁
44、有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的某渦噴發(fā)動機鈦用量提升至了 15%,目前我國第一 臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的渦扇發(fā)動機鈦用量已經(jīng)達到 25%。2022 年 5 月 10 日晚間,中國東航(600115.SH)披露定增預案,擬募資不超過 150 億元投向 38 架飛機引進項目以及補充流動資金。在飛機引進計劃中,機型包括 4 架 C919 飛機、24 架 ARJ21-700 飛機、6 架 A350-900 飛機及 4 架 B787-9 飛機,預 計于 2022 年-2024 年交付。2022 年 5 月 14 日,據(jù)中國商飛官網(wǎng)消息,當日 6 時 52 分,編號為 B-001J 的 C919 大飛機從浦東機場第 4
45、 跑道起飛,于 9 時 54 分安全降落,標志著中國商飛公司即將交付首家用戶的首架 C919 大飛機首次飛行試驗圓滿完成。2.3.3 醫(yī)療器械、海洋工程、電力等領域有望快速突破醫(yī)療器械領域,醫(yī)用鈦合金作為一種新型合金,同時也是一種載體材料,被廣 泛應用于肢體植入、替代性功能材料、牙科、醫(yī)療器械等相關領域。鈦及鈦合金有: 耐蝕性好、比強度高、彈性模量較低、耐疲勞、生物相容性好等特點。其中生物相 容性好這一特點使其與其他金屬相比具有獨特的優(yōu)勢,因此在醫(yī)學領域獲得廣泛青 睞,但由于其耐磨性及工藝性能不高,致力于對其進一步的改進工作也在不斷進行。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,醫(yī)用鈦合金憑借其優(yōu)良的性能,在醫(yī)
46、療領域的需求 量不斷增加。作為生物學性能優(yōu)良的金屬材料,鈦及其合金在醫(yī)學領域上的應用前 景良好。但是,目前與發(fā)達國家相比,我國鈦合金材料的研發(fā)與應用還存在一定的 差距,如鈦合金的彈性模量偏高、表面活性差、耐磨性和耐蝕性差不足等缺點,都 將直接影響到材料的生物相容性。因此,為了開發(fā)綜合性能更好的新型鈦合金,我 國應加大材料的研發(fā)力度,注重革新,研發(fā)出低彈性模量、高耐磨性能、抗腐蝕性 能以及具有優(yōu)良生物相容性的生物醫(yī)用鈦合金材料。鈦與人體結(jié)締組織、骨骼上皮 組織都具有良好的親和性,優(yōu)良的力學性能也體現(xiàn)其在醫(yī)用合金中的優(yōu)勢。且密度 小、質(zhì)量輕、耐腐蝕性好、戴用舒適,因此,鈦作為義齒(種植牙)受到廣泛
47、青睞。 此外,鈦義齒通過表面處理之后,美觀性能增加,能夠滿足大眾對美的需求,給人 以視覺的享受。 近年來,隨著全球居民生活水平的提高和醫(yī)療保健意識的增強,醫(yī)療器械產(chǎn)品 需求持續(xù)增長。2020 年全球醫(yī)療器械行業(yè)市場規(guī)模為 4774 億美元,同比增長 5.63%, 預計到 2024 年全球醫(yī)療器械行業(yè)規(guī)模將達接近 6000 億美元,2017-2024 年復合增長 率為 5.6%,行業(yè)有望保持穩(wěn)定增長,鈦合金作為醫(yī)療器械領域重要的材料,潛在市 場寬廣。海洋工程領域,海洋工程面臨的主要問題是受海水電化學的嚴重腐蝕,鈦材由 于具有優(yōu)越的耐腐蝕性能成為海洋領域的重要材料,主要用于結(jié)構(gòu)件的防腐和減少 與海
48、水中的其他離子發(fā)生反應,提升海洋裝備的壽命。鈦金屬在海洋工程中具有廣 泛的用途,特別適于做輕型海工裝備,是海洋工程領域的新型關鍵材料之一。以海洋工程中的海水淡化領域為例,海水是具有高鹽量、導電性和生物活性的 腐蝕性電解質(zhì)溶液,所以海水淡化裝置一般要選用銅合金、鈦及其合金、特種不銹 鋼、鋁合金等耐海水腐蝕合金材料。由于鈦管耐腐蝕性好、耐高溫離子腐蝕,同時 鈦對氯具有很強的抗腐蝕性,特別是預處理原水時為了殺死海水中的細菌需要注入 氧時,采用耐蝕性好的鈦管替代銅合金管是合理選擇。 根據(jù)上海證券報數(shù)據(jù),按蒸餾法一般平均日產(chǎn)淡水 1 萬噸裝置需用鈦 107 噸, 而 2021 年 6 月我國國家發(fā)展改革
49、委、自然資源部印發(fā)海水淡化利用發(fā)展行動計劃 (20212025 年),指出到 2025 年全國新增海水淡化規(guī)模 125 萬噸/日以上,按此 數(shù)據(jù)計算,鈦材需求量將達到 1.3 萬噸。深海空間站主要用于進行海洋科學探索,被喻為海洋里的“天宮一號”,戰(zhàn)略意 義重大。我國從很早就開始深海空間站研制。2013 年 11 月,我國首個 35 噸級深海 空間站實驗平臺下水試驗。2016 年“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃提出,深???間站方案列入我國“科技立異 2030重大項目”,進一步加快深??臻g站的建造速 度。預計一個主站建設將消耗 4000 多噸鈦材,進一步拓寬鈦合金應用領域。根據(jù)“十 三五”規(guī)劃綱要,預
50、計 2020 年可研制成功 300 噸級深??臻g站,2025 年可研制成功 1500 噸級深??臻g站,2030 年可研制成功 3,000 噸級深海空間站。2020、2025、2030 年鈦材用量分別為 500 噸、2200 噸、4000 噸。 電力領域,電廠和核電站,由于用海水作冷卻劑,因此凝汽器要用耐海水腐蝕 的鈦材制造。為了發(fā)電站的運轉(zhuǎn)率和安全性,發(fā)電廠的汽輪機動葉片及凝汽器都使 用鈦材。根據(jù)寶雞力航鈦業(yè)官網(wǎng)數(shù)據(jù),1100MW 的最新原子能發(fā)電站需用鈦 150t,我國 2021 年末核電站總裝機量為 5326 萬千瓦,參考國家原子能機構(gòu)官網(wǎng) 2021 年 7 月 6 日的新聞動態(tài),預計到
51、2025 年我國核電在運裝機規(guī)模將達到 7000 萬千瓦左右,在 建裝機規(guī)模接近 4000 萬千瓦,因此可估算有近 5700 萬千瓦空間,對應鈦材需求量 在 8000 噸左右。 火力發(fā)電站的用鈦量也很可觀,一座容量 600MW 的發(fā)電站,需用鈦 60t,考慮到 當前碳中和及碳達峰的政策驅(qū)動,近三年火電裝機容量增速已經(jīng)放緩,近三年復合 增速僅為 6.1%,假定至 2025 年依然維持該增速,火力發(fā)電新增裝機量在 2025 年將 累計達到 2000 萬千瓦,對應鈦材需求量在 2000 噸左右。2.4 行業(yè)供給端:十年結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級后梯隊清晰根據(jù)中國航空新聞網(wǎng) 2022 年 4 月 21 日新聞
52、披露,從海綿鈦環(huán)節(jié)來看,2021 年 中國海綿鈦產(chǎn)量占據(jù)全球 57%的份額,鈦材供應鏈上,2020 年中國產(chǎn)量占據(jù)全球 50%的份額,但航空鈦材產(chǎn)業(yè)鏈中,俄羅斯占據(jù)著重要地位。從原料端來看,俄羅斯和 烏克蘭海綿鈦產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量 16%。從航空鈦材本身來看,雖然歐美主要航空器 制造商在2014年克里米亞危機后就積極對相關材料進行儲備并尋找俄羅斯鈦材的替 代供應商,然而成效并不顯著。時至今日,源自俄羅斯的鈦材仍舊在主流航空器 OEM 中仍占據(jù)較大比例,波音航空鈦材來源的約 35%,空客航空鈦材來源的約 50%都源自 俄羅斯。而像巴航工業(yè)以及其他更小的 OEM 企業(yè),其航空鈦材來源幾乎 100%
53、來自俄 羅斯。從進出口來看,海綿鈦端,海綿鈦進口金額及數(shù)量呈現(xiàn)逐漸上升趨勢,2020 年 雙雙下滑是受到國際疫情的干擾,2021 年出現(xiàn)小幅大幅回升。鈦材端,中國鈦材出 口數(shù)量遠大于進口數(shù)量。2018 年以來,中國進口數(shù)量不斷下降,2021 年小幅回升, 2021 年中國鈦材進口量為 7175 噸,出口量為 21542 噸。從進出口金額情況來看,2021 年中國鈦材進口額為 4.71 億美元,出口額為 5.62 億美元,首次實現(xiàn)出口額大于進 口額。根據(jù)我國國內(nèi) 32家鈦材生產(chǎn)企業(yè)的統(tǒng)計,2020年我國共生產(chǎn)鈦加工材 97029 t, 同比增長了 28.9%,已連續(xù)六年增長。在產(chǎn)業(yè)分布方面,從上
54、述統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出, 海綿鈦生產(chǎn)主要分布在遼寧地區(qū),五家企業(yè)的產(chǎn)量占到全國的三分之一以上(34.6%),同比有所下降;鈦及鈦合金錠生產(chǎn)主要集中在陜西,14 家主要生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量占中 國產(chǎn)量的 4 成以上(46.5%),同比有所增長;鈦及鈦合金棒材生產(chǎn)也主要集中在陜 西,產(chǎn)量在 500t 以上的主要 7 家生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量占總量的 74.6%;陜西 4 家主要鈦 板材生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量占到全國 22.7%,同比有所減少;鈦管的生產(chǎn)主要集中在長三角 地區(qū),主要 4 家生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量占全年總量的 34.4%,同比有所增長。軍用航空材料的開發(fā)通過參與軍工配套項目的形式進行,一般而言,從資質(zhì)認 證、參與預研,
55、到正式實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)和批量供應,需要至少 6-7 年時間。此外,軍 工企業(yè)在進行供應商篩選時,優(yōu)先考慮可控:質(zhì)量可控,供應可控,然后才考慮性 能指標(滿足設計要求前提下?lián)駜?yōu))因素。3 、重研發(fā)擴產(chǎn)能,六十載鑄“中國鈦”3.1 設備打基礎,材料促協(xié)同公司研發(fā)實力雄厚,是國家高新技術企業(yè),設立有國家級企業(yè)技術中心、鈦及 鈦合金國際科技合作基地、陜西省鈦鋯鎳工程技術中心、院士工作站、博士后工作 站,與國內(nèi)多所高校、科研院所建立產(chǎn)學研合作基地,依托完善的產(chǎn)、學、研體系 和科研平臺,以及研究機構(gòu)的技術優(yōu)勢、信息優(yōu)勢、人才優(yōu)勢,為公司產(chǎn)品的技術 研發(fā)、工藝改進、新產(chǎn)品開發(fā)等提供了強大的技術支持,有效提升了公
56、司的核心競 爭力和盈利能力。依托公司強大的研發(fā)優(yōu)勢,公司順利實施完成多項國家重大科技 專項、863 計劃項目、國家重點研發(fā)計劃、國家發(fā)改委海洋工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目, 航空、航天、深??臻g站等預研項目有序推進,4500 米潛水器鈦合金載人球殼制造 技術榮獲 2018 年度中國有色金屬工業(yè)科學技術獎一等獎,隨著長征五號成功發(fā)射、 神舟十二號載人飛船成功飛天、“奮斗者號” 的成功下潛,公司再一次為大國重器 作出了貢獻,也進一步確立了公司在航天和深海用鈦領域的主導地位。設備硬件體系方面,公司已建立起“海綿鈦、熔鑄、鍛造、板材、帶材、無縫 管、焊管、棒絲材、鑄造、原料處理”十大生產(chǎn)系統(tǒng),擁有 2400k
57、W 電子束冷床爐、 15t 真空自耗電弧爐,2500t 快鍛機、萬噸自由鍛以及鈦帶生產(chǎn)線 MB22-TI 型二十輥 冷軋機等世界一流主體設備,代表了當今國際領先的裝備水平。公司研發(fā)實力雄厚,是國家高新技術企業(yè),設立有國家級企業(yè)技術中心、鈦及 鈦合金國際科技合作基地、陜西省鈦鋯鎳工程技術中心、院士工作站、博士后工作 站,與國內(nèi)多所高校、科研院所建立產(chǎn)學研合作基地,依托完善的產(chǎn)、學、研體系 和科研平臺,以及研究機構(gòu)的技術優(yōu)勢、信息優(yōu)勢、人才優(yōu)勢,為公司產(chǎn)品的技術 研發(fā)、工藝改進、新產(chǎn)品開發(fā)等提供了強大的技術支持,有效提升了公司的核心競 爭力和盈利能力。2022 年 2 月,寶鈦股份實驗中心經(jīng)過 2
58、021 年 11 月的現(xiàn)場審核、 12 月的問題項整改以及 2022 年 1 月的 CNAS(中國合格評定國家認可委員會)官方 網(wǎng)站 20 天公示,2022 年 2 月 14 日,寶鈦股份實驗中心正式獲得 CNAS 認可資質(zhì),成 為了 CNAS 認可的實驗室,取得了 CNAS 實驗室認可證書,實現(xiàn)了寶鈦股份檢測結(jié)果 與簽署 CNAS 互認協(xié)議國家和地區(qū)之間的互認,進一步擴大了公司的檢測優(yōu)勢。未來 公司更多產(chǎn)品將有望將快速切入 Airbus(空客)、Rolls-Royce(羅-羅)、商發(fā)航發(fā) 等公司。質(zhì)量管理體系方面,公司采用國際先進水平的技術標準和質(zhì)量體系, 獲得通過 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、歐洲宇航工業(yè)協(xié) 會和美國 RMI 等多家國際知名公司的質(zhì)量體系和產(chǎn)品認證,囊括了進入世界航空航 天等高端應用領域所有的通行證,并成為國際第三方質(zhì)量見證機構(gòu)以及分析檢測基 地。知識產(chǎn)權(quán)方面,公司擁有多項國際領先的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術,是我 國鈦加工企業(yè)中首家被國家發(fā)改委、科技部等部委聯(lián)合認定的“ 國家級企業(yè)技術中 心”,曾出色地完成了 8000 多項國家科研課題,取得重大科研成果 700 余項,為國 防現(xiàn)代化建設和尖端科技發(fā)展做出了巨大貢獻。公司研制的 450 米載人潛水器“ 深
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