国内外钛及钛合金产品生产与应用专题调研报告20150610

国内外钛及钛合金产品生产与应用国内外钛及钛合金产品生产与应用 专题调研报告专题调研报告 攀钢集团研究院有限公司攀钢集团研究院有限公司 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 四川鸿舰重型机械制造有限公司四川鸿舰重型机械制造有限公司 攀钢集团钛业有限公司攀钢集团钛业有限公司 攀钢集团成都钢钒有限公司攀钢集团成都钢钒有限公司 攀钢集团有限公司科技部攀钢集团有限公司科技部 二二一五年六月一五年六月 i 目目 录录 1 国内外钛及钛合金生产及供需分析国内外钛及钛合金生产及供需分析 2 1.1 国际钛及钛合金市场供需分析 2 1.2 国外钛及钛合金生产 5 1.3 国内钛及钛合金生产及供需分析 9 2 钛及钛合金的应用钛及钛合金的应用 16 2.1 在航空航天以及军事工业中的应用 16 2.2 在海洋工程中的应用 19 2.3 在热能工程中的应用 24 2.4 在化工、石油、冶金等工业中的应用 26 2.5 在汽车工业中的应用 27 2.6 在建筑工程中的应用 27 2.7 在医学领域中的应用 28 2.8 在计算机、体育以及日常生活中的应用 28 3 钛及钛合金的市场机会钛及钛合金的市场机会 29 3.1 化工用钛市场前景广阔 29 3.2 航空航天高端市场前景看好 30 3.3 海洋领域机会和挑战并存 35 3.4 核电用钛需求量大 37 3.5 汽车用钛市场发展迅速 39 3.6 医疗、体育等民用市场需求广泛 40 4 攀钢钛及钛合金市场表现及优劣势分析攀钢钛及钛合金市场表现及优劣势分析 40 4.1 攀钢钛及钛合金产品客户反馈的主要问题 40 4.2 攀钢钛及钛合金产品的劣势分析 42 4.3 攀钢钛及钛合金产品的优势分析 44 4.4 攀钢钛及钛合金产品的机会 45 5 攀钢钛材产品发展建议攀钢钛材产品发展建议 46 1 前前 言言 调研背景调研背景 根据攀钢集团公司 2015 年 4 月新产品攻关队会议纪要对“国内外钛及钛合金产品 生产与应用”开展调研的要求，由研究院牵头组织跨单位协同的工作团队开展专题调研， 调研组由研究院、集团科技部、攀长特、攀成钢、钛业公司、鸿舰公司等单位组成。成 立了钛及钛合金产品的应用研究调研领导小组、项目联络小组、项目调研小组等工作团 队，组织开展钛及钛加工材的产品应用情况调研，调研分析了钛及钛加工材应用领域、 行业发展方向，为攀钢集团公司金属钛产业发展方向决策提供参考。 调研过程调研过程 一、研究院4月17日召开了专题会议，对调研工作进行安排：（1）启动文献资料调 研工作，协调安排各单位返回既有的调研、试验总结等相关材料，提出调研提纲； （2）4月24日对“国内外钛及钛合金产品生产与应用”调研提纲讨论并补充完善； （3）5月15日前根据文献资料情况和各单位材料，提出初步文献调研报告；筛选、联系、 提出现场调研单位，确定分组调研线路；（4）5月16日至6月10日，开展现场调研、总 结、调研报告初稿讨论和补充调研，7月15日前形成正式调研报告。 二、4月26日，研究院唐历院长组织召开调研材料提纲和调研方案讨论会，28日向 各相关单位发出调研方案征求意见稿。根据各单位意见反馈和前期文献调研情况及各单 位已经完成的相关调研材料，确定了现场调研方向重点是替代产品、创新产品的应用领 域。 三、5月11日，研究院程兴德副院长、攀长特谢元林副总经理、鸿舰公司罗传越副 总经理组织现场调研组在成都集合，讨论具体工作方案。在文献调研的基础上，会议确 定分华东片区、华南华中片区、西北片区、华北东北片区4个小组开展现场调研走访工 作，现场调研组人员组成情况见表1。 各调研小组于5月12日出发，至5月25日，调研组对沈阳东方钛业股份有限公司、宝 鸡市汇鸿金属材料有限公司、中船重工701所、703所、725所、501所、52所、南车集团 青岛四方机车车辆股份有限公司、武船、中国汽车工程研究院、中国有色金属协会钛锆 铪分会等57家单位进行了现场调研，考察的单位中有科研院所、行业设计单位、高校、 中间商用户、生产加工企业和终端用户等，调研单位概况见附件表2。 通过与各单位相关技术和管理人员的交流以及对现场情况的实地考察，了解各单位 2 的基本概况、用户行业的应用现状、近期需求、需要解决的问题以及未来可能的应用领 域；也了解生产企业的生产能力、装备条件、钛合金生产应用情况以及存在的问题等。 表表 1 现场现场调研组组成人员名单调研组组成人员名单 组别姓 名单位及职务 罗传越鸿舰公司副总经理 蒋 毅攀长特销售部销售员 张友鹏攀成钢钢管所品种室主任 郑 超鸿舰研发中心副主任 马 坪研究院钒钛新材料研究所 博士 西北片区 刘 彬钛业公司海绵钛厂还蒸车间主任 王晓波攀长特特材厂副厂长 钟 兵研究院钒钛新材料研究所特级研究员 田卫东攀长特销售部销售员 华北东北片区 龚文宇鸿舰公司钛材深加工项目部技术员 程兴德研究院副院长 陈 鑫攀长特特材厂钛材作业区 作业助理 周 翔鸿舰公司研发中心设计员 董 鑫钛业贸易公司海绵钛销售部科员 蔡 靖攀长特销售部销售员 华东片区 卢 东研究院钒钛新材料研究所 博士 蒋仁贵研究院钒钛新材料研究所书记/副所长 兰光铭钛业公司运营部副部长 王怀柳攀长特技术中心钛研室主任 王 阳鸿舰公司钛材深加工项目部部长 肖 聪研究院钒钛新材料研究所研究员 华南华中片区 黄 凯攀长特销售部销售员 四、5月26日至6月19日，进行资料汇总和报告撰写，经过多次讨论，6月20日提出现 场调研总结初稿并开展讨论。7月9日，形成调研总报告初稿；2015年7月10日，调研组 在成都召开会议，讨论形成调研报告终稿。 1 国内外钛及钛合金生产及供需国内外钛及钛合金生产及供需分析分析 1.1 国际钛及钛合金市场供需国际钛及钛合金市场供需分析分析 钛及钛合金加工材（以下简称钛材）生产行业的技术门槛和资金门槛较高，钛锭熔 炼、压延加工、热处理、机加工等的技术难度都比较大。世界生产钛材的国家主要有美 国、俄罗斯、日本、中国、英国、法国、德国、意大利，拥有从矿石处理到钛材生产完 整流程的国家只有美国、日本、俄罗斯、中国等几个国家。美国、俄罗斯、日本是传统 钛材生产强国，中国钛材生产行业近年发展迅猛，到 2010 年中国成为全球钛材产量最 大的国家。近十年世界钛材产量见表 1-1，据 TZMI 估计，全球 2015 年钛材的需求量将 增达到 17.9 万 t，年均复合增长率大约为 4.7%。 3 表表 1-1 全球钛材近十年产量全球钛材近十年产量统计统计 单位：万单位：万 t 年份中国美国日本俄罗斯欧洲全球 20040.931.931.742.020.807.42 20051.012.381.812.070.908.18 20061.393.021.732.371.009.51 20072.363.321.912.751.1011.45 20082.773.481.972.561.0011.78 20092.503.201.201.800.709.40 20103.833.631.382.071.4012.31 20115.104.051.942.461.3014.85 20125.163.981.622.621.4015.29 20134.453.601.242.891.413.58 20144.973.63 全球钛材生产主要集中在少数几个企业。如美国钛金属公司(Timet 已被美国精密铸 件公司 PCC 收购)、RTI 国际金属公司（已被美国铝业公司 Alcoa 收购）和 ATI 公司， 这三大钛材生产商产量合计约占美国钛材总量的 90；俄罗斯 VSMPO-AVISMA(上萨 尔达-阿维斯玛)一家独大，VSMPO-AVISMA 也是目前世界最大的钛材生产企业，约占 俄罗斯钛材总产量的 90%以上；日本钛材生产特点是钛材和钢材结合，主要钛材生产商 神户制钢、新日铁住金、大同特殊钢、JFE 均是知名钢铁企业，采用钛钢结合生产有极 大的成本优势，使用轧钢设备轧制钛材，大大节省了设备的投资金额。 钛材由于其优异的性能，用途广泛，但由于价格较高，传统的应用领域主要集中在 航空航天和军事领域，随着经济的发展，钛也正逐渐由航空为主向非航空领域转变，图 1-1 为 2013 年世界钛材主要应用领域分布，由图 1-1 可见，目前世界钛材主要用于工业、 航空航天、军事及新兴产业工业领域。 图图 1-1 2013 年世界钛材主要应用领域分布年世界钛材主要应用领域分布 世界钛材的航空应用市场主要集中在美国、俄罗斯、欧洲等国家和地区。由于飞机 4 的更新换代及对节能高效机型的需求，未来航空市场需求将会持续增长，需求的增长主 要在新兴国家及地区如中国、印度等发展中国家。据空客公司最新市场预测称，到 2032 年亚太市场将代替欧洲及北美，引领世界空中交通的发展。目前，新兴市场中有五分之 一的人每年至少坐一次飞机，而到 2032 年这一数字将跃至三分之二。未来 20 年，亚太 地区的空中交通将以每年平均 5.5%的幅度增加。印度空中交通的年增长率将达 10%， 其次是中国和巴西，将以每年 7%的增速发展。据美国 RTI 报告，到 2017 年商业飞机机 身用钛需求将以每年 12.1%的速度增长，商业飞机机身用钛的需求量 20122014 年分 别为 2.27 万 t、2.77 万 t、3.36 万 t，到 2017 年将增至 4.04 万 t。未来每架飞机金属使用 量不断增加，特别是新机型，预计 20122017 年，宽体式飞机金属使用量每年增长 10%， 窄体式飞机金属使用量每年增长 3%，增长主要体现在机身用钛方面，因此远期来看， 航空领域的市场前景是乐观的。 对飞机紧固件需求或将在未来几年达到峰值。美国两大主要航空用钛紧固件生产商 之一的 Dynamet 公司称，同原先设计的机型相比，新双通道飞机，如波音 787 梦幻号及 空客 A350，钛紧固件用量相对较多。总之，纵观世界航空市场的发展及变化，预计未 来飞机交付量将继续增加，发动机用钛增长放缓、飞机骨架用钛总量继续增加、紧固件 需求将达峰值。 俄罗斯 VSMPOAVISMA 的产品大部分用于潜艇和军用飞机制造，70%以上的产 量用于出口美国、英国、日本等国。据报道，俄罗斯有意重启钛合金潜艇，将为 VSMPO 钛业的进一步发展提供很好的契机。日本钛材用于非航空领域处于世界前列， 尤以生产纯钛薄板为母材的焊接管材而著称，其中 70%为纯钛带，大量出口美国、欧洲、 中国，此外日本还致力于开拓高尔夫球杆（球头）、眼镜架及壳体（相机、MP3外壳） 等对表面加工技术要求较高的体育休闲、生活用品领域，但近年日本有意向航空用材发 展，由日立金属、神户制钢、IHI 及川崎重工四家公司于 2011 年联合成立了日本航空锻 造股份公司，引进了最先进的 5 万 t 级大型锻压机，其目标就是为飞机制造业提供大型 锻造产品。 在工业领域，对钛的需求也很广泛。钛在工业上的应用主要是利用其对很多腐蚀性 液体和气体，例如海水、氯、酸和碱性介质都具有惰性的特点，主要应用领域有能源 （石油、天然气、发电）、化工、海水淡化等，还包括医疗、采矿、造船业、海运业和 建筑等领域。短期看来，这些领域对钛的需求将保持平稳，个别领域的强劲增长并不能 5 对总体形势产生较大的影响。以往海水淡化设施对钛的需求量较大，但是，拟建的海水 淡化工厂将不再采用 MED/MSF 技术，而新的 Osmosis 技术则几乎不使用钛。钛在化工 领域的需求受到亚洲、中东和北美的投资的影响，在化工领域如天然气凝析液提取、尿 素和硝酸铵、氯碱对钛的需求量均较大。据 Exxon Mobil（埃克森美孚）称，在未来 30 年内，钛在石油方面的需求将增长 30%左右，预测在全球范围内，石油和天然气行业的 钛用量在 35005000t/a。由于亚洲新兴市场特别是中国需求增长的推动，电力行业的钛 需求量也有望大幅增长。钛主要用于核电厂的冷水循环系统，Uniti 预测，在未来五年 内，能源市场的钛需求量大约为 70008000t/a。 在军事领域，钛材主要应用于战斗机领域，由于未来 10 年内，世界上军费开支最 大的国家美国将分阶段的削减军费预算，因此在这一领域钛的用量可能会受到影响。 在新兴钛材应用领域，近年来美国的非航空用钛产业，尤其在钛材的新应用方面发 展迅速，目前已经超过 30%，特别是在汽车、摩托车用钛方面，如果广泛使用钛制排气 系统，则钛的市场空间极为巨大，美国摩托车对钛材的需求有 1.8 万 t，而体育休闲用 品的钛消耗量估计为 2000t/a。轮椅用钛也是美国在钛新应用领域开发的又一亮点，因其 使用寿命长、重量轻，可减少肩膀和手腕损伤，因此越来越赢得使用者的青睐，其市场 前景广阔。 1.2 国外钛及钛合金生产国外钛及钛合金生产 1.2.1 美国美国 美国是世界上第一个工业化生产海绵钛和钛加工材的国家，具有完善的钛冶金、加 工、应用和研究体系。目前，美国主要有三大钛材生产企业：美国精密铸件公司 PCC 旗下的 TIMET、美国铝业 Alcoa 公司旗下的 RTI 和 ATI 公司，三家公司的钛材总产量 约占美国钛及钛合金总量的 90%，另有 11 家公司生产钛锭，30 家公司生产钛锻件、轧 制产品和铸件，2013 年美国海绵钛的产量为 1.41 万 t，钛及钛合金产量为 3.6 万 t，预 测 2014 年增长到 4.4 万 t。其钛材产品主要用于高端市场(包括航空，核电，海水淡化等)， 产品市场及供应链更加国际化。 美国是航空航天大国，所以其既是世界上最大的钛材生产国，也是世界上最大的钛 材消费国。近年来，美国航空用钛材比例约为约55%，工业约为25%，新领域约30%。 其钛及钛合金产品主要用于民航客机、军用飞机、火箭、导弹、汽车等领域，其典型产 品为飞机结构件、钛制动机件、压气机叶片和基座、汽车发动机等。早在1951年美国就 6 将钛材用于飞机制造，其中军事用钛将超过耗钛总量的25%，军事用钛的范例是F-22战 斗机，其机身框架和发动机用钛量分别为39%和40%，其他军用飞机也大量使用了钛金 属。海军舰船方面用钛范围包潜水艇球阀、热交换器、各种铸件、泵阀，深海艇的壳体 材料、螺旋推进系统以及舰船管道系统等。汽车用钛市场一直被认为是最具发展潜力的 市场，一旦钛在汽车工业中得到广泛的应用，其用量将远远超过目前美国航天航空工业 的用量，汽车用钛由1956年美国通用汽车公司装配“火鸟号”全钛车身而拉开帷幕， 近年来，随着汽车节能与环保标准的提高，钛在汽车上的应用将得到了加强与扩大。 美国是钛锭和钛材产品的净出口国。进口方面，美国主要从俄罗斯进口钛锭和钛材， 2013 年从俄罗斯进口钛锭约 1636t，约占进口量的 90%，平均进口价格为 2.44 万美元 /t；进口钛扁平材约 2001t，占进口量的 85%，平均价格为 3.75 万美元/t。出口方面， 2013 年，美国出口钛锭 3394t，出口价格为 3.80 万美元/t，出口长材 3387t（主要出口至 英国、法国、德国、瑞士、比利时、意大利、日本），出口钛坯、板材、棒材、厚板 2252t（其中出口日本 803t、英国 502t），出口锻材 12766t（主要出口韩国、法国、加 拿大）。美国钛材产品具有竞争优势，钛材的出口量远大于进口量，出口价格也高于进 口价格。 1.2.2 俄罗斯俄罗斯 俄罗斯的钛材生产企业主要有VSMPO、VILS和STUPINO。VSMPO以量大、生产 成本低的特点影响着世界钛工业的发展，其年产量占俄罗斯钛材产量的90%以上，曾达 到年产10万t，产品大部分用于潜艇和军用飞机制造，与美国波音、法国宇航公司签订 供货协议，70%以上的产量用于出口美国、英国、日本等国。 VSMPO与AVISMA于2005年完成合并重组，重组后的VSMPO-AVISMA(上萨尔达- 阿维斯玛)成为全球最大的钛材专业生产商，2013年其钛材产量为31752t，计划于2015年 将产能提高到4.64.7万t。全球95%的航空工业企业都与VSMPO-AVISMA建立了采购 关系，是波音公司的第二大钛材供应商，占有世界飞机发动机涡轮叶片用钛棒30%的市 场份额。 由于产量大，俄罗斯钛材出口量远大于进口量。2013年，俄罗斯仅进口1368t钛材 （主要是扁平材，约为847t），进口量同比下降了9%，进口价格同比下降了14%。钛锭 出口量为1315t，比例陡增了83%，但是价格下降了5%。板坯出口量下降了28%，为 1652t，但价格增加了18%。2013年扁平材出口量约4950t，出口量上升了7%，价格下降 7 了4%；棒材、型材、线材出口量下降了8%；钛管材出口量增加了21%，而价格却下降 了21%。 1.2.3 德国德国 德国尚不具备完整的钛工业产业链，但德国非常注重钛的应用。德国TITAL公司是 世界上最大的钛铸件企业之一，2009年1月TITAL公司投资1400万美元建立钛金属铸造 厂，安装了大型钛铸件设备，生产能力得到提高，产品范围扩大，并因此获得大量国际 客户的订单，进一步巩固了其作为法国空中客车公司的战略供应商地位，客户包括空法 国空客、欧洲宇航防务集团、英国BAE系统公司、英国罗罗公司、法国斯奈克玛等国际 知名大公司，TITAL公司的铸件在空客及波音B737，B747，B777，B787等飞机中都得 到了充分的应用。 2007年，德国蒂森克虏伯(ThyssenKrupp)整合旗下钛业务，成立ThyssenKrupp Titanium公司，2009年该公司并入ThyssenKrupp VDM公司，ThyssenKrupp Titanium可供 应工业纯钛和钛合金，产品包括钛锭、锻件和钛管等。该公司拥有两个钛生产厂，德国 的Essen厂生产钛锭和棒材，是西欧最大的钛熔炼厂之一，装备有真空电弧炉和电子束 炉，产品主要用于欧洲航空航天工业；意大利的Terni厂生产钛带、钛丝和钛管。 TiFast是西欧地区另一个专业钛锭厂，成立于2006年，在意大利Narni有一个钛熔炼 厂。这个厂装有三座真空自耗电弧炉，可加入不同比例的海绵钛与废钛。 2013年，德国进口了10981t钛材，较2012年比例下降了5%，价格波动不大。进口日 本扁平材最多，有近1057t，其次是俄罗斯、及美国；美国出口德国棒线材、型材最多， 约2191t，其次是俄罗斯、中国、法国及英国。2013年，德国出口钛材5610t，与2012年 近乎持平，出口价格增长了5%。管材出口量减少了近一半，但是价格从5.81万美元/t飙 升至21.4万美元/t。 1.2.4 日本日本 日本钛材生产非常有特色，钛材生产共用钢铁生产设备。目前主要钛材生产厂有神 户制钢、新日铁住金、大同特殊钢、JFE，这些均是世界知名钢铁企业。而其中最主要 的生产企业又是新日铁住金和神户制钢，新日铁住金钛材产量占日本总产量的 50%，神 户制钢占 30%。与美国钛材 80%用于航空航天不同，日本 95%的钛材用于航空航天之外 的领域，如化工、电力、海水淡化、汽车、摩托车、建筑、医疗、电子、体育休闲、机 械加工等。其中用于化工的钛材平均每年占总量的 30%以上，2008 年最高达到 4605t， 8 占总应用市场的 45%。主要用于换热器、反应塔、尿素合成塔、次氯酸钠罐等设备；电 力和海水淡化工业用钛约占总量的 20%，电力主要用于核电站冷凝器，海水淡化主要用 于蒸发器；日本钛应用发展最快的领域是汽车和摩托车，用钛量从 1997 年的 103t 增至 2006 年的 1500t，主要用于发动机气阀、连杆和曲轴、排气管、悬簧、消音器、车体和 紧固件等；出口钛材应用最多的是在板式换热器(PHE)和电力方面，为了加速拓展钛的 民用市场，日本还开发了一些新型钛合金，如高温钛合金、高强度钛合金、耐蚀钛合金 及低成本钛合金。 钢铁、钛材结合生产是日本钛材生产的成功之路，钛的加工特性非常接近不锈钢的 加工特性，利用钢厂现成的先进技术和设备进行钛材加工，既节约资金，又能保证钛加 工设备的先进性，使设备得到充分的利用，通过钢材、钛材结合生产从而达到降低生产 成本、提高企业经济效益。当然这一生产方式也有一定缺点，主要是质量控制更为困难。 日本钛工业在二战后不久即1952年成功实现了海绵钛的国产化，1954年开始了钛材 的工业化生产。相对于欧美国家的钛工业一直以来以飞机用钛为中心的发展史，日本战 后则由于飞机产业发展迟缓，钛材需求领域主要以一般工业为主，日本钛材生产厂家及 其产品种类见表1-2。钛锭的生产企业有神户制钢、大同特殊钢、大阪钛科技公司(OTC)、 东邦钛公司(TTC)共四家。 表表1-2 日本钛材生产企业及产品种类日本钛材生产企业及产品种类 日本钛材的销量在 2011 年达到 19358t，创历史纪录。其中日本国内用量为 6113t， 出口量为 13245t，其内需还是比较低迷，出口量较大是因为沙特大型海水淡化工程用钛 的缘故。2013 年日本钛材产量为 12400t，较 2012 年减少了 22%，价格下降了 12%，进 口量为 2053t，出口量为 9624t，进口价格远高于出口价格，说明需要进口高附加值的钛 材产品，日本钛材最大的出口市场是韩国，为 3381t；出口中国的量同比骤降了 43%， 为 1324t；出口德国的量同样降低了 50%，为 674t。 9 1.3 国内钛及钛合金生产及供需国内钛及钛合金生产及供需分析分析 根据有色工业协会钛锆铪分会的统计结果显示，2013 年我国钛材产量为 44453t，2014 年为 49660t，2014 年比 2013 年增长了 11.7%。2004 年2014 年我国钛材 产量见图 1-2，从图 1-2 中可见，我国 2005 年至 2011 年间钛材产量大幅攀升，从 1 万 t 增长到 5 万 t，增幅达到 400%。 图图 1-2 2004 年年2014 年我国钛材产量年我国钛材产量 1.3.1 产能和产量产能和产量 1.3.1.1 产能产能 2014 年中国海绵钛的产能与 2013 年基本持平，总产能达到 15 万 t/a。但由于需求 不足以及企业自身经营原因，抚顺钛业、中航唐山天赫钛业、攀枝花欣宇化工等企业陆 续停产，具体开工日期或是否开工尚待时日，实际海绵钛产能仅为 11.9 万 t。 根据对 23 家企业的统计，2014 年中国钛锭的产能达到 12.4 万 t/a，比 2013 年 10.9 万 t/a 的产能增长了 13.8%。 1.3.1.2 产量产量 （1）钛精矿 根据有色工业协会钛锆铪分会与攀钢钛业的联合统计，2014 年全国共生产钛精矿 380 万 t，其中攀西地区 254 万 t。 （2）海绵钛 2014 年，中国有 12 家企业共生产了 67825t 海绵钛，与 2013 年的 81171t 产出相比， 下降了 16.4%，主要生产企业产量见表 1-3。 （3）钛锭 根据对 23 家企业的统计，2014 年中国共生产 57039t 钛锭，同比下降 8.3%，主要 生产企业产量见表 1-4。 10 表表 1-3 2014 年中国海绵钛的产量年中国海绵钛的产量 企业产量/t所占比例，% 贵州遵钛1115316.4 洛阳双瑞万基1070015.8 攀钢钛业845512.5 宝钛华神835512.3 朝阳金达780011.5 朝阳百盛60218.9 中航唐山天赫60008.8 鞍山海亮50007.4 中信锦州铁合金股份15002.2 宝鸡力兴钛业12001.8 山西卓峰10001.4 抚顺钛业6411.0 小 计67825100 表表 1-4 2014 年中国主要钛锭生产企业产量统计年中国主要钛锭生产企业产量统计 企业产量/t产能/t 宝鸡钛业股份有限公司1800028000 宝钢特种材料有限公司150010000 西部材料47458000 攀长钢40006000 北京中北钛业有限公司35005000 湖南湘投金天科技集团18205000 沈阳鑫通科技贸易公司10004800 洛阳 725 所33404700 宝鸡力兴钛业15005000 东港东方高新有限公司12003700 西部超导8503000 浙江五环钛业21012500 北京 621 所5002700 北京宏大钛科贸有限公司6002000 河北德林钛业有限公司12003000 贵州遵钛（集团）2912000 南京宝泰特种材料公司8123000 沈阳大吉实业有限公司6501200 宝鸡富士特钛业10301400 东方钽业钛业分公司16004000 江苏天工集团30005000 青海聚能12008000 云南钛业26005000 合 计57039123000 11 （4）钛粉 根据有色工业协会钛锆铪分会与宝鸡钛协会的联合统计，2014 年中国钛粉的产量为 2324t，同比下降 12.1%，主要生产企业产量见表 1-5。 表表 1-5 2014 年中国主要钛粉生产企业产量统计年中国主要钛粉生产企业产量统计 企业产量/t所占百分比，% 宝鸡富士特96441.5 宝鸡泉兴钛业75032.3 岐山迈特钛业2309.9 河北武邑凯美特2209.5 宝鸡赛特钛业1004.3 宝鸡永丰钛制品602.5 合 计2324100 （5）钛材 根据对 28 家钛材生产企业的统计，2014 年中国共生产钛材 49660t，同比增长了 11.7%，其生产经营情况见表 1-6，各类钛材所占比例及增减比率见表 1-7 和表 1-8。 表表 1-6 2014 年全国主要钛材生产企业生产、经营情况统计年全国主要钛材生产企业生产、经营情况统计 /t 厂家板材棒材管材 锻件 （含饼） 丝材铸件新品其它合计 宝钛股份782826731943160201638410412975 西部材料45359605495 攀钢29463005100100152503716 湖南湘投金天4003108101520 北京中北钛业5003002001000 宁夏东方钽业500350455900 洛阳 725 所2015360120602555 宝鸡力兴集团11003001007501520282313 西部超导材料17611761 抚顺欣兴特钢11001100 上海桦夏钛业34003400 浙江五环钛业154521683713 南京宝泰8781216222251090 浙江申吉钛业10151015 云南钛业22003502550 宝钢特钢6661161288 天津思特尔特殊钢200200 宝鸡富士特钛业49819323714 张家港华裕钛业600600 宏宝集团550550 常熟锐钛金属620620 张家港海龙实业350350 东港东方高新600600 宝鸡三立公司14025165 北京百幕航材150150 12 山东远大120120 沈阳铸造所100100 北京宏大100100 合 计2768390199898143148255312946549660 表表 1-7 2014 年中国各类钛材所占比例年中国各类钛材所占比例 各类板棒管锻件丝铸件新品其它合计 产量/t2768390199898143148255312946549660 比例/%55.718.219.92.81.01.10.31.0100 表表 1-8 2013 年、年、2014 年各类钛材的产量变化年各类钛材的产量变化 /t 年份板棒管锻件丝铸件新品其它合计 2013 年2337189018024198723960782250244453 2014 年2768390199898143148255312946549660 增率， % 18.51.323.4-28.0101.7-8.9-84.3-7.411.7 （6）钛设备制造 根据对 9 家主要钛设备制造企业的统计，2014 年中国主要钛设备生产企业销售收入 为 11.9892 亿元，同比下降 19.7%；用材 6829t，同比增长 16.0%；设备台数同比下降 16.4%。 表表 1-9 2014 年中国主要钛设备生产企业经营状况年中国主要钛设备生产企业经营状况 生产厂家总产值/万元钛材用量/t数量/台 宝钛集团有限公司1058624590 沈阳东方钛业有限公司359123110768 宝鸡力兴钛业集沈阳派司钛设备有限公司631034290 南京斯迈柯特种金属装备股份有限公司531031045 辽宁市新华阳伟业装备制造有限公司9339311108 南京麦驰钛业有限公司4798200 南京宝泰特种材料有限公司125671045100 洛阳船舶材料研究院21500456 总 计11989268291489 1.3.2 对外贸易情况对外贸易情况 2014 年与 2013 年钛制品进出口量的变化比较见表 1-10，2014 年中国钛制品进出口 情况见表 1-11。 表表 1-11 2013 年、年、2014 年进出口数量的变化年进出口数量的变化 /t 13 海绵钛钛加工材 年份 进口量出口量净出口量进口量出口量净出口量 201342640263599404999965947 2014118569155734978119086930 变化率, %-72.341.454.822.919.116.5 表表 1-11 2014 年中国钛制品进出口统计年中国钛制品进出口统计 进口出口 品 种 数量/t/金额/万美元数量/t金额/万美元） 海绵钛118101.156913664.8 其它未锻轧钛138741.9367403.5 钛粉末15138.3173354.5 钛废碎料0018095.0 钛条、杆、型材及异型材5193393.5585210301.3 钛 丝2701038.42421086.5 厚度0.8mm 的钛板、片、带、箔11482501.3100379.9 厚度0.8mm 的钛板、片、带10363912.726555687.1 钛 管15824106.215374399.1 其它锻轧钛及钛制品42327217.5152210092.9 钛材合计497842169.61190831946.8 1.3.3 市场及价格市场及价格 1.3.3.1 销售量销售量 2014 年，中国共生产海绵钛 67825t，净出口 5573t，销售量 62252t，同比减少 19.7%。 2014 年，中国钛材的生产量为 49660t，净出口量为 6930t，销售量为 42730t，同比 上涨 10.9%。 1.3.3.2 需求分配需求分配 2014 年，中国钛及钛合金在不同领域的销售量及所占比例见图 1-3 和表 1-12。 14 图图 1-3 2014 年中国钛材在不同领域的应用比例年中国钛材在不同领域的应用比例 /% 表表 1-12 2014 年中国主要钛加工材生产企业在不同领域的销售量年中国主要钛加工材生产企业在不同领域的销售量 /t 单位 总量化工 航空 航天 船舶冶金电力医药制盐 海洋 工程 体育 休闲 其他 宝钛集团100474081211032215571105160562150 宝钢特钢269801845 西部材料5495351855082330797218 西部超导1761130437420 攀钢280016802030505005010050900 抚顺欣兴11006001005050100100 上海桦夏340014005050100300100100100700300 浙江申吉1015600100100100115 天津思特尔200200 宝鸡力兴20817962102042800328016 东方钽业90043240225365403092 云南钛业2200140010030050 北京宏大100100150200 北京中北1000600150150100 湘投金天147050015060010010020 南京宝泰104538661751916183422 北京百幕15010050 洛阳 725226696115100697072596270 沈阳铸造所100100 宏宝集团550300505050100 山东远大120703020 张家港华裕600500100 张家港海龙350200505050 浙江五环34042213745136204106 15 东港东方高新6003005050100 宝鸡三立16528152121 常熟锐钛62025070100 宝鸡富士特66040050505060 合计 4446820867486188128406499698174480730302241 所占比例, % 46.910.92.06.414.61.64.61.86.85.0 1.3.3.3 价格价格 根据钛锆铪分会的逐月统计，2014 年中国一级海绵钛和 TA2/3.0mm 厚的标准钛板 的价格走势见图 1-4 和图 1-5。 图图 1-4 2014 年中国一级海绵钛的价格走势年中国一级海绵钛的价格走势 万元万元/t 图图 1-5 2014 年中国年中国 TA2/3.0mm 厚纯钛板价格厚纯钛板价格 万元万元/t 在价格方面，由于需求不足，产能有较大过剩，钛材价格持续在谷底徘徊，有一亮 点是上海景远金属科技有限公司成功开发钛细管和毛细管，产品供不应求。 在对外贸易方面，从 2010 年开始我国为钛材净出口国家；2014 年钛材出口 11908t，比 2013 年出口增加 19.1%，钛材出口平均价格为 2.68 万美元/t；钛材进口 4978t，比 2012 年进口增加 22.9%；钛材进口平均价格为 8.47 万美元/t，进口钛材均价 16 是出口钛材均价的三倍多。进口价低于出口价的有钛丝和厚度小于 0.8mm 的钛板带， 其它产品均为进口价格更高，特别是锻材，进口价格与出口价格相比接近 10 倍。近年 我国钛材进出口情况见图 1-6。 图图 1-6 我国近年钛材进出口情况我国近年钛材进出口情况 /t 1.3.4 我国钛及钛合金市场需求分析我国钛及钛合金市场需求分析 中国的钛及钛合金市场主要以非航空用钛为主，占总量的 80%87%应用于化工、 船舶、冶金、电力、医药、海水制盐、海洋工程、体育休闲及其他领域。近年来，体育 休闲方面的用钛量持续增长，其中仅高尔夫球头和球杆的用钛量达到了 2186t。中国现 已成为世界最大的电力需求国，目前中国的核发电量仅占发电总量的 1%，计划到 2020 年达到 4%，这意味着每年将增加 34 座百万千瓦级核电站，而核电站的冷凝器需要全 钛，预计未来几年的需求将会逐年上升。在医用外科植入物领域，中国每年仅消耗 20 万件，而美国为每年 300 万件，随着中国经济的持续快速发展和国民消费能力的不断提 高，未来市场空间较大。目前钛材在我国汽车领域用量不大，但随着环保的需求以及汽 车轻量化的需要，钛材在汽车领域将大有作为，2014 年我国汽车产量已达 2372 万辆， 如果按高档车占据 10%比例，而每辆高档车用钛材 1kg，钛材用量每年达到 2000t 以上， 汽车用钛市场潜力很大。 日本在高尔夫球杆（球头）、眼镜架及壳体（相机、MP3 外壳）等对表面加工技术 要求较高的体育休闲用品领域开发的产品居多，赛车用消音器、悬簧以及发动机、操纵 杆等滑动部件上钛材的使用有望达到标准化。目前，日本正在寻求钛的新的需求领域， 例如海洋温差发电、潮汐发电等设备上钛的应用就是其跟踪的一个新方向。 近年，印度等新兴国家经济发展迅猛，其发电站、交通运输等领域的发展空间巨大。 未来几年内，印度等国对钛材的需求将迅速增加。 2014 年我国钛材的消费结构见图 1-3，化工依然是第一消费领域，为 46%，但化工 领域用量比例在逐年下降。总体而言，我国钛产业链上、中游企业多，高档次产品较少， 17 低档次产品产能过剩，下游企业少，应用不足，产值低。 2014 年我国钛材分类产量见表 1-7。在钛设备制造方面，根据对 9 家主要钛设备制 造企业的统计，2014 年中国钛设备制造业完成销售收入 11.9892 亿元，比上年同期减少 19.7%，用材 6829t，钛材的需求领域有待拓展。 2 钛及钛合金的应用钛及钛合金的应用 2.1 在航空航天以及军事工业中的应用在航空航天以及军事工业中的应用 钛使用在航空航天以及军事工业上主要有三大优势：比强度高，以钛代钢可减重 30%40%；使用温度宽，最高可在 700下长期使用，在低温下没有明显的韧脆转变 温度；耐蚀性好，在海水和盐雾环境中优于不锈钢，不发生晶间腐蚀，这些优点使得钛 非常适用于航空航天和军事工业。 2.1.1 航天工程航天工程 钛是重要的航天结构材料之一，在各种航天飞行器中都获得了重要的应用。在火箭 上，用 Ti-6Al-4V 做一级火箭发动机壳体和洲际导弹球形或椭圆形发动机壳体，在大力 神导弹上用 Ti-6Al-4V 和 Ti-5Al-2.5Sn 做超低温的氦容器，“能源”号火箭上还使用了 BT23 合金的大型锻件和模锻件，同时还使用了 BTS-1、BT6 和 BT23 合金的焊接球罐和 管结构件，用 TAC-1 型 Ti3Al 基合金做火箭发动机的涡轮壳体；用 CT-20 加工管材用 做高压补燃大推力氢氧发动机氢管路系统。 为减轻卫星的结构重量，增加有效负荷，提高功能比，要求结构材料必须具有高的 比强度，所以钛合金成为卫星工程中成为必不可少的材料，其用途越来越广泛。在卫星 结构中采用 TB2 高强度钛合金制成大口径双波纹壳结构和远地点发动机支架，用 TB2 高强钛合金制作星箭连接包带(卫星和火箭连接装置称为星箭连接包带)，采用 TB2、TB3 钛合金制作螺栓等紧固件及钛合金回收舱端框。在卫星控制系统中应用 TA7 制作储高压气体用容器，用钛合金管材做执行机构用管路，用钛-不锈钢复合材料制作 大容量通信卫星控制系统自锁阀，用 Ti53311S 和 7715D 合金(能耐 550高温)制作姿态 控制发动机的喷注器，还可用钛合金制作卫星共底表面涨力燃料储箱，用 ZTC4 钛合金 铸件制作资源卫星摄像机的镜头框架、镜筒和镜座，选用 TiNi 形状记忆合金制作卫星 上温控系统的散热片。 为使飞行时达到有效载荷最大化，常选用钛合金作为航天飞机的重要结构件。选用 TI-6Al-4V 制造高压容器及机翼的前沿部和一套固定翼的夹具机构，用 Ti-3Al-2.5V 制作 18 油压配管，用 TI-6Al-4V 制造发动机推力支架等。 2.1.2 航空工业航空工业 由于钛合金具有高比强度、较宽的工作温度范围和优异的腐蚀抗力，因而在航空工 业得以广泛应用。 在军用飞机方面，使用钛的比例远远高于民用飞机。美国 1970 年开始服役的 C-5 上钛合金的重量为 6%，而 1992 年开始服役的 C-17 已增至 10.3%，钛零件总重量达 6.8t/架。俄罗斯的伊尔 76 运输机的钛合金用量达 12%。此外，美 B-2 轰炸机、法幻影 2000 及俄 Cy-27CK 战斗机的钛用量分别为 26%、23%、18%，美国 2006 年以后服役的 世界最先进第四代战斗机 F-22 的用钛量高达 39%41%。我国 20 世纪 60 年代投产的歼 七飞机的钛零件重量只有 9kg，70 年代歼八白天型飞机的钛零件重量增至 60kg，80 年 代抓住歼八研制的机遇，使飞机的钛用量达到总结构重量的 2%，钛零件重量达到 93kg，歼十的钛用量进一步增至 3%，两种新一代战斗机的钛用量分别为 4%和 15%，更 新一代的高性能新型战斗机的钛用量将达到 25%30%。 民用飞机的钛用量也在不断增大。波音 737、747、777 钛用量分别为 18t、45t 和 59t，而波音 787 飞机用钛量达到 136t，占全机重量的 15%，实现了减重 2500kg 的目标。 空客公司亦是如此，A320、A330 和 A340 的用钛量分别为 12t、18t 和 25t，而 A380 采 用了全钛挂架，用钛量达到 146t，占全机重量的 10%。俄罗斯正在研制的新一代 150 座 级的客机 MS-21 机体钛用量高达 25%，计划在 2015 年推出。 我国一些飞机机体结构中的钛用量也在不断提高，商用支线客机 ARJ21 的钛用量 为 4.8%，商用干线客机 C919 的钛合金用量为 9.3%。未来十年预计累计产量将达到 2300 架以上，按照平均每架用钛原料 40t 计算，共需钛材 9.2 万 t。 19 图图 2-1 部分民用飞机用钛占全机重量比重部分民用飞机用钛占全机重量比重 2.1.3 军事工业军事工业 军事工业中使用钛后，由于耐蚀不生锈，有利于储存，也减少了维修保养费用。钛 可用于制造迫击炮身管、反坦克导弹、导弹发射器、坦克防护板、防弹背心等。 Ti-6Al-4V 钛合金具有良好的防弹性能，是一种良好的装甲材料，用于坦克装甲可 减少重量 25%，此外还可以用于装甲车和装甲指挥车的指挥炮塔，坦克顶装甲、坦克履 带板、销钉、中心导块、链条、主动轴、悬挂臂、托杆、扭力轴等。钛在其他重武器上 应用的还有：轻型榴弹炮做许多零件，在反坦克导弹上做舱机和架体，在干扰弹发射器 上做炮身和座板，在导弹和制导炮弹中及在弹尾翼上安装 TiNi 形状记忆合金装置，可 使弹体的飞行得到精确制导和控制。 在轻武器上应用有：在高射机枪用作制退器、全钛的轻质喷火器、迫击炮上制作座 板、炮身、底座、支架，以及做防弹衣的薄装甲材料和做钢盔等。 2.2 在海洋工程中的应用在海洋工程中的应用 钛在海洋工程领域的应用主要有：船舰、海水淡化、海港、渔业养殖、海上油气开 采等。目前，钛在海洋开发工程中的用量占全球钛消耗总量的 5%，行业总需求量较低。 2.2.1 船舰船舰 在舰船领域，俄罗斯用钛量最多，在二十世纪九十年代，其年用量就已经达到了占 国内当年总消耗量的 25%；日本舰船用钛占 1%；中国在近 5 年内，舰船的年用钛量从 20 占年总消耗量的 1.2%上升到了 3.3%，呈上升趋势。 钛用于舰船领域始于上世纪 60 年代，相比钛在航空工业的应用晚了约 10 年。俄罗 斯、美国、日本、中国是最早研究将钛用于舰船上的国家，随着科学技术的发展，各个 国家已形成了各自的舰船用钛合金材料技术体系，见表 2-1，合金具体用途见表 2-2。在 舰船应用领域，其主要应用领域包括板、框架和壳体、管式换热器、供水系统、蒸汽冷 凝器、表面冷凝器管道系统、冷却水系统、油污处理系统、甲板排水系统、船舱底部、 导航系统、栏杆、舰船推进系统、深海潜水艇的压力容器、军舰主要结构件、舰船的耐 压部件等。潜艇和核潜艇必须要下潜深且水下隐蔽性好，巨大的船体不能在焊后进行热 处理，在风浪和高速行驶下，船体要承受巨大的静载荷和动载荷，所以要求船体材料强 度高、塑性好、韧性好和抗疲劳性好。钛合金满足这些要求，而且轻量化，非常适宜做 潜艇壳体材料。同时钛无磁性，不易被敌方发现，也不易受磁性水雷攻击，另外钛合金 的透声系数高，适于做声呐导流罩，这可提高潜艇的侦察能力。 核潜艇是用钛量最大的军用船舶，俄罗斯是最先大量使用钛合金制造核潜艇外壳的 国家，其制造技术一直处于领先地位。在核潜艇建造的