一、行业背景
钛被誉为“太空金属”和“海洋金属”,是21世纪重要的战略金属材料。凭借轻量化、高强度、耐高低温、抗强酸强碱等优势,钛成为诸多大国重器的重要制造材料。陕西是钛产业大省、全国最大的钛及钛合金生产基地,是国内拥有钛材产品规格与牌号最多的省份,产业规模长期保持国内领先地位,钛金属加工产业规模更是居全球第一。数据显示,2023年全省钛材加工量约为10万吨,同比增长13.6%,占全国、全球总加工量的60%和45%,实现产值超800亿元。
图1.钛合金新材料研发
钛及钛合金产业链已成为陕西省、西安市重点发展的产业链之一。西安已形成以西北有色金属研究院(含西部材料、西部超导)为行业龙头的钛及钛合金冷热加工、焊接、机械加工及近净成型加工的产业中游企业群。同时,产业集群纵向延伸,不断扩大以中国航发西航公司为龙头的产业下游企业群,初步形成完整的纵向产业链和服务链。
二、产业链构成
上游:陕西省缺少最适宜用于钛金属冶炼的金红石资源,有钛铁矿资源,没有产业链上游采选分离环节企业。
中游:陕西钛企业多在熔铸与加工环节,属于钛产业中游,根据行业统计数量超过300家,无论在技术、装备、规模上都处于国内绝对领先的地位。骨干企业为宝钛股份、西部材料、西部超导、力兴钛业等。
下游:陕西省钛产业下游的钛材深加工与应用环节企业较少,基本上是国防军工企业。近年,钛产业下游在环保水处理、湿法冶金、半导体及集成电路、新能源装备制造等领域也有一定的发展。陕西省在钛产业下游的钛电极材料制造企业众多,也有知名的钛及钛合金成套装备制造企业,数量和质量在国内占比较大。骨干企业为西安泰金等。
图2.钛及钛合金产业链图
三、政策环境
《西安市现代产业布局规划》和《西安市“十四五”战略性新兴产业发展规划(2021-2025)》提出要加快在有色金属材料等前沿性新材料领域布局,提升新材料产业对战略性新兴产业发展的支撑能力。为深入贯彻省、市关于进一步提升产业链发展水平的意见要求,西安市发布《西安市钛及钛合金产业链提升方案》方案指出:“十四五”期间,集中力量实施一批重大专项,突出解决一批关键钛材料品种,提高我市钛产业创新能力,加快创新成果产业化和示范应用,提升产业品质,巩固产业优势;瞄准钛及钛合金产业链的高端、关键和紧缺环节,以及产业链上下游配套端、应用端,开展重点招商、补链招商、精准招商;延伸产业链条,带动钛产业转变经济增长方式,实现转型升级。并在建立工作机制、抓好重点区域、加强财税支持、促进融合发展、优化完善服务体系五大方面提出具体推进措施。
四、发展重点
强链:不断提高熔铸与加工生产技术和装备水平,提升优势产业环节影响力,保持在中游的行业领先优势,引领钛产业发展方向
延链:努力延伸下游加工应用领域环节,打造产业新增长极,提升产业整体效益。加快在下游钛装备和制品领域的开发力度。
补链:利用资本纽带掌握钛资源,保证优质资源的稳定供应。继续鼓励市内钛企业面向国内、国际两个市场获得钛资源,保障行业稳定发展。
五、发展任务
结构材料:持续推进航空航天用650℃高温钛合金、1300MPa级超高强韧钛合金、1500MPa级超高强中韧钛合金以及新型装甲和战斗部用高抗冲击钛合金的应用研究,提高我市新型钛合金在国内高端装备领域的应用水平。组织开发TC4(ELI)、TA15、SP700钛合金中厚板材、宽幅板材,实现厚度4—150mm、宽度2500mm热轧中厚板,厚度0.4—4.0mm、宽幅1500mm冷轧薄板,大卷重(单重3吨以上)钛带等产品产业化;推进TC21、TC4-DT高性能Φ400mm以上钛合金大规格棒材产业化,促进新型战机、大飞机、直升机、导弹战斗部用钛合金棒材等重点产品国产化;开发海洋工程用TA5-A、TA16、TA22、Ti-B19系等钛合金材料及产业化技术;兵器用高性能低成本钛合金材料及产业化技术;突破氢能、核电等用大规格钛钢复合板、管等材料产业化,满足冶金、制盐、油气输送等领域钛合金及复合材料的需求;开发钛基贵金属/贱金属涂层复合电极材料,用于杀菌消毒、湿法冶金、阴极保护等领域,从而带动钛材料产业链的发展。
图3.钛纤维毡过滤系统生产线
钛功能材料:大力发展TC4、Ti6Al7Nb医用钛合金等医用级材料及其制品,满足人工器官、血管支架和体内植入物等产品应用需求。推动材料技术与生命科学、临床医学等领域融合发展,降低研发风险和生产成本,扩大产业规模。加快低温超导铌钛(NbTi)合金及制品的产业化。推动钛合金粉末冶金功能材料、长寿命钛合金阳极材料以及Ti35耐辐照材料产业化的实施。
精深加工:加快调整钛合金产品结构,推动钛合金精深加工技术产业化,发展高技术、高附加值的产品。重点发展钛合金异型管件、超大口径钛合金弯管、钛合金环形气瓶、高压柱形气瓶、钛合金球形气瓶、钛合金锥形件、可翻转钛膜片、超高强钛螺栓、钛合金弹簧等,以及钛合金牙种植体、医疗植入件、血管支架等具有高附加值的医疗产品。加快建筑用钛材、体育休闲及工艺品类钛产品开发。
钛装备制造:面向化工、冶金、核电、新能源、半导体及集成电路、油气运输以及海洋资源开发的重大需求,大力发展钛及钛复合材料装备,重点突破精细化工用反应釜、浓缩器,滨海电站冷凝器,以及乏燃料后处理用溶解器、蒸发器,电解铜箔制造成套装备、钛电极材料及装置的设计制造核心技术,全面提升自主研发设计、专业化制造、工程总包及设备配套能力,积极推动海洋风能利用工程建设装备、海水淡化和综合利用等装备产业化。促进产业体系化和规模化,增强西安市钛应用水平及装备制造能力。
六、发展目标
陕西省实施品牌强省战略,持续提升产品质量,加大上市公司培育力度,力争到2030年全省钛及钛合金领域上市企业达15家以上,实施产业协同发展行动,优化产业发展空间。到2025年,全省钛材加工规模力争达到11万吨,国内市场份额达到65%以上,形成由西安、宝鸡两板块组成的年产值达1000亿元以上的国际一流钛及钛合金材料产业集群。
西安市全面建成以结构钛合金为主体、功能钛合金、钛合金精深加工、钛合金装备及应用为分支的新型产业结构体系,使西安市钛合金加工技术达到世界先进水平,实现钛及钛合金在海洋工程、生活日用品等领域的产业化应用。到2025年,我西安市钛及钛合金产业力争实现产值200亿元。