國(guó)內(nèi)鈦工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)展“十二五”規(guī)劃
一、鈦工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)展現(xiàn)狀
中國(guó)鈦工業(yè)是在黨和國(guó)家的統(tǒng)籌規(guī)劃和領(lǐng)導(dǎo)下，于1954年起步，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究、工業(yè)化生產(chǎn)的定點(diǎn)布局、應(yīng)用推廣和不斷的技術(shù)進(jìn)步，逐步發(fā)展起來(lái)的。特別是新世紀(jì)以來(lái)，在國(guó)家需求的拉動(dòng)下，在改革開(kāi)放政策的推動(dòng)下，中國(guó)鈦工業(yè)更是突飛猛進(jìn)：2008年中國(guó)海綿鈦的產(chǎn)量達(dá)到49632t，比2000年增加了25.1倍;鈦加工材達(dá)到27737t，比2000年增加了11.4倍。
2008年，中國(guó)海綿鈦產(chǎn)量已居世界第一位，鈦加工材產(chǎn)量?jī)H落后于美國(guó)居世界第二位，從規(guī)模和產(chǎn)量上看中國(guó)已是世界鈦工業(yè)大國(guó)。但是與國(guó)家的需求相比，與美國(guó)、俄羅斯和日本這些世界鈦工業(yè)強(qiáng)國(guó)相比，中國(guó)鈦工業(yè)在制品的品種和質(zhì)量上，還存在明顯的不足。
(一)、成績(jī)
在生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，中國(guó)海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷提高。以 遵義鈦廠為例，近年來(lái)，TiCl4精制過(guò)程和海綿鈦的還原蒸餾過(guò)程均已實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制;還原蒸餾的裝置和技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化，還原蒸餾時(shí)間大幅縮短60小 時(shí)以上，既降低了能耗，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量;2000年該廠零級(jí)海綿鈦比例僅占5%左右，2009年該廠海綿鈦的零級(jí)品已占全年總產(chǎn)量的約40%，95鈦 (HBW硬度小于95)已占到總產(chǎn)量的8%。
2000年以來(lái)，中國(guó)鈦加工的裝備技術(shù)水平也在不斷提高：大批引進(jìn)德國(guó)3-10t真空自耗電弧爐，引進(jìn)了大型電子束冷床爐并正在引進(jìn)大型等離子冷床爐， 有效地提高了鈦及其合金的熔鑄生產(chǎn)技術(shù);裝備了4000-6000t大型快鍛機(jī)，改善了鈦及其合金的鍛造系統(tǒng)，提高了鍛造的水平和能力;改造了鈦合金薄板 生產(chǎn)線，提高了薄板的生產(chǎn)技術(shù)水平和能力;改造和完善了鈦及其合金復(fù)合板生產(chǎn)線;改造和完善了殘鈦回收生產(chǎn)線;改造和完善了鈦及其合金的等溫模鍛生產(chǎn)線; 改善和完善了鈦及其合金的精鑄生產(chǎn)線等。
2000年以來(lái)，中國(guó)一大批鈦制品取得了國(guó)外大公司的定點(diǎn)生產(chǎn)認(rèn)證，計(jì)有：遵義鈦業(yè)通過(guò)了德國(guó)克虜勃公司的航空級(jí)海綿鈦質(zhì)量認(rèn)證。寶鈦集團(tuán)多個(gè)產(chǎn)品獲得了美國(guó)波音公司、英國(guó)羅羅公司、歐洲空客公司、法國(guó)Snecma公司、Forteth公司、美國(guó)Goodrich起落架公司、加拿大龐巴迪飛機(jī)制造公司的質(zhì)量認(rèn)證。西部超導(dǎo)公司部分鈦產(chǎn)品通過(guò)了國(guó)際宇航AS9100質(zhì)量認(rèn)證，西部鈦業(yè)部分產(chǎn)品通過(guò)了歐洲摩迪公司的質(zhì)量認(rèn)證等。
(二)、存在的問(wèn)題
1、海綿鈦產(chǎn)品的質(zhì)量與美、日、俄的相比仍有一定差距，能耗也較高。俄羅斯TG-90約占總產(chǎn)量的30%，TG-100約占總產(chǎn)量的40%，這樣TG-100以上品級(jí)率占總產(chǎn)量的70%。而中國(guó)遵義鈦廠90鈦還不能批量生產(chǎn)，95鈦僅占8%，零級(jí)鈦(相當(dāng)于TG-100)以上產(chǎn)品率僅40%左右。
遵義鈦業(yè)全流程海綿鈦的能耗為：32000-34000kwh/t，而日本僅25000-26000kwh/t。
2、將海綿鈦熔煉-澆鑄成鈦錠的過(guò)程(即熔煉過(guò)程)是一切后續(xù)鈦加工過(guò)程的基礎(chǔ)，只有化學(xué)成分和組織成分均勻，無(wú)高、低密度夾雜物夾雜缺陷的大型優(yōu)質(zhì)鈦錠，才能后續(xù)加工制作成優(yōu)質(zhì)的、批次性能穩(wěn)定的各種鈦及其合金材。
然而，目前作為鈦錠主要生產(chǎn)設(shè)備的真空自耗電弧爐，是在保護(hù)氣氛下，進(jìn)行區(qū)域熔化制備鈦錠的，既不能去除夾雜，又不能使整個(gè)鈦錠同時(shí)熔化而使其化學(xué)成分和組織成分充分均勻化。因此，航空用優(yōu)質(zhì)鈦合金錠往往三次熔煉而難以得到化學(xué)和組織成分均勻的產(chǎn)品。目前，中國(guó)已有一臺(tái)大型電子束冷床爐，正在安裝調(diào)試大型電子束冷床爐和等離子冷床爐各一臺(tái)，但目前均未能生產(chǎn)合格的鈦合金錠。
中國(guó)優(yōu)質(zhì)鈦合金錠的生產(chǎn)技術(shù)和裝備與國(guó)外先進(jìn)水平相比，還有很大的差距。
3、我國(guó)鈦制品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尚存在著明顯缺陷，還不能充分滿足航空航天等部門的高端需求。
“十二五”期間，將是我國(guó)航空航天、艦船和海洋石油開(kāi)采、甚至醫(yī)療和體育休閑等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門均對(duì)鈦及其合金的擠壓型材和擠壓管材提出了明確而強(qiáng)烈的需求，然而國(guó)內(nèi)至今仍不能批量生產(chǎn)鈦及其合金型材擠壓和管材。
鈦帶也是鈦制品的高端產(chǎn)品，可用來(lái)生產(chǎn)鈦焊管、鈦制板式換熱器、鈦復(fù)合板，也可直接代替鈦標(biāo)準(zhǔn)板，需求在萬(wàn)噸以上，廣泛用于航空、艦船、核電、化工、冶金等領(lǐng)域。不僅如此，鈦帶廣泛使用后，還會(huì)引發(fā)中國(guó)鈦制品的升級(jí)換代，促進(jìn)中國(guó)鈦制品向高端發(fā)展。然而，中國(guó)寶鋼特鋼、寶鈦集團(tuán)、湖南金天等企業(yè)仍在進(jìn)行該項(xiàng)目的建設(shè)，要全面地掌握生產(chǎn)技術(shù)，工業(yè)化地生產(chǎn)鈦帶，還有很長(zhǎng)的路要走。
(三)、“十二五”期間鈦的發(fā)展重點(diǎn)和趨勢(shì)
1、從世界范圍來(lái)說(shuō)
進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型鈦合金，如TiAl等，以擴(kuò)大鈦在航空中的應(yīng)用;
進(jìn)一步開(kāi)發(fā)先進(jìn)加工技術(shù)，如鈦的近凈成型加工技術(shù)，以擴(kuò)大鈦的高端應(yīng)用;
進(jìn)一步降低鈦及其合金的成本，以擴(kuò)大鈦的應(yīng)用，如在汽車中的應(yīng)用，在日常生活中的應(yīng)用等。
2、對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)
中國(guó)的大飛機(jī)計(jì)劃(大客和大運(yùn))、嫦娥工程、軌道站計(jì)劃、核電站計(jì)劃、海洋工程(艦船制造、海洋石油開(kāi)采和海水淡化等)以及中國(guó)持續(xù)發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)都對(duì)鈦及其合金材提出了更高的質(zhì)量，更大的數(shù)量的要求。因此，努力提高鈦制品的質(zhì)量，努力開(kāi)發(fā)鈦帶、鈦及其合金擠壓管材和型材等新產(chǎn)品，以滿足國(guó)家建設(shè)的需要，是目前中國(guó)鈦行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)。
二、發(fā)展目標(biāo)
以航空航天、艦船、核電站以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大需求為導(dǎo)向，通過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程控制，全面提高鈦制品的質(zhì)量水平，大力發(fā)展高端鈦 產(chǎn)品，特別是國(guó)家和市場(chǎng)急需的、環(huán)保節(jié)能的鈦制品，在“十二五”末期時(shí)，使高端鈦制品基本滿足國(guó)家需要，鈦制品的出口率穩(wěn)定在20%-40%。
三、發(fā)展思路及優(yōu)先主題
(一)、發(fā)展思路
通過(guò)海綿鈦冶煉技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)鈦熔煉和加工技術(shù)攻關(guān)，建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制制度(即過(guò)程控制體系)，大力發(fā)展國(guó)家急需的高端鈦制品，全面提高鈦制品質(zhì)量。
(二)、優(yōu)先主題
1、提高質(zhì)量
全面提高海綿鈦質(zhì)量，使零級(jí)海綿鈦產(chǎn)成品率達(dá)70%以上。95鈦(即HBW硬度小于95)產(chǎn)成品率達(dá)35%，能夠批量生產(chǎn)HBW硬度小于90(其中雜質(zhì)鐵含量≤0.05%，氧含量≤0.04%)的高端海綿鈦。
全面提高鈦及其合金錠的質(zhì)量，能批量生產(chǎn)化學(xué)和組織成分均勻、基本無(wú)冶金夾雜缺陷的優(yōu)質(zhì)鈦合金錠。
以優(yōu)質(zhì)海綿鈦和鈦合金錠為基礎(chǔ)，通過(guò)技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新和嚴(yán)格的質(zhì)量過(guò)程控制，全面提高鈦加工材在質(zhì)量和表面質(zhì)量。
2、開(kāi)發(fā)新品種
90鈦、冷床爐生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)鈦合金錠、鈦帶及其延伸鈦制品。鈦及其合金擠壓型材、管材等。
3、更新裝備
重點(diǎn)支持海綿鈦冶金設(shè)備的改造、更新，鈦錠熔煉設(shè)備的改造、更新，鈦型材和擠壓材設(shè)備的配套，鈦分析檢測(cè)設(shè)備和軟件的更新配套等。
四、重大質(zhì)量專項(xiàng)和重點(diǎn)工程
(一)、重大質(zhì)量專項(xiàng)
名稱：航空航天、艦船、核電、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域用鈦制品質(zhì)量升級(jí)專項(xiàng)。
內(nèi)容：通過(guò)提高海綿鈦、鈦錠等鈦制品質(zhì)量，開(kāi)發(fā)鈦型材、管材和帶材新品種，全面提高中國(guó)鈦制品質(zhì)量，基本實(shí)現(xiàn)鈦制品的升級(jí)換代，促進(jìn)鈦行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向高端轉(zhuǎn)移。
(二)、重點(diǎn)工程
1、海綿鈦的質(zhì)量升級(jí)工程
通過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，以及嚴(yán)格的過(guò)程控制，降低海綿鈦的能耗，提高海綿鈦的質(zhì)量，使其零級(jí)鈦達(dá)到70%以上，95鈦達(dá)到35%以上，工業(yè)化地生產(chǎn)90鈦，并形成自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
2、鈦合金錠的質(zhì)量升級(jí)工程
通過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，以及嚴(yán)格的過(guò)程控制，工業(yè)化地生產(chǎn)化學(xué)和組織成分均勻、基本上無(wú)冶金夾雜缺陷的優(yōu)質(zhì)鈦合金錠，并形成自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
3、鈦擠壓型材和管材的裝備和技術(shù)開(kāi)發(fā)
通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，以及嚴(yán)格的過(guò)程控制，批量地生產(chǎn)航空用典型的鈦合金型材，滿足國(guó)家的急需，并形成自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
4、大卷重鈦帶的裝備和技術(shù)開(kāi)發(fā)
通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，以及嚴(yán)格的過(guò)程控制，工業(yè)化地生產(chǎn)大卷重鈦帶，以滿足國(guó)內(nèi)的急需，并形成自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
5、成立國(guó)家鈦產(chǎn)品表征與評(píng)價(jià)中心
該中心應(yīng)承擔(dān)以下功能，以促進(jìn)中國(guó)鈦制品質(zhì)量的全面提高，大力促進(jìn)鈦制品的新應(yīng)用。
1)、承擔(dān)各種鈦產(chǎn)品的檢測(cè)任務(wù)，代表行業(yè)與國(guó)家的最高水平。
2)、檢測(cè)范圍廣，測(cè)量精度高。可測(cè)試鈦及其合金、含鈦化合物，可測(cè)試原料、半成品、成品;可測(cè)試不同狀態(tài)的產(chǎn)品：致密件、多孔件、粉末、纖維、涂層等;可進(jìn)行物理(熱聲電光等)、化學(xué)、力學(xué)(各種機(jī)械性能)、微觀組織及結(jié)構(gòu)的測(cè)試;能承擔(dān)某些極端條件下(如超高溫)的性能測(cè)試等。
3)、與使用單位共同確定鈦材料的使用條件和參數(shù)。
4)、參與鈦制品的行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制訂或修訂。
5)、承擔(dān)檢測(cè)人員的培訓(xùn)及檢測(cè)資格的認(rèn)證事宜。
6)、鈦及其合金性能及使用情況的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。
五、重要的政策和措施
(一)、建議國(guó)家加大對(duì)鈦產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)改造和質(zhì)量升級(jí)的投入，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)鈦行業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用和節(jié)能減排項(xiàng)目的支持，促進(jìn)鈦行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。
(二)、建議將海綿鈦、鈦粉列入國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)品目錄，實(shí)行9%的出口退稅率。
(三)、建議將鈦帶、Ti/Al合金、Ti/3Al合金、鈦鎳形狀記憶合金、鈮鈦超導(dǎo)合金、精鑄、鈦粉末冶金產(chǎn)品等鈦制品中的高端技術(shù)產(chǎn)品實(shí)行17%的出口退稅率。
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