Сфера применения титана неуклонно расширяется. Это приводит к появлению новых производств, но мировой спрос не насытится еще много лет
Иван Червонный, д.т.н., Владислав Иващенко, к.т.н., Запорожская государственная инженерная академия
Сфера применения титана неуклонно расширяется. Это приводит к появлению новых производств, но мировой спрос не насытится еще много лет
Мировое производство титана начало развиваться стремительными темпами со второй половины XX века. Сочетание высоких эксплуатационных характеристик титана с ростом цен на изделия из стали и алюминия способствовало расширению сферы его применения и, соответственно, спроса.
Сырьевая база
Основным природным титановым сырьем являются минералы ильменит и рутил. Так, поставки ильменита удовлетворяют около 90% мирового спроса на титановые минералы. По оценке Геологической службы США, достоверные мировые запасы титановых минералов по содержанию диоксида титана в ильменитовых рудах составляют 660 млн.т, предполагаемые – 1,3 млрд.т.
Значительными прогнозными и разведанными запасами титановых руд обладает Россия. Государственным балансом РФ учтено 16 месторождений, рассматриваемых как детально разведанные промышленные объекты. Кроме того, есть около 10 месторождений с запасами, оцениваемыми как прогнозные.
В частности, нефтехимическая компания «Ярегская» (Республика Коми) производит в небольшом объеме (до 1 тыс.т в год в пересчете на диоксид титана) лейкок-сеновый концентрат, но планирует повысить годовой выпуск до 30 тыс.т (по TiO2). Компания поставляет лейкоксеновый концентрат на Ключевской ферросплавный завод (для получения ферротитана).
Титансодержащие руды добываются также предприятием «Севредмет» (Мурманская обл.), которое выпускает лопаритовый концентрат (в последние годы его ежегодное производство составляло 3,5-4,5 тыс.т). Здесь выпускается комплексное сырье с содержанием до 40% TiO2. «Севредмет» поставляет лопаритовый концентрат на Соликамский магниевый завод.
В настоящее время к промышленному освоению в России готовится 5 объектов (месторождения Центральное, Ярегское, Лукояновское, Гремяха-Вырмес, Курнах), в перспективе планируется приступить к освоению ряда других коренных (Большой Сейим, Медведевское) и рассыпных (Туганское, Бешпагир) месторождений.
В Казахстане осуществляются геологоразведочные работы на Сатпаевском месторождении – чтобы в дальнейшем обеспечить поставки титанового сырья для внутреннего рынка. Сооружение горно-обогатительного предприятия мощностью 1 млн.м3 ильменитовых песков завершено в середине 2003г. На Актюбинском ферросплавном заводе компания Razchome Corp. построила опытный цех по переработке концентрата, поставляемого с Шокашского месторождения.
На этапе титановой губки
Мировой титановый рынок сложно назвать стабильным. За последнее десятилетие были закрыты производства титановой губки в таких компаниях, как Oremet и RMI Titanium (США), Deeside (Великобритания), Showa Dinko (Япония), общей мощностью до 19 тыс.т в год.
С другой стороны, в прошлом году благодаря деловой активности в энергетике и авиакосмической промышленности спрос на металлический титан в мире повысился, в частности в Японии.
Это все определяет и динамику международных рынков губчатого титана. Из шести его основных стран-производителей на 1-м месте остается Япония, на 2-е место вышел Китай, на 3-е – Россия. В числе ведущих поставщиков остается Казахстан – 4-е место, на 5-м – США, на 6-м – Украина.
Среди компаний-производителей титановой губки ключевое место занимает «АВИСМА» (Россия), на втором месте – Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат (УКТМК; Казахстан), на третьем – Osaka Titanium (быв. Sumitomo Titanium Corp.), на 4-5-м – Toho Titanium (обе – Япония) и Fushun (Китай), и на восьмом – Запорожский титано-магниевый комбинат (ЗТМК, Украина). Всего же в мире насчитывается 12 ведущих изготовителей.
Титановая губка не относится к биржевым товарам, поэтому цена на нее формируется в зависимости от предложения и спроса на отдельно взятых региональных рынках – Европы, США, Китая и Японии. Большая часть продукции реализуется по долгосрочным контрактам с их спецификой ценообразования, при этом доля спотового рынка невелика -всего ок. 2-5%.
Еще в 2004г. цены на титановую губку составляли менее 7 $/кг, но в результате восстановления активности глобальной авиаиндустрии в 2005г. стоимость губки достигла 28 $/кг. Рост цен был вызван ажиотажным спросом на губку для производства ферротитана, значительным увеличением выпуска легированных титаном сталей.
По итогам позапрошлого года стоимость упала до 23 $/кг, в 2007г. удешевление продолжилось: спот-цены на продукт с минимальным содержанием титана в 99,6% упали с пика 27,14 $/кг (август 2006г.) до 11,94-12,45 $/кг. Под давлением низких цен многие мелкие и средние производители, в т.ч. в Китае, сократили выпуск продукции. Основным фактором снижения цен стало расширение производственных мощностей по выпуску губки в Японии и США.
Впрочем, крупнейшие японские компании Osaka Titanium и Toho Titanium, выпускающие 30% губки в мире, с 1 января 2008г. увеличили цены на экспортные отгрузки на 10%. И продолжают наращивать производство. Всего в минувшем году в Японии выпущено до 39 тыс.т губки – это на 15,5 тыс.т больше, чем в 2004г., что связано с ростом использования титана в сравнительно новых отраслях. Так, многообещающим для титана рынком, например, в Японии становится выпуск спортивного инвентаря (клюшек для гольфа), посуды и наручных браслетов. На среднюю клюшку с титановой головкой требуется около 100 г титана, а производство таких изделий исчисляется десятками миллионов штук в год.
Недавно компания Allegheny Technologies (США) сообщила о желании построить в г. Раули (штат Юта) новый завод производительностью 7,4 тыс.т губки в год, доведя свои мощности по губке до 12,3 тыс.т.
По данным исследовательской группы RTI, в 2007г. мировые мощности по выпуску титановой губки выросли по сравнению с 2005г. на 35%, а еще через 4-5 лет этот показатель удвоится. Так, ожидается, что к 2012г. глобальное производство губки составит 322 тыс.т. Ведущее положение на рынке займет Китай – в лице целого ряда компаний. Кроме того, начато строительство нового предприятия по изготовлению губки компании Kerala Minerals and Metals Limited (Индия) мощностью 2000 т/год. Это позволит Индии стать 7-й в мире страной по производству губки.
Слитки и прокат
Титановый прокат выпускается в основном в СНГ, Азии и Северной Америке (совокупно 30-32% глобального производства), а также в странах Евросоюза (6,6%).
Отметим, что в последние годы возросло потребление титана в архитектуре и строительстве, притом не только в Японии, которая была здесь пионером, начав использование титана в строительстве 25 лет назад. Так, объекты из титана строятся в Объединенных Арабских Эмиратах. Первенцем здесь стал новый аэропорт, сданный к 2007г., – при его возведении было использовано 680 т титана.
В Европе ведущим потребителем титанового проката остается авиапромышленность, где используется 60-75% титана, потребляемого в регионе. Впрочем, все более перспективными покупателями считаются нефтяная и газовая отрасли, а также автомобилестроение, производство бытовой техники и др. Однако пока что титан слишком дорог для массового применения в этих отраслях (это может измениться после 2009г., в случае предсказываемого титану удешевления). Так, например, австралийская национальная научно-исследовательская организация CSIRO разработала новое производство дешевого титана и систему плавки. Благодаря системе себестоимость производства титана может сокращаться на 50%.
В целом по миру в 2007г. использование титана в авиастроении составило около 34 тыс.т, а к следующему году достигнет 40,8 тыс.т в год. В 2010 и 2011гг. со стороны авиастроителей ожидается снижение спроса, однако к 2015г. его объем должен выйти на уровень 61,2 тыс.т. Для справки, титаноемкость различных типов самолетов компании Airbus составляет (на 1 самолет): А320 – 20 т, А737 -40 т, А757 – 45 т, А767 – 48 т, А330 – 49 т, А747 – 85 т, А777 – 120 т, А380 – 180 т, А350 – 200 т, А787 – 275 т.
Увеличение применения титана в авиапромышленности вызвано тем, что, во-первых, использование этого металла позволяет облегчить конструкцию при сохранении прочности, а значит – сократить расход дорогого авиатоплива. Во-вторых, мировой рынок авиаперевозок растет. В-третьих, самолеты, составляющие базу авиапарков крупнейших перевозчиков, согласно запросам рынка пора менять на более современные модели.
В 2005-2008гг. поступательно росло и общее мировое потребление титанового проката – в 2005г. – до 70 тыс.т, в 2006г. - 75 тыс.т, в 2007г. – 77,5 тыс.т, прогноз на этот год – 84 тыс.т.
Титан в России
Титановая промышленность СССР заметно выделялась на фоне всего мира. В отрасль входили 4 крупнейших предприятия – ЗТМК, УКТМК, Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) Свердловской обл. и Березниковский титано-магниевый комбинат (АВИСМА) в Пермской обл.
В результате планомерного развития отрасли в конце 1980-х гг. Советский Союз производил около 85-90 тыс.т титановой губки и 100 тыс.т титановых слитков. Это примерно в 1,5 раза больше, чем производилось на тот момент в США, Европе и Японии вместе взятых. При этом 55% титана шло в авиацию, 15% – на нужды космо- и ракетостроения, 20-25% – на судостроение, остальное – в базовые отрасли промышленности.
Ежегодная мощность крупнейшего в мире предприятия по выпуску титановых слитков ВСМПО до 2000г. составляла 90-100 тыс.т в год, однако в 2001 и 2002гг. производство составило лишь 14,5 и 14 тыс.т соответственно, притом основная продукция экспортировалась. В настоящее время корпорация «ВСМПО-АВИСМА» поставляет продукцию около 300 компаниям в 48 странах мира, годовое производство в 2007г. – более 31,4 тыс.т титановых продуктов. Согласно стратегии развития корпорации, к 2011г. намечено увеличить ежегодный выпуск титановой губки по сравнению с 2006г. в 1,5 раза, до 44 тыс.т, к 2012г. – до 46-47 тыс.т. Годовое производство готового титана к 2011г. должно вырасти в 1,7 раза, до 35,5 тыс.т. Кроме того, доля продукции глубокого передела (штамповок, в том числе с предварительной механической обработкой, листов, плит авиационного качества, прутков) в общем объеме выпуска к 2020г. будет увеличена с 59% до 75%.
В последнее время открыт новый цех по черновой механической обработке штамповок балок (нескольких разновидностей) для шасси крупных самолетов. Эта продукция поставляется фирме Goodrich - одному из крупнейших мировых изготовителей шасси, с заводами в Канаде и США. Также «ВСМПО-АВИСМА» реализует проект «Титановая долина», по которому в перспективе в г. Верхняя Салда будут сосредоточены предприятия по производству титана для авиа-, судо-, автомобилестроения, космонавтики, энергетики, медицины, а также – производства сверхнадежных двигателей. В осуществлении проекта предполагается участие таких компаний, как Boeing, Yamaha, Rolls-Royce, Tital.
США – крупнейший потребитель
США являются крупнейшим в мире потребителем титана (34% потребления). Титановые слитки в Штатах выпускают два производителя губки, а также еще десяток компаний по производству слитков и проката (общей производственной мощностью до 80 тыс.т слитков). Около 30 фирм потребляют слитки для выпуска поковок, проката и отливок.
Примерно 40% спроса на титан приходится на авиакосмическую промышленность, 34% – распределяется между предприятиями тяжелой промышленности (химпром, электроэнергетика, судостроение), 16% потребляется военно-промышленным комплексом (производство брони), 10% приходится на выпуск потребительских товаров (медицина, спортивные товары и др.).
При этом новая программа 787 Dream-liner авиакосмического гиганта Boeing является самой титаноемкой за все времена самолетостроения. Ожидается, что поставки первых серийных Boeing 787 начнутся в 2008г.
Кроме того, в целях стабилизации поставок Boeing подписал долгосрочное соглашение о поставках титана с компанией Timet (США). Данный контракт сохраняет за последней роль ведущего поставщика титана в США – наряду с «ВСМПО-АВИСМА» (РФ).
Япония наращивает производство
На титановом рынке Японии действуют:
• четыре компании по выпуску слитков (лидеры – Kobe Steel и Daido Steel);
• десяток изготовителей титанового проката (Toho, Kobe Steel, Osaka, Nippon Corp., JFE Corp., Daido Steel Co., Furukawa Electric Co., Nikko Metal, Sumitomo Light Metal Indastries, Aichi Steel, Mitsubishi Materials Corp.);
• два предприятия, производящие титановое литье (Daido Steel Co., Vacum Metallugical Co.).
(О производителях титановой губки -Osaka Titanium и Toho Titanium - мы упоминали выше – прим. авт.).
Авиапромышленность Японии использует только 2-3% общего количества титана, реализуемого в стране. Главные же области применения продукта – химическая промышленность – ок. 30%, атомные и тепловые электростанции – 20%.
В феврале 2008г. Osaka Titanium заявила об открытии нового завода по плавке титанового слитка в г. Кисивада, а также о дальнейшем увеличении производительности предприятия по производству губки в г. Анагасаки (с 38 до 41 тыс.т). Оба завода начнут плановую отгрузку в октябре следующего года; в г. Анагасаки также будет построен пилотный цех с применением новой технологии плавки – восстановление оксида или хлорида титана осуществляется кальцием, а не магнием. Рафинирование титановой губки по новой технологии, по предварительным данным, способно снизить производственные расходы на 30%.
По имеющимся данным, расширение производства Osaka Titanium во многом является ответом на активность Toho Titanium по наращиванию выпуска губки, слитка и другой продукции. При этом обе японские компании пытаются укрепить свои позиции на внешних рынках, за счет чего в ближайшее время может вырасти и в целом доля Японии на мировом рынке.
Что происходит в Китае
Основными особенностями развития современной титановой промышленности Китая являются:
- наращивание экспорта продукции;
- рост производства в ближайшее время;
- производство в основном продукции низких переделов;
- рост выпуска высокотехнологичных продуктов в скором будущем;
- стремление развиваться самостоятельно, независимо от политики лидеров мирового рынка.
Таким образом, если еще в 2003г. КНР импортировала 2824 т губки, а в 2004г. – 1608 т, то уже в 2007г. китайский губчатый титан экспортировался в США, Японию, Нидерланды, Южную Корею. В 2007г. мощность производства губки в Китае достигла 30 тыс.т (в 2006г. – 17,5 тыс.т). А согласно прогнозу, в 2010-2012гг. производство титановой продукции в стране составит 100 тыс.т и 113 тыс.т соответственно.
Кроме того, ожидается, что к 2010г. КНР будет обладать необходимой технологией для выпуска титана высших марок для аэрокосмической промышленности. Сегодня предприятия этой отрасли в Китае используют титан высшего качества из России, однако китайский авиапром работает над целой серией проектов собственных пассажирских самолетов, поэтому уже в ближайшие годы ему потребуется гораздо больше титана. Все больше данного металла требуется и для активно развивающейся космической программы. И аналитики считают, что для полноценного удовлетворения растущего внутреннего спроса КНР нужно будет динамично развивать собственные титановые производства.
Мощности по выпуску титановых слитков в Китае на начало 2007г. составили 40,6 тыс.т (в т.ч. лист – 5,67 тыс.т, бруски – 3,1 тыс.т, трубы – 2,3 тыс.т, кованая продукция – 4,6 тыс.т, литье – 1,5 тыс.т).
В структуре потребления титана в КНР 38,6% занимает химпром, 9,7% – авиакосмическая отрасль, 2,1% – судостроение, 2% – металлургия, 2,5% – порошковая металлургия, 0,5% – фармацевтика, 4,3% – соляная промышленность, 0,6% – строительство морских сооружений, 23,5% – спортивная и развлекательная индустрия, 16,2% – другие.
Ведущим производителем слитков и проката является Baoji Titanium Industy Co. Ltd. На предприятии работают три вакуумно-дуговые печи (на 3, 6 и 10 т за цикл), а сейчас монтируются еще две 10-тонные печи. Ежегодное увеличение выпуска проката компанией предполагается на уровне 1000 т. Совместно с компанией VALTIMET эксплуатируются мощности по получению сварных труб на 600 т/год, планируется увеличение еще на 600 т/год.
DAOSHAW Iron&Steel Co., Ltd является ведущим китайским изготовителем сплавов и продукции для авиации. Годовая мощность предприятия по производству слитков составляет 5000 т, оно оснащено вакуумно-дуговыми печами на 5, 12 и 15 т за цикл. Планируется установка электронно-лучевых и плазменных печей. В планах (через 3-4 года) также организация выпуска горяче- и холоднокатаных рулонов (толщиной 1200 мм).
Western Titanium Technologies Co. имеет базовую мощность по производству слитков – 4000 т (8 т/цикл). Кроме того, на предприятии в 2007г. была установлена еще одна печь на 1000 т (3 т/цикл). Мощность компании по производству титановых бесшовных труб составляет 1000 т в год.
Western Superconductor Technologies Co., Ltd ежегодно изготовляет 2000 т слитков и располагает вакуумно-дуговой печью 8 т/цикл.
Мощности Zunyi Titanium Co., Ltd – 14 тыс.т губки в год. К 2012г. планируется увеличение производительности до 30 тыс.т.
Сегодня в КНР осуществляется сразу восемь новых проектов по выпуску губчатого титана, включая расширение действующих мощностей: Chalco и Pangang Group – по 15 тыс.т/год; Tangshan Tianhe Titanium, CITIC Jinzhou Ferroalloys, Jinchuan Group, Ningxia Orient Tantalum – по 10 тыс.т; Luoyang Sunrui Wanji Titanium – на 1 тыс.т; Panzhihua Sanyang Titanium – на 5 тыс.т.
В ближайшие годы китайские власти будут поддерживать высокотехнологичные титановые предприятия, стимулируя поглощение мелких компаний более крупными и вытеснение с рынка поставщиков низкокачественной продукции.
В частности, крупный проект предполагается запустить в 2009г. в г. Цзямусы годовой мощностью 15 тыс.т, с последующим увеличением до 30 тыс.т. Ведутся переговоры с правительством Индии о создании совместных предприятий по выпуску титановой продукции, а также предприятия по добыче и переработке ильменитовой руды. А госкомпания Jinchuan Group Ltd., главный производитель никеля в стране, инвестирует в разработку месторождения по добыче титанового сырья (рутилового) в Кении (район Квале). Начало добычи ожидается в 2008г.