钛金属材料行业研究报告

1、钛金属材料行业研究报告1、钛金属矿11）钛铁矿、钛磁铁矿等12）钛精矿及高钛渣42、中间产品-四氯化钛63、终端产品及行业应用91）终端产品9（1）钛白粉9（2）海绵钛、钛材、钛合金102）行业应用13（1）涂料、塑料、纸张、橡胶、油墨、日化、医药13（2）航空航天15（3）石油化工、海洋工程及其他新兴市场201、钛金属矿1）钛铁矿、钛磁铁矿等2010年美国地质调查局公布的资料，全球钛铁矿基础储量13.8亿吨，储量6.8亿吨，金红石基础储量8700万吨，储量4200万吨。国外一般把具有潜在经济开采价值的钛矿全部算成钛资源。因此，全球钛资源储量有20多亿吨，但基础储量只有15亿吨（钛铁矿+金红石

2、），储量7.3亿吨（钛铁矿+金红石）。2010年美国地质调查局公布的资料，全球钛铁矿基础储量13.8亿吨，储量6.8亿吨，金红石基础储量8700万吨，储量4200万吨。国外一般把具有潜在经济开采价值的钛矿全部算成钛资源。因此，全球钛资源储量有20多亿吨，但基础储量只有15亿吨（钛铁矿+金红石），储量7.3亿吨（钛铁矿+金红石）。我国钛资源主要分布在四川繁西、河北承德、云南、海南、广西和广东。全国原生钛铁矿共有45处，主要分布在四川攀西和河北承德，储量1.5亿吨，是我国最主要的钛矿资源。钛铁砂矿资源有87处，主要分布在海南、云南、广东、广西等地，储量500万吨，也是我国重要的钛矿资源。相比之下，

3、金红石矿资源较少，资源产地41处，主要分布在河南、湖北和山西等地，储量200万吨。四川原生钛矿储量占全国原生钛矿储量97%，全国第一。我国虽然是世界上钛矿资源储量最丰富的国家，但是钛矿多是可选性差的原生钒钛磁铁矿，可选性好、品位高的砂矿不多，天然金红石矿更少。国内钛矿无任何资源优势可言，产量不能满足国内钛工业需求，每年要进口约 70 万吨钛矿。国内业界把钛资源的希望寄托在攀枝花的钛资源上，促使攀钢在综合利用回收钒钛磁铁矿方面下功夫，尽可能多回收钛矿满足国内需求。2）钛精矿及高钛渣2011年世界钛精矿的产量为670万吨，相比2010年产量640万吨，同比增加了4.69%。产量靠前的国家主要有澳大

4、利亚、南非、加拿大、印度、莫桑比克、中国、越南等国家。澳大利亚年产130万吨（TiO2计），占世界年产量的19.4%，居世界第一位。全球钛矿最大的生产商是英国的力拓（RioTinto）集团，主要拥有加拿大、南非和马达加斯加三个生产基地，钛铁矿年产量约140万-150万吨。四川攀枝花地区是我国最大的钛精矿产地，占国内总产量的46%；云南次之，占总产量的32%。但上述两地多为钒钛磁铁矿，品位低，杂质含量高，不适合作为海绵钛及高品质钛白粉产品的原料。2010年攀钢钒钛生产34.2万吨钛精粉。目前，以这两个地区所产钛精矿生产出的高钛渣一般品位在87%88%，而用于四氯化钛及海绵钛生产的高钛渣一般要求其

5、品位在90%92%。海南及两广地区钛精矿以砂矿为主，品位较高，既可用于生产海绵钛，也可用于生产钛白粉。中国每年需要从国外进口大量的钛精矿。2011年中国进口钛矿达227万吨，同比增长11.3%。预计2011年中国需求钛精矿500万吨以上，进口依赖度达44%左右。尤其是从越南、印度、澳大利亚等地区进口的数量较多，越南矿占我国进口总量的34%、印度矿占15%、澳洲矿占20.7%。相比较2010年从三个国家进口（越南42%、印度21%、澳洲18%）相比，从越南进口占比有所下降，主要因为2011年5月底越南政府出台了限制向中国出口钛矿的政策。越南政府之所以限制出口钛矿，主因为越南一直出口钛矿，但需要进

6、口钛白粉等高附加值产品，越南政府希望国内企业发展钛精矿深加工工业。另外，我国也积极拓展从马来西亚、马达加斯加等国家的进口渠道，但短期形成较稳定的供给来源。预计未来随着越南逐渐限制甚至禁止出口钛精矿，钛精矿的供给将变得更加紧张。随着中国新增钛白产能的投放，预期未来钛精矿的依赖度将更高。中国钛精矿主要用在生产钛白粉。2010年，中国钛精矿实际消费量461万吨。其中，钛白粉行业的消耗量最大，占总量的83%。而电焊条行业钛精矿用量占总量的8%，海绵钛生产所需的钛精矿用量占总量的7%，钛铁合金及其他行业占总用量的2%。钛白粉行业的用量是钛矿消费的主体，所以钛白粉行业的市场波动左右着钛精矿的市场状况。2、

7、中间产品-四氯化钛工业上，四氯化钛是用富钛渣（高钛渣或金红石）在高温下与石油焦及氯气反应制取的。工艺上主要有沸腾氯化工艺和熔盐氯化法。沸腾氯化是世界上先进的氯化技术，具有生产效率高、产量大、易实现连续生产等优点，为国内外广泛采用。熔盐氯化法主要为攀钢锦州钛业和俄罗斯所使用。二者各有优缺点。据Nandini咨询公司统计，世界每年约生产922万吨四氯化钛，而每年的需求约900万吨，年平均增长率2.5%。主要的四氯化钛生产企业有杜邦、Huntsman、ISK、Kronos等。四氯化钛是钛产业链非常重要的中间产品。通过上图不难看出，四氯化钛是整个钛工业链非常重要的中间产品。如果将钛材工业分支单独拿出来

8、的话，可以简化为以下流程：钛矿-采矿-选矿-钛精矿-富集-富钛料-氯化-粗TiCl4-精制-纯TiCl4-镁还原-海绵钛-熔铸-钛锭-加工-钛材。（如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCl4。）同时，四氯化钛也是氯化法生产钛白粉，水热法生产纳米钛酸钡的重要中间产品。2010年国内四氯化钛生产企业61家，合计产能83.6万吨/年，前10家的产能占总产能的40%，生产集中度不高。中国四氯化钛生产企业主要分布在天津、河北、河南、山东、辽宁、黑龙江佳木斯、福建福州、江苏、四川、广西等地。主要因为下游海绵钛和钛白粉强劲的需求，目前国内四氯化钛供不应求。预期四氯化钛价格长期看

9、涨。随着钛白粉新增产能的投放，越南禁止钛精矿出口，钛精矿供给将更显紧张。同时，“十二五”期间，国家将加大对四氯化钛等高耗能高污染行业的整顿，受此影响，天津四氯化钛生产企业可能被迫搬迁，其他四氯化钛生产商将因环保压力进行技术调整或被关掉，四氯化钛产量将变得紧张，预期四氯化钛价格长期看涨。3、终端产品及行业应用1）终端产品（1）钛白粉钛白粉，成分是二氧化钛，分子式是TiO2，不溶于水、弱酸中，可溶于浓硫酸、碱和氢氟酸。化学性质相当稳定，一般不与大部分物质发生反应。自然界中，二氧化钛存在三种结晶形式，即板钛型、锐钛型和金红石型。板钛型晶型不稳定，无工业利用价值；锐钛型（Anatase）简称A型，白度

10、较好，但遮色力仅为金红石（Rutile，简称R）型的70%，耐用性也不如后者。钛白粉是世界上最好的白色颜料。钛白粉颗粒较小且均匀、稳定性好，遮盖力、消色力高，特别是金红石型钛白更具有结构稳定，耐候性好的特点，钛白粉已经成为涂料中不可缺少的白色颜料。钛白粉主要有2种生产方法，即硫酸法和氯化法。硫酸法工艺始于1925年，由美国的NationalLeadIndustry最早应用。氯化法工艺始于1932年，由德国法本公司最早发明，1959年杜邦公司开发了杜邦法生产工艺，并建成了10万吨/年的生产工厂，实现了氯化法的工业化。相对而言，氯化法技术难度大，核心技术只为少数企业掌握。据ICIS报道，截止200

11、9年底，世界上氯化法工艺占总产能的55%，硫酸法工艺占45%。氯化法主要集中在欧洲、美洲和中东地区；硫酸法工艺，欧洲有21座使用硫酸法工艺生产钛白粉的工厂，欧洲以外（中国外）有7个国家建有15座采用硫酸法工艺的工厂。整体来说，欧洲仍是硫酸法工艺产能最大的地区。目前，世界上最大一大氯化法钛白粉生产商为杜邦公司，年产能为120万吨。国内钛白粉生产绝大多数采用硫酸法工艺，仅有锦州钛业（产能3万吨/年）采用氯化法工艺，且该工艺起初是通过国际咨询-联合设计的方式引进的。按2010年钛白粉国内产能230万吨/年计算，氯化法工艺仅占1.5%左右。（2）海绵钛、钛材、钛合金用金属热还原法（用镁或钠还原四氯化钛

12、，TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2）得到海绵状的金属钛，称为海绵钛；一般来讲，海绵钛纯度为纯度为99.1%99.7%（以质量分数统计）。钛材简单的可以分为工业纯钛（牌号为TA1、TA2、TA3都被划为工业纯钛，从TA1到TA3纯度一次降低）和钛合金；钛合金就是以钛为基加入其他元素组成的合金，钛合金具有密度低，比强度高、抗腐蚀性能好和工艺性好等优点，是理想的航空航天材料。由于熔炼技术复杂、加工难度大，目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本、中国四个国家掌握完整的钛工业生产技术，形成四强称雄的格局。此外欧洲虽然没有海绵钛工业，但是钛材加工和应用技术处于世界先进水平。乌克兰和哈萨克斯坦继承了前苏联的

13、部分海绵钛产业。从全球情况看，国际钛材加工业有三个旺盛时期：第一次繁荣期开始于1988年，是由于美国民用航空工业的复苏和日本化学、发电工业市场开始活跃而带来了国际钛加工业市场的相对活跃的阶段。第二次繁荣期开始于1994年，由于日本经济复苏且美国民用航空工业再次活跃，民用航空的复苏推动了钛需求的增加。第三次繁荣期开始于2004年，是由于国际经济形势普遍看好，国际航空业呈现飞速发展的势头，尤其是空客A380和波音787用钛量占机体总重量的比例增加到10%以上，而日本民用钛工业的发展也异常迅猛。同时全球钛材加工业也经历了三个明显的萧条期：第一次萧条期始于1990年的美国经济衰退和日本经济泡沫的崩溃，

14、加上前苏联囤积的大量钛材充斥市场，导致钛材价格大幅下降。第二次萧条期是因为亚洲金融危机和航空市场的萧条以及2001年的911事件重创国际民用航空业。最近一次萧条期则是由于2008年金融危机引发的国际经济形势动荡导致的。从全球范围（不含中国和俄罗斯）来看，钛材消费主要集中在航空工业领域，2011年，全球商业航空的消费比例达到42.6%，军用钛材比例为6.5%（主要为军用航空），整个航空领域消耗钛材比例接近50%；工业消耗钛材比例为48.1%，新兴市场消费钛材比例为2.8%。2）行业应用（1）涂料、塑料、纸张、橡胶、油墨、日化、医药钛白粉作为最重要的白色颜料之一，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、

15、化纤、医药、食品等行业。在所有领域中，涂料是钛白粉消耗量最大的领域，其次是塑料领域。在下游消费占比方面，美国与中国略有不同，中国涂料与油墨消费高达67%，而美国相对低10%。据USGS统计，2011年世界二氧化钛产能为655万吨，相比2010年增加近90万吨/年。其中中国占总产能30.5%，居世界第一位，第二位是美国，产能占比为22.4%。全球钛白粉供给方面，除了2008年金融危机导致产量下降外，钛白粉产量呈增长趋势。国内人均钛白粉消费远不及国外发达国家的水平，增长空间巨大。2011年国内人均钛白粉消费1.16kg，欧美国家人均消费已达4kg。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，国

16、内钛白粉的消费量将不断增加，未来钛白粉的市场前景非常广阔。世界主要的钛白粉产销垄断在前7大钛白粉巨头手中，发展中国家的快速增长的需求和欧美国家经济的复苏导致钛白粉供给紧张，未来跨国巨头将继续通过提价转移成本和获取垄断利润。国内钛白粉行业也将在资金、技术、环保等条件限制下，从分散走向集中。（2）航空航天全球范围内来看，钛材消费主要集中在航空工业领域，航空工业也是研制和应用钛合金最早的部门。美国1950年首次在F84战斗轰炸机中采用工业纯钛制造后机身隔热板、导风罩和机尾罩等非承力结构。美国普拉特-惠特尼（PrattWhitney）公司1954年开始用Ti-6Al-4V合金制造J57涡轮喷气发动机压

17、气机转子盘和叶片。英国罗尔斯-罗伊斯（Rolls-Royce）公司于1954年在Avon发动机上使用了Ti-6Al-4V合金。20世纪60年代以后，钛合金在发动机上的用量逐渐增加，主要用于风扇叶片、压气机叶片、盘、轴和机匣。钛合金在飞机结构中主要用于骨架、蒙皮、机身隔框、起落架、防火壁、机翼、尾翼、纵梁、舱盖、倍加器、龙骨、速动制动闸、停机装置、紧固件、前机轮、拱形架、襟翼滑轨、复板、路标灯和信号板等。正在研制的空客A350XWB宽体飞机用钛量约占结构重量的14%，主要用钛部位包括：起落架、机翼结构、发动机悬架、机翼高压油管气管、紧固件、舱门、机舱面板或隔板、座椅导轨、尾椎和辅助动力舱的隔热屏

18、等。一架飞机的钛材含量被称为MaterialFlyweight（MFW），生产一架飞机所消耗的钛材的重量被称为MaterialBuyWeight（MBW）。MBW包括生产飞机过程中产生的废料的重量。MBW通常要比MFW大很多，MBW和MFW之间的比为Buy-to-Fl（BTF）ratio。BTF比值和钛材加工过程有关，在锻压、车床和铸造过程，产生大量废料。铸造环节产生的废料若处理得当则可循环使用。根据AirlineMonitor和ForecartInternational的预测，在未来5年商用飞机和军事飞机的交付量都将保持2.2%的增长率。2015年和2016年波音和空客的交付量下降是由737

19、max和A320neo新机型的采用引起的。但是双通道飞机的使用量将从2011年的4%增加到2016年的20%，这些双通道飞机将大大增加航空业对钛材的需求。关于战斗机的发展，目前国际上通用的是西方的四代划分法（俄系划分法将现代战斗机划分为五代，F22在饿系划分法中属于五代战机。），一代机称为亚音速战斗机，以美军的F100、苏联米格-19以及中国歼-5为代表；二代机则是完成了从亚音速到超音速的飞跃，代表机型有美军的F4，前苏联米格-21以及中国歼-7；第三代战机则是具有两倍音速和两万米升限的高空高速战斗机，代表机型有F-16，Su-27，米格29以及中国的歼-10。第四代战斗机的标准通常称为4S标

20、准（SuperManeuverability；SuperSonicCruise；Stealth；SuperiorAvionicsforBattleAwarenessandEffectiveness）即超机动性、超音速巡航、隐身以及超视距打击能力，代表机型就是美军的F22和F35。自20世纪60年代末以来，国外军用飞机的用钛量逐年增长，当前欧美设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上，并且新机型的用钛量占比正在大幅提升，以美军为例，目前第三代战斗机的代表机型F-15的钛合金用量占26.1%,而其第四代战斗机F-22钛合金用量高达41%，约40吨/架。尽管F-22由于成本问题提前终止了生产计划，但