system: [SYSTEM]

user: 2. 国内外高钛铁合金的应用现状 2.1. 国内外高钛铁市场概述 图1是欧盟2007~2014年高钛铁进口量 [ 7 ] 。由图1可以看出，2008年以前世界高钛铁的需求量强劲，其中2007年进口量为50，945吨，2008年为45，734吨。但是2008年以后世界高钛铁合金市场陷入低迷状态，2009年以后高钛铁合金的需求量显著降低，2009~2011年欧盟市场高钛铁合金的交易量分别为20，321吨，37，755吨，41408吨；美国2012年进口量7200吨。近两年欧盟高钛铁市场有所回暖，基本维持在40，000吨左右。 与2007年以前世界高钛铁合金市场的火爆市场相比，2008年以后世界钛铁合金市场进入了寒冬期。例如，2005年高钛铁合金价格一度飙升到21美元/公斤(合人民币20万元/吨以上)以上，一度跌到3美元/公斤左右(见图2)。这对中国的炉外铝热法生产的高钛铁合金企业是一个致命打击，2005年前后曾经如 雨后春笋建立起来的生产线，几乎一夜之间全部关停，广西、四川、辽宁等地的炉外铝热法生产线相继关闭。曾经一度因价格优势走俏欧美市场的中国炉外铝热法高钛铁，因产品中氧含量高(高达12.0%以上)， 图1. 2007~2014年欧盟高钛铁进口量 图2. 2005年以来世界高钛铁价格走势[ 7 ] 铝、硅残留高，遭到众多厂家退货。例如，北海特种铁合金公司一次被退回400吨，最终该公司2008年不得不把其5000吨产能的高钛铁生产线全部关停。目前，国内外已无炉外法高钛铁生产线。 目前，炉外铝热法只能生产中、低钛铁等低端产品，且越来越多的厂家采用炉外铝热法取代传统的矿热炉碳热还原法生产低碳残留的中、低钛铁。我国钢铁工业所采购钛铁精炼剂绝大多数是采用矿热炉碳热还原法和炉外铝热法生产的30 TiFe (低钛铁)及小部分40 TiFe (中钛铁)。现有钢铁企业采购的高钛铁也是采用废钛材为原料真空重熔法生产，采用的中频炉或真空炉等。尽管国外也以废钛为原料采用真空重熔法生产高钛铁，但是国外的高钛铁质量明显优于中国的高钛铁的质量，尤其是铝、硅、锰等残留量明显低于中国的高钛铁(详见表1和表2)，铝、硅残留量高已成为限制其在特种钢精炼中应用的技术瓶颈。 Table 1 Grade and composition of ferrotitanium of China (GB/T3282-2012 牌号 化学成分(质量分数)/% Ti C Si P S Al Mn Cu 不大于 FeTi30-A 25.0~35.0 0.10 4.5 0.05 0.03 8.0 2.5 0.10 FeTi30-B 25.0~35.0 0.20 5.0 0.07 0.04 8.5 2.5 0.20 FeTi40-A 35.0~45.0 0.10 3.5 0.05 0.03 8.0 2.5 0.20 FeTi40-B 35.0~45.0 0.20 4.0 0.08 0.04 9.5 3.0 0.40 FeTi50-A 45.0~55.0 0.10 3.5 0.05 0.03 8.0 2.5 0.20 FeTi50-B 45.0~55.0 0.20 4.0 0.08 0.04 9.5 3.0 0.40 FeTi60-A 55.0~65.0 0.10 3.0 0.04 0.03 8.0 1.0 0.20 FeTi60-B 55.0~65.0 0.20 4.0 0.06 0.04 8.0 1.5 0.20 FeTi60-C 55.0~65.0 0.30 5.0 0.08 0.04 8.5 2.0 0.20 FeTi70-A 65.0~75.0 0.10 0.50 0.04 0.03 3.0 1.0 0.20 FeTi70-B 65.0~75.0 0.20 3.5 0.06 0.04 6.0 1.0 0.20 FeTi70-C 65.0~75.0 0.40 4.0 0.08 0.04 8.0 1.0 0.20 FeTi80-A >75.0 0.10 0.50 0.04 0.03 3.0 1.0 0.20 FeTi80-B >75.0 0.20 3.5 0.06 0.04 6.0 1.0 0.20 FeTi80-C >75.0 0.40 4.0 0.08 0.04 7.0 1.0 0.20 表1. 我国钛铁牌号及成分(GB/T3282-2012) Table 2 Grade and composition of ferrotitanium of international/ASTM A324-08 (2013 等级 Ti C Si Al Mn P S Cr Ni Mo Cu A 65.0~75.0 0.15 0.25 0.5 0.5 0.05 0.05 1 0.05 0.05 0.15 B 65.0~75.0 0.2 0.25 5 1.5 0.05 0.05 1 0.05 0.25 0.2 C 35.0~45.0 0.15 5 8 1.5 0.1 0.05 1 0.05 0.25 0.2 D 15.0~25.0 5 5 8 1.5 0.1 0.05 1 0.05 0.25 0.2 等级 Ti Co V Pb As Bi Sn Zn Zr B N A 65.0~75.0 0.03 0.5 0.01 0.01 0.01 0.05 0.01 0.1 0.01 0.15 B 65.0~75.0 0.05 1.5 0.03 0.01 0.01 0.05 0.02 0.5 0.02 0.2 C 35.0~45.0 0.05 1.5 0.03 0.01 0.01 0.05 0.02 0.5 0.02 0.2 D 15.0~25.0 0.05 1.5 0.05 0.01 0.01 0.05 0.02 0.5 0.02 0.2 表2. 国际钛铁牌号和成分/ASTM A324-08 (2013) *化学成分中除钛外各元素均为最高极限。 国外还有采用有衬电渣炉冶炼高钛铁的[ 8 ] [ 9 ] ，其氧含量可以降低到1%以下，甚至有报道说可以控制到0.5%以下。而我国高钛铁的氧含量高达2%~4%。因此，中国的高钛铁与欧美相比毫无竞争力。尽管受钢铁行业不景气的影响，高钛铁价格在走低，但发达国家高钛铁价格仍维持在5.6美元/公斤(人民币35，000元/吨)，而国内价格仅为人民币30，000~32，000元/吨之间，差距明显。由此可见，产品质量差已成为制约我国高钛铁行业发展的技术瓶颈。 从目前国内外高钛铁价格走势看，并不是理性或者合理的价格，价格偏低也是造成高钛铁市场低迷的直接原因。原因来之两个方面：一是近年来上游海绵钛价格一直走低，废钛材价格处于低价位运行。图3是2008年以来海绵钛价格走势，可以看出2012年以来海绵钛价格已低于6.5万元/吨的合理价位。尽管2015年以来海绵钛价格有所回升，但仍处于4.5万元/吨左右的成本价运行。二是下游钢铁企业的刻意压价是造成高钛铁价格低迷的根本原因。由于钢铁行业不景气，钢铁企业一直在压缩生产成本，他们通过提高钛铁质量指标(比如钛含量降低要降价，铝硅残留量升高要降价)来刻意压低价格，加上我国高钛铁本身质量不理想，因此价格一直走低，这是极不正常的。但未来随着钢铁行业回暖及特种钢的市场需求量越来越大，可以预计2016年以后，高钛铁及其包芯线价格应回到4.8~5.0万元/吨的合理价位。加上未来特种钢等对低氧、低残留等高品质高钛铁的强劲需求，高钛铁及其包芯线价格有望回到5.5~6.0万元/吨的理性价位时代。 图4和图5是国内典型钢厂采购不同品位钛铁精炼剂采购量一个对比情况。图4列举国内几个典型钢厂高钛铁的采购量，首钢高钛铁的月采购量最大仅200吨，其余都在80吨以下。图5某典型钢厂2014年某月份低钛铁采购量，与高钛铁采购量不足百吨(除首钢外)相比，国内钢厂低钛铁的消耗量远大于高钛铁消耗量。即使是同一个企业低钛铁的消耗量也明显大于高钛铁的消耗量，比如鞍钢低钛铁消耗量是高钛铁消耗量的5倍，河北钢铁低钛铁消耗量是高钛铁消耗量的将近4倍，而建龙钢铁全部采用低钛铁(月采购量高达700吨)。 深层分析低钛铁消耗量远大于高钛铁消耗量的原因，根本原因是高钛铁质量不理想(氧含量高是根本)，而不仅仅是表面上看到的低钛铁绝对价格。我国高钛铁氧含量过高，造成实际精炼温度偏高钛、收率偏低，综合效果并不理想。因此大多数企业退而求其次而采用中、低钛铁。那些必须采用高钛铁的企业对高钛铁的质量提出了苛刻要求，比如涟钢(涟源钢铁)、鞍钢、马钢(马鞍山钢铁)等明确提出高钛铁低碳、低硅等要求，一旦不能满足，他们就会大幅压价。因此，开发规模化生产低氧低残留高品质高钛铁是我国高钛铁工业未来发展的关键所在，也是保障我国钢铁工业快速发展的必然选择。 我国生产钛铁产品的企业主要分布在辽宁、河南、四川、江苏、河北、山东、广西广东、北京、上 图3. 2008~2013年中国海绵钛价格走势 图4. 典型钢厂2014年某月份高钛铁采购量 图5. 典型钢厂2014年某月份低钛铁采购量 海等地，其中辽宁有59家、河南31家、四川30家、江苏29家、河北27家、山东22家、广西14家。行业集中度低、技术水平落后已成为制约钛铁工业发展的关键。目前高中低三个系列总产量超过5000吨/年的企业几乎没用。高钛铁厂家主要集中在辽宁、河南等省，产量超过千吨/年的企业也没有。因此，实现钛铁工业的规模化发展，尤其是高品质钛铁规模化生产是实现其可持续发展的关键。 2.2. 国内外高钛铁产品概况 国家标准GB/T 3282-2006中钛铁主要有30，40，70等不同钛含量的钛铁合金，并依据杂质含量细分为7个牌号。国家标准GB/T 3282-2012中对钛铁标准进行了重新修订，主要包括30，40，50，60，70和80等不同钛含量的钛铁合金，并依据杂质含量细分为十五个牌号，其化学成分见表1。 目前国内消费市场并没有做如此细分，国内钢铁企业招标采购仍旧按照30、40、70等三个系列进行区分，目前也没有厂家在规模生产50、60、80系列的钛铁合金。国内80系列的钛铁合金应该是抚顺特殊钢等企业由于对钛铁中残留杂质要求苛刻，实际采购不到符合其精炼用的高品质高钛铁，而变通使用的纯钛丝包芯线，采用喂丝法加入可以将钛铁精炼剂直接插入到钢液不同深度位置，不但提高了钛收得率，降低了成本，而且能够实现钛在钢液中的均匀分布。因此，如果将高钛铁合金制成粉体，再加入到钢管中制成钛铁合金包芯线，辅以喂丝机就有可能将钛铁合金直接插入到钢液不同深度位置，不但能提高钛的收得率，而且能够实现钛在钢液中的均匀分布，对钢材的晶粒细化和晶粒均匀化起到重要的作用，钢材的晶粒细小化和均匀化直接影响钢材的强度和耐蚀性能，所以高钛铁合金是特钢冶炼过程的一种质量导向合金。使用包芯线加钛生产工艺可以制得高质量的、性能均匀的特种合金钢。在欧美发达国家，其军工用合金钢、各类结构钢和高端船舶用钢的晶粒细化和钛元素添加均采用包芯线喂丝法进行，而我国由于钛铁合金生产方法落后，尚无法大规模生产高端合金钢所需要的高钛铁合金粉体。因此，开发低氧低残留高品质超细钛铁合金规模化生产方法，尤其是用来生产不同品位钛铁包芯线用高品质超细钛铁粉末规模化生产方法，是满足未来特种合金钢精炼的必然选择。 目前发达国家国际钛铁牌号和成分仍旧按照ISO 5454-1980(E)标准，进行区分，最新的国际标准为ASTM A324-08(2013)标准，钛铁依化学成分分为四个等级，见表2。按产地主要分为欧盟和俄罗斯两个主要地区，其中俄罗斯的高钛铁中铝残留量偏高，这是真空重熔精炼过程中加入铝脱氧造成的，因此俄罗斯的高钛铁价格也是偏低的。这与我国的钛铁标准是有明显区别的，目前我国钛含量55%以下的中、低钛铁的发展趋势是以金红石为原料采用炉外铝热还原法直接制备，因此其中铝、硅、锰残留量都明显放宽。即使是钛含量大于60%的高钛铁，其中铝的控制标准也在放宽，这也是为了满足真空重熔精炼过程中加铝脱氧的需求。因此，当国际高钛铁市场的低迷时，我国铝热法高钛铁彻底失去了价格优势，不得不相继关闭。