Кто производит титан
Elton-zoloto.ru

Драгоценные металлы

Кто производит титан

Производство титана и его сплавов: особенности технологического процесса

Титан является одним из важнейших конструкционных материалов, поскольку сочетает прочность, твердость и легкость. Однако другие свойства металла весьма специфичны, что делает процесс получения вещества тяжелым и дорогостоящим. И сегодня нами будет рассмотрена мировая технология производства титана, кратко упомянем его свойства и область применения изделий.

Состав металла

Существует металл в двух модификациях.

  • α-Ti – существует до температуры в 883 С, обладает плотной гексагональной решеткой.
  • β-Ti – имеет объемно-центрированную кубическую решетку.
  • Во время эксплуатации титановых изделий в большинстве случаев имеют дело с α-фазой. А вот при плавке и изготовлении сплавов металлурги работают с β-модификацией.
  • Вторая особенность материала – анизотропия. Коэффициент упругости и магнитная восприимчивость вещества зависит от направления, причем разница довольно заметная.
  • Третья черта – зависимость свойств металл от чистоты. Обычный технический титан не годится, например, для использования в ракетостроении, поскольку из-за примесей теряет свою жаростойкость. В этой области промышленности применяют только исключительно чистое вещество.

О составе титана поведает это видео:

Производство титана

Использовать металл начали только в 50-е годы прошлого века. Его добыча и производство являются сложным процессом, благодаря чему этот относительно распространенный элемент относили к условно редким. И далее мы рассмотрим технологию, оборудование цехов по производству титана.

Сырье

Титан занимает 7 место по распространенности в природе. Чаще всего это оксиды, титанаты и титаносиликаты. Максимальное количество вещества содержится в двуокисях – 94–99%.

  • Рутил – самая устойчивая модификация, представляет собой минерал синеватого, буровато-желтого, красного цвета.
  • Анатаз – довольно редкий минерал, при температуре в 800–900 С переходит в рутил.
  • Брукит – кристалл ромбической системы, при 650 С необратимо переходит в рутил с уменьшением объема.
  • Более распространены соединения металла с железом – ильменит (до 52,8% титана). Это гейкилит, пирофанит, кричтон – химический состав ильменита весьма сложен и колеблется в широких переделах.
  • Используется в промышленных целях результат выветривания ильменита – лейкоксен. Здесь происходит довольно сложная химическая реакция, при которой из ильменитовой решетки удаляется часть железа. В результате объем титана в руде повышается – до 60%.
  • Также используют руду, где металл связан не с закисным железом, как в ильмените, а выступает в виде титаната окисного железа – это аризонит, псевдобрукит.

Наибольшее значение имеют месторождения ильменита, рутила и титаномагнетита. Разделяют их на 3 группы:

  • магматические – связаны с участками распространения ультраосновных и основных пород, проще говоря, с распространением магмы. Чаще всего это ильменитовые, титаномагнетитовые ильменит-гематитовые руды;
  • экзогенные месторождения – россыпные и остаточные, аллювиальные, аллювиально-озерные месторождения ильменита и рутила. А также прибрежно-морские россыпи, титановые, анатазовые руды в корах выветривания. Наибольшее значение имеет прибрежно-морские россыпи;
  • метаморфизированные месторождения – песчаники с лейкоксеном, ильменит-магнетитовые руды, сплошные и вкрапленные.

Разработка коренных месторождений связана с проходкой шахт. Полученную руду на месте дробят и обогащают. Применяют гравитационное обогащение, флотацию, магнитную сепарацию.

В качестве исходного сырья может использоваться титановый шлак. Он содержит до 85% диоксида металла.

Технология получения

Процесс производства металла из ильменитовых руд состоит из нескольких стадий:

  • восстановительная плавка с целью получения титанового шлака;
  • хлорирование шлака;
  • производства металла восстановлением;
  • рафинирование титана – как правило, проводится с целью улучшения свойств продукта.

Процесс это сложный, многоэтапный и дорогостоящий. В результате достаточно доступный металл оказывается весьма дорогим в производстве.

О производстве титана расскажет данный видеосюжет:

Получение шлака

Ильменит является ассоциацией оксида титана с закисным железом. Поэтому целью первого этапа производства является отделение диоксида от оксидов железа. Для этого оксиды железа восстанавливают.

Процесс осуществляют в электродуговых печах. Ильменитовый концентрат загружают в печь, затем вводят восстановитель – древесный уголь, антрацит, кокс, и прогревают до 1650 С. При этом железо восстанавливается из оксида. Из восстановленного и науглероживающегося железа получают чугун, а оксид титана переходит в шлак. Последний в итоге содержит 82–90% титана.

Чугун и шлак разливают по отдельным изложницам. Чугун используют в металлургическом производстве.

Хлорирование шлака

Целью процесса является получение тетрахлорида металла, для дальнейшего применения. Непосредственно хлорировать ильменитовый концентрат оказывается невозможным, из-за образования большого количества хлорного железа – соединение очень быстро разрушает оборудование. Поэтому без стадии предварительного удаления оксида железа обойтись нельзя. Хлорирование проводится в шахтных или солевых хлораторах. Процесс несколько отличается.

  • Шахтный хлоратор – футерованное цилиндрическое сооружение высотой до 10 м и диаметром до 2 м. Сверху в хлоратор укладывают брикеты из измельченного шлака, а через фурмы подают газ магниевых электролизеров, содержащий 65–70% хлора. Реакция между титановых шлаком и хлором происходит с выделением тепла, что обеспечивает требуемый для процесса температурный режим. Газообразный тетрахлорид титана отводят через верх, а остатки шлака непрерывно удаляют снизу.
  • Солевой хлоратор, камера, футерованная шамотом и наполовину заполненная электролитом магниевых электролизеров – отработанным. В расплаве содержаться хлориды металлов – натрия, калия, магния и кальция. В расплав сверху подают измельченный титановый шлак и кокс, снизу вдувают хлор. Поскольку реакция хлорирования экзотермична, температурный режим поддерживается самим процессом.

Тетрахлорид титана очищают, причем несколько раз. Газ может содержать углекислый газ, угарный газ, другие примеси, так что очистка производится в несколько этапов.

Отработанный электролит периодически заменяют.

Получение металла

Металл восстанавливают из тетрахлорида магнием или натрием. Восстановление происходит с выделением тепла, что позволяет проводить реакцию без дополнительного обогрева.

Для восстановления используют электрические печи сопротивления. Сначала в камеру помещают герметичную колбу из хромо-никелевых сплавов высотой в 2–3 м. После того как емкость прогреют до +750 С, в нее вводят магний. А затем подают тетрахлорид титана. Подача регулируется.

1 цикл восстановления длится 30–50 ч, чтобы температура не повышалась выше 800–900 С, реторту обдувают воздухом. В итоге получают от 1 до 4 тонн губчатой массы – металл осаждается в виде крошек, которые спекаются в пористую массу. Жидкий хлорид магния периодически сливают.

Пористая масса впитывает довольно много хлорида магния. Поэтому после восстановления осуществляют вакуумную отгонку. Для этого реторту прогревают до 1000 С, создают в ней вакуум и выдерживают 30–50 часов. За это время примеси испаряются.

Восстановление натрием протекает почти таким же образом. Разница наличествует только в последнем этапе. Чтобы удалить примеси хлорида натрия, титановую губку измельчают и выщелачивают из нее соль обычной водой.

Рафинирование

Полученный описанным выше образом технический титан вполне годится для производства оборудования и емкостей для химической промышленности. Однако для областей, где требуется высокая жаростойкость и однородность свойств, металл не годится. В этом случае прибегают к рафинированию.

Рафинирование производится в термостате, где поддерживается температура в 100–200 С. В камеру помещают реторту с титановой губкой, а затем с помощью специального устройства в закрытой камере разбивают капсулу с йодом. Йод реагирует с металлом, образуя йодид титана.

В реторте натянуты титановые проволоки, по которым пропускают электрический ток. Проволока раскаляется до 1300–1400 С, полученный йодид разлагается на проволоке, формируя кристаллы чистейшего титана. Йод освобождается, вступает в реакцию. С новой порцией титановой губки и процесс продолжается, пока не исчерпается металл. Получение останавливают, когда благодаря наращиванию титана диаметр проволоки становится равным 25–30 мм. В одном таком аппарате можно получить 10 кг металла с долей в 99,9–99,99%.

Если необходимо получить ковкий металл в слитках, поступают иначе. Для этого титановую губку переплавляют в вакуумной дуговой печи, поскольку металл при высокой температуре активно впитывает газы. Расходуемый электрод получают из титановых отходов и губки. Жидкий металл затвердевает в аппарате в кристаллизаторе, охлаждаемом водой.

Плавку, как правило, повторяют дважды, чтобы улучшить качество слитков.

Про Россию и другие страны-производители титана читайте ниже.

Популярные изготовители

Рынок производства титана достаточно закрытый. Как правило, страны, производящие большое количество металла, сами же и являются его потребителями.

В России самой большой и едва ли не единственной компанией, занимающейся получением титана, является «ВСМПО-Ависма». Она считается крупнейшим изготовителем металла, но это не совсем верно. Компания производит пятую часть титана, однако мировое потребление его выглядит иначе: около 5% расходуется на изделия и приготовление сплавов, а 95% – на получение диоксида.

Итак, производство титана в мире по странам:

  • Ведущей страной-производителем является Китай. Страна обладает максимальными запасами титановых руд. Из 18 известных заводов по получению титановой губки 9 расположены в Китае.
  • Второе место занимает Япония. Интересно, что в стране на авиакосмический сектор уходит только 2–3% металла, а остальной используется в химической промышленности.
  • Третье место в мире по производству титана занимает Россия и ее многочисленные заводы. Затем следует Казахстан.
  • США – следующая в списке страна-производитель, расходует титан традиционным образом: 60–75% титана использует авиакосмическая промышленность.

Производство титана – процесс технологически сложный, дорогостоящий и длительный. Однако потребности в этом материале настолько велики, что прогнозируется изрядное увеличение выплавки металла.

О том, как происходит резка титана на одном из производств в России, расскажет это видео:

EREPORT.RU

мировая экономика

Мировой рынок титана: тенденции и перспективы

Мировые поставки титана увеличились в последние годы, после перерыва в сильном цикла роста с 2005 по 2008 год, когда производство титановой губки возросло с 104 тыс. тонн до 176 тысяч тонн. Рост с 2005 года в результате ввода новых и перезапуска законсервированных ранее предприятий, частично был обусловлен ростом спроса со стороны аэрокосмической отрасли, а также ростом спроса на титан на химических заводах в Китае. Китайское производство титановой губки увеличилось в пять раз между 2005 и 2008 годах.

В конце 2008 года глобальный экономический спад и задержки в производстве самолетов нового поколения, например, таких как A380 и B787, вызвали резкое снижение спроса на титан. В то же время, новые заводы по производству губки в США и Японии, заложенные во времена бума, начали производство. В 2009 и 2010 годах на мировом рынке титановой губки образовался излишек, и производители задерживали дальнейшее расширение мощностей, приостанавливая выпуск продукции и (в Китае) закрывая мелкие нерентабельные заводы. В 2010 году Китай был основным двигателем роста, и производство титановой губки в этой стране снова сильно увеличилось, так как несколько новых заводов были введены в строй.

Читать еще:  Магнитные уголки для сварки

В 2009 году производство титановой губки ограничивалось шестью странами, в порядке производства, Китаем, Японией, Россией, Казахстаном, США и Украиной. Многие из крупных производителей губки выпускали из нее титановые слитки и полуфабрикаты, а другие, играли важную роль в качестве поставщиков губки на рынок. В 2010 году казахстанская UTMK, один из ведущих поставщиков губки, начала выплавлять слитка на экспериментальной основе и заключила соглашение с Posco на строительство завода по выпуску титановых плит в восточном Казахстане.

По состоянию на 2010 год в мире насчитывалось 18 компаний, производящих титановую губку, девять из которых находятся в Китае, по сравнению со всего двумя заводами десять лет назад. Многие компании объявили о дальнейших планах расширения, хотя некоторые из них позже объявили о приостановке реализации своих планов. Если бы все компании реализовали задуманное, то совокупные мощности по производству титановой губки достигли бы 400 тысяч тонн в год к 2015 году, а при учете четырех новых проектов в Китае, вместе с расширениями в Японии и России, можно было бы добавить еще 85 тысяч тонн к общей сумме.

В 2010 году мировые мощности по производству титановых слитков составили 340 тысяч тонн, при этом 85% из них находилось в России, США, Японии и Китае. Мощности по выплавке слитков, по крайней мере, в два раза больше, чем производство губки, отчасти из-за практики двойного и тройного плавления, а отчасти из-за использования лома в сырье расплава. США доминируют в производстве проката для аэрокосмической промышленности, а производители в Японии и Китае сосредоточены на промышленных и потребительских сферах применения титана.

Мировой рынок титановых продуктов в 2009 году составлял 100 тысяч тонн по сравнению со 130 тысячами тонн в 2008 году, при этом спрос на прокат распределялся между аэрокосмической промышленностью (39%), другими отраслями промышленности (48%) и конечным потреблением (13%).

Вместе с тем, существуют значительные региональные различия. В США на аэрокосмическую промышленность приходится более 70% спроса, в то время как в Китае доминирует спрос со стороны других отраслей промышленности. Быстрый рост промышленных рынков титана в Китае сместил мировой баланс потребления от аэрокосмической к промышленной сфере, но спрос на высококачественную губку и слитки по-прежнему сильно зависит от цикличности в аэрокосмической промышленности.

Промышленное использование титана сосредоточено, в основном, на химических и нефтехимических заводах и в теплообменниках; этот сектор продемонстрировал очень высокие темпы роста в последние годы, почти полностью из-за быстрого увеличения строительства химических заводов и электростанций в Китае.

В связи с возобновлением производства больших пассажирских самолетов нового поколения A380 и A350 от Airbus и B787 от Boeing, в которых используется большое количество укрепленные углеродным волокном полимеры (CFRP), которые совместимы с титаном, а не с алюминием, позиции титана как ключевого материала в авиакосмической промышленности были гарантированы. Использование CFRP было одобрено авиакомпаниями, поскольку этот материал не имеет усталости и требует намного менее дорогостоящего времени простоя и обслуживания. В 2010 и 2011 годах, отсроченные программы строительства самолетов A380 и B787, а также нового A350, начали реализовываться, и спрос на титан космического сорта резко повысился. В то же время, возобновился устойчивый рост пользующегося спросом, главным образом в Китае, материала промышленного сорта. Это привело к расширению мирового рынка металлического титана на 60% к уровню 2009 года. В 2012 году размер рынка, согласно оценкам, выровнялся, однако аналитики предсказывали небольшой рост и в 2013 году. В то время как космические применения составляют половину спроса на титан в США, Европе и России, промышленное применение, особенно на химических заводах, доминирует в Азии. Эти дифференцированные рынки продолжат быть главными двигателями спроса и обусловят рост потребления металла на 4,6% ежегодно до 2018 года.

После падения до 123,5 тысяч тонн в 2009 году, глобальные поставки титановой губки увеличивались в среднем на 26,5% в год в период с 2010 по 2012 год, достигнув 241 тысяч тонн; образовав излишек на рынке приблизительно в 20 тысяч тонн по отношению к потреблению. Производство, как ожидается, упадет приблизительно до 230 тысяч тонн в 2013 году из-за растущих материальных запасов и замедляющегося роста спроса. Мировые мощности по производству губки титана составляют 330 тысяч тонн в год, что намного больше объема спроса и предложения. Большая часть излишка производственных мощностей находится в Китае и эти мощности предназначены для производства материала промышленного сорта, хотя мощности по производству губки космического сорта, главным образом, в Японии, России, США и Казахстане, более, чем достаточны, чтобы удовлетворить спрос. Тем не менее, новые предприятия, вероятно, начнут функционировать в США, Китае и Украине. Поставки губки, как прогнозируется, будут расти на 5% в год до 2018 года.

По данным Roskill, на импорт США приходится в последние годы более половины мировой торговли губкой. Американские производители титана также “полагаются” на поставки из Японии и Казахстана, хотя роль последней страны сокращается по мере все большего производства собственной губки.

Титан, продающийся для промышленного применения более “чувствительный к цене”, чем для аэрокосмической, поскольку промышленные спецификации не являются жесткими, как в аэрокосмической и есть конкуренция на промышленном рынке от других металлов, отмечают в Roskill. Эта чувствительность цены “более очевидна” в Северной Америке и Европе, чем в Китае, где титан часто предпочитают менее дорогостоящим материалам, и теперь на страну приходится половина промышленного спроса.

После падения в 2012 году, мировой спрос на титановый прокат возобновил рост в 2013 году и будет расти на 4 до 5 процентов в год до 2018 года, хотя избыток губчатого титана на рынке будет сохраняться.

Roskill отмечает, что в то время как спрос на прокат – на основе видимого потребления – достиг рекордных 165 тысяч тонн (363,8 млн. фунтов) в 2011 году в результате быстрого восстановления после резкого спада в 2008 году, рост “застопорился” в 2012 году, едва увеличившись от уровня предыдущего года.

Roskill сообщил , что мировое производство проката составило около 152,5 тыс. тонн (336,2 млн. фунтов) в 2012 году, увеличившись на 3 процента со 148 тыс. тонн (326,3 млн. фунтов) в предыдущем году, при этом на долю Китая пришлось примерно 38 процентов мирового производства титановой продукции.

Хотя титан используется в различных областях, Roskill отмечает, что аэрокосмическая промышленность остался крупнейшим рынком с объемом потребления в 60 тыс. тонн (132,3 млн. фунтов стерлингов) в виде титановых продуктов в покупной массе самолета в 2012 году. Рост в аэрокосмической был также обусловлен расширением использования композиционных материалов из углепластика, которые “совместимы с титаном, но не с алюминием”, в последнем поколении авиалайнеров, таких как Боинг 787 Dreamliner чикагской компании Boeing Co. и A380 и A350 французской компании Airbus SAS, которые помогают обеспечивать будущую роль титана, сообщает Roskill. Российская компания ВСМПО-Ависма, крупнейший в мире производитель титановых продуктов для аэрокосмической промышленности, поставил более 20 тысяч тонн (44,1 млн. фунтов) в 2012 году.

Между тем, в соответствии с обстоятельствами, загрузка мощностей по производству титана в Питтсбурге у компании RTI International Metals Inc. резко упала с начала 2013 года. Перед тем как новая электронно-лучевая (EB) печь компании RTI вступила в строй, “мы работали почти на полную мощность”, отметила вице-председатель, президент и главный исполнительный директор Дауни С. Хиктон (Dawne С. Hickton). “Теперь, когда мы ее запустили, мы, очевидно, имеем больше возможностей”, сказала она по поводу новой печи плавильного подразделения RTI в Кантоне, штат Огайо.

Хиктон оценивает, что общая загрузка производственных мощностей RTI находится в пределах 60-70 процентов с учетом новой печи, указывая на то, что компанией RTI было произведено 0,45 тыс. тонн (1 миллион фунтов) титановых продуктов в печи EB по состоянию на конец июня 2013 года при годовой мощности в 3,6 тыс. тонн (8 млн. фунтов).

Компания имеет мощности по производству титановой продукции в 10,0-10,5 тыс. тонн (22-23 млн. фунтов) в год на своем заводе Niles в штате Огайо, где осуществляется вакуумно-дуговая плавка; и 6,4 тыс. тонн (14 млн. фунтов) в год на заводе в Martinsville в штате Вирджиния, стоимостью $135 млн., где компания начала коммерческое производство в 2012 году.

В настоящее время в мире продолжаются исследования, направленные на создание новых технологий непрерывного производства, позволяющих обеспечить восстановление металлического титана по более низкой стоимости, однако к середине 2013 года в мире функционировало только одно предприятие (мощностью 2 тысячи тонн в год), которое не использовало процесс Кролла.

Рынок губки, необработанного металла и проката характеризуется наличием долгосрочных договоров на поставку между крупнейшими производителями и потребителями, без участия трейдеров. Тем не менее, нехватка губки в 2006 году привела к большей активности на спотовом рынке и цены на губку, которые исторически колебалась вокруг 7 долл./кг, поднялись до 30 долларов США к концу этого года. По мере увеличения мощностей по производству губки рынок начал падать и в 2010 году цены на губку опустились ниже 10 долл./кг. Цены на слитки и прокат также были значительно ниже максимальных значений, достигнутых в 2006 и 2007 годах. Цены на металлолом, с другой стороны, укрепились в 2010 году, после сокращения поставок.

Тем не менее, цены на титановую губку, по мнению аналитиков Roskill, останутся “относительно низкими” в течение ближайших лет, несмотря на растущий спрос со стороны Китая.

Кто производит титан

Титан

Титан особо ценится за низкую плотность в сочетании с высокой прочностью и отличной стойкостью к коррозии. Максимальный показатель прочности на разрыв чистого титана может достигнуть 740 Н/мм2, а показатель такого сплава как LT 33, содержащего алюминий, ванадий и олово, достигает 1200 Н/мм2. Температурный коэффициент расширения металла составляет около половины от температурного коэффициента расширения нержавеющей стали и меди, и одну третью часть от данного коэффициента алюминия. Его плотность составляет около 60% от плотности стали, одну вторую от плотности меди и в 1.7 раз больше, чем у алюминия. Его модуль упругости составляет половину от модуля упругости нержавеющей стали, что делает его стойким и прочным к ударам. Авиакосмическая промышленность остается самым крупным потребителем этого металла. Титановые сплавы, способные к функционированию при температурах от 0°С до 600°С, используются в авиадвигателях для дисков, лопастей, валов и корпусов. Высокопрочные сплавы широко используются в производстве различных деталей, входящих в конструкцию летательных аппаратов – от мелких крепежных деталей, которые весят несколько граммов, до тележек шасси и больших крыльевых балок, вес которых достигает 1 тонны. Титан может составлять 10 процентов ненагруженного веса некоторых серийных пассажирских самолетов. Сейчас титан в основном потребляется в виде диоксида титана – нетоксичного белого пигмента, который используют для производства красок, бумаги, пластмассы и косметики.

Читать еще:  Какого цвета металлическое золото

Хотя о существовании титановых минералов известно более 200 лет, серийное производство титана и пигмента диоксида титана для продажи началось не раньше 1940 года. В.Дж.Кроли запатентовал метод производства титана методом угле-хлорирования титанового диоксида в 1938году. Этот элемент был назван в честь Титанов из греческой мифологии немецким химиком МТ.Клапрот, который успешно отделил диоксид титана от рутила в конце восемнадцатого века.

Американское Геологическое управление подсчитало, что добыча ильменита в мире в 2004 году в целом составила 4.8 млн тонн, в то время как добыча рутила в мире в целом составила 400 000 тонн. Ильменит обеспечивает потребность в титановых минералах в мире на 90%. По подсчетам Американского Геологического управления мировые ресурсы анатаза, рутила и ильменита в общем составляют более двух миллиардов тонн.

Первый этап в производстве титана заключается в изготовлении губки путем хлорирования руды рутила. Хлор и кокс соединяют с рутилом для создания тетрахлорида титана, который затем в замкнутой системе соединяют с магнием для производства титановой губки и хлорида магния. Магний и хлорид магния извлекают для переработки путем использования вакуумного дистилляционного процесса или технологического процесса выщелачивания, создателем которого является Кроль. Основными производителями титановой губки являются США, Россия, Казахстан, Украина, Япония и Китай.

Метод вакуумно-дугового переплава или электронно-лучевая холодная подовая печь используются для плавки губки со скрапом и/или легирующими элементами, такими как ванадий, алюминий, молибден, олово и цирконий для производства переплавленных электродов. Данные электроды можно вновь переплавить методом вакуумно-дугового переплава для производства материала по наиболее строгим спецификациям в авиакосмической сфере и в сфере высоких технологий, или их можно отлить прямо в слябы.

Слитки ВДП имеют цилиндрическую форму и могут весить до 7.94 тонн. Их куют для изготовления слябов или биллетов или используют для прецизионного литья. Методом прокатки производят плиты, листы прутки, стержни и проволоку. Трубы производят из нарезанных из листов штрипсов.

В повседневной жизни титан обычно ассоциируется с ценными изделиями, такими как наручные часы, оправы для очков, спортивные товары и ювелирные изделия, но кроме этого он широко используется в авиации, а также в других областях, в которых титан, благодаря сочетанию своих физических свойств и био-совместимости, имеет преимущества перед другими металлами. В зависимости от непосредственного назначения, титан конкурирует с никелем, нержавеющей сталью и циркониевыми сплавами.

Многообещающие признаки роста показывает автомобильный сектор. В системах подвесок, например, замена стальных пружин на титановые дает преимущество в виде уменьшения веса на 60%. Также титан применяют в производстве коленчатых валов, соединительных тяг и выхлопных систем. Электростанции и заводы по опреснению морской воды также являются важными областями для роста применения титана. В то же время идет развитие производства титановых подложек для компьютерных жестких дисков.

Небесный металл. Как работает единственный в России титановый завод

Эксперимент века

Рождением салдинского титана можно считать 1957 год. Тогда, в феврале, на заводе №95 (с 1982 года – Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение) выплавили первый четырёхкилограммовый слиток. Кусок тусклого металла стал настоящим подарком для советского авиастроения и космонавтики.

Путь к первому слитку был непростым, но удачным. Салдинцы во главе со знаменитым металлургом Владиславом Тетюхиным, ставшим впоследствии руководителем комбината, экспериментировали с титановой губкой. Её делали (и делают до сих пор) на магниево-титановом комбинате АВИСМА (аббревиатура от «АВИаСтроительные МАтериалы») в Березниках (Пермский край) из ильменитового концентрата. Так или иначе, но дерзкий эксперимент 60-летней давности развился в огромный механизм, больше похожий на часы. В 2005 году две площадки, синхронно работающие на расстоянии сотен километров, объединились в одну структуру.

Интересная деталь: сырьё для ильменитового концентрата приходится импортировать. Этот факт удивителен ещё и потому, что основа для титановой губки – очень распространённый элемент, он есть везде. Например, несколько лет назад месторождение пытались разработать в Тамбовской области, но сырьё оказалось таким, что покупать за рубежом было выгоднее. До сих пор шутят, что на той инициативе успел заработать политические очки лишь кандидат в местные губернаторы. Впрочем, стоимость сырья в себестоимости готовой продукции невелика – не более 5%, поэтому возить его можно хоть из Австралии.

Титановый механизм

На часах 10:30 утра. По дороге из Екатеринбурга в Верхнюю Салду мы чуть-чуть задерживаемся и… рассинхронизируемся с заводом – не успеваем на загрузку губки и титановой стружки. Её уже спрессовали в большой электрод и по правилам электрометаллургии переплавили в «свечу» высотой больше трёх метров. Искрящийся и переливающийся всеми цветами радуги слиток мы успели увидеть до того, как его откуют, отштампуют, прокатают, обточат и рассверлят на станках.

Обработка заготовок похожа на пекарню, по которой нас водит начальник цеха Андрей Лазутин. Он рассказывает, что на титановой «кухне» биллеты на прессе вытягивают, раскатывают, нарезают и ягко снимают с них фаску. На наших глазах один из прутков режут на куски, нагревают и везут на очередной пресс, где под давлением создаются шайбы – «бублики». А то, что буквально выдирается из куска, на цеховом жаргоне так и называется – «выдра». Шайбу раскатывают на кольцераскатном стане, где важен диаметр. Чем он больше, тем выше потенциал производителя, его возможности. В данном случае раскатывают кольцо диаметром более 3 метров. А вообще, тут делают 1,5-метровые кольца для турбин известных марок самолётов. Заказы на детали подвески поступали и от команд «Формулы-1».

Пресс конкурентов

«Семидесятка» – так с любовью в Салде называют один из двух самых больших в мире гидравлических штамповочных прессов (второй такой установлен на Самарском заводе). Эту многотонную гордость уральского предприятия сделали на НКМЗ – Новокраматорском машиностроительном заводе – и установили в этой кузнице ещё в 1961 году.

35-метровый жёлто-зелёный гигант сильно напоминает живого трансформера, который с лёгким усилием в 75 000 тонн виртуозно и почти бесшумно штампует бесшовные детали для самолётов. Заводской любимчик за почти шесть десятков лет службы успел отличиться не раз: именно на нём в 1974 году была изготовлена переходная втулка стыковочного узла советско-американского проекта «Союз-Аполлон», а в 2003 году произведена самая большая и тяжёлая штамповка в мире – балка шасси для Airbus A380 весом почти 3,5 тонны и длиной около 5 метров.

На наших глазах выдавливается очередной тракбим – деталь для стойки шасси нового самолёта. Рядом лежат уже отштампованные будущая балка крепления фюзеляжа и другие силовые – их тут называют «ответственными» – детали лайнеров. По аналогии с кольцераскатным станом, где важна способность дать больший диаметр, прессу важно давление – от него зависит качество, однородность металла заготовки. В этом уральцы пока первые, но, говорят, не так давно появился 85 000-тонный соперник в Китае. Во всяком случае, о нём пишет китайская пресса, правда, без подробностей. Пока же защитой от потенциального конкурента может стать отсутствие у китайцев сертификатов, без которых отправлять титан в небо – никак.

Политическая страховка

Продукция высокого уровня передела – мантра, которую наизусть знали министры «росселевского призыва». Со времён первого постсоветского руководителя Свердловской области промышленная политика региона настраивалась на производство не просто заготовок, а полноценных деталей. Ведь если – условно – штамповка для стойки шасси стоит как две «Тойоты Королла», то готовая деталь стоит – тоже условно – как восемь.

На выполнение сверхзадачи работает цех механической обработки, где станки рассверливают титановые штамповки сразу в пяти координатных плоскостях, превращая их в черновые детали для самолётов. «Заготовка на станках протачивается, просверливается, а затем подвергается термообработке. Пять координат – это вдоль, поперек, вверх и по двум диагоналям», – объясняет начальник цеха Сергей Таланцев. Впрочем, и тут видна глубина европейской и американской кооперации: один станок – из США, ещё одна линия итальянского производства монтируется на помощь чешской.

Планы по чистовой отделке могут реализоваться уже к 2020 году – на площадке совместного с «Боинг» предприятия Ural Boeing Manufacturing –2. Его открыли в сентябре 2018 года на территории особой экономической зоны «Титановая долина».

В завершение остается добавить, что работает и платит налоги товаропроизводящее подразделение корпорации ВСМПО-АВИСМА на Урале, в городе с населением 42 тысячи, из которых каждый второй дееспособный житель работает на ВСМПО и справедливо считает себя титанщиком.

Кто производит титан

&nbsp Производство титана в России

Титану приказано выжить за счет западных инвестиций
Титановая промышленность России, которая после распада Союза и реализации конверсионных программ осталась и без сырья, и без потребителей, пытается решить свои проблемы. Иногда самостоятельно, иногда с помощью правительства. Недавно Виктор Черномырдин подписал распоряжение #892-р о комплексе неотложных мер по сохранению и развитию титанового производства в России в рамках целевой федеральной программы (1993-2002 годы). В этом документе акцент делается на привлечение иностранных инвестиций под государственные гарантии правительства России. Ъ анализирует ситуацию в титановой промышленности России.

История развития отрасли
В 1960-1990 годах в СССР была создана крупнейшая в мире титановая индустрия. К началу 90-х годов объем производства титана и его сплавов в Союзе превышал общий уровень производства США, Японии, Англии, Германии, Франции и Китая. Титановая промышленность бывшего СССР проектировалась в масштабах всего союзного народно-хозяйственного комплекса. Добыча и обогащение титансодержащих руд сосредоточены на Украине, производство лигатур осуществляется на Украине и в Таджикистане. 40% производства титановой губки приходится на Россию (Березняковский титано-магниевый комбинат, ныне АО “АВИСМА”), 40% — на Казахстан (Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат) и 20% — на Украину (Запорожский комбинат). Титановые слитки и полуфабрикаты производились в основном в России на Верхнесалдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО), Белокалитвинском, Ступинском и других предприятиях. На базовом предприятии отрасли — ВСМПО — в 1989 году было произведено 105 тыс. тонн продукции. Основным потребителем металла в СССР была оборонная промышленность — авиа- и ракетостроение, космическое машиностроение и судостроение. Еще в начале 90-х годов до 75-78% продукции ВСМПО приходилось на нужды оборонного и авиакосмического комплекса.
После распада СССР Россия — основной потребитель титана и его сплавов (на ее долю приходилось 72,5% потребления СССР) — осталась практически без собственных источников титанового сырья. Сегодня титановая промышленность России представлена двумя основными предприятиями — АО “АВИСМА” (производство титановой губки) и ВСМПО (слитки, сплавы и полуфабрикаты). Сложная ситуация усугубилась тем, что в странах СНГ (на Украине и в Таджикистане) приступили к разработке собственных программ по развитию титановой промышленности. Поэтому поставки титансодержащего сырья, концентратов и титановой губки в Россию неуклонно сокращались. Единственный же производитель титановой губки в России Березняковский комбинат, который получает сырье с Украины, в состоянии “закрыть” лишь около 40% перспективных потребностей. В 1994 году выпуск титановой губки в России составил немногим более 30% от уровня 1989 года.
С началом конверсии потребление титана и его сплавов значительно сократилось. В 1994 году спрос на металл основных гражданских отраслей-потребителей по сравнению с 1989 годом только в авиакосмическом комплексе снизился на 50%. Авиационный сектор, некогда занимавший 55% в структуре продаж ВСМПО, сократился до 10-15%. Как следствие к концу 1994 года объемы производства упали до 18-20% от уровня 1989-1990 годов. ВСМПО произвело всего 17 тыс. тонн титановой продукции. Руководство предприятия выражает серьезную обеспокоенность сокращением сырьевой базы. К тому же отношения двух российских предприятий титановой промышленности, завязанных в одну технологическую цепочку, довольно сложные. АО “АВИСМА” поставляет на ВСМПО титановую губку для дальнейшей переработки, однако сегодня эта схема дает сбой — АВИСМА хочет продавать свою продукцию за деньги (желательно по предоплате), а ВСМПО не всегда может выполнить эти условия.
В последние год-два около 40% своей продукции АО “АВИСМА” поставляет на экспорт. ВСМПО приходится использовать другие возможности получения сырья, например нереализованные остатки. Дело в том, что титановая продукция имела стратегическое значение и поэтому запасы ее накапливались в госрезерве. В последние годы эти резервы распродавались, в том числе и на ВСМПО. Правда, запасы госрезерва небезграничны.

Читать еще:  Магнит для сварки под углом

В России продукция есть — рынка нет
Проблемы титановой промышленности России довольно типичны для многих отраслей: нет сырья и нет рынка сбыта. Следует отметить, что предприятия самостоятельно занимаются маркетингом своей продукции и вполне в этом преуспели. АО “АВИСМА” экспортирует почти половину своей продукции. Сокращение внутреннего рынка заставило и ВСМПО сосредоточить усилия на развитии экспортных программ. Структура российского экспорта титановой продукции значительно отличается от структуры экспорта развитых стран. В США и Японии около 80% внешних поставок приходится на готовую продукцию (товары глубокой переработки), а в России 80% составляют полуфабрикаты (слитки, слябы и биллетсы) и только 20% — трубы, листы, плиты, прутки. Тем не менее в 1994 году ВСМПО удалось отправить на экспорт 3800 тонн титановой продукции (в два раза больше, чем в 1993 году) и занять третье место после США и Японии. Список потребителей расширился до 33 фирм из США, Японии и Европы. В 1992 году доля экспорта в общем объеме продаж ВСМПО составляла 12% ($2 млн), в 1994 году — 35% ($58 млн), а в 1995 году она должна возрасти до 60-65% ($100 млн).
ВСМПО уделяет огромное внимание сертификации изделий. Как образно выразился директор по качеству и сертификации ВСМПО Анатолий Строшков, сертификат на продукцию — это ключ к двери в помещение, где находится рынок. Еще в 1991 году на предприятии стали создавать систему обеспечения качества, отвечающую требованиям международных стандартов. К настоящему времени ВСМПО сертифицировало некоторые виды продукции. Например, продукция для судостроения сертифицирована фирмой Lloyds Register Surveyor (Великобритания). Главное назначение титана — аэрокосмическая индустрия, поэтому основная работа по сертификации ведется именно в производстве изделий для этой области. Здесь система сертификации несколько отличается от других — она проводится потребителем. ВСМПО работает сразу с тремя ведущими производителями авиадвигателей в мире — Rolls Royce, General Electric и Pratt & Whitney. Rolls Royce после длительной процедуры сертификации продукции ВСМПО сделала предварительный заказ на поставку двух тонн титанового прутка диаметром 30 мм под штамповку лопаток компрессоров авиадвигателей. По мнению менеджеров компании General Electric Aircraft Engines, которая уже завершила сертификацию и тоже сделала заказ на поставку прутков под штамповку лопаток, ВСМПО “отвечает тем жестким требованиям, которые компания предъявляет к сотрудничающим с нами фирмам, и мы рады причислить его к кругу наших международных поставщиков”. Имеет ВСМПО договоренность о проведении такой работы и с американской фирмой Pratt & Whitney, благодаря которой ВСМПО сможет стать поставщиком для 90% рынка газотурбинных авиационных двигателей в мире.
Верхнесалдинское объединение через иностранных субпоставщиков продает Boeing титановые слитки. Переговоры о начале прямых поставок идут. Правда, Boeing очень долго рассматривает вопросы, связанные со сменой поставщиков. Поэтому в ближайшее время вряд ли будут приняты какие-нибудь решения. Намерение Boeing использовать больше титана в конструкциях своих самолетов позволит ВСМПО увеличить объемы поставок титановых слитков, слябов и заготовок через субпоставщиков американской корпорации. Кроме того, ожидается, что в ближайшее время Boeing проведет сертификацию титановых полуфабрикатов, полученных непосредственно от ВСМПО. Работает объединение и с европейскими производителями самолетов, прежде всего с фирмой Airbus Industrie, выпускающей аэробусы серии А-300. Наличие сертификатов дало основание ВСМПО требовать от заказчиков платить за продукцию по мировым расценкам. В большинстве случаев западные покупатели с этим соглашаются.

Титановые предприятия ищут выход из кризиса
Титановая промышленность России встала перед необходимостью создания собственной сырьевой базы, вовлечения в эксплуатацию новых месторождений. Сырьевая проблема весьма серьезна, и решить ее предприятия самостоятельно просто не в силах. С 1992 года руководство ВСМПО самостоятельно и через областную администрацию обращалось в федеральные органы власти с просьбой о помощи промышленности, имеющей стратегическое значение для народно-хозяйственного комплекса России. В 1992 году федеральное правительство приняло комплексную программу развития производства титана в России. Она направлена на решение вопросов обеспечения титановой промышленности России собственным сырьем, повышения качества проката и заготовок до уровня мировых стандартов, создания условий для более экономного использования металла на всех переделах, обеспечения всех отраслей народного хозяйства полуфабрикатами и заготовками в полном объеме.
Объем инвестиций для реализации предусмотренных программой мероприятий в ценах 1991 года оценивается в 3,7209 млрд руб. Мероприятия по реконструкции и техническому перевооружению производства слитков, заготовок и полуфабрикатов из титановых сплавов должны были быть реализованы за счет кредита, погашаемого ежегодными отчислениями из собственных средств (до 73% чистой прибыли) предприятий, участвующих в реализации программы. Часть кредита в виде валютных средств в размере $161 млн (с учетом 15% импортной пошлины от контрактной стоимости) намечалось направить на приобретение импортного металлургического оборудования для обеспечения производства высококачественного проката из титановых сплавов на уровне требований мировых стандартов. Однако программа не выполняется. Во многом это объясняется тем, что львиную долю средств предполагалось получить из государственного бюджета (2,9524 млрд руб. — 79,35%). Остальную часть (0,7685 млрд руб. — 20,65%) — за счет кредитов государственного банка.
Попытки реализации федеральной программы наглядно продемонстрировали, что на государственное финансирование надеяться бессмысленно. Государство пытается внедрить в сознание промышленников, что инвестиции они могут привлечь, размещая свои акции на открытом рынке. Однако на ВСМПО, как, впрочем, и на многих других предприятиях, директорат боится потерять контроль над управлением предприятием и не верит в серьезность намерений стратегических инвесторов. Во время приватизации дирекция ВСМПО не позволила скупить акции сторонними инвесторам (самый крупный из них имеет не более 6%), ни один из них не прошел в совет директоров. Во избежание скупки акций у работников предприятия на объединении было создано АОЗТ “Союз ‘Верхняя Салда'”, куда трудовой коллектив вошел почти в полном составе. Однако АО “АВИСМА” ведет себя по-другому — крупным пакетом его акций владеет банк “Менатеп”. По имеющимся сведениям, “Менатеп” вместе с предприятием разработал инвестиционную программу. Однако на сегодняшний день она практически не реализуется. По некоторым сведениям, это происходит из-за того, что “Менатеп” стремится получить дополнительные гарантии возврата вложенных средств.
На ВСМПО же с редким упорством ждут государственной поддержки в рамках целевой программы. Для расширения сортамента, повышения качества титановой продукции и ее конкурентоспособности на мировом рынке требуются инвестиции — $65 млн на реконструкцию и $108 млн на модернизацию, внедрение новых технологий. Скажем, доля контрольно-испытательного оборудования в стоимости активной части основных фондов составляет всего 0,6%, хотя в соответствии с мировым стандартом требуется 5-6%.
В результате регулярных командировок в столицу представители созданной в Верхней Салде ассоциации “Титан” добились от федерального правительства определенных решений. По распоряжению премьера Виктора Черномырдина правительство признало необходимым привлечь иностранный инвестиционный кредит в объеме $65 млн под свою гарантию для технического перевооружения Верхнесалдинского металлургического производственного объединения. Кроме того, Роскомметаллургии с участием Минфина РФ, Внешэкономбанка и ВСМПО поручено провести переговоры с иностранными кредиторами о привлечении в 1995-1996 годах кредита в объеме $100 млн. Он будет использован на условиях проектного финансирования для увеличения экспортных поставок титановой продукции более глубокой переработки. Одновременно Минэкономики РФ, Минфин РФ и Роскомметаллургии обязаны в 1995 году выделить ассигнования из федерального бюджета ВСМПО и АО “АВИСМА” на содержание мобилизационных мощностей. В 1995 году будут проведены переговоры с соответствующими организациями Казахстана и Украины о подготовке проектов долгосрочных межправительственных соглашений о сотрудничестве в области титановой промышленности, в том числе по созданию межгосударственных финансово-промышленных групп.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector