日本钛产业情况一、日本钛产业概况日本从1952 年成功制成海绵钛发展至今,已拥有完整的钛产业,其产业结 构合理,技术先进,成本不断降低;在民用钛及钛合金的研究方面保持世界领先 地位,特别是不断开发出多样化的钛制日常消费品日本海绵钛的生产能力约占世界 1/4,除用于国内,高品质的海绵钛也出口 美国;2002 年日本海绵钛出库量曾一度名列世界首位,约占全球 5.4 万吨的 43% 日本的钛加工材以纯钛为主,近年一直稳定增长,2008 年达到 4.6 万吨;日本以 生产纯钛薄板为母材的焊接管材而著称,其中 70%为纯钛带材制品,大量出口美 国、欧洲和中国日本海绵钛企业有2家:大阪钛(OSAKA)和东邦钛(Toho), 2011年产 能将达到6.74万吨,日本已生产出10吨的海绵钛坨;生产钛锭的有4家:东邦 钛(Toho)、神户制钢所、大阪钛(OSAKA)和大同特殊钢,采用真空电弧熔炼(VAR)、电子束熔炼(EBR)和等离子电弧熔炼(PBR),可生产9吨钛锭, 产能总计达到4.32万吨;钛材生产以神户制钢所的种类最为齐全,包括板、棒、 管、线等各种钛材制品其次是住友金属和新日铁,另有大同特殊钢、JFE、古 河电气等。
日本的钛研究在全球起着主导作用,尤其是在钛的民用领域在 2003年的 第十届世界钛会上,日本共发表论文 77 篇,仅次于东道主德国(89 篇),居第 二位日本早期没有钛专业学术团体,钛学术活动在日本金属学会和钢铁协会中 进行钛研究开发机构以钢铁厂家为中心,此外冶炼厂、汽车厂、重工业厂家以 及各用户企业、大学、材料研究机构等也具备不同程度的研发力量 1952 年日 本钛协会成立,这是世界上第一个钛协会,现有会员200家,已成为科研、制造、 市场以及国际沟通的桥梁纽带二、日本钛应用与美国(钛材 70%用于航空航天)不同,日本 95%的钛材用于航空之外的领域,如化工、电力、海水淡化、汽车、摩托车、建筑、医疗、电子、体育休闲、机械加工等出口钛材应用最多的是在板式换热器(PHE)和电力方面为了加 速拓展钛的民用市场,日本还开发了一些新型钛合金,如高温钛合金、高强度钛 合金、耐蚀钛合金及低成本钛合金电解18%经销商13%生活用品5%运动休闲4%嶷笃丁木」瑟航彎夭扳式驚器初皿年日本国內钛应用比例1.航空航天近年来,日本着力开拓钛在航空航天工业的应用,其代表性成果住友金属公 司研制的航空发动机曾在 2007 年日本京都举行的第十一届世界钛会钛展上展 出。
航空航天工业用钛比例有所提高,但仅占全部消耗的 2-3%2.化工用于化工的钛材平均每年占总量的 30%, 2008 年最高达到 4605 吨,占总 应用市场的 45%,主要用于换热器、反应塔、尿素合成塔、次氯酸钠罐等化工设 备3.电力与海水淡化电力和海水淡化工业用钛约占总量的 20%电力钛材主要用于核电站冷凝器 管,海水淡化钛材主要用于蒸发器4.汽车与摩托车日本钛应用发展最快的领域是汽车和摩托车,从1997 年的 103吨用钛量增 至 2006 年的 1500 吨主要用于以下部件:发动机气阀、连杆和曲轴、排气管、 悬簧、消音器、车体和紧固件等,本田、雅马哈公司生产的600cc摩托车使用钛 制气阀、弹簧、排气管和消音器等部件后,减重、防腐蚀和提高燃烧率效果明显 中高档轿车和摩托车用钛量仍在增长,发展势头依然很猛5.建筑日本开发建筑用钛已有28 年的历史,目前已有上百座建筑物使用了钛材 由于日本是一个太平洋岛国,其建筑多在海洋大气的环境中,因此,日本许多建 筑中都采用了钛这种耐腐蚀材料如日本东京有明国际展览馆和日本岛根县立美 术馆使用了大量钛材料,一些桥梁、寺庙等也使用了钛材日本专家认为,使用 钛材从长期来看,费用比不锈钢和铝还廉价,此外,钛材还能提供漂亮的金属质 感,烘托出现代、时尚的气氛。
6.体育休闲钛在高尔夫球头、眼镜方面的应用日本神户制钢所用Ti-15Mo-3Al这种钛 合金,通过改进薄板制造时的热处理条件,研制出一种新型的高尔夫球头,其耐 撞击强度、易挠曲特性和反弹系数均优于以往产品日本丰田中央研究所开发了一种新型多功能钛合金,被称为橡胶金属,比普 通金属高 2.5%的弹性变形,不会产生冷加工硬化,可进行断面收缩达 99.9%的 冷加工,目前这种新型多功能钛合金多用于眼镜架7.计算机2003 年以后,日本在电脑内部设备材料中大幅度增加钛的应用一些日本 的超级技术企业在新材料采用方面,已经领先于欧美企业松下公司将钛制零件 用于高速 DVD 光驱和 DVD 刻录机中,机器的耐磨、减震作用明显,精确度提 高,寿命延长8.医疗在医用钛合金方面,丰桥技术科学大学教授开发的生物用低弹性高强度 0 型钛合金Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr的延伸率为20%,强度为600MPa,不含有害成分, 可用于医用植入材料及牙科治疗9.其它据称,日本已开展钛表面氧化处理研究,以制造光触媒此类光触媒具有除 污、除臭、抗菌及空气净化的作用,在业界受到相当大的关注此外,日本还发 明了钛金属牙刷,无需牙膏就可去除齿菌斑。
钛在栏杆,照相机,保温瓶,厨房 用具与嚣皿,家具等中的应用也日渐扩大百闻不如一见日本钛产品在近两届中国钛展(TiEXPO)中得到集中展现, 主要有钛工艺品、首饰、建材、运动器材、户外用品、餐具、厨房用品等产品 做工精细,技术含量高,备受关注三、钛钢共生是日本钛工业成功之路日本没有独立的钛加工厂,其钛加工都在钢厂中进行,钢厂兼生产钛材,这 是日本钛业发展的成功之路当前世界钛业发展的最大共性难题是降低成本,日 本采用的钛钢共生法正是降低成本、提高效益的有效途径钛的加工非常接近不 锈钢的加工,利用钢厂现成的先进技术和设备进行钛加工,既节约资金,又能保 证钛加工设备的先进性,使设备得到充分的利用,从而提高企业的经济效益日本钛产业发展前景广阔日本在钛熔炼和制造方面有很强的竞争力,且民 用钛具有绝对优势,在海洋温度差发电、燃料电池、汽车摩托车等方面的用钛处 于新的发展中随着新技术、新产品、新市场的继续开拓,成本的进一步降低, 以应用为立业之本的日本钛产业前途将更加辉煌附:日本钛业发展大事记1949 年神户制钢所与京都大学和大阪大学合作,正式开始进行金属钛的冶 炼研究1950 年京都大学的西村研究室,在日本首次用克罗尔法成功地试生产出海 绵钛,实现了日本钛业诞生的梦想。
1951 年大阪特殊制铁所(大阪钛制造公司的前身 )的石塚博先生开始钛的工 业化研究,次年实现工业化生产1952 年日本钛协会成立,是世界上第一个钛协会1959年日本第一次把钛合金应用在涡轮喷气发动机上1972 年在加古川厂开始大规模生产带钢轧制(日本专利)1979年日本第一次把钛焊接管应用在核能发电(第二福岛核电站1号发电 机的东京电力公司)开始生产用于F100涡扇发动机的钛部件1984 年,日本东京电力博物馆安装 750 平方米的钛材屋顶,这是世界上首 次钛材大面积用于建筑物1993钛在东京国际展览馆、国会大厦等建筑上使用,是当时世界上最大面积使用钛的建筑1999年钛锭的累计产量达到 10 万吨2003年海绵钛产量 69400 吨根据日本钛协会等提供资料整理)。