衡量一個國家鈦工業規模有兩個重要指標：海綿鈦產量和鈦材產量，其中海綿鈦產量反映原料生產能力，鈦材產量反映的是深加工能力。目前鈦工業已形成中國、美國、獨聯體、日本和歐洲五大生產和消費主體。鈦材料自1940年代用于工業制造以來，在半個多世紀的發展歷程中，已廣泛應用于醫療、航空航天、石化、航海等諸多領域，如今正朝著更加廣泛的民用工業、輕工業領域發展。今天，小編就帶你來了解一下，日本的鈦產業現狀以及未來展望。
2016年，世界經濟在新興國家經濟減速、英國脫歐等大背景、大事件下不斷動蕩，但也隨著美國經濟的復蘇整體呈逐漸企穩。日本經濟也在企業收益、雇傭環境的改善下緩慢恢復。隨著占鈦材最終需求過半的飛機領域需求不斷擴大，海綿鈦及鈦加材生產旺盛，國內由于普通工業領域需求低迷，鈦錠產量有所降低。
1海綿鈦
日本只有兩家海綿鈦生產企業，分別是大阪鈦科技股份公司（簡稱OTC）和東邦鈦科技股份公司（簡稱TTC）。2009年在雷曼沖擊下鈦材發貨量陷入低谷后，隨著全球經濟的逐步企穩，發貨量又逐漸恢復。后來由于飛機用鈦需求不旺，2013年又大幅滑落，
1.1產量
由于海綿鈦企一直保持較高的開工率，2016年日本海綿鈦的產量達到了54,594噸，同比增加30.34%；發貨量為42,330噸，同比降低6.75%；其中國內發貨量為24,100噸，同比減少3.08%；出口量為18,230噸，同比減少11.2%，見圖1。
圖1 2009~2016年海綿鈦發貨量
由此看見，2016年日本海綿鈦產量雖高，但由于國內需求不旺和國外市場用鈦需求低迷，主要表現為板式換熱器用鈦量和后期海水淡化領域用鈦量急劇下跌，因此2016年海綿鈦發貨量有所下降，庫存積壓較多。
1.2產能
2014年受歐美國家航空用鈦庫存持續調整影響，東邦鈦降低了3,600噸的產能，2015年和2016年都沒有變化。因此，2016年日本海綿鈦的總額定產能依舊為65,200噸/年，實際產能為69,200噸。
1.2.1各公司產能
大阪鈦公司在2011年完成第三步戰略后，海綿鈦額定產能提高至41,000噸，實際產能提高至40,000噸/年。2015年5月大阪鈦科技公司的新中期計劃到2017年將海綿鈦產能由40,000噸提高到47,000噸，由占世界份額的18%提高至30%，力爭成為全球最大的海綿鈦生產商。
東邦鈦公司的海綿鈦產能一直維持在2014年4月以后壓縮了的產能25,200噸/年。其中若松分廠（位于北九州市）年產能為15,600噸，茅崎分廠（位于神奈川縣的茅崎市）年產能為9,600噸。近兩年海綿鈦產能未發生變化。
1.2.2 設備開工率
在飛機生產旺盛的背景下，日本海綿鈦廠商一直維持著較高的開工率。其中大阪鈦科技公司2016年平均開工率在92%左右，東邦鈦的平均開工率在79%左右，2016年日本海綿鈦企的平均開工率約為85%，見圖2。
圖2 2012下半年到2016年OTC與TTC海綿鈦設備開工率
大阪鈦公司2016上半年小型還原爐（額定產能為6,000噸/年）處于停工狀態，依托生產效率高、額定產能為34,000噸/年的大型還原爐提高產量。不過，經過對還原爐近年來的改造，其實際產能已經提高至37,000噸/年。東邦鈦由于一部分國外大客戶2016年轉變方針，壓縮原材料庫存，因此海綿鈦的購買量有所減少。受此影響，2016財年降低了國內兩個生產基地的平均設備開工率。
1.3國內價格
在日本，生產海綿鈦的大阪鈦科技公司和東邦鈦公司每財年上半年都要和其客戶，也就是與制鐵公司進行談判。2016財年由于沒有大宗需求的訂單，而且全球海綿鈦產能過剩，飛機零部件生產商提高廢料使用比例，導致了海綿鈦的購買量減少。再加上新興國家海綿鈦產品的廉價攻勢，2016財年國內大宗商品交易價格同比降低5%，跌至1430～1890日元/公斤（折合美元約為13.58～17.95），連續4年下跌，見圖3。用于飛機零部件和一般工業領域的鈦材國內價格下滑。
圖3 日本國內海綿鈦價格走勢
1.4進出口貿易
1.4.1進口
根據日本財務省的統計，2016年日本共進口海綿鈦（含少量鈦錠及鈦粉）1,498噸，同比降低50.5%。其中從俄羅斯進口的最多，占總進口量的64.4%，達到965噸，其次是烏克蘭、中國、美國、歐盟。
1.4.2出口
日本海綿鈦由于品質高，質量穩定，出口比例較高，近幾年一直保持著40~50%左右的出口率。2016年日本共出口海綿鈦18,230噸，同比減少11.2%。美國和歐洲是日本海綿鈦出口的主要國家和地區。
2鈦錠
在日本，生產鈦錠的廠家除了大阪鈦和東邦鈦以外，還有神戶制鋼、新日鐵住金、大同特殊鋼共五家公司，共計5家，幾乎不出口，主要供給國內鈦材生產商內部消化。
2.1產量
2016年日本鈦錠的產量達到了19,986噸，同比減少15.06%。這主要是由于鈦加工材需求不旺，庫存消耗緩慢導致的。圖4顯示了近年來日本的鈦錠產量。
圖4 2009~2016年日本鈦錠產量統計圖
2.2產能
據統計，日本鈦錠產能總計50,700噸，排名世界第四。其中大阪鈦與東邦鈦的鈦錠產能分別為6,000噸和25,000噸；神戶制鋼公司鈦錠產能為13,000噸/年左右，新日鐵為5,500噸/年，大同特殊鋼為1,200噸/年[2]。
3 鈦加工材
在日本，生產鈦加工材（主要指軋材）有五家公司，分別是神戶制鋼所、新日鐵住金、JFE不銹鋼、大同特殊鋼、愛知制鋼公司。
3.1產量
2016年鈦加工材的發貨量為16,497噸，同比增加了6.47%，連續三年上漲。其中國內鈦加工材發貨量為5,288噸，同比減少2.12%；出口發貨量為11,209噸，同比增加11.04%，見圖5。
圖5 2009~2016年日本鈦加工材發貨量
3.1產品結構
日本生產的鈦加工材分為板、帶、焊管、無縫管、棒、線、鍛件、鑄件等，其中鈦帶所占比例最大。
圖6 2016年日本鈦加工材產品結構
表 近三年日本各類鈦加工材銷售量及其所占比例
2009~2011年，鈦帶所占比例在33~39%之間；2012~2015年所占比例均在45%左右，2016年鈦帶發貨量更是高達8,074噸，占總發貨量的49%；其次是冷軋板、焊管，詳見圖6。另外，冷軋板發貨量同比降低2.23%，只有3,387噸；焊管則增加了2.21%，達到2,325噸。
3.2市場
3.2.1國內
日本鈦加工材的應用與美國存在差異，美國75%的鈦材用于航天，而日本85%的鈦材用于航空之外的領域，如化工、電力、海水淡化、汽車、建筑、醫療、電子、體育休閑、機械加工等。
圖7 2016年日本國內鈦加工材不同領域應用比例
表 近三年日本國內鈦加工材應用領域
2016年日本國內化工、發電站以及建筑土木領域用鈦量明顯減少，其中發電廠用鈦量比上一年減少了52.9%，只有243噸；土木建筑用鈦量比上一年減少了63.0%，只有78噸，詳見圖7。另外，電解和汽車領域用鈦增幅明顯。電解領域用鈦量為814噸，增幅為42.5%。汽車領域用鈦量為311噸，同比增加76.8%，達到近六年以來的峰值。
3.2.2出口
近年來日本鈦材由于品質高、性能優良出口量一直保持在65%以上的比例。出口鈦材通常應用最多的領域為電力和板式換熱器（PHE）。
圖8 2016年日本出口鈦加工材在不同領域應用比例
表 近三年日本出口鈦材應用領域統計
2016年日本鈦材出口方面，最耀眼的明星就是海水淡化領域，鈦產品出口量達到2,881噸，領軍出口市場，同比增加244.2%；飛機領域用鈦產品出口量達到909噸，同比增加47.3%，這個值也達到近六年的峰值，由此可一窺日本飛機產業的發展；醫療領域用鈦產品出口量達到270噸，同比增加18.9%，創近年來最高紀錄。另外，傳統市場領域如化工業、板式換熱器用鈦量降幅較大，分別同比下降了68.1%和27.9%，只有141噸、2,497噸，詳見圖8。
4行業分析
2016年，雖然航空用鈦需求不斷恢復，但世界范圍內鈦海綿鈦供給過剩、價格低迷。另一方面，由于鈦材最大應用市場是航空領域，因此日本各鈦加工材生產商通過與飛機零部件生產商簽訂合同并增加設備、提高技術、開發新材料，不斷加強鞏固與飛機零部件制造商的合作關系。
4.1降成本、促發展
大阪鈦公司鑒于2015財年業績不佳，決定在削減直接成本、降低設備維修費用等改善收益策略的基礎上，從2016年4月開始對全體常務執行董事實施減薪10~30%的減薪政策。
為了降低成本，東邦鈦公司自2014年就確定了在沙特建設海綿鈦廠的意向。2016年2月底正式成立了以海綿鈦的生產、銷售為經營范圍的合資公司的聲明。公司全稱為ATTM，注冊資本為1.1億美元，設計產能為15,600t/年，目前在沙特西部吉達正在進行新工廠的建設，2017年5月新工廠已竣工交付，今年實現運營，2018年初實現工業生產。
4.2加強與飛機產業的聯系
2016年1月初，日本新日鐵住金股份公司（簡稱新日鐵住金）與世界上為數不多的飛機噴氣式發動機生產商——法國斯耐克瑪（SNECMA）旗下的賽峰集團（SAFRAN Group）之間就鈦合金坯錠的長期供給達成了新的協定。眾所周知，新型發動機LEAP由SNECMA公司與通用電氣公司（GE）合作研發，并且已定于在新型波音737MAX、空客A320NEO上搭載。隨著今后產量的增加，預計新日鐵住金的供貨量將會增加。
2016年4月，神戶制鋼所發表的2016~2022年中期計劃中，提出不僅要加強一直以來的上游工程（熔煉、鍛造），如決定購買最先進熔煉爐增強鈦錠產能等，而且還要進軍下游的機械加工領域，建立集熔煉、鍛造、加工為一體的完善鈦產業鏈。
2016年7月，神戶制鋼公司已經為歐洲飛機生產巨頭——空客公司的最先進中型機A350XWB開始批量化生產鈦制大型鍛件（鍛件長2.4米，直徑為32cm的圓筒形），供給全球最大的飛機著陸裝備制造商——法國賽峰集團著陸系統公司（原梅西埃-布加蒂-道蒂即Messier Bugatti Dowty公司，2016年5月改名）。該大型鍛件被用于主起落架的著陸裝備，在日本國內率先成功實現了批量化生產。
4.3技術進步
大阪鈦科技公司開發了3D打印用材料——鈦粉。該材料用于高級造形技術方法——層壓成型，能夠輕松生產出形狀復雜的產品，適用于人工關節以及飛機零部件的生產。一舉打破歐美廠家獨霸3D打印用鈦粉市場的局面。公司已經建立了年產量為40噸的供應體制，并成立了專門領導小組，積極開拓飛機、醫療等主要領域的需求。一部分國內外的顧客已經在實際中使用3D打印生產產品。
面對飛機鈦制零部件加工難的問題，神戶制鋼在2017年引進了切削加工試驗機，并表示將在 2018財年內解決5m長的大型零部件在一定時間內無形變的加工技術難題，爭取在2020財年在高砂制作所（兵庫縣高砂市）區里其制造技術。通過涉足切削加工領域，在自己公司將材料變為零部件，爭取向川崎重工公司、三菱重工公司等飛機零部件加工商直接交貨。
神戶制鋼所開發了能夠降低飛機燃料費用的新材料——一種被稱為鈦鋁合金的材料，該材料每立方厘米重為4.2g其與飛機發動機主要材料鎳合金相比，重量只有一半；該材料在1000℃以下，耐熱性良好，比單純的鈦或鋁合金耐熱性高。神戶制鋼與發動機生產巨頭IHI合作，預計到2020年實現實際應用。如果能夠采用神戶制鋼的輕量鈦鋁合金的話，此舉將有助于降低飛機燃料成本。
新日鐵住金為日本大分銀行的圓屋頂提供的耐變色的鈦建材迄今已有15年的時間，經過調查發現該屋頂的鈦材色調變化極小，屋頂依然非常美觀。通常鈦材表面的氧化膜會與酸雨發生反應，原本呈銀色的表面會變成茶色，新日鐵研發了耐變色的鈦建材，并用時間檢驗了其耐變色性能。
新日鐵住金公司與東邦鈦公司正在聯合推進鈦薄板的新型低成本化技術的開發。新工藝通過將海綿鈦裝入鈦制容器然后真空密封，再將該封裝的半成品加熱至1,000℃進行軋制，試驗已成功制得長2m、厚5.5mm的熱軋板材，且產品抗拉強度與傳統工藝生產的材料相同。即將從鈦礦石冶煉而成的海綿鈦直接軋制成鈦薄板，省略中間的熔煉、鍛造工序。雖然目前該技術還僅停留于試驗階段，將來如果得以普及，純鈦薄板的制造成本將有可能降低2~3成。
4.4開拓應用領域
新日鐵住金公司聯合日產汽車公司將Super-TIX10Cu鈦合金應用到了日產新型跑車GT-R排氣系統的消音器中。Super-TIX10Cu是一種在鈦中添加1.0%的銅、合金組織中氧含量較低的鈦合金，其重量輕、加工容易、耐熱性較高、具備排氣系統要求的高溫強度、耐腐蝕性的條件。GT-R過去只是有選擇性地裝備鈦制消音器，作為標準配備還是首次。
新日鐵住金還將鈦薄板成功應用于本田摩托車最新越野系列CRF450R的油箱上。在大批量生產的摩托車油箱上使用鈦材在世界上尚屬首例。該鈦薄板為JIS 1類 TP270C（純鈦），其壓力成形性、焊接性、各向異性等加工上技術難點都被一一攻破。該材料比強度高，比以往的主要材料——樹脂重量輕，這一點也得到了高度評價。
新日鐵住金公司還首次在第十一管區海上保安本部所管轄的沖繩縣竹富町的小浜航路3號燈標公共工程中采用了鈦保護罩+凡士林包覆的施工方法（簡稱TP法），很好地保護燈標不受海水腐蝕、延長了燈標的使用壽命，生命周期成本較低。從1985年開始銷售以來，采用該施工方法的施工面積已達到32,000㎡，用鈦量超過100噸。
4.5政府支持
近年來，3D打印在鈦行業發展迅猛。日本也不甘落后，經濟產業省也在積極推進金屬零部件3D打印的生產流程以及材料的開發工作。為了實現實際應用，經濟產業省在2017財年以后考慮啟動官方與民間共同合作的國家級項目。在此之前則先進行工業化調查。該調查已經委托金屬材料研究開發中心（JRCM）進行。2017財年以后將啟動國家級項目，預計特殊鋼生產商以及民營材料生產商將會加入。
在2016年4月召開的由日本內閣主導的國家項目——戰略技術革新創造項目（SIP）的“創造性結構材料”成果報告會上，在耐熱合金、金屬間化合物等的開發成果方面，物質、材料研究機構開發了擁有1,500噸壓力的鍛造模擬機，可以將鍛造困難的鎳、鈦合金制作成直徑為200~300mm的試樣。由此就可以獲得鍛造以及材料的相關參數，由此一來就確立了之前加工難度大的飛機發動機用葉盤等大型結構件的鍛造新工藝技術，力爭能將此技術應用到航空鍛造公司擁有的5萬噸油壓模鍛鍛壓機之中。
2016年6月，經濟產業省提出了“瞄準2030年的2016有色金屬戰略”。關于鈦產業主要提出了三個戰略：1.技術開發戰略。包括能降低生產成本的創新工藝技術的開發、新的檢驗技術在鈦產品上的應用、通過產學合作來進行人才的培養、鈦材使用優勢的宣傳2.國內制造基礎強化戰略。為提高成本競爭力，進行行業整合；應對高耗電量消費產業團體提出的能源問題；發送有關引進數字化的信息等。3.全球戰略。包括重要技術管理的嚴格化、飛機等國外需求開拓較晚的領域的應對、原料供給風險的對應等。另外還對航空航天、汽車零部件、醫療、建筑、海水淡化四個領域用鈦需求動向進行了分析，并提出了今后的對策。
2016年12月，面對2017年3月末即將到期的飛機、衛星零部件零關稅政策，日本財務省做出了延期3年的調整。政策對象是國內生產存在困難的螺栓、鈦制零部件。長期以來，飛機及航空宇宙相關零部件主要從美國進口，2015財年的進口額為784億日元，免稅額達到了29億日元，是5年前的3倍。該政策可以減輕零部件的供應成本、提高產品的國際競爭力。
4.6鈦材國準修訂
經過2016年2月日本工業標準調查會標準第一部門會議第6次金屬、無機材料技術專門委員會的審議和表決同意，2016年5月，日本出版發行了新的鈦及鈦合金棒、鍛件、線材的標準即H 4650-2016（鈦及鈦合金棒）、H 4657-2016（鈦及鈦合金鍛件）、H 4670-2016（鈦及鈦合金絲材及線材）。舊的標準當中，棒材與鍛件標準的尺寸（直徑、厚度）有重復的地方，導致一種產品可適用于兩種標準。新標準將通過鍛造生產的棒材從鍛件標準中刪除，歸于棒材標準。原因是板材、條材、管材、線材等其他鈦產品標準都是根據形狀分類，只有鍛件的標準是通過加工方法分類，因此棒材也應該根據形狀劃分棒材規格。另外，新標準對棒材與線材的區別也重新進行了規定等等[7]。
5 未來展望
放眼全球，鈦產品供大于求的局面仍未改變。不過，由于飛機產業發展迅猛，因此未來飛機用鈦市場比較樂觀，飛機用鈦加工材預計將以每年4.3%的復合增長率增加，未來鈦產品出口將會增加；國內方面，板式換熱器、電廠等一般工業領域用鈦需求將有所恢復，另外，隨著人工智能和物聯網在企業中的逐步應用普及，日本鈦材的成本競爭力將會不斷增強，從而擴寬鈦材的應用領域。再加上2020東京奧運會的臨近，各種民生領域用鈦需求也將不斷顯現出來。另外，日本也正在開發鈦材應用的新領域。如日本燃料電池車用鈦，隨著其產量的不斷增加，這方面的用鈦量也在不斷攀升。特朗普退出TPP協議給日本鈦行業造成的沖擊，已在日本鈦行業的迅猛發展中消弭于無形。預計2017年日本的鈦行業將會再上一個臺階。
參考文獻
1.日本鈦協會統計數據
2.《2015財年能源使用合理化促進基礎擴充委托費報告》
3.《神戶制鋼報》及《神戶報》
4.《日本經濟報》
5.《日刊工業報》電子版
6.新日鐵住金官網
7.《鈦》2016.3
