冷床炉CHM技术正在成为军工钛合金熔炼领域的关键变量。传统VAR(真空自耗电弧熔炼)即使经过三次熔炼也无法完全消除高熔点夹杂物,而冷床炉熔炼(CHM)工艺能有效解决这一难题,推动钛合金熔炼市场向更高品质方向扩容。 从市场空间看,钛合金需求呈现“中短期看军机、长期看商飞”的双轮驱动格局,叠加CHM设备国产化进程加速,为上游熔炼环节打开了明确的增量空间。
CHM技术为何成为钛合金熔炼的关键
钛合金在航空发动机中的使用量占比约30%,且无论军用还是民用飞机,用钛量均呈长期上升态势。然而,传统VAR熔炼存在固有短板——资料明确指出,即使三次熔炼也无法完全消除高熔点金属夹杂物,这对航空级钛合金的品质构成制约。
冷床炉熔炼(CHM)正是在此背景下应运而生。其工艺优势在于能更有效地去除高熔点夹杂物,提升钛锭纯净度,因此被视为VAR之后的重要技术升级方向。在国产化进程上,宝钛集团旗下的装备公司走在前列,其自主研制的真空电子束熔炼炉(EB炉)已完成首锭出炉,标志着国内在CHM设备领域迈出实质性一步。
钛合金熔炼市场的空间测算
从需求端看,钛合金市场空间可分为两个维度:
| 维度 | 测算口径 | 需求特征 |
|---|---|---|
| 军用市场 | 按“十四五”期间新增军机规模测算 | 相对可量化,确定性较强 |
| 民用市场 | 按商飞白皮书预测,拉长至20年维度 | 偏远期,属于第二增长曲线 |
具体来看,军用领域按新增2850架军机测算,仅机身结构件一项的钛合金材料总需求即达54890吨;若叠加军用航发领域(按含钛量30%行业中值换算),发动机用钛需求约39646吨。民用领域按2020-2039年9333架飞机需求测算,机身结构件钛合金需求约573020吨,航发领域约493802吨,体量更为可观。
从供给端看,国内主要钛合金企业的熔炼设备配置存在明显差异:
- 宝钛股份:配备2400kW电子束冷床炉及15t/10t真空自耗电弧炉,2021年钛产品销量26637吨
- 西部超导:以8t真空自耗电弧炉为主,2021年钛产品销量6813吨
- 西部材料:配备真空自耗电弧炉等,2021年钛产品销量5898吨
目前国内仅有宝钛装备了电子束冷床炉,其余企业均以VAR为主,CHM设备的渗透率仍有较大提升空间。
常见问题
CHM冷床炉和VAR熔炼的核心区别是什么?
VAR熔炼即使进行三次也无法完全消除高熔点夹杂物,而CHM冷床炉熔炼工艺在去除夹杂物方面具备优势,能获得更高纯净度的钛锭,更适合航空级高品质钛合金的生产要求。
国产CHM设备进展如何?
宝钛集团旗下装备公司走在前列,其自主研制的真空电子束熔炼炉(EB炉)已完成首锭出炉,标志着国内装备设计制造水平迈上新台阶。在此之前,冷床炉设备主要依赖海外进口,国产化突破有望降低设备门槛、加速技术推广。
钛合金熔炼市场的增长驱动力有哪些?
短期看,军用领域受单机用钛量上升与军机扩容双重驱动,需求确定性较强;长期看,国产大飞机成熟后将打开民用市场的第二增长曲线。同时,CHM设备国产化带来的技术升级,也将推动熔炼环节的产能与品质同步提升。