Потребление ниобия в СНГ
На основе анализа приведенных в отчете данных составлена динамика потребления ниобия в России (таблица 45 и рисунок 28).
В целом, с 1997 по 2008 гг. потребление ниобия в России имело тенденцию к росту. Как видно на рисунке, сильное падение спроса на ниобий происходило в 1999 и 2004 гг. Однако эти спады были связаны не с уменьшением потребления со стороны потребляющих ниобий отраслей, а с падением производства ниобия и изменениями процентного содержания ниобия в различных видах продукции, главным образом, в импортном феррониобии.
Считается, что уровень спроса на ниобий связан с развитием технического прогресса в стране. За последние 11 лет четко выделяются 3 этапа развития отраслей черной металлургии, потребляющих ниобий.
Первый этап относится к концу 90-х годов: потребление ниобия в России в эти годы находилось на уровне 260 т. В этот период ниобий в России потребляли в количестве 4 г/т стали. При том, что за рубежом среднее потребление ниобия на 1 т стали составляло 32 г (в США и Японии этот показатель находился в пределах 52-89 г). Стоит также отметить, что феррониобий в 1997-1999 гг. в России не выпускался, весь спрос металлургических предприятий удовлетворялся за счет импорта.
Второй этап в развитии потребляющих ниобий отраслей начинается в 2000 г., когда в России опять начинает развиваться качественная металлургия на основе микролегирования сталей ниобием. Потребление ниобия в эти годы увеличивается до 720 т. Удельное потребление ниобия на 1 т стали повысилось до 14 г/т, а ведущие предприятия России и СНГ достигли уровня удельного потребления 40-60 г/т.
В эти годы встает вопрос о замене труб, отслуживших свой ресурс. Существенная часть трубопроводов проходит в районах с очень сложным климатом: в условиях вечной мерзлоты, постоянной влажности, агрессивных сред и т.д. Ежегодные потребности только «Газпрома» в трубах большого диаметра (ТБД) подобного ассортимента составляют 2 млн т, для легирования которых требуется около 1400 т ниобия. Помимо этого, в связи с новыми масштабными проектами, такими, как строительство газопровода Ямал – Западная Европа, сооружение газо- и нефтепровода Восточная Сибирь – Китай и др. на первый план выходит проблема производства в России низколегированных ниобиевых сталей и труб большого диаметра из них. Поэтому Правительством РФ было принято решение о создании ОАО «Завод по производству ТБД» в Нижнем Тагиле и увеличении мощностей на Волжском трубном заводе. Также выпуск ТБД начинает осваивать «Северсталь». В связи с этим, в 2001 г. помимо производственной цепочки «Севредмет» – «Соликамский магниевый завод» – «Силмет» на российский рынок ниобия выходит производственная цепочка из дочерних компаний ОАО «Северсталь» – ОАО «Стальмаг» (занимается разработкой крупного месторождения Татарское и получает черновой ниобиевый концентрат) и ОАО «Северный ниобий» (производит феррониобий).
В 2003 г. крупнейший потребитель труб «Транснефть» начинает реализацию долгосрочной комплексной программы диагностики, технического перевооружения, реконструкции и капитального ремонта объектов магистральных нефтепроводов. Производится ремонт дефектов и выборочная реконструкция участков трубопроводов по результатам внутритрубной диагностики. Однако выборочный ремонт охватывает около 1,5% наиболее опасных дефектов. Устранение же основной массы переносится на отдаленные сроки.
Также на этом этапе в России прослеживается рост потребления стали в мостостроении и судостроении, где ниобий является неотъемлемой составляющей. В последнее время в мостостроении все чаще используется экономно легированный прокат с микролегированием ванадием или ниобием (базовых марок 15ХСНДА и 10ХСНДА по ТУ 14-1-5120-92).
Третий этап начинается с масштабного осуществления проектов по строительству газо- и нефтепроводов в 2006 г. Потребление ниобия в 2006-2008 гг. характеризуется ростом, однако это происходит в большей степени за счет импортных поставок. Производственная цепочка «Северсталь» значительно сокращает выпуск продукции в связи с технологическими сложностями по добыче ниобиевой руды.
Кроме того, в связи с мировым финансово-экономическим кризисом, который сильно повлиял на все отрасли экономики, потребление ниобия в 2008 г. осталось на уровне 2007 г.
Рисунок 28: Динамика «кажущегося » потребления Nb
в России в 1997-2008 гг., т
Источник: оценка «Инфомайн»
Таблица 47: Кажущееся потребление ниобия
в России в 1997-2008 гг., т
| Показатель | в пересчете на Nb | ||||||||||||
| Производство | FeNb | - | - | - | - | ||||||||
| Nb2O5 | |||||||||||||
| Nb мет | - | - | - | - | - | ||||||||
| Nb в лигатуре | |||||||||||||
| всего | |||||||||||||
| Импорт | FeNb | ||||||||||||
| Nb2O5 | - | ||||||||||||
| Nb мет | - | - | - | - | - | - | |||||||
| всего | |||||||||||||
| Экспорт | FeNb | - | - | - | |||||||||
| Nb2O5 | |||||||||||||
| Nb мет | - | - | - | - | |||||||||
| Nb в лигатуре | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||||
| всего | |||||||||||||
| «Кажущееся» потребление |
Источник: оценка «Инфомайн»
Главной областью применения ниобия (около 90%) является производство низколегированных (0,07–0,08% Nb) малоуглеродистых ниобийсодержащих сталей, используемых для изготовления труб большого диаметра для магистральных трубопроводов, а также применяемых в мостостроении и судостроении.
Трубы из ниобийсодержащей стали, имеющей мелкозернистую структуру, хорошо выдерживают высокие давления, морозостойки, пластичны, слабо подвергаются коррозии. Срок службы таких труб по сравнению с обычными увеличивается в несколько раз, особенно в высокоширотных районах с вечной мерзлотой. Весьма эффективно использование низколегированных ниобийсодержащих сталей в строительстве, мостостроении, дорожном и горном машиностроении, авиа- и автомобилестроении, при изготовлении оборудования для глубокого нефтяного бурения, аппаратуры для химической и нефтехимической промышленности и т.д. В мировом производстве низколегированных сталей ниобий занимает первое место, обгоняя все другие легирующие металлы.
Ниобием легируют не только малоуглеродистые, но и обычные углеродистые, нержавеющие и прочие марки сталей. Для легирования сталей используют феррониобий, в составе которого содержится 50% ниобия. Сплавы ниобия с оловом, титаном и цирконием широко применяются при изготовлении сверхпроводящих соленоидов для мощных электромагнитов, используемых в магнитных сепараторах, ускорителях заряженных частиц, МГД-генераторах. Синтетические монокристаллы ниобатов лития и свинца применяются в лазерных и акустоэлектронных устройствах.
Заменителями ниобия в нержавеющих сталях и суперсплавах являются тантал и титан, в жаропрочных – вольфрам и молибден, в высокопрочных низколегированных сталях – ванадий и молибден. Однако во всех случаях заменители являются либо менее эффективными, либо более дорогостоящими (тантал, которым в некоторых случаях можно заменить ниобий, в 10 раз дороже его). Ниобиевые сверхпрочные стали, в некоторых случаях, заменяет специальная металлокерамика.
В бывшем СССР потребление ниобия составляло около 3 тыс. т в год, при этом значительная часть этого металла использовалась в отраслях ВПК (авиационная, космическая, электроника и т.д.). Впоследствии, в связи с конверсионными процессами в промышленности бывшего СССР произошло обвальное сокращение внутреннего потребления ниобия.
В последние годы потребление ниобиевой продукции (в пересчете на металл) в России увеличилось за счет феррониобия и составляет порядка 1350 т в год. Основные потребители феррониобия – ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» (ОЭМК, г. Старый Оскол), ОАО «Урал-Сталь» (г. Орск), ОАО «Северсталь» (г. Череповец), ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК, г. Липецк).
В табл. 48-49 представлены требования к маркам основных ниобийсодержащих сталей, производимых в России.
Таблица 48: Марки сталей для хладостойких труб, производимых в России (ТУ 14-1-5246-94 и ТУ 14-1-5270-94)
| Марка стали | Класс прочности | Диаметр трубы мм | Содержание элементов, % | |||||||
| C | Mn | Si | S | P | Nb | V | Ti | |||
| не более | ||||||||||
| 12 гСБ | К52 | 530-820, 1020, 1220 | 0,10-0,14 | 1,10-1,60 | 0,25-0,50 | 0,02 | 0,02 | 0,03-0,05 | - | 0,005-0,02 |
| 12 г2СБ | К56 | 530-820, 1020, 1220 | 0,10-0,14 | 1,40-1,80 | 0,25-0,50 | 0,02 | 0,02 | 0,04-0,07 | - | 0,005-0,02 |
| 10 г2СФБ | К60 | 530-820 | ≤0,13 | 1,30-1,80 | 0,25-0,50 | 0,01 | 0,02 | 0,03-0,05 | ≤0,10 | 0,005-0,02 |
Источник: ФГУП «Стандартинформ»
Таблица 49: Марки сталей для электросварных и ТВЧ-труб, производимых в России (ТУ 14-1-4358-87)
| Марка стали | Класс прочности | Содержание элементов, % | |||||||
| C | Mn | Si | S | P | Nb | Al | Ca | ||
| не более | |||||||||
| 08 гБЮ | К52 | 0,07-0,10 | 1,10-1,40 | ≤0,30 | 0,006 | 0,025 | 0,035-0,055 | 0,02-0,05 | ≤0,004 |
| 09 гБЮ | К56 | 0,08-0,11 | 1,10-1,40 | ≤0,30 | 0,006 | 0,025 | 0,06-0,08 | 0,02-0,05 | ≤0,004 |
Источник: ФГУП «Стандартинформ»
ОАО «Северсталь», ОАО «Урал-Сталь» выпускают марки хладостойких сталей 12 гСБ и 12 г2СБ. На НЛМК разработана технология термомеханической прокатки и промышленного изготовления трубных сталей, микролегированных ниобием с низким содержанием серы (марки 08 гБЮ, 09 гБЮ, 10 г2ФБЮ). Стали марок 08 гБЮ, 09 гБЮ предназначены для электросварных и ТВЧ-труб северного исполнения диаметром до 530 мм и толщиной стенки 5-12 мм. Они характеризуются повышенной хладостойкостью и свариваемостью без ограничений. На НЛМК и «Северстали» отработана технология и промышленно изготовляется рулонный прокат, на Выксунском метзаводе и Челябинском трубопрокатном заводе – ТВЧ-трубы диаметром 144-375 мм и электросварные трубы диаметром 530 мм. Синарский трубный завод выпускает бесшовные горячедеформированные трубы.
В связи с уникальным сочетанием прочностных свойств, вязкости, хладостойкости, пластичности и свариваемости листовой прокат из микролегированных ниобием сталей термомеханической прокатки (таблицы 50, 51, 52) может быть успешно использован в других областях: в сварных строительных конструкциях, мостостроении, судостроении, машиностроении и др. Основными производителями листового проката, легированного ниобием, являются ОАО «Северсталь» и ОАО «Урал-сталь».
Таблица 50: Прокат листовой низколегированный высокого качества для мостостроения, производимый в России (ТУ 14-1-5120-92)
| Марка стали | Содержание элементов, %, не более | ||||||||
| C | Mn | Si | Ni | Cr | Cu | Nb | S | P | |
| 10ХСНДА | 0,12 | 0,65-0,95 | 0,8-1,1 | 0,2-0,5 | 0,3-0,6 | 0,4-0,6 | 0,03-0,06 | 0,01 | 0,015 |
| 15ХСНДА | 0,15 | 0,6-0,9 | 0,4-0,7 | 0,2-0,5 | 0,3-0,6 | 0,2-0,4 | 0,03-0,06 | 0,01 | 0,015 |
Источник: ФГУП «Стандартинформ»
Таблица 51: Прокат толстолистовой для судостроения, производимый в России (ТУ 5-961-11804-2002)
| Марка стали | Содержание элементов, % | |||||||||||
| C | Mn | Si | Cr | Cu | Ni | Mo | Al | V | Nb | S | P | |
| не более | ||||||||||||
| D32CB, E32CB, D36CB, E36CB, D40CB, E40CB | 0,07-0,12 | 0,9-1,6 | 0,15-0,35 | не более 0,2 | не более 0,35 | не более 0,4 | не более 0,08 | 0,02-0,06 | 0,05-0,1 | 0,02-0,05 | 0,015 | 0,02 |
| D32W, E32W, D36W, E36W, D40W, E40W | 0,07-0,12 | 0,9-1,6 | 0,15-0,35 | не более 0,2 | не более 0,35 | не более 0,4 | не более 0,08 | 0,02-0,06 | 0,05-0,1 | 0,02-0,05 | 0,005 | 0,02 |
| F36CB, F40CB | 0,07-0,11 | 1,15-1,6 | 0,1-0,4 | не более 0,2 | не более 0,35 | не более 0,8 | не более 0,08 | 0,02-0,06 | 0,05-0,1 | 0,02-0,05 | 0,01 | 0,02 |
| F36W, F40W | 0,005 | 0,02 | ||||||||||
| F36SCB, 40SCB | 0,08-0,11 | 1,15-1,6 | 0,1-0,4 | не более 0,2 | не более 0,2 | 0,65-1,05 | - | 0,02-0,06 | 0,02-0,05 | 0,02-0,05 | 0,01 | 0,02 |
| F36SW, F40SW | 0,005 | 0,01 |
Источник: ФГУП «Стандартинформ»
Таблица 52: Прокат толстолистовой для соединительных
деталей газонефтепроводов
| Марка стали (ТУ) | Содержание элементов, % | |||||||
| C | Mn | Si | S | P | Nb | V | Ti | |
| не более | ||||||||
| 10 г2ФБЮ(14-1-5339-96) | 0,08-0,13 | 1,60-1,80 | 0,15-0,35 | 0,010 | 0,020 | 0,02-0,06 | 0,05-0,12 | 0,001-0,035 |
| 12 гСБ (14-1-5345-97) | 0,10-0,14 | 1,10-1,60 | 0,25-0,50 | 0,015 | 0,020 | 0,03-0,05 | - | 0,005-0,02 |
| 10 г2СФБ(14-1-5345-97) | ≤0,13 | 1,30-1,80 | 0,25-0,50 | 0,015 | 0,020 | 0,03-0,07 | 0,05-0,12 | 0,005-0,02 |
| 15 г2ФБ (14-1-2736-79) | 0,13-0,16 | 1,50-1,75 | 0,2-0,4 | 0,006 | 0,020 | 0,02-0,04 | 0,08-0,12 | - |
Источник: ФГУП «Стандартинформ»
В ОАО «Северсталь» для металлоконструкций автомобильных кранов грузоподъемностью 15-16 т освоено производство сталей марок 08-09 гБЮ в виде листового проката толщиной 4-10 мм, а для кранов грузоподъемностью 20-30 т – сталей марок 10 г2ФБЮ и 10 г2СФБ (лист толщиной 4-16 мм).
Поскольку в данных ФСГС не выделяется категория ниобийсодержащих сталей, эксперты «Инфомайн» выделили категорию – штрипсы низколегированные листовые, которые в большинстве случаев содержат ниобий. По оценке «Инфомайн» примерно 60-70% от общего объема низколегированных листовых штрипсов содержат ниобий в количестве 0,03-0,07%. Так, на рисунке 29 представлена динамика производства данной продукции основных российских производителей: ОАО «Северсталь» и ОАО «Урал-Сталь». Как видно из рисунка, в 2001-2008 гг. в целом, выпуск штрипсов на обоих предприятиях растет. Колебания выпуска продукции связаны с проблемами в поставках сырья.
Рисунок 29: Динамика производства ниобийсодержащих сталей на предприятиях России в 1999-2008 гг., тыс. т
*- 2008 г. – оценка «Инфомайн»
Источник: «Инфомайн» по данным ФСГС РФ
На рисунке 30 приведена сравнительная динамика производства ниобийсодержащих сталей и внутреннего потребления феррониобия в России в 1999-2008 гг. Как видно из рисунка, степенные тренды производства сталей и потребления феррониобия идут практически параллельно и имеют тенденцию к увеличению. Как объемы выпуска сталей так и объемы потребления феррониобия были подвержены колебаниям. Так, в потреблении феррониобия в 2004 г. произошел резкий спад, связанный с остановкой производства продукции в России, а также с импортом низкокачественного феррониобия с содержанием ниобия около 10%. Однако, по оценке «Инфомайн», недостаток феррониобия до 2006 г. компенсировался поставками из Росрезерва.
С 2005 г. в связи с увеличением спроса на ниобийсодержащие стали в производстве трубопроводов, растет и потребление феррониобия.
Рисунок 30: Сравнительная динамика производства
ниобийсодержащих сталей в России и внутреннего
потребления феррониобия в 1999-2008 гг.
Источник: «Инфомайн» по данным ФСГС РФ, ФТС РФ
В структуре потребления ниобийсодержащих сталей (рисунок 31) большую часть занимают производители нефте- и газопроводов, на их долю приходится около 60% от общего потребления продукции. Основные предприятия-потребители в этой отрасли – ОАО «Волжский трубный завод», ОАО «Выксунский металлургический комбинат», ОАО «Челябинский трубопрокатный завод» и др., которые производят магистральные трубопроводы в северном исполнении.
Примерно 15% от общего объема сталей, содержащих ниобий, приходится на мостостроение. По оценке «Инфомайн», практически во всех сталях для мостостроения присутствует ниобий. Однако, в последнее время объемы строительства мостов сокращаются. Основные потребители в мостостроении – ЗАО «Курганстальмост» (Курганская обл.), ЗАО «Воронежстальмост» (Воронежская обл.), ЗАО «Челябинский завод металлоконструкций» (Челябинская обл.), ООО «Нижнетагильский завод металлоконструкций» (Свердловская обл.) и другие.
Помимо этого, ниобийсодержащая сталь применяется в автомобилестроении (8%). Основным потребителем этой отрасли является ОАО «АВТОВАЗ», которое использует в своем производстве листовые стали повышенной прочности, легированные бромом, ниобием, титаном. Также в небольших количествах сталь с содержанием ниобия потребляет ОАО «ИЖМАШ-АВТО».
В судостроении также используются стали с ниобием из-за их высокопрочностных свойств и хладостойкости. Основные потребители – ФГУП «ПО «Севмаш», ОАО «СЗ «Северная верфь» (г. Санкт-Петербург), ОАО «Зеленодольский завод им. А. М. Горького» (Республика Татарстан) ФГУП «Адмиралтейские верфи» (Белгородская обл.) и пр.
Помимо этого, ниобийсодержащие стали применяются в производстве электротехники, в машиностроении, оборонной промышленности, химической и нефтехимической промышленности, энергетическом машиностроении и пр.
Рисунок 31: Структура потребления феррониобия в производстве ниобийсодержащих сталей в России в 2008 г., %
Источник: оценка «Инфомайн»
Другие ниобийсодержащие сплавы и лигатуры в России пока не имеют широкого применения. Производимый ОАО «Уралредмет» сплав ниобий-алюминий целиком отправляется на экспорт. Единственным потребителем никельниобиевой лигатуры производства ОАО «Ключевский завод ферросплавов» является ОАО «Челябинский металлургический комбинат».
Потребление ниобия в других (в том числе высокотехнологичных) отраслях в настоящее время крайне ограничено. Практически единственным в России потребителем ниобия металлического в радиоэлектронике является АО «Элеконд» (г. Сарапул, Мордовия). Предприятие производит конденсаторы: алюминиевые оксидно-электролитические, ниобиевые оксидно-полупроводниковые, танталовые объемно-пористые электролитические, танталовые оксидно-полупроводниковые. АО «Элеконд» импортирует металлический ниобий из Казахстана (УМЗ). Однако доля предприятия составляет менее 0,5% от общего потребления в России.
Среди других стран СНГкрупным потребителем ниобия является только Украина. Не имея собственного производства ниобиевой продукции, Украина импортирует феррониобий для производства низколегированных ниобийсодержащих сталей и, соответственно, собственного трубного производства. Следует отметить, что импорт феррониобия с 2003 г. вырос более чем в 2 раза и составил 1940 т в 2007 г. Объем импорта феррониобия на Украину сопоставим с аналогичным показателем для России (2480 т). Основные украинские потребители феррониобия: «Азовсталь», «Мариупольский меткомбинат им. Ильича», «Днепроспецсталь».