内循环下高端特钢产业链梳理及应用领域分析(2021年)课件.pptx
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- 循环 高端 产业链 梳理 应用领域 分析 2021 课件
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1、高端高端特特钢发展迎来强大钢发展迎来强大助助推力推力我国特钢产品高端品我国特钢产品高端品类类占占比不足:比不足:从行业层面来看,特钢产品按照性能(合金元素总量 Me%)及使用特性划分,除不锈钢外,以非合金钢和低 合金钢(Me5%)为代表的特殊钢为低端特钢;以合金结构钢、合金 工具钢、轴承钢、合金弹簧钢为代表的合金钢为中端特钢(Me=5%-10%);而以高速工具钢、高温合金钢、精密合金钢、耐蚀合金钢等高合金钢为 高端特钢(Me10%)。我国钢材产量当中我国钢材产量当中特特钢钢占占比较低比较低,仅为仅为 13%左左 右,具体到特钢,右,具体到特钢,中中低低端端产品为主(占比接近产品为主(占比接近
2、75%),),高端特钢供给不高端特钢供给不 足足。不锈钢产品中的部分特钢不锈钢(应用于航空航天、核电等),考虑 到其性能和应用领域也归于高端特钢范畴。高端特钢供给端发展不足,一方面源于我国基础原材料发展滞后,另一方面也与国内终端下游材料 需求结构升级节奏密切相关。随着航空航天、随着航空航天、国防国防军工、电力设军工、电力设备备、汽、汽 车等高端制造领域车等高端制造领域发发展展 速速度加快度加快,将大幅拉动高将大幅拉动高温温合金合金、特种不锈钢等高特种不锈钢等高 端特钢产品需求端特钢产品需求。图表图表 1:特钢产特钢产品品按照按照性性能及使用特性划分能及使用特性划分碳素结构钢钢板、钢筋、垫片、螺
3、钉非合金钢碳素工具钢钻头、刃具、量规碳素弹簧钢弹簧及弹性元件低端特钢普通低合金结构钢建筑、锅炉、容器、车辆、船舶低合金钢低合金耐候钢桥梁、建筑、机床低合金专业用钢车辆、建筑、船舶、矿山合金结构钢轴类、连杆、齿轮、凸轮特钢中端特钢合金钢轴承钢轴承套、滚动体合金弹簧钢弹簧及弹性元件合金工具钢冲压、热锻模具、刃具加工高速工具钢高速切削刃具、轧辊耐蚀合金钢石化、能源、海洋、航空航天高端特钢高合金钢高温合金钢航空航天、核电、汽轮机、石化精密合金钢精密仪器1高端特钢发展迎来强大助推力碳素结构钢钢板、钢筋、垫片、螺钉低图表图表 2:我国特钢产量我国特钢产量占占总体钢铁产量比例总体钢铁产量比例图表图表 3:我
4、国特钢产量我国特钢产量细细分结构分结构高温合高温合金金-供给端良好供给端良好竞争竞争环环境境有望维持有望维持高温合金一般以铁、镍、钴等为基,是能在 600以上的高温及一定应 力条件下长期工作的金属材料,具有优异的高温强度、较好的抗氧化性、抗热腐蚀性能、良好的热疲劳性能、良好的塑性和断裂韧性等综合性能。根据上市公司公告根据上市公司公告,按按照照基体元素基体元素,镍基高温合镍基高温合金金应用范围最广应用范围最广,占比占比达达 80%,其次为镍-铁基,占比 14.3%,钴基占比最少,占比 5.7%。按按 照照制制备备工艺,可以分工艺,可以分为为变形高变形高温温合金、铸造高合金、铸造高温温合金和合金和
5、新新型高温合型高温合金金,其其 中变形高温合金中变形高温合金应应用用范范围最广围最广,占比达占比达 70%,其次是铸造高温合金占比其次是铸造高温合金占比 为为 20%。我国高温合金主要为“GH”系列的变形高温合金和“K”系列 的铸造高温合金,两者牌号数量分别多达 50+和 40+,虽然型号较多,但 规模化应用的较少,其中 GH4169 合金用量最合金用量最大大,使用范围最广使用范围最广,被称被称 为高温合金中为高温合金中的的“万万金金油油”,广泛应用广泛应用于于航空航航空航天天、舰船舰船、能能源源电力、汽电力、汽 轮机等领域轮机等领域;10%12%11%13%15%14%16%20032005
6、20072009 2011 2013 2015 2017 2019特钢占比0%20%10%30%50%40%60%2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019非合金钢低合金钢合金钢不锈钢2图表 2:我国特钢产量占总体钢铁产量比例图表 3:我国特钢产图表图表 4:高温合金分类别高温合金分类别高温合金产业链梳理:高温合金产业链梳理:高温合金由于其高难度的生产工艺流程而具有了 很高的技术壁垒,不同类别产品对应不同制备工艺。以应用范围最广的 变形高温合金为例,其适用于大批量、通用性强、结构较为简单的产品,产业链为:经过真空冶炼等工艺浇铸成合金铸锭,通过锻造、
7、轧制等热 变形制成饼坯、棒、板、管等材料,最后模锻成涡轮盘和叶片等毛坯,经热处理后加工成涡轮盘、叶片等零件。结合产业链各个环节相关参与 方来看,目前我国变形目前我国变形高高温合金供应体系当温合金供应体系当中中冶冶炼炼和锻造环节和锻造环节,参与者参与者 包括抚顺特钢包括抚顺特钢、钢研钢研高高纳、纳、图南股份图南股份、西部超导西部超导等等上市企业上市企业,宝武特种冶 金有限公司(“宝武特冶”)、攀钢集团江油长城特殊钢有限公司(“攀长 钢”)等非上市企业,以及北京航材院、中科院金属所等科研单位(主要 以研究为主,生产规模较小)。其中抚顺特钢、宝武特冶和攀长钢是我国 建国以来成立的三大高温合金生产基地
8、,历史较为悠久;3产品系列产品系列定义及特性定义及特性细分品种细分品种国内主要牌号国内主要牌号对应主要下游对应主要下游变形高温合金变形高温合金可以进行冷、热变形加 工,具有良好的力学性能 和综合的强韧性指标,具 有较高的抗氧化和抗腐蚀 性能。变形高温合金塑性 较低,高温变形抗力大,使用普通的热加工手段变 形有一定困难,因而需要 采用开坯锻造、径向锻造 以及轧制等工艺来加工。变形高温合金是高温合金 中应用最广的一类,是航 空发动机中主要用材。主 要为航空、航天、核能、石化等行业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板 材、管材、带材和丝材。高温合金盘锻件GH416GH4169 9 、GH4698、GH
9、4708、GH4742、GH4720Li、GH4065涡轮盘锻件、叶片等转动部件及机匣、环 形件、拉杆等热端承力件,应用于航空发 动机、航天动力、地面及舰用燃气轮机、石油、化工、勘探及核工业等领域高温合金棒材GH416GH4169 9 、GH2132、GH600、GH901、GH3030、GH3039高性能轴类、垫片、紧固件等承力部件,应用于航空、航天、能源、石油、化工、勘探及核工业等领域高温合金板带材GH416GH4169 9 、GH3230、GH4648、GH4099、GH4098、GH4199、GH4170、GH4282、GH625发动机燃烧室、安装边、燃气导管等零件 和各种用途波纹管等
10、高温抗氧化、承力部 件,以及板簧、燃气导管、密封件等具有 较高要求的结构件。应用于能源、石油、化工、勘探、核工业等领域高温合金管材GH747、GH214、GH455、GH3128、GH3044、GH416GH4169 9 、GH188、Co50、GH652应用于航空、航天、石化、冶金、机械、能源、电力、核工业高温合金丝材HGH367、HGH533、HGH4202、HGH3128、HGH5188、HGH4169、GH416GH4169 9 、GH625、GH2132弹簧丝、焊丝用于制作弹簧、阻尼元件及 各种规格的焊丝,应用于航空、航天发动 机、石油、电力、核电等领域。铸造高温合金铸造高温合金通过
11、真空重熔直接浇铸成 型的高温合金。其具有更 宽的成分范围,由于可不 必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑 优化其使用性能。其特点 可以通过铸造工艺直接成型,主要用于制造 形状比较复杂的产品。高温合金母合金K130、K242、K403、K414、K418、K423、K424、K438、K477、K480、K488、K640、K825、K4169、K4202航空、航天、燃机以及其他领域用高温合 金批量母合金等轴晶铸造高温合金K4648、K418、K423A、K438G、K424、K417(K417G)、K4002、K403、K465、K447A、K419航空发动机扩压器和机匣、航天火箭发动
12、 机涡轮泵、坦克用燃气轮子转子叶片和导 向叶片定向凝固柱晶高温合金DZ4、DZ5、DZ17G、DZ22、DZ22B、DZ38G、DZ125、DZ125L、DZ40M、IC6、IC6A燃气轮机叶片、导向器叶片、航空发动机 涡轮叶片单晶高温合金DZ6、DD9、DD6、DZ125、DZ22、DZ4、DZ125、IC10高温度、高载荷、高转速、复杂应力、燃 气腐蚀环境下的涡轮热端部件新型高温合金新型高温合金粉末高温合金FGH4095航空发动机的涡轮盘、压气机盘、导流盘、涡轮工作叶片前后挡板、弹性环、鼓筒 轴和承力环等部件ODS高温合金FGH4096金属间化合物高温合金FGH4097图表 4:高温合金分
13、类别高温合金产业链梳理:高温合金由于其高图表图表 5:高温合金生产高温合金生产工工艺及流程艺及流程图表图表 6:变形高温合金变形高温合金产产业链梳理业链梳理产品价格和盈利性差异产品价格和盈利性差异较较大:大:通过选取有单独披露高温合金经营数据的 上市公司来进行比较(西部超导产线尚处于小批量生产阶段,数据暂缺),不同企业产品售价和盈利性差异较大。变形高温合金方面,抚顺特钢不变形高温合金方面,抚顺特钢不 论是在产品售价还论是在产品售价还是是盈盈利利性性 方面都明显领先方面都明显领先对对手手,其中 2019 年单吨销售 价格为 19.1 万元(不含税),相比图南股份高出 34%;盈利性角度,2019
14、 年抚钢变形高温合金产品毛利率为 38%,虽然相比 2016 年高点53%有较大幅度下滑,但仍显著领先同类竞争对手钢研高纳(20%)和 图南股份(24%)。铸造高铸造高温温合金方合金方面,面,图图南南股股份份和和钢钢研高研高纳近纳近两年两年产产品品 毛利率分别处于毛利率分别处于 50%和和 30%左左右水平右水平;冶炼粗锻精锻主机厂主要冶主要冶炼炼单位:单位:抚顺特钢宝武特冶 攀长钢北京航材院 西部超导 钢研高纳图南股份 中航上大 六合特钢 江苏隆达主主要要冶冶炼炼及及锻锻造造技技术术科研科研单单位位:钢铁研究总院 北京航材院 中科院金属所 北京科技大学主要锻主要锻造造单位:单位:二重万航西南
15、铝业 陕西宏远 贵州安大 航宇科技 三角防务 无锡透平 昆仑重工主要精主要精锻锻单位:单位:北京航材院抚顺特钢 钢研高纳 江苏图南 江苏隆达 西部超导大发动大发动机机:中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 中国航发成都发动机有限公司西安航空发动机集团有限公司中国航发贵州黎阳航空发动机有限责任公司 中航工业沈阳发动机设计研究所中国燃气涡轮研究院小发动小发动机机:中国航发南方工业有限公司中国航发常州蓝翔机械责任公司 中国航空动力研究所4图表 5:高温合金生产工艺及流程图表 6:变形高温合金产业链图表图表 7:变形高温合金变形高温合金销销售价格(万元售价格(万元/吨)吨)图表图表 8:变形高温合金
16、变形高温合金毛毛利率利率经营数据差异的背经营数据差异的背后后,反反映的是公司规模优映的是公司规模优势势和和产产品结构的差异品结构的差异。根据 以下我们统计的国内主要高温合金公司产能情况及产品特点来看,抚顺抚顺特特 钢钢作作为为业业内内龙龙头头,5000 吨产能吨产能全全部部为为变变形形高高温温合金合金,批批量量大大,结结构简构简 单单,如果仅考虑变如果仅考虑变形高形高温合金细分方向温合金细分方向,市市占率占率高达约高达约 40%,相比产相比产品品 批批量量小、结构复杂小、结构复杂的的竞争对竞争对手手来讲,规模效来讲,规模效应应可有效可有效降降低产品成低产品成本本。同 时公司产品多数供给军工客户
17、,相比民品,军工产品性能要求更高,定 价及盈利性也更为领先,如果仅考虑军品市场如果仅考虑军品市场,公公司占绝对主导地位司占绝对主导地位。而 在铸造高温合金方铸造高温合金方面面,图南股份产品主要图南股份产品主要应应用用于于军用航空发动机零部件军用航空发动机零部件 生产生产,下游客户为航下游客户为航空空发动机制造企业发动机制造企业,毛利毛利率率相对较高相对较高,铸造高温合铸造高温合 金产品中精密铸件贡金产品中精密铸件贡献献较大较大,产品主要为大型高温合金复杂薄壁精密铸 件,生产工艺、技术指标要求及产品附加值较高,产品定价高(2019年 单吨售价高达 1062 万元),带动公司整体毛利率水平提高;1
18、012141618202016201720182019抚顺特钢 图南股份0%10%20%30%40%50%60%20152016201720182019抚顺特钢 钢研高纳 图南股份图表图表 9:铸造高温合金铸造高温合金毛毛利率利率60%50%40%30%20%10%0%20152016201720182019钢研高纳图南股份5图表 7:变形高温合金销售价格(万元/吨)图表 8:变形高温图表图表 10:我国高温合金我国高温合金产产能分布能分布综合以上分析,我们认为以下几点有助于高温合金行业保持较好的竞争 环境,利好市场先入者:1、技术研发技术研发壁壁垒垒:高温合金产品技术含量较高,铸造加工工艺较
19、为复 杂,特种冶炼、精密铸造、锻造等工序需要技术积淀和不断创新。材料 开发和生产工艺技术研发是本行业企业发展的根本,新产品从开始研发至最终实现销售需要经过论证、研制、定型等系列过程。因此,高温合 金领域存在着较高的技术壁垒,需要时间和资金的不断投入。新进入者 要面临产品成材率低的问题,需要经历较长的时间探索经验,进行技术 工艺改良,以提升产品成材率。因此在研发投入方面,相关公司均保持 持续高投入;公司公司高温合金产能高温合金产能(吨吨)变形高温合金变形高温合金 产能产能(吨吨)产品特点产品特点在建产能在建产能抚顺特钢50005000变形高温合金,军品占比高,批量大,结构简单军品占比高,批量大,
20、结构简单“特冶二期”预计在2021年下半年投产,届时 公司高温合金产能有望达到1万吨西部超导46002600高性能高温合金铸锭产能2600吨,镍基高温合金棒材产 能2000吨,尚处于小批量生产阶段尚处于小批量生产阶段将募投建设年产镍基高温合金棒材1900吨和粉 末高温合金母合金600吨项目,建设期2年,达 产期计划4年钢研高纳3000150铸造、变形、新型高温合金,以高温合金棒材及粉末高 温合金母合金为主,批量小,结构复杂批量小,结构复杂宝武特冶15001000大型高温合金盘锻件,民品占比高民品占比高攀钢长城特钢12001200变形高温合金,民品占比高民品占比高图南股份14451250铸造高温
21、合金、变形高温合金,批量小,结构复杂批量小,结构复杂将募投建设年产1000吨超纯净高性能高温合金材料和年产3300件复杂薄壁高温合金结构件项 目中科院金属所1000铸造、变形、定向凝固以及单晶高温合金,研究为主研究为主北京航材院800铸造、粉末、金属间化合物高温合金,研究为主研究为主中科三耐400航空发动机及汽车增压器用铸造高温合金母合金、燃气 轮机叶片、玻璃棉喷催离心器合计18945112000%铸造高温合金母合金6图表图表 11:图南股:图南股份份铸造铸造高高温合金产品营收占比温合金产品营收占比图表图表 12:图南股份铸造图南股份铸造高高温合金分产品毛利率温合金分产品毛利率其他70%0%6
22、0%50%40%精密铸件43%铸造高温合金 母合金57%30%20%10%2016201720182019备注:基于 2019 年年度数据测算精密铸件图表 1 0:我国高温合金产能分布综合以上分析,我们认为以下几图表图表 13:主要高温合金主要高温合金上上市公司研发投入比较市公司研发投入比较2、市场市场先先入壁入壁垒垒:高温合金较多应用于航空航天发动机、核电装 备、燃气轮机等领域,对产品的耐高温、高压和抗腐蚀等性能要求 较高。因此终端用户对供应商选择有着极为严苛的评定程序,这也 决定了供应商的变更存在较高的技术风险和不确定因素。因此,在产品质量和供应稳定的前提下,用户在选定合格供应商后通常不会
23、 轻易更换。同时,类似航空航天发动机产品,从研制到实现销售的 研发周期长、投入高、风险大,根据现行军用武器装备采购体制,通过定型批准的产品才可实现批量销售。尤其是对于抚顺特钢这样 的老牌军工企业,在军工领域先发优势尤其明显;3、行业行业准准入壁入壁垒垒:国家对武器装备科研生产活动实行许可管理,从事军品相关生产活动必须通过严格审查并取得军工资质。另外,在民用航空发动机、核电装备等领域,也各自存在相应的资质认证 管理体系,生产厂家需要通过获得相关行业准入资质和认证,方能 进入这些市场。这些准入资质要求严格,且考察周期较长,需要企 业具备较强的研发、管理和质量控制能力。小结小结:技术研发、市场先入和
24、行业准入三大因素所构筑的综合性壁垒将 有效维系行业整体竞争环境。近年来虽然有西部超导等新玩家入场,且 通过上市平台募集资金方式进行产能扩张,但除了硬件设施 2-3 年的建 设期之外,还要经历技术研发-认证-批量销售流程,需要相当长一段时 间才会在成本端对成熟企业构成直接竞争威胁。同时,业内众多公司更 多为竞合关系,而不单纯是竞争关系。因此整体来看,行业供给端格局行业供给端格局 未来未来 2-3 年内不会有明年内不会有明显显变化,而抚顺特钢变化,而抚顺特钢和和图图南南股份通过产能扩张,股份通过产能扩张,将将 有效维系并增强有效维系并增强自自身身竞竞争优势争优势。多点发力,需求可期多点发力,需求可
25、期航空航天为下游核心消航空航天为下游核心消费费领域:领域:高温合金在材料工业中主要是为航空航 天产业服务,但由于其优良的性能,已经应用到核能发电、船舶燃气轮 机、石油石化等工业领域,从而大幅扩展了对高温合金的需求。根据我根据我 们的测算们的测算,高高温温合金在合金在航航空空航天领域的消费航天领域的消费占占比达比达 34%,主要应用在航空主要应用在航空 航天发动机的叶片航天发动机的叶片、涡、涡轮盘轮盘、燃烧室等零部件燃烧室等零部件。作为制造航空航天发动 机热端部件的关键材料,在先进的航空发动机中,高温合金用量占发动 机总重量的 40%60%以上,发动机的性能水平在很大程度上取决于上市公司名称上市
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