特種不銹鋼在能源領域的應用

特種不銹鋼在能源領域的應用

特種不銹鋼在能源領域的應用特種不銹鋼在民用核電領域中主要用于核島、常規(guī)島、輔助設備等領域，如蒸汽發(fā)生器中的傳熱管、冷卻水管道等輸配水管道等。根據測算，核電蒸發(fā)器成本占核電設備投資中核島部分的8%，而特種不銹鋼主要應用于核電蒸發(fā)器中，1座100萬千瓦機組的核電站需要核電蒸發(fā)器管約140-150噸。此外，核電領域中特種不銹鋼也可用于鍋爐、壓力容器等。隨著我國核電站建設提速以及核電設備的出口，核電站用特種不銹鋼的需求將快速增長。目前，擁有核電級別特種不銹鋼生產能力和生產許可的國內企業(yè)較少，核電站用特種不銹鋼（特別是應用較多的核電蒸發(fā)器用特種不銹鋼）絕大部分仍需依賴進口。因此，在市場背景下，率先具備生產能力的企業(yè)，將獲得占領這一高端市場并逐步替代進口產品的先機，從而分享高端市場快速增長的豐厚收益。除核電外，特種不銹鋼在火力發(fā)電領域可用于汽輪機、鍋爐、壓力容器等發(fā)電設備，并用于超臨界、超超臨界等先進火力發(fā)電機組。近年來，我國鼓勵煤電行業(yè)不斷提高發(fā)電效率，鼓勵發(fā)展超臨界、超超臨界等高參數機組。從經濟效益方面考量，在保證供熱，并符合排放標準、維持較高熱效率的前提下，高參數機組將成為火力發(fā)電行業(yè)未來發(fā)展的大趨勢。隨著火力發(fā)電等能源領域的不斷發(fā)展，特種不銹鋼的應用空間也將不斷提升。硬質合金行業(yè)產業(yè)鏈硬質合金行業(yè)上下游整合的趨勢增強。硬質合金及工具行業(yè)屬于硬質合金產業(yè)鏈中的中下游，其上游為鎢、鈷等金屬化合物和粉末的開采及冶煉行業(yè)，下游為機械加工、石油和地礦挖掘、汽車制造和航空航天等應用領域。由于硬質合金細分產品數量眾多，下游應用領域廣泛，長期以來各細分市場間存在一定的壁壘。未來，硬質合金的開發(fā)生產和工具研發(fā)制造將進一步整合，形成產業(yè)鏈上下游協同發(fā)展的競爭格局，增強市場競爭能力。特種合金材料行業(yè)競爭格局鋼鐵行業(yè)全球已經進入了成熟期，發(fā)達國家鋼鐵行業(yè)已經進入了衰退期，我國鋼鐵行業(yè)總體上也將從成熟期進入到衰退期。特鋼是鋼鐵行業(yè)中產業(yè)升級的典型，全球特鋼行業(yè)還處于成長期，尤其是以高溫合金與耐蝕軟磁合金為代表的合金材料行業(yè)正處于成長期，有望隨著社會生活自動化、智能化的發(fā)展，相應需求持續(xù)成長。耐蝕軟磁合金材料主要應用于電磁自動控制設備，各類電磁閥、膨脹閥、電磁泵、電子控制噴油器、車用旋轉傳感器、半導體生產設備等。耐熱鋼及高溫合金可廣泛應用于汽柴油發(fā)動機的進排氣閥。目前國內耐蝕軟磁合金的下游終端客戶面在不斷擴展，由傳統的家用冰箱、空調，逐步向小家電咖啡機、飲料機及新能源車快速擴展。特種合金材料行業(yè)行業(yè)進入壁壘耐蝕軟磁合金在我國研發(fā)生產起步較晚，國家軟磁合金標準GB/T14986-94版耐蝕軟磁合金僅公布實施了1J36、1J116、1J117三個牌號產品。電磁閥用軟磁材料過去主要依靠從日本、德國、意大利等國進口。耐蝕軟磁合金和耐熱鋼材料下游企業(yè)對品質要求嚴苛，生產工藝復雜，工序較多，專業(yè)設備使用量大、生產人員多、過程控制難度大，生產具有多規(guī)格、多品種、小批量、定制化的特征。從而要求企業(yè)在生產上進行精細化、柔性化生產管理，具有比較高的品質管理控制能力準入門檻。耐蝕軟磁合金和耐熱鋼均不需要特別許可經營，但高技術含量與高安全因素要求決定了該兩個細分行業(yè)均具有較高的市場進入門檻和嚴格的供應商篩選標準：新供應商一般需經過客戶接洽，現場考察，樣品開發(fā)選送，抽樣檢測，小批量試生產，批量生產一系列過程，篩選供應商耗時較長，為保證產品生產的穩(wěn)定性一般不會輕易更換廠家。因此行業(yè)進入較早且具有品質優(yōu)勢的企業(yè)會占據較為明顯的先發(fā)優(yōu)勢，形成市場先入壁壘。耐蝕軟磁合金屬于技術密集型和資金密集型行業(yè)，對資金有著較高要求。耐蝕軟磁合金生產周期長、牌號多，制造中需要投入大量生產設備和檢測設備，并備用一定量的安全原材料儲存。耐蝕軟磁合金所需原材料純鐵、鉻、鎳等均屬于資源類金屬原材料，一般為現款現貨采購。隨著技術進步和產品要求的提高，需要新建廠房、改進生產工藝，加大研發(fā)投入，持續(xù)投入資金購買先進的生產和檢測設備等對資金持續(xù)投入提出更高的要求。因此，本細分行業(yè)的進入具有較高的資金壁壘。特種合金材料行業(yè)是國民經濟的重要產業(yè)組成部分，關系國計民生的方方面面，特種合金材料制造工業(yè)，在國民經濟中占有不可或缺的地位。耐蝕軟磁合金材料廣泛應用在空調制冷、小家電、流體控制、汽車及氣動控制等五大領域，上述領域與經濟生活息息相關。如果未來國內經濟增速放緩、市場需求下降，宏觀經濟波動可能對耐蝕軟磁合金產品的發(fā)展造成一定的影響。特種合金材料行業(yè)行業(yè)格局分析隨著高溫合金行業(yè)的發(fā)展，目前我國高溫合金企業(yè)主要分為三大類。第一類是特鋼企業(yè)，有撫順特鋼、寶鋼特鋼、長城特鋼等等，以變形高溫合金為主要產品，依托生產設備齊全、擁有大規(guī)模熔煉能力的優(yōu)勢，以生產批量較大、結構簡單的合金板材、鍛件為主；第二類是研究院轉型企業(yè)，包括鋼研總院（鋼研高納）、北京航空材料研究院、中科研金屬所等，科研機構研究實力較強，以生產叫小批量、結構復雜高端產品為主，主要供應航空航天、船舶等高端需求領域需求；第三類是具有民營背景的企業(yè)，包括圖南股份、西部超導、隆達股份等等。以撫順特鋼、鋼研高納、圖南股份為例，根據中國上市企業(yè)高溫合金市場格局來看，2021年鋼研高納占比為9．08%，撫順特鋼占比為5．95%，而圖南股份占比較少，為2．23%，由此可見，中國高溫合金主要以高技術、大規(guī)模企業(yè)為主。從營業(yè)收入來看，三家企業(yè)高溫合金營業(yè)收入上升趨勢明顯，其中鋼研高納作為國內高端和新型高溫合金制品生產規(guī)模最大的企業(yè)之一，高溫合金營業(yè)收入要優(yōu)于其他兩家企業(yè)，占總營業(yè)收入的比重較高；撫順特鋼由于具備雄厚的技術基礎，擁有先進的冶金裝備，其高溫合金營業(yè)收入也相對較高，但撫順特鋼以特殊鋼和合金材料的研發(fā)制造為主營業(yè)務，在2021年高溫合金營業(yè)收入占總營業(yè)收入的17．6%；作為民營企業(yè)的圖南股份由于規(guī)模較小，高溫合金的營業(yè)收入也相對較小，但由于其主營業(yè)務為高溫合金、特種不銹鋼等高性能合金材料及其制品的研發(fā)、生產和銷售，與撫順特鋼相比，高溫合金營業(yè)收入占總營業(yè)收入的比重較高。從毛利率來看，撫順特鋼總毛利率低于鋼研高納和圖南股份，但其高溫合金毛利率與其他兩家公司相比較高，這主要是因為撫順特鋼作為高溫合金領域龍頭，在高溫合金方面規(guī)模較大，擁有先進的生產設備和技術，2021年高溫合金毛利率達到了42．65%；排名第二的是圖南股份，高溫合金毛利率為33．92%；鋼研高納高溫合金毛利率為28．18%。由此可見，三家企業(yè)高溫合金毛利率均處于較高的層面，我國高溫合金向好的方向發(fā)展，未來市場空間將會不斷擴大。我國的高溫合金生產水平與美國、俄羅斯等地有著較大差距，隨著我國研制更高性能的航空航天發(fā)動機，高溫合金材料在高端產品的供應上存在無法滿足需求的現象，為此，需要生產者加大研發(fā)力度，據統計，鋼研高納、圖南股份兩家企業(yè)研發(fā)投入都處于上升狀態(tài)，且2021年占營業(yè)收入的比重也呈現上升趨勢，占比分別為10．50%、6．41%，但撫順特鋼在2021年研發(fā)投入減少，為3．09億元，較2020年下降0．98億元，占營業(yè)收入的比重為4．17%，這主要受2021年撫順特鋼毛利率下降影響，公司相應的減少對研發(fā)投入的比重。中國高溫合金市場發(fā)展現狀在市場產量方面，2020年我國高溫合金市場產量約為3．2萬噸，與2019年同期相比增加了0．6萬噸，同比增長23．1%，2021年全國高溫合金市場產量繼續(xù)增長，達到4萬噸左右，同比上年末增加了0．8萬噸，同比增長25%。隨著高溫合金行業(yè)下游各應用領域的快速發(fā)展，整體市場的需求量也在不斷上升，據北京研精畢智整理的市場數據顯示，2020年我國高溫合金市場需求量約為5．5萬噸，較2019年的4．9萬噸相比增加了0．6萬噸，同比增長12．3%，2021年市場需求量增長至6．4萬噸左右，與上年同期相比增加了0．9萬噸，同比增長16．4%。近些年我國航空航天領域取得了高速發(fā)展，在一定程度上推動了高溫合金領域的發(fā)展，在國內市場規(guī)模方面，根據北京研精畢智調研統計，2020年我國高溫合金市場規(guī)模約為190億元，同比增長11．6%，2021年市場規(guī)模達220億元左右，同比增長15．8%，預測到2025年我國高溫合金市場規(guī)模將上升至300億元以上，市場增長潛力巨大。高溫合金作為重要的高性能材料之一，其生產工藝相對復雜，近幾年我國高溫合金行業(yè)專利技術申請數量呈現逐年增長的趨勢，2016-2020年，由580項增長至1060項左右，年平均增長率約為20．7%，到2021年行業(yè)專利技術申請數量上升至1430項左右，同比增長34．9%。從我國高溫合金市場結構來看，變形高溫合金的市場占比最高，2021年占整體市場的比重約為75%，其次是鑄造高溫合金和粉末高溫合金細分市場分別占比19%和6%。特種合金材料行業(yè)發(fā)展趨勢19世紀80年代美國貝塞麥發(fā)明煉鋼用轉爐，標志著世界鋼鐵時代的開啟。世界鋼鐵行業(yè)隨著上百年的發(fā)展，鋼鐵行業(yè)的主要生產國先后由美國轉變?yōu)槿毡?，現在轉變到中國。全球鋼鐵行業(yè)粗鋼產量也由整個19世紀的2600萬噸增長到2020年1年的產量近20億噸。世界鋼鐵行業(yè)由初創(chuàng)期、成長期逐步走向了成熟期。我國鋼鐵行業(yè)起步較晚，1890年張之洞創(chuàng)辦的漢陽鋼鐵廠是中國鋼鐵行業(yè)的前身。新中國成立后，我國鋼鐵行業(yè)有了長足發(fā)展。2020年中國粗鋼產量首次突破10億噸。中國粗鋼產量已經占到世界粗鋼總產量的一半以上。世界各國對特殊鋼尚無統一的概念和定義，要在特殊鋼和普通鋼間劃分明確的界線更難。一般認為特殊鋼是具有特殊成分、特殊生產工藝、具有特殊的組織和性能，能夠滿足特殊需要的鋼類，即除了普通鋼以外所有鋼類都屬于特殊鋼。與普通鋼比較，特殊鋼具有更好的強韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能。日本的特殊鋼概念包括合金鋼、中高碳鋼和抗拉強度大于590MPa高強度鋼，德、法與日本相似。美國的特殊鋼包括不銹鋼加合金鋼（含碳工鋼、中空鋼和高強度低合金鋼），但合金鋼中的碳錳系除外。英國特殊鋼的含義是合金鋼。前蘇聯對特殊鋼的范疇沒有明確的劃分。中國特殊鋼包括優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼、高速工具鋼、耐熱鋼和不銹鋼、高溫合金和精密合金。特殊鋼是鋼鐵行業(yè)的細分種類，長期以來世界主要的特殊鋼主要產自日本、德國、瑞典及美國等少數發(fā)達國家，高端市場也長期被發(fā)達國家壟斷，它們占據了全球特鋼約60%產量以及約80%的貿易量。不銹鋼作為特鋼的二級子行業(yè)，因其具有耐腐蝕性、耐熱性、耐低溫性以及良好的加工性能而被廣泛的應用于餐具、白色家電、化工、能源、交通和航空航天等領域，其中餐具和白色家電領域不銹鋼消費占比最高，耐蝕軟磁合金又稱軟磁不銹鋼，是特種不銹鋼中的功能性材料，屬于精密合金。整體下游消費市場呈多元分散態(tài)勢分布。我國是世界第一大不銹鋼生產國，2021年全球不銹鋼粗鋼產量達到5828．9萬噸，2021年的中國不銹鋼粗鋼產量為3063．2萬噸，較去年增加49．3萬噸，同比增長1．64%。耐蝕軟磁合金又稱軟磁不銹鋼，是特種不銹鋼中的功能性材料，屬于精密合金。特種合金材料行業(yè)產業(yè)鏈高溫合金是指以鐵鎳鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料；并具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性。高溫合金產業(yè)鏈上游原材料主要有鐵、鈷、鎳等，其中游從材料成型方式來看，主要包括鑄造高溫合金、變形高溫合金、新型高溫合金，基于高溫合金的相關性能特點，且高溫合金的合金化程度較高，又被稱為超合金，被廣泛應用于航空航天、核電、汽車工業(yè)、燃氣輪機、石油化工等領域。按基體元素來分，高溫合金又分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金，由此可見鐵、鎳、鈷是高溫合金主要的原材料，但我國鎳、鈷資源短缺，已探明的鈷礦儲量占全球的比重不到2%，鎳資源占全球的比重約4%。從近幾年的儲量來看，鐵礦、鎳礦、鈷礦整體均處于下降狀態(tài)，在2020年下降幅度明顯，主要受到新冠疫情的影響，開采程度有所下降。2021年中國鐵礦儲量為161．2億噸，鎳礦儲量為422萬噸、鈷礦儲量為13．9萬噸。高溫合金主要應用于航空航天領域和能源領域，其中，航空航天占比超過50%。作為飛機動力裝置的航空發(fā)動機，是航空工業(yè)中技術含量最高、難度最大的部件之一，特別重要的是金屬結構材料要具備輕質、高強、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能，這幾乎是結構材料中最高的性能要求。而高溫合金作為在600℃以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料，滿足現代航空發(fā)動機對材料的苛刻要求，至今已成為航空發(fā)動機熱端部件不可替代的一類關鍵材料。在先進的航空發(fā)動機中，高溫合金用量所占比例已高達50%以上。我國發(fā)展自主航空航天產業(yè)研制先進發(fā)動機，將帶來市場對高端和新型高溫合金的需求增加。據統計，我國航空發(fā)動機營業(yè)收入在2017-2021年間上升趨勢明顯，雖然在疫情影響下，2020年增長速度有所下降，但不影響營業(yè)收入增長的趨勢，2021年航空航天發(fā)動機營業(yè)收入將達到266．1億元，較2020年上升3．74個百分點。隨著經濟發(fā)展的