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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1、高端特钢发展迎来强大助推力我国特钢产品高端品类占比不足: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%)。我国钢材产量当中特钢占比较低,仅为 13%左 右,具体到特钢,中低端产品为主(占比接近 75%),高端特钢供给不 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
2、。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、国防军工、电力设备、汽 车等高端制造领域发展速度加快,将大幅拉动高温合金、特种不锈钢等高 端特钢产品需求。图表 1:特钢产品按照性能及使用特性划分,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,高温合金-供给端良好竞争环境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,按
3、照基体元素,镍基高温合金应用范围最广,占比达 80%,其次为镍-铁基,占比 14.3%,钴基占比最少,占比 5.7%。按 照制备工艺,可以分为变形高温合金、铸造高温合金和新型高温合金,其 中变形高温合金应用范围最广,占比达 70%,其次是铸造高温合金占比 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 合金用量最大,使用范围最广,被称 为高温合金中的“万金油”,广泛应用于航空航天、舰船、能源电力、汽 轮机等领域;,10%,12%11%,13%,15%14%,16
4、%,2003,2005,2007,2009 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 4:高温合金分类别,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,
5、通过锻造、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,目前我国变形高温合金供应体系当中冶炼和锻造环节,参与者 包括抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导等上市企业,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,历史较为悠久;,3,图表 4:高温合金分类别高温合金产业链梳理:高温合金由于其高,图表
6、 5:高温合金生产工艺及流程,图表 6:变形高温合金产业链梳理,产品价格和盈利性差异较大: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 论是在产品售价还是盈利性方面都明显领先对手,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 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%)。铸造高温合金方面,图南股份和钢研
7、高纳近两年产品 毛利率分别处于 50%和 30%左右水平;,冶炼,粗锻,精锻,主机厂,主要冶炼单位: 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,主要冶炼及锻造技术科研单位:钢铁研究总院 北京航材院 中科院金属所 北京科技大学,主要锻造单位: 二重万航西南铝业 陕西宏远 贵州安大 航宇科技 三角防务 无锡透平 昆仑重工,主要精锻单位: 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
8、阳发动机设计研究所中国燃气涡轮研究院,小发动机: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,经营数据差异的背后,反映的是公司规模优势和产品结构的差异。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,抚顺特 钢作为业内龙头,5000 吨产能全部为变形高温合金,批量大,结构简 单,如果仅考虑变形高温合金细分方向,市占率高达约 40%,相比产品 批量小、结构复杂的竞争对手来讲,规模效应可有效降低产品成本。同 时公司产品多数供给军工客户,相比民品,军工产品性能要求更高,定 价及盈利性也更为领
9、先,如果仅考虑军品市场,公司占绝对主导地位。而 在铸造高温合金方面,图南股份产品主要应用于军用航空发动机零部件 生产,下游客户为航空发动机制造企业,毛利率相对较高,铸造高温合 金产品中精密铸件贡献较大,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;,10,12,14,16,18,20,2016,2017,2018,2019,抚顺特钢 图南股份,0%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,20152016,20172018,2019,抚顺特钢 钢研高纳 图南股份,图表
10、 9:铸造高温合金毛利率60%50%40%30%20%10%0%,2015,2016,2017,2018,2019,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 10:我国高温合金产能分布,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、技术研发壁垒:高温合金产品技术含量较高,铸造加工工艺较为复 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
11、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;,0%,铸造高温合金母合金,6,精密铸件,图表 10: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 13:主要高温合金上市公司研发投入比较,2、市场先入壁垒: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
12、在选定合格供应商后通常不会 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、行业准入壁垒: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:技术
13、研发、市场先入和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 未来 2-3 年内不会有明显变化,而抚顺特钢和图南股份通过产能扩张,将 有效维系并增强自身竞争优势。,多点发力,需求可期航空航天为下游核心消费领域: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
14、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 们的测算,高温合金在航空航天领域的消费占比达 34%,主要应用在航空 航天发动机的叶片、涡轮盘、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,7,图表 13:主要高温合金上市公司研发投入比较2、市场先入壁垒,图表 15:高温合金在航空发动机中使用图示(标红部分),军改临近尾声,军品订单逐步恢复:2016 年下半年起,由于我国军改推 行,军品客户内部结构调整,影响了军用高温合金需求量
15、,同时市场竞 争有所加剧,部分民营企业进入行业,供需关系转弱导致近几年高温合 金盈利性逐步走低。2018 年随着军改逐步完成,军品订单逐步恢复。近 几年我国空军建设更新持续提速,飞机型号逐步多元化。但从规模来看, 距离军事强国美国仍有较大差距,2018 年我国军用飞机总量为 3187 架, 仅为美国的 24%,其中战斗机比例为 57%。2018 年开始我国军机数量,12%,18%,8%,35%,高温合金材料的性能水平;图表 14:高温合金下游细分行业消费占比1% 5%21%军用航空 民用航空,燃气轮机,核电,汽车,航天其他,8,图表 15:高温合金在航空发动机中使用图示(标红部分)军改临,图表
16、 17:我国军用飞机细分类型数量(单位:架),军用航空市场有望持续发力:根据中国航空发动机集团有限公司披露材 料数据,基于对不同军用机型未来交付量的预测,假设军机高温合金在 发动机重量占比为 60%,部件成材率 30%,按照不同机型配备的发动机 类型和数量,同时新交付飞机需备用同样台数的发动机,得出新增高温 合金需求。另外,考虑到军用飞机维护相对频繁,假设存量二代机等偏 旧机型 10 年发动机更换周期,得出军机维护需求。最后由于产品装备 部队前用作试验的发动机台数众多,在研发试验中也会产生大量需求, 我们假设占整体飞机交付材料需求量为 10%,最后得出未来三年军用航 空领域高温合金年化需求在
17、4750 万吨左右;,3000,增加明显,2018 年军用飞机总数量同比增加 151 架,增量接近 2017 年的两倍之多。除了飞机数量明显增加之外,在发动机国产替代方面也取 得了突破性进展,包括矢量发动机等关键装备的研制,目前国产航空发 动机基本满足了国产军机的装备要求。随着航空军工装备的发展进步, 对于装备的新增和替代要求不断增加,将有效拉动高温合金、高强钢等 相关材料的需求;图表 16:中国军机数量与美国有较大差距600050004000,战斗机 特种飞机 加油机运输机,直升机教练机,中国,美国200010000,9,图表 17:我国军用飞机细分类型数量(单位:架)军用航空市场,图表 1
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