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证券研究报告/行业专题研究
2011年11月17日
目录
目录 (2)
导读 (4)
一、高温合金 (7)
1.1 基本情况 (7)
1.2 高温合金未来需求状况 (9)
1.3 国内竞争状况 (12)
1.4 总结 (13)
二、模具钢 (13)
2.1 基本情况 (13)
2.2 模具钢未来需求状况 (15)
2.3 国内竞争状况 (16)
2.4 总结 (18)
三、轴承钢 (19)
3.1 基本情况 (19)
3.2 轴承钢未来需求状况 (20)
3.3 国内竞争状况 (22)
3.4 总结 (23)
四、高速钢 (23)
4.1 基本情况 (23)
4.2 高速钢未来需求状况 (24)
4.3 国内竞争状况 (26)
4.4 总结 (26)
五、合金弹簧钢 (27)
5.1 基本情况 (27)
5.2 合金弹簧钢未来需求状况 (29)
5.3 国内竞争状况 (30)
5.4 总结 (30)
六、投资建议 (30)
6.1 看好的特钢品种 (30)
6.2 从行业层面看好的A股标的：抚顺特钢、钢研高纳、大冶特钢 (31)
附录1：重点公司新产品开发情况 (32)
附录2：各钢种价格水平及吨毛利 (32)
附录3：特钢精炼装备介绍 (33)
附录4：特钢生产流程 (34)
图1：模具钢与碳结钢的价格波动对比 (4)
图2：高温合金应用领域 (7)
图3：先进航空发动机中关键的热端承力部件全部为高温合金 (8)
图4：燃气轮机叶片使用高温合金材料 (8)
图5：模具钢应用示例 (13)
图6：模具钢应用行业 (14)
图7：2000-2020年模具制造行业市场规模变化及预测 (15)
图8：2000-2020国内模具钢市场变化及预测 (15)
图9：精锻科技2011年上半年成本结构 (16)
图10：轴承钢应用实例 (19)
图11：全球轴承行业市场规模预测（单位：百万美元） (20)
图12：2004年至今国内铁道用材进口情况（单位：万吨） (22)
图13：高速钢应用——切削刀具、钻具的制造 (23)
图14：切削刀具、钻具按制造业板块的销售去向结构 (24)
图15：我国高速钢需求预测（单位：万吨） (25)
图16：弹簧钢应用示例 (27)
图17：2011-2015年国内合金弹簧钢产量预测（单位：万吨） (29)
图18：2011-2015年国内弹簧扁钢市场需求预测（单位：万吨） (29)
图19：特钢生产流程示意图 (34)
表1：2011年1-6月我国特钢进出口数据 (5)
表2：高温合金分类 (8)
表3：我国航空航天产业的未来发展 (9)
表4：我国燃气轮机未来发展 (10)
表5：汽车废气涡轮增压器未来发展 (10)
表6：原子能工业未来发展 (11)
表7：高温合金需求预测 (12)
表8：国内主要高温合金生产企业情况 (12)
表9：模具钢分类介绍 (14)
表10：模具钢进口结构 (17)
表11：国内外模具钢价格对比(万元/t) (17)
表12：国内主要模具钢生产企业情况 (18)
表13：轴承钢基本情况 (19)
表14：风电轴承市场及大飞机用航空轴承市场未来发展 (21)
表15：国内主要轴承钢生产企业情况 (22)
表16：高速钢种类 (24)
表17：世界上生产粉末冶金高速钢的主要公司及其产量 (25)
表18：中国高速钢发展情况 (26)
表19：国内主要高速钢生产企业 (26)
表20：合金弹簧钢的生产和质量水平对照 (28)
表21：日本汽车用弹簧钢的典型钢种及主要用途 (28)
表22：国内主要合金弹簧钢生产企业情况 (30)
表23：重点特钢企业新产品开发情况 (32)
表24：各钢种价格水平及吨毛利 (32)
表25：特钢精炼装备介绍 (33)
导读
“十二五”期间，特钢将步入快速发展期。与普钢不同，特钢主要应用于机械、汽车、家电、石油化工等领域。在城镇化快速建设时期，基建大规模投资，普钢需求旺盛，无论产量还是盈利都超过特钢。从已经完成工业化的发达国家经验来看，特钢的强劲增长启动时点是城镇化率渡过快速增长期、钢铁市场容量基本饱和之时。从我国目前的经济发展阶段来看，我们认为特钢行业的快速增长期已经来临，理由如下：1）社科院预计，我国将在2013年结束高速城市化进程，城市化步伐将会随后放缓；2）目前，钢铁行业整体产能过剩，普钢盈利能力极其低下，自身存在优化产品结构的诉求；3）我国正处在经济转型期，政策鼓励高端制造业发展。首先，《新材料产业“十二五”发展规划》、《钢铁产业“十二五”发展规划》明确表示重点支持高性能钢铁（特钢）的发展；其次，我国高端装备制造业的自主化发展必将拉动配套特钢材料的需求。
高端化、进口替代是我国特钢行业未来主旋律。我国特钢行业的现状是：低附加值品种与普钢类似，生产能力充足，且已经形成出口，供需变化的短期刺激因素多，价格波动频率较高；对于高附加值品种，如高等级模具钢、高温合金、高速钢等，价格稳定性相对较高（见图1），但是国内供给不足，需求往往严重依赖进口，原因有两个：一）某些钢号和规格国内不能生产，由于起步较晚，国内特钢行业发展与日本、德国、瑞典等特钢发达国家相比较为滞后，很多应用环境复杂、性能要求苛刻的品种国内还处在摸索阶段；二）对于已经能够批量生产的钢种，由于未普遍采用先进工艺（如真空脱气、电渣重熔等）以及检测标准不够严格等原因，导致实物质量不如进口产品。因此，在“质量为王”、客户对于产品价格容忍度较高的高端特钢领域，下游企业往往宁愿采购价格是国内2~3倍的进口产品，也不愿使用便宜的“国产货”。
图1：模具钢与碳结钢的价格波动对比
资料来源：中国联合钢铁网中投证券研究所
表1：2011年1-6月我国特钢进出口数据
资料来源：中国联合钢铁网中投证券研究所
国内特钢生产企业有两类：一是大型综合性钢企（如宝钢）的特钢生产部门或子公司，二是规模相对较小的专业特钢生产企业（如大冶特钢、抚顺特钢等）。虽然国内整体特钢生产水平落后，但是不乏研发进度、产品质量接近国际先进水平，并已在部分领域逐步实现进口替代的优秀企业。
特钢企业跟踪建议：综合上述情况，我们建议投资者关注具备下面几个要素的企业：1）规模相对较小的专业特钢生产企业；2）研发投入持续且比例较高，每年新产品入库量较多；3）设备先进；4）在进口产品领域已经实现突破并有成功供货记录。理由如下：1）特钢产品往往需求量小，即使具备较强的盈利能力，对大型钢铁企业的业绩贡献也非常有限。而对于小规模的专业特钢企业而言，某几个关键产品的放量将会显著提高公司的业绩；2）研发是特钢企业成长的源动力，只有持续较高研发投入的企业才能在进口产品领域不断占领市场，而每年新产品的入库量是公司研发实力和成果的直接体现；3）设备的先进性是产品质量的基础保证，采用炉外精炼、电渣重熔等设备精加工的粗钢产
品质量将会显著提升，而这也是我国与先进国家的主要差距之一；4）特钢产品的质量对下游企业非常关键，客户往往轻易不会更换供应商，因此取得客户的信任是未来获得长期、稳定订单的前提条件，而取得信任最直接的体现便是已经有成功的供货记录和使用业绩。
本报告旨在为投资者梳理我国特钢重点品种的供需状况，着重测算进口替代空间，为挑选和跟踪优秀特钢标的并了解其成长空间提供重要指引。
一、高温合金
1.1 基本情况
一般所说的高温合金是以铁、镍、钴为基，能在大约600℃以上的高温下抗氧化或腐蚀，并能在一定应力作用下长期工作的一类合金。最初应用于航空航天发动机热端部件的制造，后逐渐被应用到燃气轮机涡轮叶片、汽车废气增压器涡轮以及原子能等工业领域，高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长状态。
图2：高温合金应用领域
资料来源：钢研高纳招股说明书中投证券研究所
图3：先进航空发动机中关键的热端承力部件全部为高温合金
资料来源：钢研高纳招股说明书中投证券研究所
图4：燃气轮机叶片使用高温合金材料
资料来源：钢研高纳招股说明书中投证券研究所
表2：高温合金分类
1.2 高温合金未来需求状况
下游行业的自主化发展将拉动国内高温合金需求。我国自主发展航空航天产业、国内燃气轮机的发展前景以及汽车、原子能工业的发展将显著拉动国内高温合金的需求。
表3：我国航空航天产业的未来发展
表4：我国燃气轮机未来发展
表5：汽车废气涡轮增压器未来发展
目前国内年需求高温合金2万吨以上，产量缺口1万吨。目前，国际市场上每年消费高温合金材料近30万吨，我国目前高温合金材料年生产量约1万吨左右，每年需求可达2万吨以上，市场容量超过80亿元。
燃气轮机、核电等领域主要依赖进口。我国的高温合金生产水平与美国、俄罗斯等国有较大的差距。目前我国高温合金生产企业数量有限，生产能力与需求之间存在较大缺口，在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要还依赖进口。并且，随着我国研制更高性能的航空航天发动机，国内高温合金材料供应不足的现象将愈加明显。
高端产品难以满足应用需求：随着我国发展自主航空航天产业研制先进发动机以及上海电气、东方电气等大型发电设备制造集团在国产化研制的新一代发电设备—大型地面燃机取得了显著进展，高端和新型高温合金的需求将被显著拉动，该领域的高温合金需求量3000余吨，预计未来年均增速15%以上。
注1：只考虑大飞机制造需要的高温合金（其中包括部分钛合金）。
1.3 国内竞争状况
目前，航空航天产业中用量最大的变形高温合金，主要还是由抚顺特钢、上海五钢、长城特钢等公司完成，钢铁企业生产的变形高温合金，适用于大批量、通用性、结构较为简单的产品，抚顺特钢等特钢企业有着大吨位的冶炼装备以及变形加工能力，因此可大批量生产板、棒、管等高温合金材料。钢研高纳是专业的高温合金生产企业，主要生产批量小、结构复杂的产品，在新型高温合金领域较有优势。
表8：国内主要高温合金生产企业情况
1.4 总结
高温合金单价高，盈利能力强，看好该品种对生产企业的业绩贡献。下游行业发展向好，未来需求无忧。供给方面，由于生产技术工艺壁垒高，客户对产品的依赖性和忠诚度高，行业不会出现由于产能迅速膨胀带来的恶性竞争。生产已经较为成熟的现有企业先发优势明显，长期看好该类企业的发展前景。
二、模具钢
2.1 基本情况
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，模具是工业生产的基础工艺装备，75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件以及绝大部分塑料制品都由模具成型。 图5：模具钢应用示例
资料来源：中投证券研究所
模具钢
模具
汽
车
家电
建材
机电
图6：模具钢应用行业
资料来源：冶金管理 中投证券研究所
表 9：模具钢分类介绍
注1：此数据为中国模具钢协会对2010年国内模具钢生产的规划 注2：标黑部分为该品种相对于前一品种的不同性能要求 注3：标黑牌号为目前国内代表性的合金品种。
30%
30%
20%
20%
汽车行业 家电行业
建材 机电
2.2 模具钢未来需求状况
模具钢整体市场规模将持续增长。模具是制造业的根基，汽车、家电、机电、建材等行业规模的增加是推动模具业市场不断扩大的源动力。2000年以来，模具工业每年以20%的速度增长，目前我国模具总产值已跃居世界第三位，仅次于日本和美国。根据《模具工业》杂志预测，2010年至2015年期间我国模具行业年均增速在10%左右，2015年至2020年期间年均增速在8%左右。伴随模具市场规模的扩大，作为模具制造材料的模具钢的需求也必然持续增加。考虑到逐步的进口替代，我们认为国内模具钢的产量增速将略高于模具行业，预计2010~2015期间，国内模具钢产量增速12%左右，2015~2020期间10%左右。
图7：2000-2020年模具制造行业市场规模变化及预测
资料来源：模具工业中投证券研究所
图8：2000-2020国内模具钢市场变化及预测
资料来源：新工艺新技术中投证券研究所
需求趋势变化：塑料模具钢、大型模块钢、中高档模具钢需求不断增加。一），汽车、家电是塑料模具钢的主要应用市场，汽车行业90%以上的零件由模具成型，同时使用冷作、热作、塑料模具钢，平均每万辆汽车消耗模具0.12吨。家电行业零件的80%靠模具成型，使用量最大的是塑料模具钢；二），一方
面，模具成型零件日趋大型化；另一方面，为提高生产效率，一模多腔，因此大型模块钢需求量将逐年增加。
模具在应用时属于消耗品，用量较大。以生产汽车齿轮的精锻科技为例，公司成本结构中50%左右是制造费用，主要是在对锻件进行切割、锻压、钻孔和拉削等操作时大量消耗的模具、刀具等。目前，精锻科技自制模具中，钢模具的寿命2万次以上，硬质合金模具寿命10万次以上，部分模具最长寿命可达到20万次以上。因此我国汽车、家电等行业庞大的产量基数将为我国模具需求提供稳定的支撑。
图9：精锻科技2011年上半年成本结构
资料来源：精锻科技招股说明书中投证券研究所
2.3 国内竞争状况
目前模具钢整体自给率80%~90%，中高档自给率仅为60%左右。
低端出口、高端进口（目前每年大概8~10万吨）。目前，国产模具钢中，合金钢和碳钢大致各占50%，其中热作模具钢、冷作模具钢基本为合金钢，塑料模具钢中，合金钢占比10-15%。碳素钢的生产相对简单，合金钢由于涉及到复杂的合金组分工艺壁垒较高。2010年模具钢产量90~100万吨左右，其中低端产品（主要是塑料模具钢中的碳钢）已经产能过剩，部分形成出口，而由于品种、质量、尺寸规格及性能等方面的原因，大约40%的中高档模具钢必须从国外进口，大概为8~10万吨。
塑料模具钢是最主要的进口品种。目前，塑料模具钢是最主要的进口品种，约占进口总量的60%。
进口产品盈利强、产值高：目前，虽然每年进口模具钢的绝对量占比不大，但其盈利能力却远超国内钢种，单位售价一般为国内产品的3-5倍，产值很高。
表11：国内外模具钢价格对比(万元/t)
进口替代空间测算：以每年进口8万吨、平均单价3万/t、毛利率30%的保守假设测算，进口产品每年可实现产值、毛利、净利大约分别为24亿元、7.2亿元、4.65亿元。
质量和服务跟不上是国内最主要的供需矛盾。一）目前，一方面某些规格和牌号的模具钢还不能生产或只有少数企业能够生产；另一方面即使对已经覆盖的牌号，由于性能不稳定等因素，与国外产品质量的差距较大，而由于模具钢模具材料在模具的制造成本中占的比例较低（10%~15%），客户对模具钢的价格容忍度较高，因此，大型模具生产企业一般用国外质量性能水平优良的模具钢，即使价格远超国内水平。二）目前我国规模以上模具生产企业2000家左右，用户较散，且需求各异，而模具用户一般单体模具起订，原材料又往往实行“零库存”，批量小、要货急，国内钢厂往往很难适应。
国内企业格局：北东特，南宝钢。国内模具钢行业市场集中度较高，前五家企业占据50%以上的市场份额。据不完全统计，我国约有大小14家钢厂生产模具钢。总体格局是北有东北特钢集团，南有宝钢股份特殊钢分公司两个模具钢生产基地。这两个基地主要生产和研发用于高档模具制造的优质模具钢，替代高档模具钢进口。同时，近年来，舞钢、攀长钢的产量也在迅速增长。
表12：国内主要模具钢生产企业情况
2.4 总结
模具钢是工业生产过程中的消耗品，我国庞大的汽车、家电生产基数将为模具钢需求提供刚性支撑。该品种的盈利能力较强，吨毛利达四五千，远高于其他特钢产品（高温合金除外），且属于高端特钢领域产量空间相对较大的细分品种。目前国内大约10%的需求（8~10万吨）依赖进口，单价是国内的3~5倍。国内企业需要在新产品研发、大尺寸模具钢生产以及提升实物质量和客户适应性方面多做努力方能逐渐实现进口替代。
三、轴承钢
3.1 基本情况
轴承是机器的“关节”，广泛应用在汽车、航空、船舶以及各种产业机械中。轴承的内、外套圈及滚动体一般均由轴承钢制成。 图10：轴承钢应用实例
资料来源：中投证券研究所
性能要求：由于轴承经常在恶劣的条件下工作，因此作为原材料的轴承钢是特钢中要求最严格的钢种之一，对轴承钢的性能要求主要包括：高硬度、高静态及动态强度、高韧性、内部缺陷少等，对应其原始组织的要求主要有两方面：一是高的纯净度，二是组织均匀。在冶炼过程中，减少夹杂物的数量、改善夹杂物的形貌和性质对提高轴承钢的质量至关重要。
氧含量指标是轴承钢冶金质量的重要特征参数：夹杂物的存在是影响轴承钢寿命的最大危害之一。而氧元素在钢中一般都是以夹杂物的形式存在，因此氧含量的高低是衡量轴承钢优劣的重要标准。该指标在20世纪70年代末达到10μg/g，到80年代末已经降到5μg/g，目前正向3μg/g水平靠拢。
国内生产工艺现状：目前，国内生产普通用途轴承钢，采用炉外精炼工艺，在氧含量和夹杂物数量方面控制较好；生产特殊用途轴承钢，则采用电渣重熔工艺，氧含量偏高，但在控制夹杂物形态、尺寸和分布方面优于精炼。
高碳铬轴承钢应用最广泛：目前轴承钢已经形成了高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢和高温轴承钢四大系列。高碳铬轴承钢（GCr15）由于其综合性能良好、生产简便、价格低等优点，得到广泛应用，年产量占世界轴承钢总产量的80%。
3.2 轴承钢未来需求状况
“十二五”期间，中国轴承需求量年均增速12%左右。根据The Freedonia Group 于2010年6月发布的全球轴承市场预测分析报告，全球轴承的需求量预计以每年8.5%的速度增长，亚太地区轴承需求量的增长表现将最为强劲，中国轴承需求量将以每年12%的增长速度排在首位。
图11：全球轴承行业市场规模预测（单位：百万美元）
资料来源：The Freedonia Group World Bearings 中投证券研究所
轴承市场竞争情况：全球来看，轴承行业集中度较高，国际轴承工业主要被以SKF为首的八大轴承公司垄断，中国企业的全球市场占有率10%左右，居世界第三。就具体国家来看，轴承制造发达国家的产业集中度往往比较高，德国三大轴承公司轴承产量占全国总量的90%，日本五大公司占其总量的90%，