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一起解读,近年来高温合金生产基地以及产能情况分析

2019-07-19 10:16 作者:wlgc0812 来源:有色金属结构材料 浏览:

摘要:一起解读,近年来高温合金生产基地以及产能情况分析...

一起解读,近年来高温合金生产基地以及产能情况分析
 
 
 
 

 
 

高温合金又称超合金和耐热合金,是指在760-1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料,被誉为“先进发动机基石”。

中国1956年开始研制高温合金,历经三个发展阶段,逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。变形高温合金有50多个牌号,铸造高温合金有40多个牌号,被广泛用作燃起涡轮发动机的热端关键部件,如涡轮盘、涡轮工作叶片、涡轮导向叶片、燃烧室和加力燃烧室等零部件的关键材料。虽然目前我国高温合金年消费量基数低,仅约1.3-1.5万吨,但是基于以上对高温合金航空、燃气轮机、核电、汽车和其他应用领域的分析来看,我国高温合金需求增长潜力巨大,未来五年年均增长率有望高达18.47%,年化需求量空间3.5万吨左右,市场价值约为122亿元。航空领域仍是需求主力,而燃气轮机、核电以及涡轮增压器等领域或将实现接力,成为高温合金增长的蓝海市场。

随着我国研发技术的不断进步,过去一直掣肘国产战机的航空发动机已经获得了长足的进步。目前,我国第三代主力战机歼10B已经开始猎装国产的WS10发动机,其所采用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘均已经突破技术瓶颈,并开始规模化生产,发动机的寿命和可靠性得到大幅提升。而在核电领域,宝钢特钢与久立特材分别于2010年、2012年实现蒸发器U型管零的突破,目前已具备为国内AP1000、CAP1400以及“华龙一号”最新堆形提供蒸发器管能力。与此同时,旨在解决国内航空发动机短板的“两机”重大专项已经过国务院、政治局常委讨论通过,相关发展专项正在论证启动中,预计2020年前,研发资助资金投入规模将不少于2000亿元,以高温合金为代表的高端原材料也成为计划的重点突破方向。技术+政策双管齐下,即使仅按照国产化率为40%的中性预测,预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右,产业景气度进一步提升。

一、

 

国内产品及原材料生产基地分布

 

经过50多年发展,我国已经形成了比较先进,具有一定规模的生产基地。我们把国内从事高温合金的厂家分为四类:

(1)特钢生产厂:东北特殊钢铁接团抚顺特殊钢公司(简称抚顺特钢),宝钢股份公司特殊钢事业部(简称宝钢特钢)和攀钢集团长城特殊钢公司(简称攀长钢);

(2)研究单位:钢铁研究总院,北京航空材料研究院,中国科学院金属研究所,东北大学,北京科技大学等。

(3)发动机公司精密铸件厂:中航工业旗下各航空发动机公司的精密铸造厂:黎明、西航、黎阳、南方、贵航等。

(4)锻件热加工厂:西南铝业公司,第二重型机械集团万航模锻厂,中航重机股份有限公司宏远航空锻铸公司和安大航空锻造公司。

目前,国内规模较大的高温合金生产企业有抚顺特钢和钢研高纳。此外,宝钢特钢、攀长钢、中科院金属所、北京航材院也具备一定的产能。

在航空航天产业中,用量最大的变型高温合金,主要由抚顺特钢、宝钢特钢、攀长钢等公司完成。特钢企业生产的变型高温合金,适用于大批量、通用性、结构较为简单的产品。钢研高纳在上市后也扩大了变形高温合金产能,募投项目达产后也具备了相当的变型高温合金产能。

目前具备铸造高温合金精铸件的厂家分为两类,一类是钢研高纳、中科院金属所和北京航材院三家公司;另一类是黎明、西航、南方、成发等专业发动机厂自行生产精铸件。三家单位主要承接航天航空发动机厂对外委托的精铸件业务。目前三家单位在铸造高温合金的材料制备、生产技术上均有各自特点,其中钢研高纳产能大于其余两家。

 

二、

 

2013-2016年原材料产能情况分析

 

1、铁材料产量

2016年12月中国生铁产量为5746.9万吨,同比增长4.1%。2016年1-12月止累计中国生铁产量70073.6万吨,同比增长0.7%。2016年1-12月全国生铁产量数据表如下表所示:

 
 

 
 

图表:2016年各月我国生铁产量

(数据来源:中研普华)

 

 

2、镍材料产量

镍,近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素。在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍。世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家,集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区,主要有:美洲的古巴、巴西;东南亚的印度尼西亚、菲律宾;大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。

中国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占全国镍矿总储量的62%,其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。其中甘肃金昌的铜镍共生矿床,镍资源储量巨大,仅次于加拿大萨德伯里镍矿,居世界第二,亚洲第一。

 
 

 
 

图表:2012-2016年我国镍产量

(数据来源:中研普华)

 

3、钴材料产量

钴主要为铜、镍矿产伴生资源,50%钴的来源于镍的副产品,44%的钴来自于铜及其他金属的副产品,只有6%的钴来自于原生钴矿,其生产规模在很大程度受铜、镍矿产开发影响。目前世界精炼钴生产主要集中在刚果(金)、加拿大、赞比亚、澳大利亚、俄罗斯、中国等国家。

中国的钴产量除了2012年个别年份受经济下滑影响波动较大外,其他年份总体上保持者平稳增长的态势,2016年,中国钴矿产量已经达到7.7万吨。

 

 

来源:中研网

 
 

 
 

高温合金又称超合金和耐热合金,是指在760-1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料,被誉为“先进发动机基石”。

中国1956年开始研制高温合金,历经三个发展阶段,逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。变形高温合金有50多个牌号,铸造高温合金有40多个牌号,被广泛用作燃起涡轮发动机的热端关键部件,如涡轮盘、涡轮工作叶片、涡轮导向叶片、燃烧室和加力燃烧室等零部件的关键材料。虽然目前我国高温合金年消费量基数低,仅约1.3-1.5万吨,但是基于以上对高温合金航空、燃气轮机、核电、汽车和其他应用领域的分析来看,我国高温合金需求增长潜力巨大,未来五年年均增长率有望高达18.47%,年化需求量空间3.5万吨左右,市场价值约为122亿元。航空领域仍是需求主力,而燃气轮机、核电以及涡轮增压器等领域或将实现接力,成为高温合金增长的蓝海市场。

随着我国研发技术的不断进步,过去一直掣肘国产战机的航空发动机已经获得了长足的进步。目前,我国第三代主力战机歼10B已经开始猎装国产的WS10发动机,其所采用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘均已经突破技术瓶颈,并开始规模化生产,发动机的寿命和可靠性得到大幅提升。而在核电领域,宝钢特钢与久立特材分别于2010年、2012年实现蒸发器U型管零的突破,目前已具备为国内AP1000、CAP1400以及“华龙一号”最新堆形提供蒸发器管能力。与此同时,旨在解决国内航空发动机短板的“两机”重大专项已经过国务院、政治局常委讨论通过,相关发展专项正在论证启动中,预计2020年前,研发资助资金投入规模将不少于2000亿元,以高温合金为代表的高端原材料也成为计划的重点突破方向。技术+政策双管齐下,即使仅按照国产化率为40%的中性预测,预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右,产业景气度进一步提升。

一、

 

国内产品及原材料生产基地分布

 

经过50多年发展,我国已经形成了比较先进,具有一定规模的生产基地。我们把国内从事高温合金的厂家分为四类:

(1)特钢生产厂:东北特殊钢铁接团抚顺特殊钢公司(简称抚顺特钢),宝钢股份公司特殊钢事业部(简称宝钢特钢)和攀钢集团长城特殊钢公司(简称攀长钢);

(2)研究单位:钢铁研究总院,北京航空材料研究院,中国科学院金属研究所,东北大学,北京科技大学等。

(3)发动机公司精密铸件厂:中航工业旗下各航空发动机公司的精密铸造厂:黎明、西航、黎阳、南方、贵航等。

(4)锻件热加工厂:西南铝业公司,第二重型机械集团万航模锻厂,中航重机股份有限公司宏远航空锻铸公司和安大航空锻造公司。

目前,国内规模较大的高温合金生产企业有抚顺特钢和钢研高纳。此外,宝钢特钢、攀长钢、中科院金属所、北京航材院也具备一定的产能。

在航空航天产业中,用量最大的变型高温合金,主要由抚顺特钢、宝钢特钢、攀长钢等公司完成。特钢企业生产的变型高温合金,适用于大批量、通用性、结构较为简单的产品。钢研高纳在上市后也扩大了变形高温合金产能,募投项目达产后也具备了相当的变型高温合金产能。

目前具备铸造高温合金精铸件的厂家分为两类,一类是钢研高纳、中科院金属所和北京航材院三家公司;另一类是黎明、西航、南方、成发等专业发动机厂自行生产精铸件。三家单位主要承接航天航空发动机厂对外委托的精铸件业务。目前三家单位在铸造高温合金的材料制备、生产技术上均有各自特点,其中钢研高纳产能大于其余两家。

 

二、

 

2013-2016年原材料产能情况分析

 

1、铁材料产量

2016年12月中国生铁产量为5746.9万吨,同比增长4.1%。2016年1-12月止累计中国生铁产量70073.6万吨,同比增长0.7%。2016年1-12月全国生铁产量数据表如下表所示:

 
 

 
 

图表:2016年各月我国生铁产量

(数据来源:中研普华)

 

 

2、镍材料产量

镍,近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素。在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍。世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家,集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区,主要有:美洲的古巴、巴西;东南亚的印度尼西亚、菲律宾;大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。

中国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占全国镍矿总储量的62%,其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。其中甘肃金昌的铜镍共生矿床,镍资源储量巨大,仅次于加拿大萨德伯里镍矿,居世界第二,亚洲第一。

 
 

 
 

图表:2012-2016年我国镍产量

(数据来源:中研普华)

 

3、钴材料产量

钴主要为铜、镍矿产伴生资源,50%钴的来源于镍的副产品,44%的钴来自于铜及其他金属的副产品,只有6%的钴来自于原生钴矿,其生产规模在很大程度受铜、镍矿产开发影响。目前世界精炼钴生产主要集中在刚果(金)、加拿大、赞比亚、澳大利亚、俄罗斯、中国等国家。

中国的钴产量除了2012年个别年份受经济下滑影响波动较大外,其他年份总体上保持者平稳增长的态势,2016年,中国钴矿产量已经达到7.7万吨。

 

 

来源:中研网



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(责任编辑:wlgc0812)


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