國防軍工行業高溫合金深度報告之二：供給篇-冶煉企業數量逐漸增多需求驅動產能不斷提升-20211208（20頁）.pdf

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1、1 敬請關注文后特別聲明與免責條款 高溫合金深度報告之二：供給篇高溫合金深度報告之二：供給篇冶煉企冶煉企 業業數量數量逐逐漸增多漸增多，需求驅動需求驅動產能不斷產能不斷提升提升 方正證券研究所證券研究報告方正證券研究所證券研究報告 行業深度報告 行業研究 國防軍工行業國防軍工行業 2021.12.08/推薦 Table_Author 重要數據：重要數據： 上市公司總家數上市公司總家數 93 總股本總股本( (億億股股) ) 960.53 銷售銷售收入收入( (億元億元) ) 3138.60 利潤總額利潤總額( (億元億元) ) 221.63 行業平均行業平均 PEPE 299.64 平均股價平

2、均股價( (元元) ) 44.54 行業相對指數表現行業相對指數表現： -15% -7% 1% 9% 17% 2020/12 2021/3 2021/6 2021/9 國防軍工滬深300 數據來源：wind 方正證券研究所 相關研究相關研究 方正軍工周報 12 月第 1 周： “中國軍工” 亮相埃及防務展，看好上游電子元器件企業 表現2021.12.05 方正軍工周報 11 月第 4 周： 推動裝備建設 再上大臺階， 上游元器件訂單環比有望提升 2021.11.28 鴻遠電子：軍工高景氣延續，公司自產業 務有望再提速2021.11.25 方正軍工周報 11 月第 3 周： 東部戰區列裝 殲-1

3、0C， 我國軍機持續更新換代 2021.11.21 熔煉工藝是高溫合金生產過程中的關鍵環節熔煉工藝是高溫合金生產過程中的關鍵環節，合金的成分、純 潔度和使用性能取決于熔煉技術和設備。 熔煉技術熔煉技術： 高溫合金熔煉技術在 20 世紀 5060 年代取得重大進 展，目前國內外形成了較為成熟的真空感應爐熔煉、電渣爐重 熔和真空自耗電弧爐熔煉等生產工藝。合金化程度高的牌號， 通常都采通常都采用真空感應爐用真空感應爐 （VIMVIM） 熔煉熔煉， 然后再經真空自耗爐然后再經真空自耗爐 （V VARAR） 或電渣爐或電渣爐（E ES SR R）進行二次或三次熔煉進行二次或三次熔煉。熔煉次數越多，成品質

4、 量越好，但工藝復雜且成本會更高。 變形高溫合金的制備主要包括熔煉、鑄錠開坯與鍛造、機加工 和熱處理等方法。鑄造高溫合金則是經過熔煉、鑄錠、重熔澆 鑄、機加工和熱處理等步驟直接形成產品。粉末高溫合金一般 是將高合金化、難變形的高溫合金用各種方法制成粉末，然后 采用熱等靜壓或熱擠壓等方法進一步制成坯料，最后制成渦輪 盤的工藝。 熔煉設熔煉設備備：真空感應爐國內設備廠家在真空感應熔煉爐制備 方面技術較成熟，與國外差距相對較小，目前國內各種容量真 空感應熔煉爐近千臺。電渣爐我國上海重型機器廠的 450 噸 級的電渣爐是世界較大的電渣爐。國內電渣爐技術起步較早， 目前能夠制備各種類型的電渣爐，但是在“

5、渣阻擺動”控制技 術、同軸導電技術、恒熔速控制技術、電極大填充比技術等先 進技術上與國外相比仍存在一定差距。 真空自耗爐-目前國內真 空自耗爐的制備技術水平與國外相比仍有差距，存在自動控制 軟件編制、精密稱重系統設計等難題。國內變形高溫合金廠家國內變形高溫合金廠家 多從多從德國德國 ALDALD 公公司或司或美國美國 CONSACCONSAC 公司進口設備公司進口設備。 產能產能估計估計及提及提升升：真空感應爐是當前高溫合金主流熔煉方法的 第一步， 按照真空感應爐產量進行產能估計具有較高的準確性， 可以按此方法估算相關企業的產能。美國高溫合金年產量約為美國高溫合金年產量約為 5 5.7.7 萬

6、噸萬噸，當前當前國產高溫合金年產量約為國產高溫合金年產量約為 1.61.6 萬噸萬噸，差距較大，差距較大。 面對市場需求，多家企業有擴產計劃，根據本文統計，預計到 十四五末，高溫合金年產能或達到 3.8 萬噸，十四五期間年均 增長約 19%。 競爭競爭格局格局：高溫合金冶煉企業主要包括撫順特鋼、寶武特冶、 長城特鋼等為代表的特鋼生產企業；中科院金屬所、北京航材 院、鋼研高納為代表的科研院所；也有其他合金行業頭部企業 進入者，如西部超導；以及北京北冶為代表的民用高溫合金生 產企業；另外，民營企業通過與科研院所合作等方式也陸續進 入高溫合金冶煉產業，如圖南股份、隆達股份、山東瑞泰等。 隨著國內高溫

7、合金需求的增加，高溫合金冶煉企業逐步增多， 生產規模日趨擴大，行業呈現快速發展態勢。 風險提示風險提示：原材料價格波動風險，下游需求增速不及預期，國 產化替代進程不及預期等。 2 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 目錄目錄 1 高技術壁壘的高溫合金制備行業 . 4 1.1 高溫合金的主要熔煉設備：VIM、ESR、VAR . 4 1.2 高溫合金的熔煉工藝：持續探索、優中選優 . 5 1.3 高溫合金的制備工藝：千錘百煉、鍛鑄精品 . 6 2 國內熔煉設備以進口為主，自產設備與國外相比有一定差距 . 7 2.1 真空感應爐 . 7 2.2 電渣爐 . 7 2.3 真空自耗爐

8、 . 8 2.4 國內外高溫合金冶煉設備主要生產廠家. 8 3 當前國內高溫合金產能約 1.6 萬噸，需求推動產能提升 . 10 3.1 國內主要企業產能難以滿足需求 . 10 3.2 產能估算方法及實例 . 10 3.3 國內主要企業產能提升情況 . 12 4 高溫合金冶煉企業數量逐漸增多，產能不斷擴充 . 12 4.1 撫順特鋼：國內變形高溫合金龍頭，已開始大規模擴產 . 13 4.2 鋼研高納：具備生產國內 80%以上牌號高溫合金的技術和能力，向 PCC 看齊 . 14 4.3 圖南股份：兼具鑄造和變形高溫合金能力，航發大型復雜薄壁結構件重要供應商 . 15 4.4 西部超導：高端鈦合金

9、龍頭，高溫合金生力軍 . 16 4.5 隆達股份：燃機高溫合金領域的重要供方. 17 4.6 寶武特冶：國內領先的高溫合金產業化基地 . 17 4.7 長城特鋼：變形高溫合金傳統優勢廠商之一 . 18 4.8 北京北冶：老牌民用高溫合金生產商 . 18 4.9 航材院：在鑄造高溫合金和粉末高溫合金占據優勢地位 . 18 4.10 中科院金屬所：旗下中科三耐主要從事高溫合金母合金及制品業務 . 19 4.11 中航上大：在高溫合金返回料再生利用領域走在全國前列 . 19 4.12 山東瑞泰：與院士合建院士工作站進行成果轉化 . 20 5 風險提示 . 20 mWiX9UkWeVfUzRzRuMz

10、RaQbP7NnPqQsQnMiNpOoMeRqRqQ8OrRxOxNtOpRMYqQnO 3 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表目錄圖表目錄 圖表 1： 典型高溫合金熔煉設備 . 4 圖表 2： 高溫合金主要熔煉設備特點比較 . 5 圖表 3： 高溫合金熔煉工藝及主要設備 . 5 圖表 4： 國內部分高溫合金熔煉工藝路線 . 6 圖表 5： 三種高溫合金制備工藝路線 . 6 圖表 6： 德國 ALD 公司、美國 CONSAC 公司真空感應爐 . 7 圖表 7： 德國 ALD 公司、美國 CONSAC 公司電渣爐 . 8 圖表 8： 德國 ALD 公司、美國 CONS

11、AC 公司真空自耗爐 . 8 圖表 9： 全球知名的高溫合金冶煉設備制造商 . 9 圖表 10： 我國典型進口熔煉設備 . 9 圖表 11： 國內高溫合金主要廠商 . 10 圖表 12： 單臺感應爐產能估計 . 11 圖表 13： 隆達股份產能估計 . 11 圖表 14： 西部超導 2019 年產能估計 . 12 圖表 15： 國內主要上市公司高溫合金擴產情況統計 . 12 圖表 16： 撫順特鋼營收（億元） . 13 圖表 17： 撫順特鋼歸母凈利潤（億元） . 13 圖表 18： 撫順特鋼 2020 年主營構成 . 13 圖表 19： 撫順特鋼高溫合金營收、毛利率 . 13 圖表 20：

12、鋼研高納營收及增速（億元） . 14 圖表 21： 鋼研高納歸母凈利潤及增速（億元）. 14 圖表 22： 鋼研高納 2021H1 年主營構成 . 14 圖表 23： 鋼研高納高溫合金產品毛利率 . 14 圖表 24： 圖南股份營收及增速（億元） . 15 圖表 25： 圖南股份歸母凈利潤及增速（億元）. 15 圖表 26： 圖南股份 2021H1 主營構成 . 15 圖表 27： 圖南股份主營產品毛利率 . 15 圖表 28： 西部超導營收及增速（億元） . 16 圖表 29： 西部超導歸母凈利潤及增速（億元）. 16 圖表 30： 西部超導 2020 年主營構成 . 17 圖表 31： 隆

13、達股份高溫合金營收情況（億元）. 17 圖表 32： 隆達股份高溫合金毛利率情況 . 17 4 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 1 高高技技術壁壘的高溫合金制備行業術壁壘的高溫合金制備行業 1.1 高溫合金的高溫合金的主要主要熔煉設備熔煉設備：VIM、ESR、VAR 高溫合金采用特種熔煉方法制備，冶煉方法較多，既可以用電弧爐 （EFM） 、感應爐（IM）或真空感應爐（VIM）進行一次熔煉，也可 以用電渣爐（ESR）或真空自耗爐（VAR）進行二次熔煉或三次熔煉。 如何選擇工藝路線， 主要是根據高溫合金的成分特點： 合金化程度低， 可以選用大氣下電弧爐或感應爐熔煉，或者再進

14、行電渣重熔或真空自 耗重熔；如果合金化程度很高，通常都采用真空感應爐熔煉，然后再 經真空自耗爐或電渣爐進行二次或三次熔煉。 高溫合金熔煉技術在 20 世紀 5060 年代取得重大進展，形成了目前國內外較為成熟的真空感 應熔煉、電渣重熔和真空自耗電弧熔煉等生產工藝。 圖表1： 典型高溫合金熔煉設備 熔煉設備 原理圖 特點 VIM（真空感 應爐） 將感應爐放在真空中讓高溫合金進行熔化和精煉的方法叫做高溫合金的真空感應熔煉法 （VIM） 。目前，高合金化優質高溫合金幾乎高合金化優質高溫合金幾乎都采用真空感應熔煉法作為一次都采用真空感應熔煉法作為一次熔熔煉煉，然后 再進行二次熔煉，甚至三次熔煉。 ES

15、R （電渣爐） 電電渣渣重熔重熔是 20 世紀 50 年代在電渣焊基礎上發展起來的，在 20 世紀 60 年代獲得了飛速 發展。電渣重熔工藝已被國內外冶金廠廣泛采用。到目前為止，電渣重熔工藝已成為我 國生產高溫合金的一種主要工藝路線，有近一半的高溫合金牌號采用了這種工藝。 VAR（真空自 耗/電弧爐） 真空自耗爐，也叫真空電弧爐，利用低電壓下電弧熱來加熱和熔煉金屬。制作渦輪葉片 和渦輪盤等重要零件、對高溫合金質量要求更高的高溫合金，需要采用真空自耗爐或電真空自耗爐或電 渣爐進行二次熔煉，有的甚至需要三次熔煉渣爐進行二次熔煉，有的甚至需要三次熔煉。 IM （非真空感 應爐） 感應爐感應爐是非真空

16、感應爐的簡稱，是特種冶金中最常用的一種冶煉工藝。它利用電磁感應 原理將電能轉變為熱能來冶煉金屬。感應爐對原材料的要求比電弧爐要嚴格的多。熔煉 過程中，金屬液、渣、氣和耐火材料之間存在著一系列復雜的物理化學反應過程?？刂?好這些過程就可以冶煉出優質的高溫合金。與電弧爐相比，感應爐能更有效的冶煉一些 電弧爐難以冶煉的合金化程度較高的高溫合金。 EFM（電弧 爐） 電弧爐煉鋼是利用電極和爐料之間放電產生的電弧熱，借助輻射和電弧的直接作用將電 能轉變為熱能，加熱并熔化金屬和爐渣，冶煉出所需要的鋼和合金的一種煉鋼方法。 我國生產的高溫合金有很多合金化程度較低的牌號，還是采用電弧爐冶煉，如成分較簡 單的固

17、溶板材合金 GH1015、GH1035、GH3030、GH3039 和 GH3044 等?；蛘咴偌由想?渣重熔或真空自耗重熔工藝生產，如 GH2135、GH2035A 和 GH4033 等。 資料來源： 高溫合金材料學（中） 、 特種熔煉 、 真空自耗冶煉過程數值仿真研究進展 ，方正證券研究 所 高溫合金的成分和雜質含量與其性能有密切的關系，而它們的成分與 雜質含量又與其冶煉工藝息息相關，因此，選擇正確的冶煉工藝是保 證耐熱鋼和高溫合金具有高性能的重要手段。 5 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表2： 高溫合金主要熔煉設備特點比較 工藝特工藝特點點 電弧電弧爐爐 電孤

18、爐電孤爐+ + 真空精煉真空精煉 感應爐感應爐 真空真空感應爐感應爐 等離等離子爐子爐 電渣電渣重熔重熔爐爐 真空真空自耗爐自耗爐 合金適應性 差 好 好 很好 很好 好 很好 爐渣 （熔鹽） 處理 好 好 差 差 好 很好 差 成分控制 好 好 好 很好 很好 好 很好 除氣 很差 好 很差 很好 好 差 很好 碳脫氧 差 很好 差 很好 好 差 很好 去硫 很好 好 差 差 好 很好 差 雜質揮發 很差 好 差 很好 差 好 很好 凝固控制 很差 很差 很差 很差 很差 很好 很好 資料來源： 耐熱鋼和高溫合金 ，方正證券研究所 1.2 高溫合金的熔煉工藝高溫合金的熔煉工藝：持續探索、優中

19、選優：持續探索、優中選優 熔煉是高質量高溫合金制備的關鍵環節。高溫合金母合金的質量會直 接影響到后續的處理工藝，對高溫合金產品最終的性能表現形成重要 影響。在成分一定的條件下，需要選擇適當的生產工藝，控制合金的 偏析、純凈度等，最終才能制備得到符合性能要求的高溫合金制品。 國內外高溫合金的熔煉方法包括單聯、雙聯和三聯工藝，聯用越多， 成品質量越好，但工藝復雜且成本會更高。 圖表3： 高溫合金熔煉工藝及主要設備 資料來源： 高溫合金熔煉工藝討論 ，方正證券研究所 變形高溫合變形高溫合金金可以單聯，也可以用雙聯、三聯的方法生產。鑄造高溫鑄造高溫 合金母合金合金母合金主要采用真空感應熔煉。粉末粉末高

20、溫高溫合金合金母合金母合金方面，方面，俄羅 斯粉末高溫合金采用 VIM 或 VIM+VAR 雙聯熔煉工藝；美國粉末 6 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 高溫合金采用 VIM+ESR+VAR 三聯熔煉工藝；我國粉末高溫合金 的熔煉工藝基本采用 VIM 單聯工藝。 圖表4： 國內部分高溫合金熔煉工藝路線 熔煉工藝路線熔煉工藝路線 高溫合金高溫合金 VIM（真空感應爐） K435、K444、K452、K446、K406、K438、K423、K403、K417、K419 EFM+ESR（電渣爐） GH2135、GH2035A、GH3030、GH1035、GH2036、GH303

21、9、GH4033、GH1015、GH1140、 GH2132、GH3128 EFM+VAR（真空自耗爐/真 空電弧爐） GH2135、GH4033、GH3039、GH3044、GH2132 IM+ESR GH3044、GH4037、GH4033、GH3128、GH2135、GH2132、GH1131、GH4043 VIM+VAR GH4742、GH4698、GH4169、GH4033、GH4037、GH4080A、GH4738、GH4105、GH4141、 GH2302、GH2130、GH2706 VIM+ESR GH4698、GH2135、GH4169、GH4080A、GH3170、GH40

22、37、GH4049、GH2302、GH2761、 GH4141、GH2130、GH4099、GH2706 VIM+ESR+VAR GH4169、GH2706 EFM（電弧爐） GH3030、GH2035A、GH2036、GH4033、GH3039、GH1140 IM（非真空感應爐） GH3030、GH3044 資料來源： 高溫合金材料學 ，方正證券研究所 1.3 高溫合金的制備工藝高溫合金的制備工藝：千錘百煉、鍛鑄精品千錘百煉、鍛鑄精品 變形高溫合金的變形高溫合金的制備制備工藝工藝主要包括熔煉、鑄錠開坯與鍛造、鍛軋、熱 鐓、冷軋、冷鐓、冷拔和熱處理等方法，制成棒材、鍛件、環形件、 板材、管材、

23、帶材和絲材等形式的產品，上述產品進一步采用鍛造、 機加工、焊接、沖壓成形等工藝方法制備成最終的零件。 鑄造高溫合金鑄造高溫合金母母合合金金是合金原材料經過精煉后，成分精確的初級合金 材料，是鑄造高溫合金和變形高溫合金制備的前置產品。母合金重熔 澆筑獲得的鑄造高溫合金，主要用于制備形狀比較復雜的產品，如采 用冷卻技術的空心葉片，內部型腔復雜，只能采用精密鑄造工藝才能 生產。 粉末高溫合金粉末高溫合金是一種新型高溫合金，一般是將高合金化、難變形的高 溫合金用各種方法制成粉末，然后采用熱等靜壓或熱擠壓等方法進一 步制成坯料，最后制成渦輪盤。 圖表5： 三種高溫合金制備工藝路線 資料來源： 鋼研高納招

24、股書 ，方正證券研究所 7 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 2 國國內內熔煉熔煉設備設備以進口以進口為主為主， 自產自產設備設備與與國外相比國外相比有一定差有一定差 距距 2.1 真空感應爐真空感應爐 自 1916 年 Wilhelm Rohn 第一次用真空感應熔煉爐熔煉出金屬后，真 空熔煉設備與技術已有很大發展，可以生產容量為 1kg（甚至幾十克） 至 60 噸（甚至更大）的真空感應熔煉爐。1923 年德國采用 4 噸容量 的真空感應熔煉爐制備 Ni、Co 高溫合金，開始了 VIM 設備的工業化 應用。我國于 1956 年進口了 2 臺 10kg 級真空感應熔煉爐，并

25、開始開 展高溫合金研究。 目前國內高溫合金專業化冶金廠及相關企業在用的各種容量真空感 應熔煉爐近千臺。例如，撫鋼安裝有 1 噸、3 噸、12 噸真空感應熔煉 爐，正在采購 30 噸真空感應熔煉爐；寶鋼特鋼的 VIM 設備容量包括 150 千克、1 噸、6 噸、12 噸；攀鋼集團長城特鋼有 6 噸真空感應熔 煉爐?？蒲性核绫本┖讲脑旱?VIM 設備容量有 500 千克、1 噸、2 噸；鋼研總院設備容量為 500 千克、2 噸等。近年一些新興高溫合金 企業如中航上大（1 噸、4 噸、6 噸） 、中航鈦業（500 千克、2 噸） 、 無錫隆達（3 噸）等，都采購安裝了先進的真空感應熔煉爐。其中，

26、一些容量較小 （1015 千克）的真空感應熔煉爐多用在航空發動機廠， 主要用于制備小型高溫合金鑄件（如航空發動機葉片、結構件等） 。 目前，國內設備廠家在真空感應熔煉爐制備方面技術較成熟，與國外國內設備廠家在真空感應熔煉爐制備方面技術較成熟，與國外 差距相對較小差距相對較小。 圖表6： 德國 ALD 公司、美國 CONSAC 公司真空感應爐 資料來源：中航上大官網、美國康薩克公司官網，方正證券研究所 2.2 電渣電渣爐爐 我國撫鋼安裝有噸、3 噸、15 噸電渣爐，正在采購 30 噸電渣爐； 寶鋼特鋼有 1 噸、3 噸、4 噸、7 噸、15 噸、20 噸容量的電渣爐；長 鋼有 5 噸容量的電渣爐

27、；一些新興企業如中航上大、中航鈦業等都安 裝了先進的數噸級的保護氣氛電渣爐。此外，浙江電渣核材有限公司 成功安裝了一臺用于核電站大型構件制備的 130 噸級電渣爐。我國上 海重型機器廠的 450 噸級的電渣爐是世界較大的電渣爐。目前 ALD 公司為德國薩爾鋼廠建造的 165 噸電渣爐是國外容量最大的電渣設 8 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 備。 圖表7： 德國 ALD 公司、美國 CONSAC 公司電渣爐 資料來源：中航上大官網、美國康薩克公司官網，方正證券研究所 2.3 真空自耗爐真空自耗爐 目前，我國撫順特鋼安裝有 2 噸、3 噸、6 噸、18 噸真空自耗爐，正

28、在采購進口的 30 噸真空自耗爐；寶鋼特鋼有 150 千克、1 噸、6 噸、 12 噸真空自耗爐；攀鋼集團長城特鋼有 20 噸真空自耗爐；國內一些 高溫合金新興企業如中航上大、中航鈦業等已安裝了數噸級的進口真 空自耗爐。近年來，真空自耗爐的先進技術包括熔滴凝固控制成形技 術、同軸供電技術、動態實時稱重控制技術等。目目前前國國內真空自耗爐內真空自耗爐 的制備技術水平與國外相比仍有差距，的制備技術水平與國外相比仍有差距，存在自動控制軟件編制、精密 稱重系統設計等難題，這也是國內變形高溫合金廠家多從 ALD 公司 或 CONSAC 公司進口設備的原因。 圖表8： 德國 ALD 公司、美國 CONSA

29、C 公司真空自耗爐 資料來源：中航上大官網、美國康薩克公司官網，方正證券研究所 2.4 國內外國內外高溫合金冶煉設備高溫合金冶煉設備主要生產廠家主要生產廠家 目前國內外有數百家高溫合金熔煉設備制造商，比較著名的設備商包 括德國 ALD 真空工業股份公司（ALD 公公司司） 、美國應達集團的 CONSARC（康薩克康薩克）公司、奧地利因泰克(INTECO)公司等。 9 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表9： 全球知名的高溫合金冶煉設備制造商 國家 設備制造商 設備名稱 部分中國用戶 中國 錦州航星真空設備有限 公司 真空感應爐、煤粉爐 等 北京航空材料研究院 鋼研高納

30、沈陽真空技術研究所 自耗電極真空爐、感 應爐等 中國科學院金屬研究所 北京航空材料研究院 寶雞稀有金屬裝備設計 研制所 電極真空爐 北京航空材料研究院 沈陽東大工業爐有限公 司 電渣爐、感應爐 中國寶武鋼鐵集團 中國航發北京航空材料研究院 合智熔煉裝備(上海)有限 公司 真空感應爐、電渣爐、 自耗爐 中國科學院金屬研究所 愛力德欣安真空設備(蘇 州)有限公司 真空感應爐、電渣爐、 自耗爐 寶鋼、撫順特鋼、北京航空材料研究院 德國 ALD 真空工業有限公司 真空感應爐、電渣爐、 自耗爐、電子束爐、 熱處理爐 撫順特鋼、寶鋼、攀長鋼、 北京航空材料研究院、 中航上大、 鋼研高納、 西部超導 美國

31、美國應達集團 真空感應爐、電渣爐、 自耗爐、熱處理爐 撫順特鋼，寶鋼，攀長鋼，北京航空材料研 究院、無錫隆達金屬材料有限公司 美國 Retech 公司 電子束冷爐熔煉爐 北京航空材料研究院 奧地利 奧地利因泰克(INTECO) 特種冶煉技術公司 真空感應爐、電渣爐、 自耗爐 撫順特鋼 太原鋼鐵集團有限公司 資料來源： 變形高溫合金純凈熔煉設備及工藝研究進展 ，方正證券研究所 德國德國 ALD 公司公司發展歷史悠久，期間經歷了多次更名，從 1916 年以德 國 HARAEUS（海拉斯）公司為起源，進入高溫合金冶金領域，1930 年更名為 LEY-BOLD（萊寶）公司，1994 年采用 ALD 名

32、稱并沿用至 今，是當今世界最主要的真空熔煉設備生產商之一。 美國美國康薩克康薩克（Consarc）公司公司是美國應達（Inductotherm Group）集團 下屬子公司。應達集團是世界上最大的開發高性能金屬和合金熔化與 加工技術的公司之一。當前，全球超過一半的真空或可控氣氛熔煉爐 都是康薩克公司生產的。 圖表10： 我國典型進口熔煉設備 設備種類設備種類 規格規格 生產生產企業企業 使用企業使用企業 價格價格（萬萬元元） 真空感應爐 2.5T 美國康薩克（CONSARC）公司 隆達股份 4675.43 8T 美國康薩克（CONSARC）公司 隆達股份 4877.84 電渣重熔爐 8T 美國

33、康薩克（CONSARC）公司 隆達股份 1771.94 8T 奧地利因泰克(INTECO)公司 西部超導 1553.02 真空自耗爐 8T 美國康薩克（CONSARC）公司 隆達股份 1694.88 8T 德國 ALD 公司 西部超導 1307.68 資料來源： 隆達股份招股書 、 西部超導招股書 ，方正證券研究所 通過設備引進，通過設備引進， 短時間內我國變形高溫合金冶金廠的熔煉裝備達到了短時間內我國變形高溫合金冶金廠的熔煉裝備達到了 國國際際先進水平， 但是自主研制熔煉設備特別是控先進水平， 但是自主研制熔煉設備特別是控制系統軟件的設制系統軟件的設計等計等 方面與國外設備廠商還有差距。方面

34、與國外設備廠商還有差距。此外，國內熔煉出的高溫合金材料雖 然能夠滿足使用需求，但是始終與國外材料在冶金質量和性能上有一 些差距，集中體現在夾雜物含量較高、成分控制波動范圍寬、冶金缺 陷出現概率高、棒材內部殘余應力大等方面。 10 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 3 當前當前國內國內高溫合金高溫合金產能產能約約 1.6 萬噸萬噸，需求推動需求推動產能產能提升提升 3.1 國內主要企業產能國內主要企業產能難以滿足需求難以滿足需求 國內目前從事高溫合金生產的企業數量有限，主要包括特鋼生產企 業、科研院所及相關企業、少量民企等。特鋼生產企業以撫順特鋼、 寶鋼特鋼、長城特鋼等企業

35、為代表，以量大易規?；a的高溫合金 產物為特點，產品以變形高溫合金為主；科研院所及相關企業以中科 院金屬所、北京航材院、鋼研高納為代表，其特點為產品覆蓋面廣、 部分具有生產柱晶/單晶等高溫合金的技術水平與研發能力。 民企數量 較少，如圖南股份、隆達股份等，憑借各自特色與優勢成功進入了高 溫合金行業。經統計，目前國內高溫合金產能約為 1.6 萬噸。 圖表11： 國內高溫合金主要廠商 企業 產量/產 能（噸） 高溫合金營 收與占比 簡介 主要上 市公司 產量 (2020 年) 撫順特 鋼 5438 11.6 億元， 占 18.5% 始建于 1937 年， 是我國軍工配套材料重要的研發和生產基地，

36、 被譽為 “中 國特殊鋼的搖籃” 。目前，撫順特鋼高溫合金在航空航天市場占有率高達 80%以上。 鋼研高 納 2350 15.8 億，占 99.5% 公司主要從事鎳基、鈷基、鐵基等高溫合金材料、鋁（鎂、鈦）輕質合金 材料及制品、高均質超純凈合金的研發、生產和銷售，是高溫合金材料及 制品重要的研發生產基地。公司具有生產國內 80%以上牌號高溫合金的技 術和能力，產品涵蓋所有高溫合金的細分領域。 西部超 導 331 3424 萬元， 占 1.7% 主要從事高端鈦合金材料、高性能高溫合金材料、超導材料的研發、生產 和銷售，是我國航空用鈦合金棒絲材的主要研發生產基地。 圖南股 份 1956 3.88

37、億元， 占 71% 專注于高溫合金、特種不銹鋼等高性能合金材料及其制品的研發、生產和 銷售，致力于為航空航天、艦船、能源等高端裝備制造領域提供產品和服 務， 是國內少數能同時批量化生產變形高溫合金、 鑄造高溫合金 （母合金、 精密鑄件）產品的企業之一。 隆達股 份 973.93 1.84 億元， 占 34% 成立于 2004 年，目前已發展成為年產 2 萬噸的銅鎳合金、耐蝕鎳基合金、 高溫合金材料的加工生產企業，產品廣泛應用于航空航天、發電機組、大 型艦船、海水淡化、核工業及石油化工裝備等領域。 其他企 業產能 (2019 年) 寶武特 冶 1500 - 寶武特冶從上世紀 60 年代開始試制生

38、產高溫合金，經過六十年的發展和 一系列的技術改造，已形成了完整的高溫合金研發生產體系，是目前國內 領先、世界一流的高溫合金產業化基地。 長城特 鋼 1500 - 始建于 1965 年，是國家特殊鋼科研生產基地和四川省大型骨干企業，具 備年產特殊鋼 50 萬噸、 特殊鋼材 70 萬噸的生產能力， 在高溫合金研發上， 在國內一直保持了領先地位，完成了多項國家級產品課題的研發工作。 北京航 材院 800 - 成立于 1956 年 5 月 26 日，主要從事航空先進材料應用基礎研究、材料研 制與應用技術研究和工程化技術研究的綜合性科研機構， 是國家科技創新 體系的重要組成部分。 中科院 金屬所 100

39、0 - 科研項目為主，產品覆蓋廣，具備單晶高溫合金等尖端產品的研發實力。 資料來源：公司公告，產業信息網，人民網，方正證券研究所 3.2 產能估算方法產能估算方法及及實例實例 真空感應爐是當前高溫合金主流熔煉方法的第一步，真空感應爐的產 11 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 能直接影響高溫合金的產能，當前我國高溫合金生產的主要瓶頸是真 空感應爐產能不足，按照真空感應爐產量進行產能估計具有較高的準 確性。真空感應爐裝滿料熔煉成感應錠的出材率按照 90%估計，感應 錠經鍛造、機加形成棒狀坯料按照 70%估計成材率。 高溫合金材料 學中記錄的 6T 真空感應爐制備 G4698

40、 合金的熔煉時間為 13 小時， 據此推算一年熔煉的爐數?？紤]設備檢修、人員正常休息時間，按照 工作日每日一爐進行估算，即年生產爐數 250 爐。 圖表12： 單臺感應爐產能估計 爐型爐型 噸位（噸）噸位（噸） 滿料出材量滿料出材量 （噸）（噸） 年熔煉爐數年熔煉爐數（次次） 感應錠年產量 感應錠年產量 （噸）（噸） 鍛造成材量鍛造成材量 （噸）（噸） 真空感 應爐 30 27 250 6750 4725 20 18 250 4500 3150 12 10.8 250 2700 1890 8 7.2 250 1800 1260 6 5.4 250 1350 945 3 2.7 250 675

41、472.5 2 1.8 250 450 315 1.2 1.08 250 270 189 資料來源：方正證券研究所 由上述分析可見，一臺 30 噸真空感應爐感應錠的年產能在 6750 噸左 右。在合理排產、適當加班的情況下，30 噸真空感應爐感應錠的年產 能應能達到達 7000 噸，鍛造棒材預計 4900 噸。 以以隆達隆達股份股份為例為例：截至 2020 年 12 月 31 日，隆達股份主要熔煉設備 為 1 臺 2.5 噸康薩克真空感應爐、1 臺 8 噸康薩克真空感應爐。根據 估算，隆達股份現有產能 2363 噸，與公司公告中的 2000 噸現有產能 基本相符。 圖表13： 隆達股份產能估計

42、 爐型爐型 噸位（噸）噸位（噸） 滿料出材量滿料出材量（噸）（噸） 年熔煉爐數年熔煉爐數（次次） 感應錠年產量感應錠年產量（噸）（噸） 真空感應 爐 8 7.2 250 1800 2.5 2.25 250 562.5 合計合計 2363 資料來源：方正證券研究所 再以再以西部超導西部超導為例為例：截至 2019 年 12 月 31 日，西部超導主要熔煉設 備為 1 臺 8 噸真空感應爐、1 臺 3 噸真空感應爐。根據估算，西部超 導當時產能 2475 噸，與公司公告中的 2600 噸產能基本相符。 12 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表14： 西部超導 2019 年

43、產能估計 爐型爐型 噸位（噸）噸位（噸） 滿料出材滿料出材量量（噸（噸） 年年熔煉爐數熔煉爐數（次次） 感應錠年產量感應錠年產量（噸）（噸） 真空感應 爐 8 7.2 250 1800 3 2.7 250 675 合計合計 2475 資料來源：方正證券研究所 3.3 國內主要國內主要企業企業產能產能提升提升情況情況 面對日益增長的高溫合金需求，國內主要高溫合金上市公司均制訂了 產能提升計劃。預計到十四五末，我國高溫合金總產量或可達 3.8 萬 噸/年。 美國變形高溫合金年產量約4萬噸， 按照變形高溫合金占比70%估算， 美國高溫合金年產量約為 5.7 萬噸。國內高溫合金產能與美國相比仍 有較大

44、差距。 圖表15： 國內主要上市公司高溫合金擴產情況統計 公司公司 投資投資金金 額額（億億） 擴產擴產計劃計劃 產能產能提升量提升量 計劃計劃建建成成時間時間 撫順特 鋼 2.8 均質高強度大規格高溫合金、超高強度鋼工 程化建設項目：新建一臺 30 噸真空感應爐和 一臺 30 噸真空自耗爐及其附屬設施 預估至少 7000 噸 2022.06 2.6 高溫合金、高強鋼產業化技術改造項目（1 期） ：新建一臺 12 噸真空感應爐、一臺 1 噸 真空感應爐和一臺 200kg 真空感應爐及其附 屬設施；新建五臺 12 噸真空自耗爐及其附屬 設施 2022 年下半年 圖南股 份 1.83 年產1000

45、噸超純凈高性能高溫合金材料建設 項目 1000 噸 2022 年 7 月 2.58 年產3300件復雜薄壁高溫合金結構件建設項 目 3300 件 2022 年底 西部超 導 5.08 發動機用高性能高溫合金材料及粉末盤項目 2500 噸 2023 年 1 月 9.71 航空航天用高性能金屬材料產業化項目，新 增部分 12 噸真空感應爐、 12 噸保護氣氛電渣 爐、12 噸真空自耗電弧爐等生產設備 1500 噸 2024 年 11 月 隆達股 份 8.55 年產 1 萬噸航空級高溫合金的技術改造項目 10000 噸 2024 年 資料來源：公司公告，方正證券研究所 4 高溫高溫合合金冶煉企業金冶

46、煉企業數量數量逐漸增逐漸增多，多，產產能能不斷不斷擴充擴充 高溫合金冶煉企業主要包括撫順特鋼、寶武特冶、長城特鋼等為代表 的特鋼生產企業，中科院金屬所、北京航材院、鋼研高納為代表的科 研院所，近年來，民營企業通過與科研院所合作等方式開始進入高溫 合金冶煉產業，如圖南股份、隆達股份、山東瑞泰等，高溫合金冶煉 企業數量逐漸增多，不少企業通過定增等方式募資進行擴產，國內高 13 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 溫合金產能得到不斷擴充。 4.1 撫撫順特鋼順特鋼：國內變形高溫合金國內變形高溫合金龍頭龍頭，已開已開始始大規模擴產大規模擴產 公司作為老牌特鋼生公司作為老牌特鋼生產企

47、業產企業，是我國高溫合金產品的主要供貨商。，是我國高溫合金產品的主要供貨商。撫 順特鋼曾是東北特鋼集團旗下最重要的生產基地之一，是中國國防軍 工、航空航天等領域特殊鋼材料的生產研發基地。公司以特殊鋼和合 金材料的研發制造為主營業務， 主要產品 “三高一特” 即合金結構鋼、 工模具鋼、不銹鋼和高溫合金。目前，撫順特鋼高溫合金在航空航天 市場占有率高達80%以上， 超高強度鋼在航空航天市場占有率高達90% 以上，其高溫合金產品主要以鍛材、軋材、板材等形式的變形高溫合 金為主。 圖表16： 撫順特鋼營收（億元） 圖表17： 撫順特鋼歸母凈利潤（億元） 資料來源：wind，方正證券研究所 資料來源：w

48、ind，方正證券研究所 2020 年，公司實現營業收入 62.72 億元，其中高溫合金營收為 11.6 億元，占比 18.5%；毛利方面，公司 2020 年毛利為 13.8 億元，其中 高溫合金業務貢獻毛利 4.68 億元，占比 34%，是公司主要的利潤來源 之一。 2020 年，公司共生產高溫合金 5500 噸，平均單價 19.94 萬/噸，2021 年前三季度生產高溫合金 4500 噸，同比基本持平，平均單價為 21.88 萬/噸。隨著撫順特鋼高溫合金新建產能的逐步達產，公司高溫合金 營業收入有望保持較快增長。 圖表18： 撫順特鋼 2020 年主營構成 圖表19： 撫順特鋼高溫合金營收、

49、毛利率 資料來源：wind，方正證券研究所 資料來源：wind，方正證券研究所 14 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 4.2 鋼研高納鋼研高納：具備生產國內具備生產國內 80%以上牌號高溫合金的技術和能力以上牌號高溫合金的技術和能力， 向向 PCC 看齊看齊 鋼研高納具備生產國內 80%以上牌號高溫合金的技術和能力，主要從 事高溫合金、高均質超純凈合金、鋁（鎂、鈦）合金材料及制品的研 發、生產和銷售，產品主要服務于航空、航天、船舶等領域以及燃機、 石化等部分民品領域，工藝覆蓋鑄造、變形、粉末等制備技術。 圖表20： 鋼研高納營收及增速（億元） 圖表21： 鋼研高納歸母凈

50、利潤及增速（億元） 資料來源：wind，方正證券研究所 資料來源：wind，方正證券研究所 公司營收與公司營收與凈利潤穩步提升，營收以鑄造高溫合金為主，新型高凈利潤穩步提升，營收以鑄造高溫合金為主，新型高溫產溫產 品品逐漸發力。逐漸發力。2021 年 1-9 月，公司實現營業總收入 14.25 億元，歸母 凈利潤 2.53 億元，同比上漲 33%與 95%。營收結構方面，2021H1，鑄 造高溫合金產品占公司營收的主要部分，變形高溫合金、新型高溫合 金次之。 圖表22： 鋼研高納 2021H1 年主營構成 圖表23： 鋼研高納高溫合金產品毛利率 資料來源：wind，方正證券研究所 資料來源：w