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    1. 特钢轴承钢:高端化提升穿越周期的成长性

      发布时间:2020-11-05 14:00    来源:东兴证券

      关键词:特钢轴承

      摘要:高端特钢的生产对钢厂的装备、技术和管理水平都是巨大的考验。与普钢产品的低价竞争属性不同,特钢产 品更重质量和性能。伴随着我国制造业的升级和特钢生产技术水平的提高,我国特钢产品的质量标准在不断 提升。为了适应产品质量提升的要求,专业化特钢厂不断改进冶炼加工装备、提高冶炼加工技术水平,生产 装备、技术实力与国际先进水平的差距不断缩小。

        1. 高端化重塑我国特钢行业的竞争格局

        1.1 高端特钢市场进入门槛更高

        高端特钢的生产对钢厂的装备、技术和管理水平都是巨大的考验。与普钢产品的低价竞争属性不同,特钢产 品更重质量和性能。伴随着我国制造业的升级和特钢生产技术水平的提高,我国特钢产品的质量标准在不断 提升。为了适应产品质量提升的要求,专业化特钢厂不断改进冶炼加工装备、提高冶炼加工技术水平,生产 装备、技术实力与国际先进水平的差距不断缩小。

        普钢和低端优特钢的生产线包括高炉/电炉、转炉、LF 炉、模铸/连铸、轧制等工序组成;高端特钢的炼 钢包含 VD/VOD 炉、RH 炉,纯净度要求更高的还需要配备电渣炉、真空自耗炉等,加工工艺上更多采 用控轧控冷和特殊热处理,纯净度和组织均匀性要求高,尺寸精度、外观、批量检验要求也更为严格。

        采用特种冶炼工艺和加工工艺能够降低杂质元素含量、提高钢的韧性、疲劳性能和组织性能均匀性。以 轴承钢为例,精炼轴承钢(氧含量 10ppm)是非精炼钢(氧含量 40ppm)疲劳寿命的 10 倍,电渣钢或 真空自耗钢(氧含量 5ppm)是非精炼钢疲劳寿命的 30 倍。

        国际领先的特钢厂都配备了真空脱气、电渣重熔、真空自耗等冶炼设备,聚焦于高端特钢产品的生产,国内 包括兴澄特钢、抚顺特钢、天工国际等专业的特钢厂也都逐步配备了先进的设备,具备高端特钢的生产能力。 目前,我国部分细分领域的高端特钢的产品性能与国际先进水平相当,但质量稳定性尚有差距。

        1.2 “普优共线”对高端化特钢企业的影响趋弱

        我国的优特钢棒材市场长期面临着产能结构性过剩的压力,优特钢棒材产线的产能利用率长期维持在 50%附 近。根据 Mysteel 调研的数据显示,2017 年我国的 62 家优特钢厂 114 条棒材产线中约 20 条(2000 万吨左 右)是“普优共线”的,可以生产普钢和低端的优特钢产品,上述产能中用于生产优特钢的利用率仅 30%左 右。“普优共线”成为调节普钢和优特钢供需关系的重要力量,导致低端优特钢和普钢价格之间存在显著的 联动性,这也成为钢铁后周期市场投资特钢的纠结之处。

        以碳素钢、合结钢为代表的低端特钢可以被“普优共线”产能或是普钢厂通过简单的改造后生产出来,受到 钢铁总量性需求的影响较大。由于需要更大的资金、技术和营销投入,轴承钢、弹簧钢、工模具钢等中高端 产品与普钢的价格联动性相对较弱。普钢或低端特钢厂将无法适应产品升级的要求,部分特钢厂转而生产更 具大宗属性的普钢。未来产品结构越高端的专业化特钢厂,将越少受到钢铁行业总量性需求波动的影响。

        石钢从小型棒材连轧生产线从螺纹钢转轴承钢的生产耗时十余年:(1)2003-2007 年“普转优”,公司 重点提高钢材尺寸精度和表面质量,建立特钢生产的管理体系,掌握特钢生产的质控手段,制定工艺及 配套必要的生产和检测设备,期间主要生产优质圆钢;(2)2008-2014 年“优转特”,公司通过技术改 造,逐步解决了轴承钢芯部缩孔、网状组织、弹簧钢表明脱碳及常温剪切定尺后端部开裂等技术难题。

        2. 多因素加速我国特钢行业的高端化进程

        2.1 我国高端特钢市场的内生成长空间大

        后城镇化时期人均收入的增长将带动汽车、航空等消费需求升级,同时环境保护、能源安全和国防安全更受 重视,以汽车机械、新能源和航空军工为代表的装备制造业持续扩张。工程师红利的释放加速了上述产业的 升级,先进轴承钢、高性能工模具钢和特种合金等高端特钢产品的需求将持续增长。

        (1)汽车电动化、轻量化和豪车化对汽车用特钢的力学性能、稳定性和寿命要求更高。以电动化为例,从 轻量化、应对使用电机驱动需要的高速旋转等需求来看,未来汽车用轴承的使用环境更加恶劣,对轴承钢提 出了高可信度和长寿化的要求。

        为了提高最高车速,推进电机小型化和高速旋转,需要在超过以往容许转数的条件下进行高速旋转。当 滚珠轴承因润滑环境劣化时,将发生表面起点剥离的问题,为此需要开发强化滚动体的长寿化滚珠轴承。

        汽车轻量化要求悬架用弹簧钢有高强度、优良的抗弹减和抗疲劳性能。目前,汽车行业要求悬簧的设计 强度提高到 1100-1200MPa。新型发动机对旋转速度和轻量化、紧凑化有更高的要求,开始采用强度更 高的弹簧钢丝,例如日本企业已开发出 2100-2200MPa 的 OT 气门弹簧钢丝。

        机械传动部件的体积大小、使用环境及设计寿命不同,对齿轮钢的要求不同。为满足汽车轻量化及高性 能的发展要求,淬透性带窄的齿轮钢、超低氧渗碳钢、低晶界氧化层渗碳钢、超细晶粒渗碳钢、提高高 温硬度和高温抗软化渗碳钢、易切削齿轮钢、冷锻齿轮用钢等新品种有较大的开发价值。

        纯电动车的普及不改特钢需求增长的趋势。德勤预测 2030 年全球新能源车 2100,其中 70%为纯电动。 2005-2019 年全球的汽车产销量复合增速为 2.35%,假设未来 10 年全球的汽车产量保持 2%的复合增速,则 2030年全球的汽车产销量将达到11351 万辆,纯电动车占比约15%。2030年我国的燃油车(包括混合动力)、 纯电动车销量将分别为 3003、530 万辆,分别较 2019 年增长 553、428 万辆。考虑到纯电动车中仍有除发 动机、变速箱等动力总成系统外的传动、转向部件使用特钢,预计电动车的普及不至于导致特钢的需求出现 负增长。根据测算,2020-2050 年间国内汽车用特钢消费将增长 1600 万吨左右。

        (2)风电、大型机械主轴配套轴承对冶金质量的要求更高。由于陆地安装场所的减少或为了提高发电效率 和设备运行率,风电向海上发展,且日益大型化。海上的风车不易维护,要求所使用的轴承在长时间内具有 可靠性,需要从抑制氢侵入的角度研究开发新的钢材。风电装置向大型化的方向发展后,制造过程中的压缩,还产生大型轴承的热处理问题,要求开发冶金质量更高、淬透性好、淬火变形小的轴承钢。

        (3)在交通全面提速的时代,轴承所承受的转速和冲击力提高,对轴承钢的性能和质量稳定性提出更高的 要求。目前我国高铁轴承等高端轴承依赖进口,进口替代的市场容量达到 30~40 亿美元,按 30%的原料成 本占比计,轴承钢的国产化市场容量约 100 亿元。

        高铁轴承是高速列车的关键部件,它决定着高速动车组高速、平稳、安全运行。高铁运行的速度越快, 轴承间的接触载荷越大。2010 年底京沪高铁先导段枣庄至蚌埠间线路上进行联调联试时,国产“和谐号” CRH380A 高速列车跑出 486.1 公里的时速,之后试验列车几乎所有的轴承都要重新换掉。

        目前,我国已在高端轴承钢材料和轴承设计制造上取得突破进展,为国产化替代奠定了基础。2016 年顺特钢参与的“863”计划项目——“高品质特殊钢核心技术(一期)重大装备用轴承钢关键技术开发” 通过了国家科技部的技术验收。2020 年洛阳 LYC 轴承有限公司已完成时速 250 公里、350 公里的高速 铁路轴承产品设计、工艺研究及样品制造,产品通过了 120 万公里耐久性台架试验。

        国内重载列车用轴承采用电渣重熔渗碳钢制造,而国外将真空脱气冶炼、夹杂物均匀化(IQ 钢)、细质 化热处理等技术应用到轴承的生产和制造,大幅度提升了轴承的寿命与可靠性,降低了成本。

        (4)随着制造业的高端化升级,所加工材料的机械性能和加工精度的提升对工具钢的强韧性、红硬性、尺 寸稳定性和寿命提出了更高的要求;同时大尺寸、高精密、高寿命、高耐磨模具的应用对模具用钢的组织均 匀性、尺寸稳定性要求也更高。上述性能对工模具钢的研发设计、冶炼加工和热处理提出了更高的技术要求。

        2.2 疫情加速我国高端特钢的国产替代

        我国特钢市场的高端需求长期依赖进口,进口替代的市场容量在 300~500 亿元。以 2017 年为例,我国特钢 进口 340 万吨,进口总额达到 54.9 亿美元,进口均价为 10814 元/吨(按 6.7 汇率计算)。与此同时,我国 特钢出口 3158 万吨,出口均价为 4243 元/吨,同类型产品的进口单价是国产的几倍。进口金额较多的产品 是宽度≥600mm 冷轧合金钢板、其他宽度≥600mm 合金钢板、宽度≥600mm 非取向硅钢、不锈板坯、其 他热轧合金钢盘条和其他热轧合金钢条杆,其中非不锈钢特钢棒线材的进口数量预估在 50~100 万吨/年。

        疫情加速了逆全球化进程和产业链重构,我国提出了“国内+国际”双循环的发展战略。尽管我国的高端特 钢产品质量与国外先进水平仍有差距,但正在不断缩小,而且高性价比优势保障了高端产品的国产替代可持 续。高端特钢产品的认证周期相对较长,钢厂一旦进入供应链后,就有望长期享有资质壁垒。

        过去外资零部件企业在核心原材料的采购上优选其本国的供应商,例如欧洲企业多采购德国、瑞典钢厂 的原材料,日本企业则采购自日本钢厂。随着我国特钢生产能力提升,叠加疫情对供应链的冲击和行业 降本的压力,主机厂和外资零部件企业正更多的选择我国本土特钢厂的原料。

        以模具钢为例,一方面疫情导致海外需求疲弱并影响了欧洲等地特钢厂的生产组织,另一方面国家封锁 和国际航班数量锐减也影响了物流,2020 年上半年我国的高端模具钢进口替代进展顺利。半年报显示,2020H1 国内代表牌号模具钢 H13、Cr12MoV 的销售均价分别同比下降 14.6%、11.7%,而天工国际受 益于中高端模具钢的国产化替代,模具钢产品的销售价格同比上涨 9.3%,国内销量同比增长 35.9%。

        以轴承钢为例,装备制造业的升级对轴承钢的服役性能提出了更高的要求。目前国内汽车、高铁、风电、 精密机床、大型机械主轴配套轴承等重型装备用的高端轴承依靠进口,国产关键轴承与国外等先进国家 轴承在使用寿命、可靠性、Dn 值及耐温等方面存在较大的差距,根据 2.1 章节中的测算轴承钢国产替代 的市场空间近百亿。

        GCr15 轴承钢的国外先进指标中[O]、[Ti]含量分别能够达到 4~6ppm、7ppm 的水平,同时夹杂物控制 在 11 微米,带状组织 0~2 级;国内的[O]、[Ti]含量分别能够达到 6~12ppm、13ppm,夹杂物的尺寸较 大,带状组织较严重。我国的工模具钢标准较低,国产 H13 产品的纯净度与进口 H13 尚有差距。

        2.3 特钢企业的国际化加速产品高端化

        我国占全球特钢国际贸易的份额低于产量,特钢出口的增量空间较大。长期以来,特钢的生产主要集中在德 国、日本、瑞典、美国等少数发达国家,高端市场也长期被发达国家垄断,它们占据了全球特钢约 60%产量 以及约 80%的贸易量。如果我国在全球特钢市场的份额与粗钢产量的 50%看齐,则特钢出口的市场规模将 增加 1000 万吨,也势必加速我国特钢产品的高端化进程。

        世界主要发达国家的特钢产量合计在 6000 万吨左右。根据特钢企业协会公布的数据,2018 年我国重点企 业优特钢产量 0.75 亿吨,其中特殊质量钢为 0.34 亿吨,假设纳入统计的重点优特钢企业产量占全国的比 重为 70%,可以推算出全球的特钢产量在 1.1~1.6 亿吨,其中我国占比约 40%,日本约为 20%。

        世界各国特钢出口合计在 3000 万吨左右,其中德国、日本的特钢出口量常年在 600 万吨以上,占世界特 钢贸易的市场份额分别约 20%;2017 年我国海关公布的特钢出口量为 2620 万吨,但其中大部分为热轧 合金钢卷、热轧合金钢盘条、热轧合金钢条杆、合金钢型材等非特钢,真正的特钢出口量仅为 500 万吨左,占世界贸易的份额约 15%;剩余的市场则由瑞典、英法等国占据。

        我国特钢企业的国际化程度较低,专业化的特钢企业具有装备、技术和管理优势,应通过不断地投入研发以 争取附加值更高的国际市场,避免在国内低端市场与数量众多的小企业形成同质化竞争。普钢和低端特钢厂 则应避免盲目的装备和技术投入,聚焦于降低成本,以国内市场为基础力争更大的规模效应,获得更大的市 场份额。在满足国内绝大多数市场需求后,我国特钢厂将凭借着产品的高性价比优势逐步向海外市场延伸。

        中信特钢的高端轴承钢已广泛应用于汽车、高铁、风电等领域,高端轴承钢销量占国内市场总销量的 80%, 在全球高端市场,中信特钢对斯凯孚、舍弗勒、NTN、NSK 等世界知名轴承企业供货累计已达 400 万 吨,并且成为多家世界知名轴承企业在中国的唯一高端轴承钢供应商。

        以天工国际为代表的工模具生产企业主动谋求产品升级,逐步放弃低端市场,专注于合金含量更高且更 具有附加值的高端工具钢市场。目前我国每年出口的工模具钢仅 10 万吨左右,按照我国占粗钢产量占 全球比重的 50%计,推算海外市场的模具钢消费量应在 100 万吨左右,则我国的模具钢出口量在海外市 场的份额仅约为 10%,仍有很大的提升空间。

        3. 产品高端化提升特钢企业的逆周期性

        3.1 客户对高端产品价格的敏感性更弱

        高端客户对特钢产品性能的重视程度高于价格,产品高端化后特钢企业在产业链中的议价能力将越来越强。 此外,产品高端的钢厂更倾向于采取直销模式,积极主动由生产商向服务商转变,加强与优质客户间的粘性, 提升品牌影响力,产品的售价也会稳中有升。

        随着钢厂高端客户的比例增加,直销的比例也在增加。钢厂对营销渠道的控制力增强后,有助于钢铁企 业长期营销策略的执行,有利于供货价格和销售渠道的稳定。钢铁企业与直供用户具有长期合同的基础, 服务有针对性,可以与客户共同开发新产品并形成正向循环。

        发达国家钢厂走多是精品直销路线,目前我国大中型钢铁企业的直供销售比例不足 50%,而美国、德80%左右。国内钢厂中产品结构越高端的企业,其直销比例也更高。例如,中信特钢 80%以上的 产品均为直销;宝钢 70%以上的产品是直销给大型制造企业的;广大特材全部采取直销模式;天工国际 正积极拓宽销售渠道,增加直销的比例,加大线上销售力度。

        3.2 毛利率因成本端下行而上升

        钢铁行业总量性需求的波动对普钢和低端优特钢的价格和销售利润率影响较大,同时对铁矿石、焦煤焦炭和 中间合金等原材料的价格也会有影响。高端特钢产品的定价模式多为成本加成,不仅能够避免需求周期性波 动的过度影响,反而受益于成本的下降。购销差价扩大导致销售毛利率逆势提升,而且产品结构越高端,逆 势提升的空间越大。

        以中信特钢为例,面对 2015 年国内外宏观经济下行的不利局面,公司旗下兴澄特钢和大冶特钢两大生 产单元的盈利能力稳中有升。我们认为这一方面与其产品结构的高端化升级有关,另一方面是因为直销 模式能够保障公司的产品价格波动幅度弱于普钢产品,铁矿石和焦煤焦炭等原料价格下降,而导致公司 的购销差价反而扩大。

        以天工国际为例,过去公司的工模具钢产品的销售利润率与代表需求的宏观经济相关性较为强。2017 年以后,公司的销售利润率保持改善,主要是因为公司的主要合金原料的价格自 2017 年以后持续下行, 购销差价有所扩大。2020H1 公司成功争取大量的国内高端客户订单,国内模具钢销量和平均售价分别 上升 35.9%及 9.3%,销售利润率逆势提升。

      (责编:lxh)
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