石墨电极行业研究报告

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石墨电极行业研究报告

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行业发展概况

炭素材料是指以碳元素为主要成分的材料的总称。炭素制品根据生产工艺大致可分为石墨制品、炭制品、炭素新材料和其他炭素产品四大类,其中石墨制品主要包括石墨电极、特种石墨。

石墨电极以石油焦、针状焦为骨料,煤沥青作结合剂,经混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工等工序制成。石墨电极根据允许使用电流密度大小,可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极、超高功率石墨电极,具体如下:

石墨电极是钢铁生产所需的重要耗材。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源,使炉料熔化进行炼钢,其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极作为导电材料。电弧炉炼钢石墨电极的消耗量既取决于电极的质量,也与炼钢操作及管理水平有关。

十九世纪末美国公司发明了以石油焦为原料的人造石墨电极,开启了工业化制造石墨电极的历史,开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景。随着石墨电极的优良性能以及制造工艺的不断改进,大规格石墨电极的大批量生产以及超高功率石墨电极的研发成功,电炉炼钢工业逐步开始大规模使用人造石墨电极。

中国石墨电极工业起步较晚但发展较快。石墨电极行业起步于国家“一五”期间建设的项工程,20世纪50年代末我国从苏联引进技术建设首条电极生产线,奠定了我国石墨电极产业发展的基础。到20世纪80年代及90年代中国各地相继建成的炭素企业有上百家。20世纪90年代初我国已经掌握了代表国际先进水平大规格大直径超高功率石墨电极的生产技术。进入二十一世纪以来,在国民经济较快增长和钢铁行业快速发展的带动下,我国石墨电极产业得到了快速发展。

目前我国已成为全球主要的石墨电极产销国之一,中国石墨电极已出口超过80多个国家和地区,由于价格合适、质量可靠,国际化经营已初具规模,在全球炭素行业具有较大的影响力。根据中国炭素行业协会的不完全统计,年中国石墨电极类产品产量为64.97万吨,同比增长17.83%,其中超高功率石墨电极产量26.90万吨,同比增长47.53%;年石墨电极类产品销售量58.73万吨,同比增长6.77%,其中超高功率石墨电极26.24万吨,同比增长37.04%。

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行业发展前景1、电炉炼钢的快速发展,驱动石墨电极需求提升

目前我国比较典型的钢铁生产流程分为两类:一类为高炉—转炉—连铸—轧制工艺流程,即长流程;另一类为电炉—连铸—轧制工艺流程,即短流程。

长流程生产的源头是从矿石原料开始的,主要原料是铁矿石,短流程炼钢生产的原材料是废钢,电弧炉是短流程炼钢的关键设备。以电炉为核心的短流程炼钢技术在生产效率、环境保护、基建投资成本、工艺柔性等方面相对长流程炼钢技术有明显优势。

电弧炉炼钢质量高、小批量的特点适合特钢冶炼。电弧炉可以间断性生产,还可以满足各种小批量,特殊规格、品种,合金量较高的钢种需要,是一种柔性的炼钢法;同时电弧炉能冶炼含磷、硫、氧低的优质钢和合金钢,因此相比高炉-转炉的长流程炼钢更适合于特种钢的生产。根据中国特钢企业协会统计数据,目前中国70%的特殊钢以及%的高合金钢由电弧炉生产,对比世界钢铁产能国家第二名日本,年中国特殊钢产量约3,.51万吨,仅占当年粗钢总产量的4.61%,特钢产量占比仅为日本的1/5。在世界上工业发达国家,特殊钢占钢材总产量的比例很大,一般为15%~20%,其中瑞典特钢占比最高,占其钢材总产量的45%~50%。因此中国特钢产量仍有较大的提升空间。

随着钢铁积蓄量的不断增加,废钢铁资源越来越多,这为废钢铁产业的发展提供了有利的条件。废钢是短流程炼钢的主要原材料,与长流程钢铁生产工艺相比,用1吨废钢铁炼钢可减少1.6吨CO2的排放,可减少3吨固体废物的排放,废钢铁的循环利用对生态环境的改善有着不可替代的重要作用。根据年12月中国废钢铁应用协会发布的《废钢铁产业“十三五”规划》,未来要提高炼钢废钢比,“十三五”达到20%以上,电炉钢比逐步提高。

根据世界钢铁协会统计数据,年全球电炉炼钢占粗钢总产量百分比为27.91%,而年中国电炉粗钢产量占中国粗钢总产量百分比为9.32%,仅是美国电炉钢占比的1/7,印度的1/5,欧盟的1/4,以及日本的1/2左右。我国“十三五”《钢铁工业调整升级规划(-年)》指出:加快发展循环经济,按照绿色可循环理念,注重以废钢为原料的短流程电炉炼钢的发展。随着我国“长流程”炼钢向“短流程”炼钢的转换及节能环保的需要,电弧炉炼钢将迎来新的发展机遇。

石墨电极作为短流程炼钢中的电弧炉的关键耗材,炼钢流程的革新与升级,特钢增量提质的趋势,废钢再利用和中国电炉炼钢广阔的未来空间将极大的促进石墨电极的需求。

2、石墨电极向超高功率电极发展是未来趋势

近些年来,我国石墨电极供需状况基本处于超高功率电极供不应求的状况,高功率电极供需基本平衡,而普通功率呈现电极供过于求的状况。在品种结构方面,与发达国家的差距非常大,目前日本、美国等发达国家基本都是以超高功率石墨电极产品为主。根据中国炭素行业协会相关数据,年超高功率石墨电极销量26.24万吨,同比增长37.04%,高功率石墨电极销量20.18万吨,同比减少13.85%,我国超高功率石墨电极占比逐年提高。

电炉的生产能力取决于炉容量与单位输入功率。在单位功率水平相同时,生产能力随容量增大而提高。随着超高功率电弧炉需求的不断增加,超高功率石墨电极也将取得进一步的发展。相比普通功率的电弧炉,大容量超高功率电弧炉的生产效率更高,综合成本相对更低。当电弧炉功率提升时,其对电弧炉用石墨电极的最大允许电流也提出了更高的要求,而石墨电极的最大允许电流直接取决于石墨电极的直径。因此如果要满足其提升功率的要求,就要发展大规格超高功率石墨电极。根据《产业结构调整指导目录()》(年修订),直径毫米以下或2万吨/年以下的超高功率石墨电极生产线属于限制类,直径毫米及以上超高功率电极属于鼓励类。

国家产业政策指向明确,发展超高功率电弧炉是大势所趋。大规格超高功率石墨电极作为超高功率电弧炉的主要材料之一,其需求量在此需求的推动下,必然进一步增加。

3、石墨电极价格理性回归,促进行业健康发展

随着钢铁行业结构调整,去产能、取缔“地条钢”,严控环保指标,电炉炼钢比例快速上升,国内炼钢用石墨电极需求量出现较大幅度增长。同时在整个国际市场需求的拉动下,外销方面也量价齐升。

年初以来,炭素材料价格上涨,特别是石墨电极供不应求,价格快速、大幅上涨。这一行情直接刺激石墨电极企业或通过提高产能利用率或通过新建生产项目实现增产。

由于受石墨电极高价格、高盈利刺激,投产、扩建、拟建石墨电极项目迅速增加,未来石墨电极供给量将会有较大增长。预计随着新增产能的释放,石墨电极供应紧张的局面将得到大幅缓解,价格将回归合理水平。

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行业竞争格局和市场化程度

我国炭素行业企业以民企为主,在年中国炭素行业协会公布的42家主要炭素企业名单中,民营炭素企业共有30家,国资和外资/合资企业分别为7家和5家。根据这些企业产品销售收入的排名情况,排名前十的企业中有7家民企,2家国企,1家外企。因此从竞争力上看,我国炭素行业中民企的市场竞争力相较国企和外企更强。另外,炭素企业产品销售收入的排名也发生了较大的变动,销售收入前五的企业排名也不稳定,炭素行业竞争较为激烈。由于年炭素行业供求关系紧张,产品价格上涨,炭素行业整体的产品销售收入有明显的增加。

根据中国炭素行业协会统计数据,年我国炭素行业实现营业收入3,,万元,其中方大炭素、济南澳海、开封炭素、吉林炭素、济南万方分列行业收入前五名,合计收入1,,万元。目前炭素行业仍处于分散竞争阶段,CR5(行业收入排名前五位公司)合计收入占比为47.20%,CR10(行业收入排名前十位公司)合计占比为68.90%。但伴随竞争加剧,中小企业逐渐因市场、政策、资金等原因遭到淘汰,炭素行业集中度有望进一步提高。

根据中国炭素行业协会统计数据,年石墨电极类产品产量,吨,同比增长17.83%,其中超高功率石墨电极产量,吨,同比增长47.53%。

超高功率石墨电极产量排名(前五)

排名企业名称

1方大炭素

2吉林炭素

3南通扬子

4开封炭素

5丹东鑫兴

数据来源:中国炭素行业协会。

根据中国炭素行业协会统计数据,年石墨电极类产品销售量为,吨,同比增长6.77%,其中超高功率石墨电极销量,吨,同比增长37.04%,高功率石墨电极销量,吨,同比减少13.85%。

石墨电极销量排名(前五)

排名企业名称

1方大炭素

2吉林炭素

3丹东鑫兴

4开封炭素

5介休志尧

数据来源:中国炭素行业协会。

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标的公司所处行业的行业壁垒1、品牌及客户转换壁垒

对下游客户尤其是钢铁厂来说,石墨电极占其总炼钢成本的比例不高,但石墨电极的质量及稳定性对其持续生产会产生重大影响,因石墨电极的质量问题将导致钢厂停产、死炉,从而影响生产效率,故下游客户对质量稳定的石墨电极供应商的产品忠诚度相当高。新进入者不得不耗费大量的时间、运营、资金成本以进入现有的供应商体系格局。

2、能源及原料获取壁垒

针状焦作为生产高附加值的高功率、超高功率石墨电极的主要关键原料,目前其市场供不应求,能否获得稳定、充足的原料供应决定了石墨电极生产厂家的产品结构及利润率。

石墨电极生产的焙烧工序需要消耗大量的天然气资源,石墨化工序需要充足的电力支持,能否获得充沛的天然气、电力等资源决定了石墨电极生产厂家产能及单位成本的高低。

3、资金壁垒

石墨电极生产工序多,需要许多专用机械设备和特殊结构的窑炉,建设投资较大、投资回收期较长,属于资金密集型行业。同时生产环节周期长,占用资金较多,会形成较高的资金壁垒。此外,资金实力还会对客户的信任、渠道的信心等方面构成很大的影响。

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行业替代性分析

石墨电极主要用于电弧炉炼钢。以电炉为核心的炼钢技术在生产效率、环境保护、基建投资成本、工艺柔性等方面有明显优势。电炉炼钢是利用电极向炉内导入电流,强大的电流在电极下端通过气体产生电弧放电,同时放出大量热量进行冶炼。

石墨电极具有其他成份电极无法比拟的优质特性:

1、热稳定性好,石墨在3,℃才会出现升华,此高温下常见金属早已熔化;

2、电阻极低,仅数欧姆,冶炼时能源损耗少;

3、质量轻,密度不足铜的1/4,易于运输及使用,安全性好,上炉冶炼时容易夹持;

4、原料为易获取的沥青、石油焦、针状焦等;

5、可加工性好,加工速度较普通金属快3-5倍。

石墨电极是目前已知的唯一具有高导电性和能承受电炉炼钢生产过程中产生的高热量的商业化产品。

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影响行业发展的有利和不利因素1、有利因素(1)国家政策驱动超高功率石墨电极发展

根据国家发改委最新颁布的《产业结构调整指导目录()》(年修订),与公司主营业务相关的项目直径毫米及以上超高功率电极被列入鼓励类。根据国家发改委会同科技部、工信部、财政部等有关部门最新颁布的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(版),高功率石墨电极属于新兴战略产业中的新材料产业。政策导向对我国炭素行业的发展起到至关重要的作用,炭素行业将迎来广阔的发展空间。

(2)国民经济的增长为本行业发展创造了有利环境

本行业的发展离不开国民经济的带动,国民经济的发展保证了国家对基础设施的持续投入,保证了居民消费水平和消费能力的不断增长,这些都为本行业的发展创造了极为有利的环境。

随着我国经济结构优化调整逐步深化,制造业不断转型升级,以军工产业、核电工业、高速铁路及汽车工业为代表的高端制造业迎来了快速、可持续发展,有望进一步拉动中高端特钢的需求,推动石墨电极产业发展。

(3)短流程炼钢优势带动石墨电极需求

炭素制品石墨电极作为短流程炼钢中的电弧炉的关键耗材,炼钢流程的革新与升级,特钢增量提质的趋势,废钢再利用和中国电炉炼钢广阔的未来空间将极大的促进石墨电极的需求。

(4)原材料来源丰富

石墨电极的生产原料主要是针状焦和煤沥青,因此,石墨电极的生产需要选择针状焦和煤沥青来源便利且集中的地区。从我国目前的原料供应来看,我国是全球仅有的针状焦和煤沥青原料供应都比较充足的国家,为石墨电极生产的可持续发展提供了良好的支撑。

(5)符合绿色经济、循环经济潮流

随着社会经济的发展,人们对环境保护的要求越来越高。近年来,各地区、各部门相继出台多项环保制度与规划,为淘汰高消耗高污染的落后生产力、实现资源综合利用、发展循环经济提供制度保障。

石墨电极的生产是资源综合利用的过程。石墨电极的主要原材料是石油化工的副产品石油焦和煤化工的副产品煤沥青、针状焦。我国作为一个发展中国家,目前的经济发展水平决定了在相当长的时间内必须持续发展石化工业和煤化工业,我国已经是世界上最大的石化和煤化工生产国,每年产生大量的石油焦和煤沥青,如果没有石墨电极行业的消耗,这些生产中产生的副产品只能被低效利用,成为污染环境隐患。目前,我国每年产生的石油焦、针状焦和煤沥青被石墨电极行业利用,每年可为石化及煤化工行业带来几百亿的巨额利润。

2、不利因素(1)行业发展时间短,整体实力不足

中国的炭素行业起步较晚,真正发展起来也就20余年的时间,无论是技术、管理还是人员素质与世界先进水平都还有一定差距。主要表现在以下几个方面:行业内具有国际先进生产水平、掌握先进生产技术的大型企业数量较少,大部分企业资金实力不足,设备、工艺的改造和升级速度偏慢,技术水平落后、管理粗放、产品品质不高,且不具备自主研发能力。

(2)环境治理的压力对炭素行业的生产经营提出了更高的要求

近年来,我国环境问题日益突出,引起了社会和政府的高度



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