1、1 敬请关注文后特别声明与免责条款 高温合金深度报告之二：供给篇高温合金深度报告之二：供给篇冶炼企冶炼企 业业数量数量逐逐渐增多渐增多，需求驱动需求驱动产能不断产能不断提升提升 方正证券研究所证券研究报告方正证券研究所证券研究报告 行业深度报告 行业研究 国防军工行业国防军工行业 2021.12.08/推荐 Table_Author 重要数据：重要数据： 上市公司总家数上市公司总家数 93 总股本总股本( (亿亿股股) ) 960.53 销售销售收入收入( (亿元亿元) ) 3138.60 利润总额利润总额( (亿元亿元) ) 221.63 行业平均行业平均 PEPE 299.64 平均股价平

2、均股价( (元元) ) 44.54 行业相对指数表现行业相对指数表现： -15% -7% 1% 9% 17% 2020/12 2021/3 2021/6 2021/9 国防军工沪深300 数据来源：wind 方正证券研究所 相关研究相关研究 方正军工周报 12 月第 1 周： “中国军工” 亮相埃及防务展，看好上游电子元器件企业 表现2021.12.05 方正军工周报 11 月第 4 周： 推动装备建设 再上大台阶， 上游元器件订单环比有望提升 2021.11.28 鸿远电子：军工高景气延续，公司自产业 务有望再提速2021.11.25 方正军工周报 11 月第 3 周： 东部战区列装 歼-1

3、0C， 我国军机持续更新换代 2021.11.21 熔炼工艺是高温合金生产过程中的关键环节熔炼工艺是高温合金生产过程中的关键环节，合金的成分、纯 洁度和使用性能取决于熔炼技术和设备。 熔炼技术熔炼技术： 高温合金熔炼技术在 20 世纪 5060 年代取得重大进 展，目前国内外形成了较为成熟的真空感应炉熔炼、电渣炉重 熔和真空自耗电弧炉熔炼等生产工艺。合金化程度高的牌号， 通常都采通常都采用真空感应炉用真空感应炉 （VIMVIM） 熔炼熔炼， 然后再经真空自耗炉然后再经真空自耗炉 （V VARAR） 或电渣炉或电渣炉（E ES SR R）进行二次或三次熔炼进行二次或三次熔炼。熔炼次数越多，成品质

4、 量越好，但工艺复杂且成本会更高。 变形高温合金的制备主要包括熔炼、铸锭开坯与锻造、机加工 和热处理等方法。铸造高温合金则是经过熔炼、铸锭、重熔浇 铸、机加工和热处理等步骤直接形成产品。粉末高温合金一般 是将高合金化、难变形的高温合金用各种方法制成粉末，然后 采用热等静压或热挤压等方法进一步制成坯料，最后制成涡轮 盘的工艺。 熔炼设熔炼设备备：真空感应炉国内设备厂家在真空感应熔炼炉制备 方面技术较成熟，与国外差距相对较小，目前国内各种容量真 空感应熔炼炉近千台。电渣炉我国上海重型机器厂的 450 吨 级的电渣炉是世界较大的电渣炉。国内电渣炉技术起步较早， 目前能够制备各种类型的电渣炉，但是在“

5、渣阻摆动”控制技 术、同轴导电技术、恒熔速控制技术、电极大填充比技术等先 进技术上与国外相比仍存在一定差距。 真空自耗炉-目前国内真 空自耗炉的制备技术水平与国外相比仍有差距，存在自动控制 软件编制、精密称重系统设计等难题。国内变形高温合金厂家国内变形高温合金厂家 多从多从德国德国 ALDALD 公公司或司或美国美国 CONSACCONSAC 公司进口设备公司进口设备。 产能产能估计估计及提及提升升：真空感应炉是当前高温合金主流熔炼方法的 第一步， 按照真空感应炉产量进行产能估计具有较高的准确性， 可以按此方法估算相关企业的产能。美国高温合金年产量约为美国高温合金年产量约为 5 5.7.7 万

6、吨万吨，当前当前国产高温合金年产量约为国产高温合金年产量约为 1.61.6 万吨万吨，差距较大，差距较大。 面对市场需求，多家企业有扩产计划，根据本文统计，预计到 十四五末，高温合金年产能或达到 3.8 万吨，十四五期间年均 增长约 19%。 竞争竞争格局格局：高温合金冶炼企业主要包括抚顺特钢、宝武特冶、 长城特钢等为代表的特钢生产企业；中科院金属所、北京航材 院、钢研高纳为代表的科研院所；也有其他合金行业头部企业 进入者，如西部超导；以及北京北冶为代表的民用高温合金生 产企业；另外，民营企业通过与科研院所合作等方式也陆续进 入高温合金冶炼产业，如图南股份、隆达股份、山东瑞泰等。 随着国内高温

7、合金需求的增加，高温合金冶炼企业逐步增多， 生产规模日趋扩大，行业呈现快速发展态势。 风险提示风险提示：原材料价格波动风险，下游需求增速不及预期，国 产化替代进程不及预期等。 2 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 目录目录 1 高技术壁垒的高温合金制备行业 . 4 1.1 高温合金的主要熔炼设备：VIM、ESR、VAR . 4 1.2 高温合金的熔炼工艺：持续探索、优中选优 . 5 1.3 高温合金的制备工艺：千锤百炼、锻铸精品 . 6 2 国内熔炼设备以进口为主，自产设备与国外相比有一定差距 . 7 2.1 真空感应炉 . 7 2.2 电渣炉 . 7 2.3 真空自耗炉

8、 . 8 2.4 国内外高温合金冶炼设备主要生产厂家. 8 3 当前国内高温合金产能约 1.6 万吨，需求推动产能提升 . 10 3.1 国内主要企业产能难以满足需求 . 10 3.2 产能估算方法及实例 . 10 3.3 国内主要企业产能提升情况 . 12 4 高温合金冶炼企业数量逐渐增多，产能不断扩充 . 12 4.1 抚顺特钢：国内变形高温合金龙头，已开始大规模扩产 . 13 4.2 钢研高纳：具备生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力，向 PCC 看齐 . 14 4.3 图南股份：兼具铸造和变形高温合金能力，航发大型复杂薄壁结构件重要供应商 . 15 4.4 西部超导：高端钛合金

9、龙头，高温合金生力军 . 16 4.5 隆达股份：燃机高温合金领域的重要供方. 17 4.6 宝武特冶：国内领先的高温合金产业化基地 . 17 4.7 长城特钢：变形高温合金传统优势厂商之一 . 18 4.8 北京北冶：老牌民用高温合金生产商 . 18 4.9 航材院：在铸造高温合金和粉末高温合金占据优势地位 . 18 4.10 中科院金属所：旗下中科三耐主要从事高温合金母合金及制品业务 . 19 4.11 中航上大：在高温合金返回料再生利用领域走在全国前列 . 19 4.12 山东瑞泰：与院士合建院士工作站进行成果转化 . 20 5 风险提示 . 20 mWiX9UkWeVfUzRzRuMz

10、RaQbP7NnPqQsQnMiNpOoMeRqRqQ8OrRxOxNtOpRMYqQnO 3 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 图表目录图表目录 图表 1： 典型高温合金熔炼设备 . 4 图表 2： 高温合金主要熔炼设备特点比较 . 5 图表 3： 高温合金熔炼工艺及主要设备 . 5 图表 4： 国内部分高温合金熔炼工艺路线 . 6 图表 5： 三种高温合金制备工艺路线 . 6 图表 6： 德国 ALD 公司、美国 CONSAC 公司真空感应炉 . 7 图表 7： 德国 ALD 公司、美国 CONSAC 公司电渣炉 . 8 图表 8： 德国 ALD 公司、美国 CONS

11、AC 公司真空自耗炉 . 8 图表 9： 全球知名的高温合金冶炼设备制造商 . 9 图表 10： 我国典型进口熔炼设备 . 9 图表 11： 国内高温合金主要厂商 . 10 图表 12： 单台感应炉产能估计 . 11 图表 13： 隆达股份产能估计 . 11 图表 14： 西部超导 2019 年产能估计 . 12 图表 15： 国内主要上市公司高温合金扩产情况统计 . 12 图表 16： 抚顺特钢营收（亿元） . 13 图表 17： 抚顺特钢归母净利润（亿元） . 13 图表 18： 抚顺特钢 2020 年主营构成 . 13 图表 19： 抚顺特钢高温合金营收、毛利率 . 13 图表 20：

12、钢研高纳营收及增速（亿元） . 14 图表 21： 钢研高纳归母净利润及增速（亿元）. 14 图表 22： 钢研高纳 2021H1 年主营构成 . 14 图表 23： 钢研高纳高温合金产品毛利率 . 14 图表 24： 图南股份营收及增速（亿元） . 15 图表 25： 图南股份归母净利润及增速（亿元）. 15 图表 26： 图南股份 2021H1 主营构成 . 15 图表 27： 图南股份主营产品毛利率 . 15 图表 28： 西部超导营收及增速（亿元） . 16 图表 29： 西部超导归母净利润及增速（亿元）. 16 图表 30： 西部超导 2020 年主营构成 . 17 图表 31： 隆

13、达股份高温合金营收情况（亿元）. 17 图表 32： 隆达股份高温合金毛利率情况 . 17 4 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 1 高高技技术壁垒的高温合金制备行业术壁垒的高温合金制备行业 1.1 高温合金的高温合金的主要主要熔炼设备熔炼设备：VIM、ESR、VAR 高温合金采用特种熔炼方法制备，冶炼方法较多，既可以用电弧炉 （EFM） 、感应炉（IM）或真空感应炉（VIM）进行一次熔炼，也可 以用电渣炉（ESR）或真空自耗炉（VAR）进行二次熔炼或三次熔炼。 如何选择工艺路线， 主要是根据高温合金的成分特点： 合金化程度低， 可以选用大气下电弧炉或感应炉熔炼，或者再进

14、行电渣重熔或真空自 耗重熔；如果合金化程度很高，通常都采用真空感应炉熔炼，然后再 经真空自耗炉或电渣炉进行二次或三次熔炼。 高温合金熔炼技术在 20 世纪 5060 年代取得重大进展，形成了目前国内外较为成熟的真空感 应熔炼、电渣重熔和真空自耗电弧熔炼等生产工艺。 图表1： 典型高温合金熔炼设备 熔炼设备 原理图 特点 VIM（真空感 应炉） 将感应炉放在真空中让高温合金进行熔化和精炼的方法叫做高温合金的真空感应熔炼法 （VIM） 。目前，高合金化优质高温合金几乎高合金化优质高温合金几乎都采用真空感应熔炼法作为一次都采用真空感应熔炼法作为一次熔熔炼炼，然后 再进行二次熔炼，甚至三次熔炼。 ES

15、R （电渣炉） 电电渣渣重熔重熔是 20 世纪 50 年代在电渣焊基础上发展起来的，在 20 世纪 60 年代获得了飞速 发展。电渣重熔工艺已被国内外冶金厂广泛采用。到目前为止，电渣重熔工艺已成为我 国生产高温合金的一种主要工艺路线，有近一半的高温合金牌号采用了这种工艺。 VAR（真空自 耗/电弧炉） 真空自耗炉，也叫真空电弧炉，利用低电压下电弧热来加热和熔炼金属。制作涡轮叶片 和涡轮盘等重要零件、对高温合金质量要求更高的高温合金，需要采用真空自耗炉或电真空自耗炉或电 渣炉进行二次熔炼，有的甚至需要三次熔炼渣炉进行二次熔炼，有的甚至需要三次熔炼。 IM （非真空感 应炉） 感应炉感应炉是非真空

16、感应炉的简称，是特种冶金中最常用的一种冶炼工艺。它利用电磁感应 原理将电能转变为热能来冶炼金属。感应炉对原材料的要求比电弧炉要严格的多。熔炼 过程中，金属液、渣、气和耐火材料之间存在着一系列复杂的物理化学反应过程。控制 好这些过程就可以冶炼出优质的高温合金。与电弧炉相比，感应炉能更有效的冶炼一些 电弧炉难以冶炼的合金化程度较高的高温合金。 EFM（电弧 炉） 电弧炉炼钢是利用电极和炉料之间放电产生的电弧热，借助辐射和电弧的直接作用将电 能转变为热能，加热并熔化金属和炉渣，冶炼出所需要的钢和合金的一种炼钢方法。 我国生产的高温合金有很多合金化程度较低的牌号，还是采用电弧炉冶炼，如成分较简 单的固

17、溶板材合金 GH1015、GH1035、GH3030、GH3039 和 GH3044 等。或者再加上电 渣重熔或真空自耗重熔工艺生产，如 GH2135、GH2035A 和 GH4033 等。 资料来源： 高温合金材料学（中） 、 特种熔炼 、 真空自耗冶炼过程数值仿真研究进展 ，方正证券研究 所 高温合金的成分和杂质含量与其性能有密切的关系，而它们的成分与 杂质含量又与其冶炼工艺息息相关，因此，选择正确的冶炼工艺是保 证耐热钢和高温合金具有高性能的重要手段。 5 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 图表2： 高温合金主要熔炼设备特点比较 工艺特工艺特点点 电弧电弧炉炉 电孤

18、炉电孤炉+ + 真空精炼真空精炼 感应炉感应炉 真空真空感应炉感应炉 等离等离子炉子炉 电渣电渣重熔重熔炉炉 真空真空自耗炉自耗炉 合金适应性 差 好 好 很好 很好 好 很好 炉渣 （熔盐） 处理 好 好 差 差 好 很好 差 成分控制 好 好 好 很好 很好 好 很好 除气 很差 好 很差 很好 好 差 很好 碳脱氧 差 很好 差 很好 好 差 很好 去硫 很好 好 差 差 好 很好 差 杂质挥发 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 资料来源： 耐热钢和高温合金 ，方正证券研究所 1.2 高温合金的熔炼工艺高温合金的熔炼工艺：持续探索、优中

19、选优：持续探索、优中选优 熔炼是高质量高温合金制备的关键环节。高温合金母合金的质量会直 接影响到后续的处理工艺，对高温合金产品最终的性能表现形成重要 影响。在成分一定的条件下，需要选择适当的生产工艺，控制合金的 偏析、纯净度等，最终才能制备得到符合性能要求的高温合金制品。 国内外高温合金的熔炼方法包括单联、双联和三联工艺，联用越多， 成品质量越好，但工艺复杂且成本会更高。 图表3： 高温合金熔炼工艺及主要设备 资料来源： 高温合金熔炼工艺讨论 ，方正证券研究所 变形高温合变形高温合金金可以单联，也可以用双联、三联的方法生产。铸造高温铸造高温 合金母合金合金母合金主要采用真空感应熔炼。粉末粉末高

20、温高温合金合金母合金母合金方面，方面，俄罗 斯粉末高温合金采用 VIM 或 VIM+VAR 双联熔炼工艺；美国粉末 6 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 高温合金采用 VIM+ESR+VAR 三联熔炼工艺；我国粉末高温合金 的熔炼工艺基本采用 VIM 单联工艺。 图表4： 国内部分高温合金熔炼工艺路线 熔炼工艺路线熔炼工艺路线 高温合金高温合金 VIM（真空感应炉） K435、K444、K452、K446、K406、K438、K423、K403、K417、K419 EFM+ESR（电渣炉） GH2135、GH2035A、GH3030、GH1035、GH2036、GH303

21、9、GH4033、GH1015、GH1140、 GH2132、GH3128 EFM+VAR（真空自耗炉/真 空电弧炉） 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（电弧炉） GH3030、GH2035A、GH2036、GH4033、GH3039、GH1140 IM（非真空感应炉） GH3030、GH3044 资料来源： 高温合金材料学 ，方正证券研究所 1.3 高温合金的制备工艺高温合金的制备工艺：千锤百炼、锻铸精品千锤百炼、锻铸精品 变形高温合金的变形高温合金的制备制备工艺工艺主要包括熔炼、铸锭开坯与锻造、锻轧、热 镦、冷轧、冷镦、冷拔和热处理等方法，制成棒材、锻件、环形件、 板材、管材、

23、带材和丝材等形式的产品，上述产品进一步采用锻造、 机加工、焊接、冲压成形等工艺方法制备成最终的零件。 铸造高温合金铸造高温合金母母合合金金是合金原材料经过精炼后，成分精确的初级合金 材料，是铸造高温合金和变形高温合金制备的前置产品。母合金重熔 浇筑获得的铸造高温合金，主要用于制备形状比较复杂的产品，如采 用冷却技术的空心叶片，内部型腔复杂，只能采用精密铸造工艺才能 生产。 粉末高温合金粉末高温合金是一种新型高温合金，一般是将高合金化、难变形的高 温合金用各种方法制成粉末，然后采用热等静压或热挤压等方法进一 步制成坯料，最后制成涡轮盘。 图表5： 三种高温合金制备工艺路线 资料来源： 钢研高纳招

24、股书 ，方正证券研究所 7 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 2 国国内内熔炼熔炼设备设备以进口以进口为主为主， 自产自产设备设备与与国外相比国外相比有一定差有一定差 距距 2.1 真空感应炉真空感应炉 自 1916 年 Wilhelm Rohn 第一次用真空感应熔炼炉熔炼出金属后，真 空熔炼设备与技术已有很大发展，可以生产容量为 1kg（甚至几十克） 至 60 吨（甚至更大）的真空感应熔炼炉。1923 年德国采用 4 吨容量 的真空感应熔炼炉制备 Ni、Co 高温合金，开始了 VIM 设备的工业化 应用。我国于 1956 年进口了 2 台 10kg 级真空感应熔炼炉，并

25、开始开 展高温合金研究。 目前国内高温合金专业化冶金厂及相关企业在用的各种容量真空感 应熔炼炉近千台。例如，抚钢安装有 1 吨、3 吨、12 吨真空感应熔炼 炉，正在采购 30 吨真空感应熔炼炉；宝钢特钢的 VIM 设备容量包括 150 千克、1 吨、6 吨、12 吨；攀钢集团长城特钢有 6 吨真空感应熔 炼炉。科研院所如北京航材院的 VIM 设备容量有 500 千克、1 吨、2 吨；钢研总院设备容量为 500 千克、2 吨等。近年一些新兴高温合金 企业如中航上大（1 吨、4 吨、6 吨） 、中航钛业（500 千克、2 吨） 、 无锡隆达（3 吨）等，都采购安装了先进的真空感应熔炼炉。其中，

26、一些容量较小 （1015 千克）的真空感应熔炼炉多用在航空发动机厂， 主要用于制备小型高温合金铸件（如航空发动机叶片、结构件等） 。 目前，国内设备厂家在真空感应熔炼炉制备方面技术较成熟，与国外国内设备厂家在真空感应熔炼炉制备方面技术较成熟，与国外 差距相对较小差距相对较小。 图表6： 德国 ALD 公司、美国 CONSAC 公司真空感应炉 资料来源：中航上大官网、美国康萨克公司官网，方正证券研究所 2.2 电渣电渣炉炉 我国抚钢安装有吨、3 吨、15 吨电渣炉，正在采购 30 吨电渣炉； 宝钢特钢有 1 吨、3 吨、4 吨、7 吨、15 吨、20 吨容量的电渣炉；长 钢有 5 吨容量的电渣炉

27、；一些新兴企业如中航上大、中航钛业等都安 装了先进的数吨级的保护气氛电渣炉。此外，浙江电渣核材有限公司 成功安装了一台用于核电站大型构件制备的 130 吨级电渣炉。我国上 海重型机器厂的 450 吨级的电渣炉是世界较大的电渣炉。目前 ALD 公司为德国萨尔钢厂建造的 165 吨电渣炉是国外容量最大的电渣设 8 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 备。 图表7： 德国 ALD 公司、美国 CONSAC 公司电渣炉 资料来源：中航上大官网、美国康萨克公司官网，方正证券研究所 2.3 真空自耗炉真空自耗炉 目前，我国抚顺特钢安装有 2 吨、3 吨、6 吨、18 吨真空自耗炉，正

28、在采购进口的 30 吨真空自耗炉；宝钢特钢有 150 千克、1 吨、6 吨、 12 吨真空自耗炉；攀钢集团长城特钢有 20 吨真空自耗炉；国内一些 高温合金新兴企业如中航上大、中航钛业等已安装了数吨级的进口真 空自耗炉。近年来，真空自耗炉的先进技术包括熔滴凝固控制成形技 术、同轴供电技术、动态实时称重控制技术等。目目前前国国内真空自耗炉内真空自耗炉 的制备技术水平与国外相比仍有差距，的制备技术水平与国外相比仍有差距，存在自动控制软件编制、精密 称重系统设计等难题，这也是国内变形高温合金厂家多从 ALD 公司 或 CONSAC 公司进口设备的原因。 图表8： 德国 ALD 公司、美国 CONSA

29、C 公司真空自耗炉 资料来源：中航上大官网、美国康萨克公司官网，方正证券研究所 2.4 国内外国内外高温合金冶炼设备高温合金冶炼设备主要生产厂家主要生产厂家 目前国内外有数百家高温合金熔炼设备制造商，比较著名的设备商包 括德国 ALD 真空工业股份公司（ALD 公公司司） 、美国应达集团的 CONSARC（康萨克康萨克）公司、奥地利因泰克(INTECO)公司等。 9 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 图表9： 全球知名的高温合金冶炼设备制造商 国家 设备制造商 设备名称 部分中国用户 中国 锦州航星真空设备有限 公司 真空感应炉、煤粉炉 等 北京航空材料研究院 钢研高纳

30、沈阳真空技术研究所 自耗电极真空炉、感 应炉等 中国科学院金属研究所 北京航空材料研究院 宝鸡稀有金属装备设计 研制所 电极真空炉 北京航空材料研究院 沈阳东大工业炉有限公 司 电渣炉、感应炉 中国宝武钢铁集团 中国航发北京航空材料研究院 合智熔炼装备(上海)有限 公司 真空感应炉、电渣炉、 自耗炉 中国科学院金属研究所 爱力德欣安真空设备(苏 州)有限公司 真空感应炉、电渣炉、 自耗炉 宝钢、抚顺特钢、北京航空材料研究院 德国 ALD 真空工业有限公司 真空感应炉、电渣炉、 自耗炉、电子束炉、 热处理炉 抚顺特钢、宝钢、攀长钢、 北京航空材料研究院、 中航上大、 钢研高纳、 西部超导 美国

31、美国应达集团 真空感应炉、电渣炉、 自耗炉、热处理炉 抚顺特钢，宝钢，攀长钢，北京航空材料研 究院、无锡隆达金属材料有限公司 美国 Retech 公司 电子束冷炉熔炼炉 北京航空材料研究院 奥地利 奥地利因泰克(INTECO) 特种冶炼技术公司 真空感应炉、电渣炉、 自耗炉 抚顺特钢 太原钢铁集团有限公司 资料来源： 变形高温合金纯净熔炼设备及工艺研究进展 ，方正证券研究所 德国德国 ALD 公司公司发展历史悠久，期间经历了多次更名，从 1916 年以德 国 HARAEUS（海拉斯）公司为起源，进入高温合金冶金领域，1930 年更名为 LEY-BOLD（莱宝）公司，1994 年采用 ALD 名

32、称并沿用至 今，是当今世界最主要的真空熔炼设备生产商之一。 美国美国康萨克康萨克（Consarc）公司公司是美国应达（Inductotherm Group）集团 下属子公司。应达集团是世界上最大的开发高性能金属和合金熔化与 加工技术的公司之一。当前，全球超过一半的真空或可控气氛熔炼炉 都是康萨克公司生产的。 图表10： 我国典型进口熔炼设备 设备种类设备种类 规格规格 生产生产企业企业 使用企业使用企业 价格价格（万万元元） 真空感应炉 2.5T 美国康萨克（CONSARC）公司 隆达股份 4675.43 8T 美国康萨克（CONSARC）公司 隆达股份 4877.84 电渣重熔炉 8T 美国

33、康萨克（CONSARC）公司 隆达股份 1771.94 8T 奥地利因泰克(INTECO)公司 西部超导 1553.02 真空自耗炉 8T 美国康萨克（CONSARC）公司 隆达股份 1694.88 8T 德国 ALD 公司 西部超导 1307.68 资料来源： 隆达股份招股书 、 西部超导招股书 ，方正证券研究所 通过设备引进，通过设备引进， 短时间内我国变形高温合金冶金厂的熔炼装备达到了短时间内我国变形高温合金冶金厂的熔炼装备达到了 国国际际先进水平， 但是自主研制熔炼设备特别是控先进水平， 但是自主研制熔炼设备特别是控制系统软件的设制系统软件的设计等计等 方面与国外设备厂商还有差距。方面

34、与国外设备厂商还有差距。此外，国内熔炼出的高温合金材料虽 然能够满足使用需求，但是始终与国外材料在冶金质量和性能上有一 些差距，集中体现在夹杂物含量较高、成分控制波动范围宽、冶金缺 陷出现概率高、棒材内部残余应力大等方面。 10 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 3 当前当前国内国内高温合金高温合金产能产能约约 1.6 万吨万吨，需求推动需求推动产能产能提升提升 3.1 国内主要企业产能国内主要企业产能难以满足需求难以满足需求 国内目前从事高温合金生产的企业数量有限，主要包括特钢生产企 业、科研院所及相关企业、少量民企等。特钢生产企业以抚顺特钢、 宝钢特钢、长城特钢等企业

35、为代表，以量大易规模化生产的高温合金 产物为特点，产品以变形高温合金为主；科研院所及相关企业以中科 院金属所、北京航材院、钢研高纳为代表，其特点为产品覆盖面广、 部分具有生产柱晶/单晶等高温合金的技术水平与研发能力。 民企数量 较少，如图南股份、隆达股份等，凭借各自特色与优势成功进入了高 温合金行业。经统计，目前国内高温合金产能约为 1.6 万吨。 图表11： 国内高温合金主要厂商 企业 产量/产 能（吨） 高温合金营 收与占比 简介 主要上 市公司 产量 (2020 年) 抚顺特 钢 5438 11.6 亿元， 占 18.5% 始建于 1937 年， 是我国军工配套材料重要的研发和生产基地，

36、 被誉为 “中 国特殊钢的摇篮” 。目前，抚顺特钢高温合金在航空航天市场占有率高达 80%以上。 钢研高 纳 2350 15.8 亿，占 99.5% 公司主要从事镍基、钴基、铁基等高温合金材料、铝（镁、钛）轻质合金 材料及制品、高均质超纯净合金的研发、生产和销售，是高温合金材料及 制品重要的研发生产基地。公司具有生产国内 80%以上牌号高温合金的技 术和能力，产品涵盖所有高温合金的细分领域。 西部超 导 331 3424 万元， 占 1.7% 主要从事高端钛合金材料、高性能高温合金材料、超导材料的研发、生产 和销售，是我国航空用钛合金棒丝材的主要研发生产基地。 图南股 份 1956 3.88

37、亿元， 占 71% 专注于高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料及其制品的研发、生产和 销售，致力于为航空航天、舰船、能源等高端装备制造领域提供产品和服 务， 是国内少数能同时批量化生产变形高温合金、 铸造高温合金 （母合金、 精密铸件）产品的企业之一。 隆达股 份 973.93 1.84 亿元， 占 34% 成立于 2004 年，目前已发展成为年产 2 万吨的铜镍合金、耐蚀镍基合金、 高温合金材料的加工生产企业，产品广泛应用于航空航天、发电机组、大 型舰船、海水淡化、核工业及石油化工装备等领域。 其他企 业产能 (2019 年) 宝武特 冶 1500 - 宝武特冶从上世纪 60 年代开始试制生

38、产高温合金，经过六十年的发展和 一系列的技术改造，已形成了完整的高温合金研发生产体系，是目前国内 领先、世界一流的高温合金产业化基地。 长城特 钢 1500 - 始建于 1965 年，是国家特殊钢科研生产基地和四川省大型骨干企业，具 备年产特殊钢 50 万吨、 特殊钢材 70 万吨的生产能力， 在高温合金研发上， 在国内一直保持了领先地位，完成了多项国家级产品课题的研发工作。 北京航 材院 800 - 成立于 1956 年 5 月 26 日，主要从事航空先进材料应用基础研究、材料研 制与应用技术研究和工程化技术研究的综合性科研机构， 是国家科技创新 体系的重要组成部分。 中科院 金属所 100

39、0 - 科研项目为主，产品覆盖广，具备单晶高温合金等尖端产品的研发实力。 资料来源：公司公告，产业信息网，人民网，方正证券研究所 3.2 产能估算方法产能估算方法及及实例实例 真空感应炉是当前高温合金主流熔炼方法的第一步，真空感应炉的产 11 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 能直接影响高温合金的产能，当前我国高温合金生产的主要瓶颈是真 空感应炉产能不足，按照真空感应炉产量进行产能估计具有较高的准 确性。真空感应炉装满料熔炼成感应锭的出材率按照 90%估计，感应 锭经锻造、机加形成棒状坯料按照 70%估计成材率。 高温合金材料 学中记录的 6T 真空感应炉制备 G4698

40、 合金的熔炼时间为 13 小时， 据此推算一年熔炼的炉数。考虑设备检修、人员正常休息时间，按照 工作日每日一炉进行估算，即年生产炉数 250 炉。 图表12： 单台感应炉产能估计 炉型炉型 吨位（吨）吨位（吨） 满料出材量满料出材量 （吨）（吨） 年熔炼炉数年熔炼炉数（次次） 感应锭年产量 感应锭年产量 （吨）（吨） 锻造成材量锻造成材量 （吨）（吨） 真空感 应炉 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 资料来源：方正证券研究所 由上述分析可见，一台 30 吨真空感应炉感应锭的年产能在 6750 吨左 右。在合理排产、适当加班的情况下，30 吨真空感应炉感应锭的年产 能应能达到达 7000 吨，锻造棒材预计 4900 吨。 以以隆达隆达股份股份为例为例：截至 2020 年 12 月 31 日，隆达股份主要熔炼设备 为 1 台 2.5 吨康萨克真空感应炉、1 台 8 吨康萨克真空感应炉。根据 估算，隆达股份现有产能 2363 吨，与公司公告中的 2000 吨现有产能 基本相符。 图表13： 隆达股份产能估计

42、 炉型炉型 吨位（吨）吨位（吨） 满料出材量满料出材量（吨）（吨） 年熔炼炉数年熔炼炉数（次次） 感应锭年产量感应锭年产量（吨）（吨） 真空感应 炉 8 7.2 250 1800 2.5 2.25 250 562.5 合计合计 2363 资料来源：方正证券研究所 再以再以西部超导西部超导为例为例：截至 2019 年 12 月 31 日，西部超导主要熔炼设 备为 1 台 8 吨真空感应炉、1 台 3 吨真空感应炉。根据估算，西部超 导当时产能 2475 吨，与公司公告中的 2600 吨产能基本相符。 12 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 图表14： 西部超导 2019 年

43、产能估计 炉型炉型 吨位（吨）吨位（吨） 满料出材满料出材量量（吨（吨） 年年熔炼炉数熔炼炉数（次次） 感应锭年产量感应锭年产量（吨）（吨） 真空感应 炉 8 7.2 250 1800 3 2.7 250 675 合计合计 2475 资料来源：方正证券研究所 3.3 国内主要国内主要企业企业产能产能提升提升情况情况 面对日益增长的高温合金需求，国内主要高温合金上市公司均制订了 产能提升计划。预计到十四五末，我国高温合金总产量或可达 3.8 万 吨/年。 美国变形高温合金年产量约4万吨， 按照变形高温合金占比70%估算， 美国高温合金年产量约为 5.7 万吨。国内高温合金产能与美国相比仍 有较大

44、差距。 图表15： 国内主要上市公司高温合金扩产情况统计 公司公司 投资投资金金 额额（亿亿） 扩产扩产计划计划 产能产能提升量提升量 计划计划建建成成时间时间 抚顺特 钢 2.8 均质高强度大规格高温合金、超高强度钢工 程化建设项目：新建一台 30 吨真空感应炉和 一台 30 吨真空自耗炉及其附属设施 预估至少 7000 吨 2022.06 2.6 高温合金、高强钢产业化技术改造项目（1 期） ：新建一台 12 吨真空感应炉、一台 1 吨 真空感应炉和一台 200kg 真空感应炉及其附 属设施；新建五台 12 吨真空自耗炉及其附属 设施 2022 年下半年 图南股 份 1.83 年产1000

45、吨超纯净高性能高温合金材料建设 项目 1000 吨 2022 年 7 月 2.58 年产3300件复杂薄壁高温合金结构件建设项 目 3300 件 2022 年底 西部超 导 5.08 发动机用高性能高温合金材料及粉末盘项目 2500 吨 2023 年 1 月 9.71 航空航天用高性能金属材料产业化项目，新 增部分 12 吨真空感应炉、 12 吨保护气氛电渣 炉、12 吨真空自耗电弧炉等生产设备 1500 吨 2024 年 11 月 隆达股 份 8.55 年产 1 万吨航空级高温合金的技术改造项目 10000 吨 2024 年 资料来源：公司公告，方正证券研究所 4 高温高温合合金冶炼企业金冶

46、炼企业数量数量逐渐增逐渐增多，多，产产能能不断不断扩充扩充 高温合金冶炼企业主要包括抚顺特钢、宝武特冶、长城特钢等为代表 的特钢生产企业，中科院金属所、北京航材院、钢研高纳为代表的科 研院所，近年来，民营企业通过与科研院所合作等方式开始进入高温 合金冶炼产业，如图南股份、隆达股份、山东瑞泰等，高温合金冶炼 企业数量逐渐增多，不少企业通过定增等方式募资进行扩产，国内高 13 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 温合金产能得到不断扩充。 4.1 抚抚顺特钢顺特钢：国内变形高温合金国内变形高温合金龙头龙头，已开已开始始大规模扩产大规模扩产 公司作为老牌特钢生公司作为老牌特钢生产企

47、业产企业，是我国高温合金产品的主要供货商。，是我国高温合金产品的主要供货商。抚 顺特钢曾是东北特钢集团旗下最重要的生产基地之一，是中国国防军 工、航空航天等领域特殊钢材料的生产研发基地。公司以特殊钢和合 金材料的研发制造为主营业务， 主要产品 “三高一特” 即合金结构钢、 工模具钢、不锈钢和高温合金。目前，抚顺特钢高温合金在航空航天 市场占有率高达80%以上， 超高强度钢在航空航天市场占有率高达90% 以上，其高温合金产品主要以锻材、轧材、板材等形式的变形高温合 金为主。 图表16： 抚顺特钢营收（亿元） 图表17： 抚顺特钢归母净利润（亿元） 资料来源：wind，方正证券研究所 资料来源：w

48、ind，方正证券研究所 2020 年，公司实现营业收入 62.72 亿元，其中高温合金营收为 11.6 亿元，占比 18.5%；毛利方面，公司 2020 年毛利为 13.8 亿元，其中 高温合金业务贡献毛利 4.68 亿元，占比 34%，是公司主要的利润来源 之一。 2020 年，公司共生产高温合金 5500 吨，平均单价 19.94 万/吨，2021 年前三季度生产高温合金 4500 吨，同比基本持平，平均单价为 21.88 万/吨。随着抚顺特钢高温合金新建产能的逐步达产，公司高温合金 营业收入有望保持较快增长。 图表18： 抚顺特钢 2020 年主营构成 图表19： 抚顺特钢高温合金营收、

49、毛利率 资料来源：wind，方正证券研究所 资料来源：wind，方正证券研究所 14 国防军工-行业深度报告 敬请关注文后特别声明与免责条款 4.2 钢研高纳钢研高纳：具备生产国内具备生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力以上牌号高温合金的技术和能力， 向向 PCC 看齐看齐 钢研高纳具备生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力，主要从 事高温合金、高均质超纯净合金、铝（镁、钛）合金材料及制品的研 发、生产和销售，产品主要服务于航空、航天、船舶等领域以及燃机、 石化等部分民品领域，工艺覆盖铸造、变形、粉末等制备技术。 图表20： 钢研高纳营收及增速（亿元） 图表21： 钢研高纳归母净

50、利润及增速（亿元） 资料来源：wind，方正证券研究所 资料来源：wind，方正证券研究所 公司营收与公司营收与净利润稳步提升，营收以铸造高温合金为主，新型高净利润稳步提升，营收以铸造高温合金为主，新型高温产温产 品品逐渐发力。逐渐发力。2021 年 1-9 月，公司实现营业总收入 14.25 亿元，归母 净利润 2.53 亿元，同比上涨 33%与 95%。营收结构方面，2021H1，铸 造高温合金产品占公司营收的主要部分，变形高温合金、新型高温合 金次之。 图表22： 钢研高纳 2021H1 年主营构成 图表23： 钢研高纳高温合金产品毛利率 资料来源：wind，方正证券研究所 资料来源：w