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  • 发布时间:2021-04-02   来源:钛锆铪工业网  点击量:29

    (作者:葛军)

    1.“万能金属”——钛

    1.1 物化性质优良,高端领域应用广泛

    钛(Ti),元素周期表第四周期 IVB 族元素,是一种银白色过渡金属。优良物化性质使其被广 泛应用于航空航天(机身和发动机)、石油化工(冷凝器、换热管)、国防军工(导弹火箭) 以及医疗生物(人造骨头)等高端领域。钛物化性质中最为突出的特点包括:

    熔点高、比强度大。钛密度为4.51 g/3,仅为铁的57%。熔点为1668℃,比铁高138℃。 钛的比强度(强度/表观密度)是常用工业合金中最大的,常用 TC4 型号钛合金(Ti-6Al- 4V)的比强度是不锈钢的 3.5 倍,所以钛是一种高强度且低质量金属。

    耐蚀性强、良好的生物相容性。钛的核外电子结构排列为122226 32 36 32 42,由于外层价 电子4和3电离势较小,较易失去,易与氧气反应生成一层致密且惰性大的氧化膜,从 而保证钛合金本体免受大部分有机酸的腐蚀。此外,钛安全无毒,具备良好的生物相容性,可以用来制作手术刀、人造骨头等医疗用具。

    在逆全球化、大国博弈趋势日益加剧以及“十四五”战略规划明确指引的大背景下,中国国 防军队现代化建设进入关键时期,军工装备将加速更新换代。我们认为,未来 3-5 年,中国 军工产业将迎来持续的高景气周期。钛,作为主流的军工新材料,随着新式战机歼-20、运- 20 以及配套导弹的加速列装,有望进入高速发展机遇期,需求增速将加速增长

    1.2 高壁垒决定高利润,重点关注高端钛材制造

    钛产业链主要分为有色金属和化工涂料两条,有色金属链为:钛精矿→四氯化钛→海绵钛→ 钛锭/钛合金→钛材,化工涂料链为:钛精矿→四氯化钛→钛白粉。两个领域上游共用钛铁矿、 金红石等资源,全球 90%以上的钛精矿用于生产钛白粉,仅 5%的钛精矿用来制造海绵钛。 每吨海绵钛生产大约需要消耗 5.3 吨钛精矿(品位 50%),每吨钛白粉需要 2.3 吨钛精矿。 通过 Wind 数据测算,中国近年钛精矿的需求结构呈现:海绵钛:钛白粉=7:93。综合来看, 钛精矿的价格主要由钛白粉的产量价格以及下游化工涂料等行业景气程度决定。

    对于钛有色产业链来说,上游钛精矿资源储量相对丰富,核心壁垒更多集中在中游高端钛材 的研发以及制造工艺。钛材制造流程是利用钛精矿还原的海绵钛,通过电炉熔铸得到钛锭, 再经过多次的锻造、轧制、从而得到最终的板材、棒材等多种型材。主要壁垒体现在资金设 备、研发技术、生产资质三大方面:

    资金设备壁垒:用于熔铸钛锭的真空自耗电弧炉、电子束冷床炉以及万吨快锻机等一系 列生产设备价格昂贵,且军品业务的特性决定业务收入回款周期较长。尤其是某些特定 型号的军工钛材产品,从最初设计研制到最终批量生产通常需要 5-10 年的时间,对公 司流动资金要求较高。

    研发技术壁垒:航空航天、军工装备等高端领域对钛材性能要求严格。加工企业通常采 用“以销定产”的生产模式,在订单量大、加工时间短的客观条件下,企业需要强大的 研发能力来保障按照客户要求、按时保质地完成订单。同时军品钛材从第一步的合金铸 锭,到后续反复的塑性加工、精密铸造,如何保证多批次产品质量的均一稳定在中国乃 至全球都是一项技术挑战,这是中国目前中低端产能过剩,高端产能缺失的根本原因。

    生产资质壁垒:高端钛材通常应用至军事战机、民航飞机等关键领域,企业如需对下游 相关配套企业供货必须事先取得完整的军工三证或者国际航空 公司质量体系认证,而这 些资质认证难度大且时间长,行业新进入者短期难以撼动现有市场竞争格局。

    多重壁垒造就高端钛材制造环节的高利润。军品钛材的塑性加工通常多达 10-20 次,加工难 度大,其售价一般高达 30 万元/吨-40 万元/吨,毛利率达 35%-40%,显著高于民品钛材,行 业利润十分可观,值得重点关注。

    1.3 钛产业回顾:新一轮洗牌来临,高端化趋势显著

    作为钛材的重要原料,海绵钛价格和产量一定程度上能反映出行业景气程度。从全球视角来 看,90%的钛材应用至航空航天和工业领域。钛产业发展与宏观经济,尤其是航空产业密切 相关。回顾历史,国际海绵钛的产能大约每经过 5-10 年就会经历一轮新周期,每轮周期的开 始总是伴随着全球经济复苏以及航空航天业发展。2020 年在新冠疫情冲击以及逆全球化趋 势的影响下,全球航空业遭受沉重打击。世界知名航空公司波音更是因为安全性问题,订单 数量急剧下滑,部分小型航空公司也在疫情期间入不敷出相继破产。以史为鉴,全球钛产业 极有可能处于短暂萧条期。

    与全球钛产业不同,国产大飞机 C919 仍处于高强度试飞阶段,中国尚不具备量产民航飞机 的能力,21 世纪初期中国的钛材需求结构主要集中在石油化工领域。自 2018 年以来,随着 国防军队现代化建设加速,钛材在新式军工装备用量占比不断提升,尤其以新式战机歼 -20、 运-20 的核心结构件最为突出。近几年来中国钛产业与传统化工行业发展有所脱钩,并逐步 接轨于军工行业,重点聚焦于军用战机以及导弹火箭领域。21 世纪以来,中国钛产业的发展 可以分为五个阶段:

    量价双低期(2000 年-2003 年):21 世纪初期,中国经济快速发展,优异的性能令钛受 到航空航天、石油化工领域的青睐,但由于技术和生产设备的限制,中国海绵钛产能相 对较低。2003 年中国的海绵钛产能仅为 4000 吨,价格区间维持在每吨 5 万元/吨-6 万 元/吨。

    急剧扩张期(2004 年-2006 年):全球经济强劲复苏,中国经济消费结构升级换代,大 量基础设施建设带动石化工业的快速发展,导致中国海绵钛供需缺口逐渐加大。海绵钛 价格应声上涨,最高上涨至 30 万元/吨。这也导致大批海绵钛生产厂商扩产扩能,2006 年底海绵钛总产能已达 3 万吨。

    严冬期(2007 年-2015 年):前期过热投资导致需求增速远不及产能,市场供过于求, 海绵钛价格大幅跳水,2009 年 8 月探底 4.5 万元/吨。此后在四万亿政策刺激下,价格 虽短暂回暖至 12 万元/吨,但因有效需求不足,最终再次回落至低位。此间八年是中国 钛产业的“严冬期”——高产能、低需求、微利润。

    产能出清期(2016 年-2019 年):2016 年起,在供给侧改革指引下,落后产能逐步关停 淘汰,产业集中度持续提高。2019 年起,中国军工装备现代化建设正式进入加速期,航 空航天、军工装备等高端领域用钛大幅提升,产业结构从过去的中低端逐步向高端转移。 同时受到环保风暴的影响,原料成本的上升助力海绵钛价格反弹,2019 年底价格回升 至 8.1 万元/吨。

    新一轮洗牌期(2020 年-):2019 年价格的高涨幅吸引大批钛企扩产扩能,2019 年底海 绵钛总产能已达 15.2 万吨,同比大幅增长 42%,但全年产量仅为 8.6 万吨,产能利用 率下降至五年新低 56%。2020 年受疫情冲击,化工民品钛材需求下滑严重,海绵钛价 格跳水至 5.2 万元/吨,几乎贴近于成本线。但随着国内疫情的逐步控制,2021 年一季 度化工钛材需求出现补偿性增长,且军品钛材需求持续火热,海绵钛价格已回升至 6.8 万元/吨。

    我们认为,新冠疫情的来袭将在产业掀起来新一轮的洗牌。短期来看,海绵钛过剩产能处于 缓慢消化阶段,其价格将受到一定压制,中短期继续下跌空间和可能性相对较小;中长期来 看,化工钛材需求逐步恢复军品钛材放量趋势明晰,需求结构进一步优化,军品小颗粒海 绵钛供给偏紧有望助力价格触底反弹,预计未来 2-3 年,海绵钛的价格区间将维持在 6 万元 /吨—7.5 万元/吨。

    2.钛矿:资源丰富,生产集中

    2.1 全球钛矿市场呈现寡头垄断

    全球钛资源储量丰富,目前具有工业利用价值的钛矿资源主要以钛铁矿、金红石两种为主, 钛铁矿储量占比高达 95%。据 USGS 数据显示,2019 年全球钛矿总储量约为 8.2 亿吨,其 中钛铁矿 7.7 亿吨,金红石 0.5 亿吨。中国和澳大利亚,作为钛铁矿储量最大的两个国家, 分别拥有 2.3 亿吨和 2.5 亿吨的储量。金红石方面澳大利亚独占半壁江山,拥有 0.29 亿吨储 量。

    钛矿生产较为集中,全球呈现寡头垄断。2019 年全球钛矿产量 760 万吨,同比小幅增加 1.9%, 其中钛铁矿产量为 700 万吨,金红石产量 60 万吨。从全球钛矿产量分布来看,钛铁矿的生 产主要集中在中国、南非、加拿大、澳大利亚四个国家,金红石的生产主要位于澳大利亚、 塞拉利昂、南非、乌克兰等地区。全球钛矿原料供应商中,英国力拓(Rio Tinto)独占 25% 市场份额、澳大利亚澳禄卡(Iluka)占比 16%,南非爱索矿业(Exxaro)和爱尔兰肯梅尔资 源(Kenmare)各占 11%和 5%。四大集团在钛矿市场的占有率接近 60%,形成寡头垄断。

    力拓集团(Rio Tinto)在全球主要拥有三个钛矿基地,分别为:

    加拿大魁北克有着 70 年历史的 Rio Tinto Fer et Titane 生产基地,拥有从钛铁矿中分离 钛和铁的先进技术。位于魁北克东部的 RTFT Havre-Saint-Pierre 矿是世界上最大的钛 铁矿床所在地。

    南非的 Richards Bay Minerals 是世界领先的重矿砂开采和精炼公司,也是该国最大的 矿砂生产商。公司在 KwaZulu-Natal 北部开采储量丰富的大型矿砂,主要包括钛铁矿、 金红石和锆石。

    QIT Madagascar Minerals 位于马达加斯加东南部 Anosy 地区的 Dauphin 堡附近,主要 生产用于制造钛白粉的钛铁矿。

    澳禄卡三个主要钛矿生产基地中,两个分布在澳大利亚本土,另一个位于塞拉利昂:

    南澳大利亚的 Jacinth-Ambrosia 生产基地有着世界上最大的锆石矿床。该矿由 Jacinth 和 Ambrosia 两个相邻矿床组成,通过干采和重选的方式挑选出重矿精矿后,再运输至 西澳大利亚的 Narngulu 选矿厂,最终经过精加工得到锆石、金红石和钛铁矿等最终产 品。

    西澳的 Cataby 矿是大型的氯化钛铁矿床,伴有锆石和金红石。于 2019 年第二季度正 式投产,该项目预计的矿山寿命为 8.5 年。其业务主要包含两类:磁性材料(钛铁矿精 矿)和非磁性材料(锆石、金红石精矿)。磁性材料主要运输至 Capel 矿用于合成人造 金红石,非磁性材料则被运输至 Narngulu 选矿厂进行加工。

    塞拉利昂的 Sierra Rutile 有着世界上最大、质量最高的天然金红石矿床,主要包括 Lanti 和 Gangama 两个矿场、选矿厂以及专用的港口设施。其主要产品是天然金红石,以及 少量的钛铁矿和锆石。澳禄卡计划在未来几年通过扩大 Lanti 和 Gangama 现有业务的 规模将 Sierra Rutile 年产量从目前的 15 万吨提高至 25 万吨-27 万吨。

    2.2 中国钛矿品位偏低,对外依存度居高不下

    中国钛矿资源丰富,钛铁矿储量达 2.3 亿吨。钛矿生产基地主要集中在四川、河北、云南等 地,其中攀西地区储量最大。中国现有规模较大的钛矿原料供应商包括攀钢钛业、承德天明、 承德天福,与全球巨头相比,其规模、资源产量方面差距较为显著。2019 年中国钛精矿总产 量约为 501.5 万吨,同比增长 9.63%。

    从品味上看,中国钛矿贫矿多,富矿少,整体品位偏低。90%以上的钛矿为岩矿型钒钛磁铁 矿,脉石含量高,结构致密,选矿分离较为困难。同时国内选矿技术尚不成熟,导致中国高 端钛精矿产量不足,进口依存度居高不下。尤其是随着中国国防军队现代化建设的持续推进, 高端钛材消费量迅速增长,钛精矿的表观消费量逐年增加。2019 年中国钛精矿表观消费量约 为 736 万吨,全年进口量约为 261 万吨,较 2018 年小幅下降 16%。莫桑比克、澳大利亚、 肯尼亚分列钛矿进口国的前三位。

    2.3 钛白粉需求回暖,钛矿价格上涨有望延续

    由于 90%的钛精矿被用于制造钛白粉,钛矿价格主要取决于钛白粉的需求市场。随着中国疫 后经济迅速恢复叠加传统需求旺季拉动,下游建筑行业开工率回升,同时海外钛白粉需求大 幅改善,钛白粉市场回暖显著。受下游需求拉动,2020 年-2021 年初中国钛精矿价格基本呈 现“V”型走势,目前上涨至 2170 元/吨,创近三年新高。另外海外主流钛矿厂商产量下行所 导致的供应收紧也是导致钛矿价格上涨的重要因素。除 Iluka(澳禄卡)新矿山投产导致的产 量增长,Rio Tinto(力拓)、Kenmare(肯梅尔)等矿商的钛矿产量均呈现不同程度的下滑。 目前中国仍有 1/3 的钛矿仍依赖于进口,海外产量的下滑势必对钛矿价格上涨形成一定刺激。 我们认为:未来 2-3 年全球疫情的稳定控制将助推钛白粉市场需求逐步回暖,再加上海外部 分钛矿资源面临枯竭引发的供给不足,钛矿价格预计持续上涨。

    3.海绵钛:量变到质变,高端需求决定价格走势

    3.1 工业生产方法单一,以克劳尔法为主

    海绵钛,外表呈疏松多孔海绵状,性质活泼,极易氧化,是生产钛材的重要原料。海绵钛通 常必须与其他金属元素混合熔铸成锭后,才能被用于制造钛板、钛棒等产品。根据其化学成 分,海绵钛可以分为 0A 至 5 七个等级。其中,品质较低的 1 级以上海绵钛产能占比最大, 主要应用于化工领域;高品质(0 级及 0A 级)细小粒度(5mm—13mm)海绵钛主要应用于 航空航天和军工领域,由于制备难度大,国内产能相对较小,主要集中在遵义钛业、朝阳金 达、双瑞万基、宝钛华神等厂商。

    由于钛具备极强的活性,极易与氧气、氮气发生反应,导致海绵钛的还原工艺复杂。目前主 流的工艺可以分为两类:一类是热还原法,包括克劳尔(Kroll)法、亨特(Hunter)法、Armstrong 法、金属氢化物还原(MHR)法等;另一类是熔盐电解法,包括 TiCl4 熔盐电解法、钛酸盐 电解法、FFC 剑桥法、USTB 法、MER 工艺等。全球应用最广泛的是克劳尔法中的镁还原- 真空蒸馏法(MD 法),其生产流程包括富态料制备、氯化、四氯化钛精制、还原蒸馏、氯化 镁电解等环节。

    3.2 全球海绵钛产业集中度高,产能利用率低

    全球海绵钛行业集中度较高,但产能利用率较低。 目前只有美国、俄罗斯、中国、日本、乌 克兰、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯和印度八个国家具备海绵钛生产能力,而拥有从钛矿处理到 钛材加工完整钛工业链的国家仅有中国、俄罗斯、美国、日本四个国家。据 USGS 数据显示 2019 年全球海绵钛总产能约为 30.5 万吨,较 2018 年的 29.3 万吨,同比增长 4.1% ,产能 利用率仅为 69%。其中中国为 11.7 万吨,位居全球第一。其次为日本和俄罗斯,分别拥有 6.9 万吨和 4.7 万吨的产能。从品质上看,中国以工业级海绵钛居多,高端产能主要集中在日 本、俄罗斯两国。我们认为,随着下游端国产武器装备升级换代、武器装备轻量化加速,中 国军品小颗粒海绵钛将驶入发展快车道,整体品质有望不断提升

    俄罗斯 VSMPO-AVISMA 公司拥有全球最为完整的钛工业链,也是世界上海绵钛产能最大的 公司,2019 年公司海绵钛产能为 44000 吨/年,占俄罗斯钛工业 96%的市场份额。VSMPOAVISMA 不仅在俄罗斯占据绝对龙头地位,在国际上同样是优质海绵钛的代名词。2019 年被 空客授予最佳供应商的称号,自 1990 年代以来 VSMPO-AVISMA 一直是空客公司重要的钛 供应商。目前 VSMPO-AVISMA 为所有空客项目提供钛产品,包括 A330neo 和 A350XWB。 优质的海绵钛以及钛材产品使得全球多家航空公司向其抛出订单。俄罗斯另外一家海绵钛生 产企业为 SMW,所占市场份额为 4%。

    日本作为世界上海绵钛生产技术最为先进的国家,拥有两家主要生产商:大阪钛科技公司 (OTT)与东邦钛公司(TOHO),其产品质量在全球颇具盛名。2014 年后两家厂商的产能 合计基本维持 69000 吨/年,约占全球产能的四分之一,且近年来产品出口量稳步增长,出口 国主要包括中国、美国、前独联体国家等。

    美国虽然是世界钛工业的发源之地,早在 1947 年就首次实现海绵钛的工业生产,但近年日 本、俄罗斯海绵钛生产工艺飞速发展,钛材制造商纷纷选择进口低价优质的海绵钛,严重冲 击本土海绵钛生产商的积极性。著名钛材制造商 ATI 和 RTI 都关闭其海绵钛生产基地,转而 从日本、哈萨克斯坦进口。Timet 作为美国仅存的一家海绵钛生产企业,主要生产航空航天 级海绵钛,产能为 13100 吨/年。

    哈萨克斯坦的 UKTMP 公司目前海绵钛总产能为 31000 吨/年。公司产品主要出口至美国、 中国等国家。欧洲地区的另外一家海绵钛企业为乌克兰的 ZTMC 公司,因设备老化于 1994 年关闭,1998 年再度重启,目前海绵钛设计产能为 12000 吨/年。

    3.3 中国是海绵钛生产大国,高端产能仍旧不足

    中国作为全球最大的海绵钛生产国,近年在供给侧改革 “三去一降一补”的政策指引以及“环 保风暴”的高压下,大部分落后产能被逐步淘汰和关停,产业集中度持续提高,产能利用率 一度回升至近 80%,需求结构也从过去的中低端向军工装备等高端领域转移。2019 年受民 营石油炼化项目逐步建设以及国防军工装备加速列装双重因素带动,军品民品海绵钛需求量 增长显著,吸引国内大批厂商如新疆湘晟、云南新立复产扩能,总产能大幅增长 42%至 15.7 万吨。但由于下游需求增速不及产能,全年产量仅为 8.5 万吨,产能利用率下降至近五年新 低 54%。

    虽然海绵钛产量稳居全球第一,但自 2016 年起中国一直是海绵钛的净进口国。2019 年下游 军品钛材需求旺盛,中国海绵钛进口量同比大幅增长 45%达 7139 吨。即使中国 60% 的海绵 钛生产企业都已具备高端海绵钛生产能力,但军工小颗粒海绵钛(5mm-13mm)的产能依旧 不足。因为军工小颗粒海绵钛的生产通常要求多次还原蒸馏,成品率较低(约 30%)且生产 成本高,同时还需保证多批次产品质量的稳定均一。目前能够稳定供货的企业仅有遵义钛业、 宝钛华神、朝阳金达等少数几家,需求缺口主要通过从乌克兰和哈萨克斯坦进口弥补。

    3.4 量变到质变,高端需求决定价格走势

    前文提到,中国海绵钛市场在新冠疫情的冲击下进入新一轮的洗牌期,短期价格因生产厂商 过快的扩产扩能受到压制。从中长期来看,我们认为,在下游军品钛材需求的强劲拉动下, 价格将触底反弹,逐步修复至正常区间:6 万元/吨—7.5 万元/吨,主要逻辑包括两点

    供给端“量变”到“质变”的转变。中国海绵钛市场目前正处于“量变”到“质变”转 变的关键阶段,生产厂商逐步着眼于海绵钛的质量,而非盲目扩大产能,产业结构持续 优化。2020 年投产的新项目包括新疆湘晟、朝阳金达新增产能均为高端优质海绵钛。相 比 2004 年-2006 年阶段,此次产能扩张的质量更为稳健。

    未来市场将由高端需求主导。我们认为,未来海绵钛价格趋势走向的判断逻辑将与以往 截然不同,未来 3-5 年高端需求将主导价格走势,产量决定价格走势的时期已经过去。 随着中国武器装备升级换代、武器装备轻量化的加速,国家深海发展计划、中国大飞机 发展国产化稳步推进,下游高端钛材需求将迅速增长,从而带动上游海绵钛需求结构不 断改善,高端海绵钛将成为市场主流。我们预计,未来 3-5 年过剩海绵钛产能将逐步出 清,供需结构的修复将有助于价格回暖至 6 万元/吨—7.5 万元/吨。

    4.钛材:量升价平,军工装备更新换代释放钛材活力

    在制造板材、棒材、丝材等钛材成品前,必须先将多孔疏松的海绵钛熔铸成致密的钛锭。由 于钛的高化学活性,在熔融状态下会与空气中的氢、氧、氮以及大部分耐火材料发生反应, 所以熔铸必须在真空或惰性气氛下进行。目前全球主流熔铸工艺有两种:真空自耗电弧熔炼 (VAR)和冷床炉熔炼(CHM)。VAR 法优点在于工艺成熟且操作简单,缺点在于不能有效 去除低、高杂质;过去中国航空用钛合金的熔炼基本采用 VAR 工艺,对于质量要求高的钛合 金铸锭,一般经过三次 VAR 熔炼,但生产的钛合金铸锭中曾多次夹杂物和成分偏析等冶金缺 陷,严重影响材料的使用可靠性。近年来中国钛企从美国、德国引进多台电子束冷炉床熔铸 炉和等离子冷炉床熔铸炉,逐步采用 VAR 法和 CHM 法并行的方式进行熔铸。2019 年中国 钛锭总产量为 8.9 万吨,同比增长 19%,总产能为 17.8 万吨。

    4.1 供给端:高端制造能力决定产业地位,全球呈现五强竞争

    钛合金虽然性能优异,但加工却十分困难。当布氏硬度小于 300 时,粘刀严重;大于 370 时, 太硬加工困难,且大多数钛合金热导率较低,在加工过程中产生的热量不会迅速传递给工件, 而是集聚在切削区域,一方面会使刀具迅速磨损,另一方面会破坏零件的表面完整性,导致 零件几何精度下降和出现加工硬化现象。尤其是特定型号的军工钛材,一般需要多次的塑性 加工,如何保证质量的均一稳定实现工业化量产在全球都是一项技术挑战。目前全球仅有美 国、俄罗斯、日本、中国、前独联体(乌克兰和哈萨克斯坦)五个国家地区掌握完整的钛材 加工制造工艺,全球呈现五强争霸的局面。

    高端制造能力决定产业地位。全球领先的高端钛材供应商主要集中在俄罗斯、美国和日本三 个国家,其中美、俄在军品和航空钛材生产占据主导地位,日本在民品钛材方面优势明显。 2018 年全球钛材总产量为 17.6 万吨,同比增长 13%。其中,中国钛材产量 6.3 万吨位居全 球第一。美国、俄罗斯位居第二、三位,产量各为 3.8 万和 3.5 万吨。与海绵钛类似,虽然 中国现在是世界钛材生产第一大国,但非钛材强国。相较于发达国家在钛材深加工以及应用 上的优势,中国高端钛材制造能力发展尚不成熟,钛材大部分为初级产品(钛棒以及厚板), 主要应用于石油化工等中低端领域。

    俄罗斯VSMPO—AVISMA(阿维斯玛镁钛联合企业)是全球少数几个拥有钛矿山—冶金— 加工整个钛工业生产链公司之一,也是最顶尖的钛材生产企业。公司成立于 1933 年,经过 多年的发展,已在全球建立起丰富的客户网络包括波音、空客、通用电气等。公司最为知名 的产品是大型模锻件,广泛应用于波音、空客的重点机型。2019 年公司共实现营业收入 16.3 亿美元,归母净利润 3.2 亿美元,同比增长 33%。钛产品业务方面,2019 年公司钛产品销 量为 3.5 万吨,其中 74%的产品用于出口,26%的产品发送至俄罗斯本土及其他独联体国家。 单业务实现营收 16.1 亿美元,占总营收的 99%。从盈利能力上来看,2019 年公司钛产品销 售单价约为 46000 美元/吨,销售成本为 26000 美元/吨,毛利率高达 43%。

    美国:美国钛工业最早起源于军事工业,1947 年美国杜邦公司在世界上首次实现海绵钛工业 化生产。80 年代美国钛材加工生产能力大大超过海绵钛的供应能力。为弥补原材料的不足, 美国开始从日本进口海绵钛来支持其庞大的军用航空及民用航空用钛量。受到生产成本等因 素的影响,美国一直是海绵钛的进口大国,但是其钛材加工的能力却不容小觑。PCC(精密 铸件)、ATI(阿勒格尼技术)、Arconic(奥科宁克)是美国高端钛材制造企业的三大巨头。 Precision Castparts Corp(精密铸件公司)是一家全球性的复杂金属部件多元化制造商。

    主要提供三大类产品:熔模铸造、锻造品以及机身产品,服务于航空航天、电力和一般工业 市场。公司所制造的大型复杂结构的熔模铸件、机翼铸件、锻造部件在全球钛材市场具有强 大的竞争力。近年来公司不断收购优质钛企业,如 2012 年底公司成功收购轧制及熔制品行 业领航者——Timet(美国钛金属公司)从而完善公司锻造部门的漏洞。2016 年 1 月公司被 巴菲特的 Berkshire Hathaway 公司以每股 235 美元的高价收购。

    ATI(阿勒格尼技术公司)是一家全球性的特种金属及零部件生产商。主要产品包括钛及钛合 金、镍合金、高温合金及特种合金。公司最大的市场集中在航空航天和国防,其中以喷气式 发动机为主要产品,同时也在油气、电力、医疗、汽车等其他工业市场中占有重要份额。公 司目前分为两个部门:

    高性能材料及零部件部门:部门专为航空航天和国防、油气、化学加工、医疗等主要市场提 供、钛合金、镍合金、高温合金、棒材、无缝管等其他高性能材料,部门包括:ATI Specialty Materials, ATI Specialty Alloys & Components,以及 ATI Forged Products 三个公司。 扁平轧材部门:部门主要产品包括不锈钢、板材、带材等产品,终端市场以油气、电能、汽 车及通信设备市场为主。部门目前有两个公司:ATI Flat Rolled Products 及中美合资公司 Shanghai STAL Precision Stainless Steel Company Limited (STAL)。

    Arconic(奥科宁克公司)是 2016 年从 Alcoa(美国铝业公司)分拆出来独立上市的主营复 合材料产品的公司。公司主要分为三个部门来运作:轧制产品部门, 挤压型材部门, 建筑及施 工部门。

    Global Rolled Products(全球轧制产品部门)——主要负责生产用于飞机机体到汽车车身的 铝板、板材、结构件、铝锂桁条和机翼蒙皮等。该部门服务于航空航天、汽车、商业运输、 包装、建筑和工业产品终端市场。

    Extrusions(挤压型材部门)——负责生产和销售紧固系统和无缝轧环;铸件,包括机翼和锻 造喷气发动机部件;挤压成型、机械加工的飞机部件;各种锻造,挤压和机械加工的金属产 品。该部门服务于商业和国防航天、商业运输和发电终端市场。

    Building and Construction(建筑及施工部门)——负责生产和销售入口、幕墙、窗户,复合 板和卷材涂层铝板等。该部门服务于非住宅建筑以及商业运输终端市场。

    日本:日本钛工业始于第二次世界大战后,相比俄罗斯、美国等国家以航空用钛为中心的发 展历史,日本钛材需求主要集中于民用工业,主要原因是战后日本的飞机产业发展相对迟缓。 经过大半个世纪的发展,如今日本已经成为一个钛工业发达,拥有完整钛产业链且产业结构 合理,技术先进的国家。

    日本的钛产业上下游分工明确,海绵钛生产环节主要由东邦钛公司和大阪钛技术公司负责。 下游钛材加工环节中,日本没有独立的钛加工厂,所有加工均在钢厂中进行。因为钛的加工 与不锈钢的加工十分相似,利用钢厂现成的技术及设备一方面可以降低生产成本,另一方面 又能保证钛加工设备的先进性,使设备得到充分的利用,从而提高企业的经济效益。日本主

    要钛材生产商有:新日铁住金公司、神户制钢公司、大同特殊钢公司、JFE 钢铁公司等。 Nippon Steel (新日铁住金公司)是日本一家大型钢铁公司,前身分别为新日本制铁和住友金 属工业。公司主要业务部门共有 7 个:钢铁生产与加工、工程与建设、有色金属、陶瓷电子、 化工、通讯、大规模集成电路,主要产品包括:钢管、薄板、线棒材、厚板、建材、汽车部 件、钛、不锈钢等。公司目前共有 5 个生产基地和 3 个研发基地。近年来公司的钛业务部门 加大向航空工业领域拓展的力度,2016 年公司宣布与法国航空发动机制造商斯奈克玛达成 协议,将向后者供应航空发动机用钛合金方坯。

    Kobe Steel (神户制钢公司)对钛的研发始于 1949 年,公司以其精湛的锻造工艺、完善的制 造体系、优良的供货记录,被国内外飞机、喷气发动机制造商授权为优质钛材供应商。2001 年,神户钢铁成为日本第一家被劳斯莱斯公司授权为其喷气发动机供应钛材的制造商。专用 钛生产设施包括:VAR 炉、连续退火酸洗线、真空退火炉、管焊接线、环轧机等。公司的钛 产品包括从工业纯钛到多样化的钛材例如线圈、片材、板材、焊接管和锻件等。目前 共有三 个主要的生产基地:Kakogawa 工厂、Takasago 工厂以及 Kobe Special Tube 公司。

    中国:中国钛工业在第一个五年计划时期的 1954 年开始起步,先后建设以遵义钛厂为代表 的 10 余家海绵钛生产单位、以宝鸡有色加工厂为代表的数家钛材加工单位,同时也形成以 北京有色研究总院、西北有色金属研究院为代表的科研力量,也因此成为继美国、苏联和日 本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。如今中国已成为名副其实的钛工业大国,但还 不是钛工业强国。高端钛材的研发能力尚不成熟,高低端钛材的供需处于结构性失衡的状态。

    2021 年起中国“十四五”规划和军队现代化建设正式进入加速期,航空航天、军工装备等高 端领域用钛大幅提升,2019 年中国钛材总产量为 7.5 万吨,同比增长 18%。从产品组成上 来看,板材为主要产品,产量达 3.9 万吨,同比增加 9%,占据钛材产量的 52%。从供给结 构来看,中国钛材制造企业呈现一超多强的局面。“一超”为中国钛企龙头宝钛股份,“多强” 包括西部超导、西部材料等公司。虽然中国高端钛材制造能力近年来高速发展,但仍无法完 全满足下游军品钛材的旺盛需求,部分钛材仍需从乌克兰、哈萨克斯坦等国进口。2019 年中 国钛材总进口量达 8116 吨,小幅下滑 7%。

    4.2 需求端:高端需求增量广阔,产业结构持续优化

    军品钛材:军工装备更新换代释放钛材活力

    全球钛材消费量与航空航天业的发展息息相关。近年来,全球钛材消费量显著增长。2018 年 全球钛材消费量约为 19 万吨,近五年 CAGR 达 8.6%。从需求结构上看,全球 45% 的钛材 需求集中在航空航天领域,43%的钛材用于工业领域。

    中国的国产大飞机 C919 正处于高强度试飞阶段,尚不具备量产的能力。自 2000 年以来, 钛材需求主要集中在中低端的石油化工领域,2016 年起中国“十三五”规划的制定以及国防 军队现代化的“三步走”战略的更新,航空航天领域用钛量不断提升。2019 年中国钛材总消 费量达 6.9 万吨,其中航空航天用钛量约为 1.2 万吨,占总消费量的 17%,近两年的 CA GR 达 10%。我们认为,虽然近年来中国航空航天、船舶制造、海洋工程等高端用钛占比持续优 化,但是与全球钛材需求结构相比,高端用钛占比依旧偏低,未来增量空间广阔。

    2020 年受新冠疫情、油价暴跌及金融市场剧烈波动影响,全球宏观基本面急转直下。与宏观 经济密切相关的航空航天业遭遇严重的冲击,波音、空客商用飞机大量订单遭到取消,全球 航空航天用钛量急剧下降。对于中国钛材市场来说,新冠疫情的来袭导致大部分化工企业处 于半复工半停产的状态,广泛应用于两碱行业的钛管等民品钛材需求下滑严重。

    军品钛材方面,2020 年是中国国防军队现代化建设第二阶段的收官之年,国产军工装备正处 于加速现代化的关键阶段,大国博弈的加剧以及逆全球化趋势更令关键装备、关键材料的自 主可控迫在眉睫。我们认为,未来 3-5 年,中国军工产业将进入高景气周期,全球疫情的爆 发不会影响中国军工订单加速释放,军工钛材未来一段时间将持续迎来发展机遇期。具体逻 辑包括以下两点

    国家经济实力雄厚。自 1999 年“995”工程立项以来,经过 20 年的发展,中国已经发 展蜕变为世界第二经济体,国家经济实力雄厚。2019 年全年国内生产总值达到 99 万亿 元。国防支出随之稳步增长至 1.2 万亿元,近二十年的 CAGR 达 12.8%。我们预计,中 美关系的日益紧张势必会加大周边局势的不确定性,未来五年中国国防预算支出或迎来 补偿性增长。

    技术积淀迎来重大突破。经历多年技术积淀,中国高端武器生产技术迎来重大突破。以 航空发动机为例,中国第四代战斗机歼-20 自 2017 年入役迟迟未量产的主要原因是战 机严重依赖于俄罗斯进口的 AL-31 第三代大推力发动机,缺少与之匹配的国产航空发动 机。大型运输机运-20 最初的发动机也是从乌克兰进口的 D30 型涡扇发动机。如今中国 已经成功研发出可以完美适配歼-20 的 WS-10B(太行)发动机以及运-20 的 WS-18 发 动机,消除军用战机量产的最大障碍。我们预计,歼-20 和运-20 战机数量未来五年有望 迎来加速放量。除歼-20、运-20 外,新型直升机直-20,055 型万吨级驱逐舰、导弹等其 他新式装备也会加速列装。

    考虑到经济性原因,目前中国军品钛材主要应用在军事战机、导弹、无人机等武器装备上, 海洋舰船上量较少。军用战机中钛合金主要应用于两个部位:

    (1)航空发动机:作为飞机的心脏,发动机不仅要承受极大的应力和高温,同时还要保证高 推重比(推力/质量)。发动机压气机盘、叶片、高压压气机转子、压气机机匣等部件均采用 钛合金材料。

    (2)飞机机体及紧固件:钛在中等温度下高强度、耐腐蚀、质量轻等特性完美满足机身用料 的要求,起落架部件、大型锻造机翼结构件、机身蒙皮、隔热罩等均采用钛合金制造。同时 飞机上采用许多碳纤维复合材料,钛合金与碳纤维增强的复合材料弹性模量匹配、热膨胀系 数相近;并具有很好的化学相容性,不易发生电位腐蚀。

    随着各式飞机的更新换代,钛合金在飞机机体的结构占比(钛合金重量/飞机结构重量)愈来 愈高,钛合金用量一定程度上反映飞机的先进程度。根据 Roskill 数据,近五年民航飞机中无 论是波音的 737MAX(约 12%)、空客的 A350(约 14%),还是国产新秀 C919(约 10% )钛 合金结构占比均接近或超过 10%,俄罗斯最新研制的中短程干线飞机 MC-21,机体含钛量已 达到 25%,是目前世界上钛合金含量最高的民用机型;军用战机为追求更高的机动性、抗攻 击性,钛合金结构占比显著高于民用飞机。美国第四代战机“猛禽”F-22 的机舱整体隔框、机身侧壁板、操纵支架、平尾后梁和液压管路系统等结构部件均采用钛合金材料。整体钛合 金结构比重高达 41%,高于机身其他材料占比:复合材料(24%)、铝合金(20%) 和钢(5%)。 中国第四代战机歼-20 的机体钛合金占比为 20%,处于世界一流水平。

    目前官方以及其他较为可靠数据来源(曹春晓《钛合金在航空工业中的应用》)所公布的数据 多为机体结构占比。虽然飞机制造商通常不会公开机体结构重量,我们可以利用空机重量进 行合理推算。空机重量一般由机体结构、动力装置、固定设备以及其他设备燃料四部分组成, 其中机体结构重量占比为 45%—50%(并非所有机体均适用)。使用空机重量乘以机体结构 重量占比即可得出飞机的结构重量,从而推算出钛合金在机体结构上的用量。

    根据估算,运输机和轰炸机机体结构的钛合金用量显著高于战斗机。战斗机中第三、四代先 进战斗机机体钛合金用量较老式战机几乎翻倍。中国第三代战机歼-10、歼-11 的单架机体钛 合金用量约为 0.2 吨和 0.5 吨,第四代战机歼-20 单架机体钛合金用量为 1.8 吨。大型运输机 运-20 单架机体钛合金用量为 4.7 吨。

    航空发动机方面,海外知名发动机厂商如通用电气公司(GE)、普拉特惠特尼公司(PW)、 罗尔斯罗伊斯公司(RR)的高端发动机,钛合金用量基本占到发动机总重的 25%-40%。中 国目前已成功研制的 WS-10B 军用发动机钛合金结构占比约为 13%-15%,正在研发的新一 代发动机 WS-20 钛合金结构占比约 25%,趋近国际先进水平。

    中美空军战力差距显著,军用战机更新换代迫在眉睫。从数量和技术两个层面来看,中国空 军力量与美国、俄罗斯都相距甚远。据《World air force 2020》数据显示,2020 年全球活跃 军用飞机数为 53890 架,美国、俄罗斯、中国位列前三,分别拥有 13266 架、4163 架、3120 架。战机结构中,美国、俄罗斯空军战斗机第三、四代战机数量占比均超过 90%,而中国占 比不足 50%,第四代战机歼-20 仅有 15 架。且中国军用战机结构目前尚不均衡,特殊机型 严重缺失,运输机仅有 224 架,不利于未来海陆空多兵种联合作战。我们认为,国产军用发 动机的成功研制势必会加速中国新式战机的更新换代,未来 5 年歼-20、运-20、直-20 等高 端战机将持续高速放量。

    军工钛材产品通常为精锻件,生产企业需要对钛锭进行反复多次的塑性加工,成材率很低仅 为 30%。另一方面钛合金强度大加工困难,原料损耗率高达近 70%。双重因素导致单位重量 的军品钛材相较民用钛材有着更高的钛坯材需求。我们预计未来五年中国军用战机更新换代 将释放 29000 吨的航空钛材需求。

    前文提到,考虑到经济性因素,钛材在中国海洋舰船的应用部位少且用量小。中国船舶钛合 金用量占比不足 1%,而俄罗斯船舶钛合金占比接近 18%。中国海洋舰船用钛主要用于国产 载人深潜器的外壁以及其中的耐压壳体。值得关注的是,现代钛材制造技术不断进步,钛材 价格逐步下降,且相比传统材料,钛合金的服役期限更长,中途不用频繁更换。性价比的提 升将有助于钛合金未来在舰船上的广泛应用

    除被用作机体和发动机的结构件,钛材同样应用于氢泵涡轮、燃料箱、外壳、高压容器等关 键部件在航天领域大放异彩。对于火箭、导弹、宇宙飞船来说,钛合金对钢材的替换可以使 其重量减轻三分之一,从而改善其飞行性能。比如每减轻一公斤,远程导弹的射程可以增加 近 8 公里,末级火箭可以减少近 100 公斤的燃料,大大节省燃料以及发射费用。我们认为, 逆全球化趋势以及周边地区的不稳定性势必会加快中国国防军队演习的频次,导弹作为高端 武器耗材,将成为未来 3-5 年军品钛材另一大主力增长点。

    民品钛材:至暗时刻,静候国产大飞机量产

    中国民品钛材需求可以分为四大领域:商用航空、海洋工程、生物医疗、传统工业。其中商用 航空、海洋工程、生物医疗钛材需求更为高端,传统化工钛材需求主要集中在钛板、钛管等 初级产品。新冠疫情的来袭导致国内外贸需求双降,民品钛材市场遭遇至暗时刻。我们认为, 2021 年起,随着新冠疫情成功防控,因疫情停工的 PTA 项目将再度恢复生产,将会带动下 游化工钛材呈现补偿性增长,但是短期内民品钛材需求难以恢复至疫情前的水平。另外海外 疫情尚未稳定,出口端持续受到压制。中长期民品钛材主要增量在于国产大飞机 C919 的正 式量产,有望拉动商业航空用钛快速放量。

    商业航空用钛

    与军用战机类似,民用客机中钛材同样应用于机体以及航空发动机两大部位。虽然钛合金结 构占比整体低于军用战机,但由于空机质量大,单架客机钛材用量显著高于军用战机。波音 787 梦幻客机钛合金结构占比达 15%,机身钛合金用量约为 8.5 吨—10 吨。中国首款具有自 主知识产权的单通道涡扇喷气客机 C919,机翼机体上共有二十多个钛合金零部件包括锻件、 厚板、薄板、管材等,钛合金结构占比为 9.3%,用量约为 1.9 吨。

    我们认为,此次新冠疫情对全球航空业的冲击远超 911 事件以及 08 年金融危机。尽管历史 上航空业在危机过后均呈现强劲复苏的态势,但此次不同于以往的危机,逆全球化趋势以及 航空管制将导致航空公司流动性逐步枯竭,多家航空公司面临破产。疫情反复爆发的可能性 将会使得全球航空业进入低客运量的“新常态”。

    “新常态”下全球航空业将被迫大幅缩减运营规模。航空客运量的下降将导致现有飞机更新 换代推迟以及新飞机需求下滑。根据 Roland Berger 咨询公司预测,未来十年新飞机需求将 下降 27%至 15840 架,再加上 14730 架现有飞机,2030 年全球客机总数将达到 30570 架, 较疫情发生前的预测值下滑 15%。除飞机数量下滑,新飞机的类型也会发生转变。较少的客 流量会使航空公司更倾向于经济性的单通道喷气客机如空客的 A320、波音 737Max,而非高 运营成本的宽体客机。

    C919 作为中国首款具有自主知识产权的单通道涡扇喷气客机,与波音 737Max 、空客 A320Neo 同类窄体客机相比,在发动机性能、客舱宽度、巡航速度、价格等方面优势明显: A320Neo 所用的 Leap1A 和 C919 用的 Leap1C 都是 78 寸的引擎,涵道比是 11:1,具有 推力大、热效率高、噪声小,且更省油的特点。737MAX 用的 Leap1B 只有 69 寸,涵道比 为 9:1。同时 C919 客舱宽度在三者中最宽,达 3.9 米,从而保证优异的座舱舒适性。除此 之外,C919 最大的优势在于其价格,外媒预计定价在 5000 万元—8000 万美元,比其他两 款价格低近 30%,主要客户定位为国内航空公司以及海外廉价航空公司。

    我们认为,虽然短期内 C919 与波音 737Max、空客 A320Neo 在全球形成“ABC”的竞争 格局不切实际,但疫情的爆发以及波音的弃购潮无疑是给国产大飞机弯道超车,提供了一条 良好的赛道。中国 6 架 C919 已全部投入试飞阶段,并计划于 2021 年取得适航证。按照目 前 28 家国内外客户总计 815 架订单量(30%的成材率、70%的损耗率)进行测算,预计 C919 的成功量产将为商业航空用钛领域新增 45000 吨的钛材需求。

    海洋工程用钛

    钛凭借其抗腐蚀性强、比强度大的特点,应用于海洋油气开发、海水淡化、沿海发电站、热 能转换等工程领域。在油气开发领域,钛合金 TC4(Ti-6Al-4V)在大多数无机盐中良好的耐 蚀性以及低成本使其成为海洋工程管道防腐的优选材料,在国外被广泛作为生产石油平台支 柱、绳索支架的高压泵、海水管道系统的原材料,同时 TC4 合金又具有高韧性、高屈服强度 以及高疲劳极限的特点,是制造石油钻探管的最佳材料。中国最先进的第六代半潜式钻井平 台“海洋石油 982”已于 2018 年正式交付,2019 年 6 月更名为“仙境烟台”正式前往挪威 北海执行钻井勘探任务。

    海水淡化领域中钛主要用于钛管蒸发器,中国的海水淡化技术发展已较为成熟。截至 2018 年 底,中国已建成海水淡化工程 142 个,工程规模为 120 万吨/日。国家发改委和海洋局共同 印发的《全国海水利用“十三五”规划》中指出,2020 年末中国海水淡化总规模达到 220 万 吨/日以上,平均每年新增海水淡化工程 50 万吨/日。根据日本为沙特建造 10 台日产淡水 3 万吨的蒸馏法装置共用钛材 3200 吨的数据计算, 平均日产 1 万吨的装置需用钛 107 吨。 我们预计,中国 2019 年-2020 年海水淡化领域用钛有望新增 10700 吨用量。

    生物医疗用钛

    良好的生物相容性和优良的力学性能决定钛是一种理想人工关节材料:(1)比强度高,能够 满足骨、关节、手术器械的强度要求,同时保持相对轻巧(2)抗腐蚀性好,表面的氧化膜能 够保证在人体生理环境下没有金属离子溶出(3)弹性模量(衡量物体抵抗弹性变形能力大小 的尺度)低,与人体自然骨更接近,减少骨头对植入物的应力屏蔽效应(4)人体亲和性好, 无毒性不致敏。

    生物钛材属于高度差异化产品,而且精度高,制备难度大,所以产品毛利率较高。我们认为, 日益凸显的人口老龄化趋势催生生物钛材蓝海。2018 年中国老龄人口占比达 11.94%,近年 老龄人口占比逐年攀升,老龄化趋势日益明显。人口的老龄化势必会导致疾病以及意外伤害 的增加,钛合金作为人体组织及器官修复的重要材料,未来市场需求十分可观。

    传统工业用钛

    传统工业用钛主要包括化工、冶金、电力、制盐四大领域。2019 年中国传统工业用钛量达 4.1 万吨,占总消费量的 60%。其中化工用钛达 3.5 万吨,同比大幅增长 35%,主要因为 2019 年民营大炼化热潮,恒力石化、桐昆股份、恒逸石化等一些民营化工企业的大炼化(P TA) 项目逐步建设或投产,短期内对化工钛材需求拉伸显著。钛在化工设备中主要应用于 金属阳 极电解槽、离子膜电解槽,湿氧冷却器、反应器、蒸馏塔等设备。我们认为 2021 年起,随 着新冠疫情成功防控,因疫情停工的 PTA 项目将再度恢复生产,从而带动下游化工钛材呈现 补偿性增长。

    4.3 量升价平,重点关注军品钛材

    我们认为,2021 年—2025 年间军品钛材将成为中国钛材消费市场的“核心发动机”,需求增 速将呈加速增长。军品钛材增量主要来源于航空航天和船舶制造两大领域,我们预计 2025 年中国钛材总消费量将达到 11 万吨,其中航空航天用钛将达到 5.4 万吨,首次超越化工用 钛成为中国钛材第一大消费领域,CAGR 达 27%呈现加速增长。船舶用钛在国防军工装备加 速现代化的大背景下,将保持 15%的高增速。民品钛材受新冠疫情的冲击,传统用钛 2020 年预计大幅下降 40%,未来呈现逐步恢复的状态。

    受到新冠疫情冲击,民品钛材价格回落后逐步回升。但是我们认为,军品钛材价格走势与民

    品并不一致,未来整体价格将保持稳定,主要逻辑包括以下两点:

    军品钛材需求强劲。虽然军品钛材的产量数据没有直接披露,但是我们可以根据上市钛 企所披露的业绩数据推测所知。以宝钛股份为例,2020 年前三季度公司共实现营收 32 亿元,同比基本持平。归母净利润却大幅增长 42%至 2.4 亿元,侧面反映出公司军品钛材销量良好,下游整机厂对钛材需求旺盛。而且中国目前具备军品钛材生产资质的大型 钛企仅有宝钛股份、西部超导、西部材料三家企业,市场较为集中且行业壁垒高,生产 企业具备较强的议价能力,价格下跌的可能性较小。

    军品钛材的高价格主要由小颗粒海绵钛的原料成本以及多次变形加工的生产成本决定。 由于中国军品小颗粒海绵钛产能不足,供应偏紧,叠加军品钛材性能要求严格,生产加 工环节复杂,导致生产成本难以降低。另外军品钛材价格通常由长协决定,国内钛企每 隔一段时间都会与下游军品厂商签订合约确定钛材价格。除非原材料价格出现大幅波动, 军品钛材价格将维持相对稳定的水平。

    综合来看,我们认为,未来一段时间中国军品钛材将呈现量升价平的态势,国内高端钛企宝 钛股份、西部超导有望充分受益

    5.钛企龙头,宝钛股份

    宝鸡钛业股份有限公司(宝钛股份)是中国产能最大、产业链最完整的以钛及钛合金为主的 稀有金属材料专业化生产科研基地,钛材产量常年位居全国第一。公司主要从事钛及钛合金 的生产、加工和销售,主导产品包括各种规格的钛及钛合金板、带、箔、管、棒、线、锻件、 铸件等钛材和其他金属复合材产品,其中钛材年产量占全国总产量的 40%以上,国产大飞机 C919、军用大型运输机运-20 等高端领域均应用了公司的钛材产品。截至 2020 年底,公司 已具备 3 万吨/年的钛铸锭、2 万吨/年的钛材以及 1 万吨/年的海绵钛年产能。

    研发实力雄厚,竞争优势显著。公司拥有多项国际领先的具有自主知识产权的核心技术,作 为中国钛加工企业中首家被国家发改委、科技部等部委联合认定的“国家级企业技术中心”, 曾出色地完成 8000 多项国家科研课题,取得科研成果 700 余项,为国防现代化建设和尖端 科技发展做出巨大贡献。尤其是在航空航天、海洋舰船、军工装备三大高端钛材领域,公司 竞争优势显著:

    航空航天:公司通过美国波音、法国宇航、空中客车、英国罗罗、欧洲宇航工业协会和 美国 RMI 等多家国际知名公司的质量体系和产品认证,囊括进入世界航空航天等高端 应用领域所有的通行证,并成为国际第三方质量见证机构以及分析检测基地。在国内市 场,公司是国产大飞机 C919 项目钛材唯一合格供应商,先后直接和间接为 C919 研制 生产多种规格钛合金材料 21 项,保障了板材、棒材、管材、锻件等多种航空钛材的供 应。航天方面,公司出色完成以长征五号、北斗三号为代表的一系列航天重大工程的生 产任务,连续五届获得中国航天科技集团优秀供应商的表彰。

    海洋舰船:2015 年公司承接的 4500 米载人潜水器“深海勇士号”钛合金 TC4ELI 载人 球壳项目顺利交付,产品已达到国际先进水平。2018 年公司开展载人球壳热处理及型 位公差控制、高精度钛/锆挤压型材制备技术及其他研发创新项目百余项。2019 年公司 所研制的万米级载人潜水器钛合金载人球舱成功出厂,彰显了公司雄厚的科研实力。

    军工装备:公司具有保密资质、武器科研生产许可证、装备承制等完整的军工三证,承 担着国内几乎所有重大军工及核电用钛的研制和生产任务,是中国钛工业国标、国军标 和行业标准的制订者。公司先后取得科研生产许可证和全国工业产品生产许可证,通过 国内外多项质量体系认证(ISO9001:2008 质量体系、法国 BVC 认证公司 AS/EN9100C 标准宇航质量体系、欧盟承压设备 PED 认证等)。目前中国军用战机上的航空钛材几乎 全部来自于宝钛股份、西部超导和西部材料三家企业。

    公司业绩与传统行业有所脱钩,逐步接轨军工行业。作为中国高端钛材制造龙头企业,公司 发展与中国钛产业的景气程度密切相关,钛材生产重要原料海绵钛的价格趋势一定程度上决 定公司业绩走向。2019 年国内出厂的一级海绵钛价格较 2018 年初上涨 45%至 8.1 万元/吨, 公司全年实现营业收入 42亿元,同比增长 23%。归母净利润为2.4亿元,同比大幅增加 70%。 我们认为,由于 2016 年之前中国钛材需求主要集中于中低端的石油化工领域,公司业绩与 化工两碱固定资产投资完成额的同比增速正向相关。2016 年后随着中国“十三五”规划的实 施以及国防军备进入加速现代化阶段,航空航天、船舶制造等高端领域用钛量不断提升。公 司业绩与传统化工行业有所脱钩,逐步接轨军工行业

    2019 年主营业务钛产品业务共实现营收 34.3 亿元,占总营收的 82%,同比增长 52% 。单业 务毛利为 7.3 亿元,毛利率为 21%。钛产品产量和销量分别达到 19730 吨和 19320 吨,同 比分别增长 36%,32%,其中钛材销量大幅增长 58%至 15825 吨。从钛材销量结构上看, 板材占钛材销量的 50%以上,其次为锻件(棒、饼、环),占比约为 20%。销售均价方面, 精铸件的均价最高,通常在 30 万元/吨以上。锻件售价其次,基本维持在 25 万元/吨—30 万 元/吨。

    2021 年 2 月公司以 42.20 元/股的发行价格,向新华资产、阳光资产、中国华融资产、富国 基金等 13 家机构发行 A 股,募集资金超 20.05 亿元,其中约 15 亿元用于投建高品质钛锭和 管材生产线、宇航级板材等项目建设,5.05 亿元用于补充流动资金和偿还银行借款。项目达 产后,公司将新增钛及钛合金锭总产能 1 万吨/年、钛合金管材 290 吨/年、型材 100 吨/ 年、 板材产能 1500 吨/年、带材 5000 吨/年、箔材产能 500 吨/年。我们认为,募投项目有望解决 公司目前高端产能不足的发展瓶颈,强化自身的盈利能力,核心竞争力将进一步增强。同时, 偿还银行借款、补充流动资金有助于公司继续降低负债规模,优化资本结构,抗风险能力稳 步提升。受益于国防军队现代化建设所带来的军工装备更新换代,军品钛材订单势必加速释 放。决定公司未来业绩增速的核心因素在于高端产能何时落地以及合理的钛材生产结构,预 计未来 5 年公司将迎来业绩高速释放期

    6.海外优质钛企,对于中国钛产业的核心启示

    纵观全球优质钛企,俄罗斯的 VSMPO—AVISMA(阿维斯玛镁钛联合企业)是当之无愧的钛 企巨头。作为全球最大的一体化钛材加工企业,VSMPO—AVISMA 由世界上最大的 AVISMA 海绵钛工厂和最大的 VSMPO 钛加工材生产厂合并而成。前身是莫斯科 45 号工厂,当时作 为苏联飞机制造用铝合金半成品的主要供应商。经过近九十年的发展,公司已成为全球钛材 制造业的领导者,其钛产品几乎占据全球市场份额的三分之一。

    公司的成功发展离不开优秀的战略规划,我们认为 VSMPO-AVISMA 的发展历程对于中国钛 产业主要有三点核心启示

    生产体系纵向一体化。公司拥有钛矿山—海绵钛—深加工纵向一体化的生产体系。资源 端,公司成功收购在坦波夫地区拥有钛铁矿以及金红石核心矿区的“钛”矿业公司,从 而保障原材料的稳定供应。中游端,公司拥有世界上最大的海绵钛生产商 AVISMA,年 产能可达到 44000 吨/年。加工端,公司拥有各式先进的生产设备包括:立式液压机、真 空自耗炉、四辊热轧机、铣床等。完整的钛加工链保证公司从上游的铸锭至下游的深加 工产品质量的均一稳定,同时减少中间费用,确立成本优势。

    产品种类多样化。公司钛产品种类丰富,从上游的海绵钛,到中游的钛锭,再到下游的 钛材产品一应俱全:

    钛合金铸锭:公司主要采用真空自耗电极熔炼法生产钛锭,自耗电极采用独有的锥形模按份 挤压长电极工艺。公司的 VAR 炉能够满足客户对钛产品不断增长的需求,生产出质量 9. 5 吨 —18 吨的钛锭。铸锭产品取得波音、空客、劳斯莱斯、霍尼韦尔等大型飞机和发动机制造商 的质量体系认证。

    模锻件产品:模锻件产品包括构造模锻件(飞机机身、起落架、一般用途)、转盘模锻件(圆 盘、轮叶、轴(滚子 滚筒))、半球形模锻件(球形气瓶)。配备 75000 吨、30000 吨等不同 锻造压力的锻压机,公司已经为 Boeing 777 和空客 A380 项目制造一系列独特的 Ti-10V- 2Fe-3Al 转向架梁锻件。

    环材轧制产品:公司的轧制环材广泛应用于飞机发动机、造船、火箭和工业市场。环材产品 规格最大可达外径 2400mm、高度 600mm,重量 1500 千克。

    断面型材产品:公司断面型材包括挤压型材、挤压棒材和中间坯、挤压管材、管坯。公司配 备立式 660 吨及卧式 1000 吨和 3150 吨矫直力的两台矫直机,拥有矫直力达 3000 吨的用于 加工短管和管坯锻件的液压矫直机。产品主要应用于飞机零部件、液压缸和飞机发动机。

    无缝钛管:公司无缝钛管主要通过冷热轧制和热挤压两种方法制备。制备设备包括:一台 3150 吨的卧式压机、一台 660 吨的立式压机等。

    轧制棒材:公司采用横纵轧结合的轧制技术,配备一台全自动电脑温控坯料热处理炉、一台 二辊热矫直机、一台用于生产高品质棒材的磨床等。

    平辊轧制产品:公司配备先进的平辊轧机:2000mm 双机架四辊热轧机、1700mm 四辊温轧 机、1200mm 和 400mm 二十辊冷轧机等,采用独特的薄板超塑性成型的技术制得的薄板取 得空客、波音等飞机制作商的认证。

    焊接管:公司的焊接管产品通过在带有自动 TIG 焊机的焊管生产线上用平辊轧制的带材纵向 焊接得到。产品主要用于能源及化工领域。

    产品结构高端化。公司取得国际多项质量体系认证包括:GOST 俄罗斯强制认证证书、 ASTM 美国材料试验协会标准、MIL 美国军用标准以及波音、空客、霍尼韦尔、普惠等 多家航空公司质量体系认证。2018 年公司制定《2018—2026 年战略发展规划纲要》, 计划在生产方面投资超 7 亿美元,继续提高高附加值产品的市场份额,同时优先发展新 型管材和型材轧制生产,加快熔炼和铸造能力的现代化。高端化产品保证公司钛产品业 务的高毛利率,同时拓宽销售渠道,助力公司与波音、空客多家航空公司签订战略合作 协议。

    我们认为,中国钛产业未来的发展方向必定迈向“高端化”和“全面化”,“全面的生产体系” 和“领先的钛材加工工艺”决定钛产业中钛企的核心竞争力,缺一不可。目前国内钛企中, 仅有宝钛股份一家拥有至上而下的十大生产系统,在产品结构高端化方面与 VSMPO— AVISMA 公司仍存在一定差距。近年来,宝钛股份开始着力产品的转型升级,开展多项重点 项目研究,积极通过多项质量体系认证,核心竞争力进一步凸显,未来有望实现对 VSMPO— AVISMA 公司的赶超。


    钛金属行业深度研究报告:万能金属,扶摇直上
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