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大型鍛件

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根據中國鍛壓協會對大型鑄鍛件的定義,大型鍛件是指通過1000噸以上液壓機、5噸以上自由鍛錘鍛造生產的自由鍛件及由6000噸以上熱模鍛設備、10噸以上模鍛錘生產的鍛件。產品綜合性能要求高、工藝復雜、多為特殊定制,主要用于制造重大裝備的關鍵和重要部件,如汽輪機主軸和轉子、船用鍛件和冶金軋輥等。

 

大型鍛件行業定義及分類

大型鍛件行業定義

根據中國鍛壓協會對大型鑄鍛件的定義,大型鍛件是指通過1000噸以上液壓機、5噸以上自由鍛錘鍛造生產的自由鍛件及由6000噸以上熱模鍛設備、10噸以上模鍛錘生產的鍛件。產品綜合性能要求高、工藝復雜、多為特殊定制,主要用于制造重大裝備的關鍵和重要部件,如汽輪機主軸和轉子、船用鍛件和冶金軋輥等。

大型鍛件分為大型模鍛件、大型自由鍛件、環件和大口徑厚壁無縫管件。使用1000噸以上自由鍛液壓機或3噸以上自由鍛錘生產的自由鍛件為大型自由鍛件。6000噸以上模鍛壓力機、8000噸以上模鍛液壓機或10噸以上模鍛錘生產的模鍛件為大型模鍛件。大型鍛件對內部質量要求嚴格,生產技術難度較大。

大型鍛件行業是將廢鋼、生鐵及合金材料通過熔煉、鍛造、熱處理、機械加工工序將其制成與相關產業配套的關鍵重要部件產品的制造行業。

大型鍛件產品分類

大型鍛件在重型機械設備,冶金業中的軋鋼設備,電力工業中的發電設備,兵器與航空航天工業,石油、化工、艦船制造、機車車輛等裝備中廣泛使用。大型鍛件是重大裝備典型的關鍵零部件,既可獨立作為各行業大型設備的備品備件,如軋鋼機用熱軋支承輥,冷軋工作輥,火力發電機組用無磁性護環等,又可以作為各行各業重大裝備的重要受力部件,如火力發電機組中汽輪機高、中、低壓轉子,汽輪機缸體、水輪機大軸、轉輪體,核反應堆壓力容器、核反應堆壓力殼,飛機用鎳基合金渦輪盤等。

大型鍛件按其用途可分為以下幾種:飛機鍛件、柴油機鍛件、船用鍛件、兵器鍛件、石油化工鍛件、礦山鍛件、核電鍛件、火電鍛件和水電鍛件。

圖表1:大型鍛件按用途分類
類別描述
飛機鍛件按重量計算,飛機上有85%左右的的構件是鍛件。飛機發動機的渦輪盤、后軸頸(空心軸)、葉片、機翼的翼梁,機身的肋筋板、輪支架、起落架的內外筒體等都是涉及飛機安全的重要鍛件。飛機鍛件多用高強度耐磨、耐蝕的鋁合金、鈦合金、鎳基合金等貴重材料制造。
柴油機鍛件柴油機是動力機械的一種,它常用來作發動機。以大型柴油機為例,所用的鍛件有汽缸蓋、主軸頸、曲軸端法蘭輸出端軸、連桿、活塞桿、活塞頭、十字頭銷軸、曲軸傳動齒輪、齒圈、中間齒輪和染油泵體等十余種。
船用鍛件船用鍛件分為三大類,主機鍛件、軸系鍛件和舵系鍛件。鍛件廠主機鍛件與柴油機鍛件一樣。軸系鍛件有推力軸、中間軸艉軸等。舵系鍛件有舵桿、舵柱、舵銷等。
兵器鍛件鍛件在兵器工業中占有極其重要的地位。按重量計算,在坦克中有60%是鍛件。火炮中的炮管、炮口制退器和炮尾,步兵武器中的具有膛線的槍管及三棱刺刀、火箭和潛艇深水炸彈發射裝置和固定座、核潛艇高壓冷卻器用不銹鋼閥體、炮彈、槍彈等,都是鍛壓產品。除鋼鍛件以外,還用其它材料制造武器。
石油化工鍛件鍛件在石油化工設備中有著廣泛的應用。如球形儲罐的人孔、法蘭,換熱器所需的各種管板、對焊法蘭催化裂化反應器的整鍛筒體(壓力容器),加氫反應器所用的筒節,化肥設備所需的頂蓋、底蓋、封頭等均是鍛件耐磨焊條。
礦山鍛件按設備重量計算,礦山設備中鍛件的比重為12-24%。礦山設備有:采掘設備、卷揚設備、破碎設備、研磨設備、洗選設備、燒結設備。
核電鍛件核電分為壓水堆和沸水堆兩類。核電站鍛造廠主要的大鍛件可分為壓力殼和堆內構件兩大類。壓力殼含:筒體法蘭、管嘴段、管嘴、上部筒體、下部筒體、筒體過渡段、螺栓等。堆內構件是在高溫、高壓、強中子幅照、硼酸水腐蝕、沖刷和水力振動等嚴峻條件下工作的,所以要選用18-8奧氏不銹鋼來制作。
火電鍛件火力發電設備中有四大關鍵鍛件,即汽輪發電機的轉子和護環,以及汽輪機中的葉輪與汽輪機轉子。
水電鍛件水力發電站設備中的重要鍛件有水輪機大軸、水輪發電機大軸、鏡板、推力頭等。
資料來源:前瞻產業研究院大型鍛件行業研究小組整理

大型鍛件行業政策環境分析

大型鍛件行業管理體制

大型鍛件行業的行業管理體制為政府職能部門(主要是國家發改委)的宏觀調控結合行業自律組織的協作規范,自律組織主要為中國重型機械工業協會和中國鍛壓協會。

國家發改委主要負責大型鍛件行業的宏觀調控:負責產業政策的制定并監督、檢查其執行情況;研究制定行業發展規劃,指導行業結構調整、行業體制改革、技術進步和技術改造等工作。同時國家發改委及其各地分支機構對行業項目投資進行審核和備案。

中國重型機械工業協會是全國從事冶金壓延機械、礦山機械、起重運輸機??、重型鍛壓機械等重型機械的科研、設計、生產、成套、教育等部門的行業組織。協會主要職能為:制定并監督執行行業的規范,規范行業行為;為政府制定行業的發展規劃、產業政策;協助管理行業國家標準,負責行業標準的組織修訂與管理;開展行業統計調查工作;參與質量管理和監督工作;行業的科技成果鑒定等。

中國鍛壓協會是中國鍛造、沖壓行業企業、科研、設計、教學、設備、材料供應等單位自愿組成的全國性行業組織。協會主要職能為:起政府與行業企業的橋梁作用;提供業務信息;提供技術及咨詢服務;舉辦大型國際展覽會、國際會議、國際交流;促進中外合作、進出口,組織國際考察等服務。

大型鍛件相關發展規劃

大型鍛件的發展直接關系到船舶、海工海油裝備、水利工程裝備、新能源風電等新興產業的發展,因此也是“十二五”規劃重點發展的行業之一。

◆ 《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》

2011年3月,《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》發布。《規劃綱要》提出,推進重點產業結構調整,裝備制造行業要提高基礎工藝、基礎材料、基礎元器件研發和系統集成水平,加強重大技術成套裝備研發和產業化,推動裝備產品智能化。推動裝備制造由生產型制造向服務型制造轉變,推進產品數控化、生產綠色化和企業信息化。發展戰略性新興產業及基礎設施等重點領域所需裝備。推進鑄造、鍛造、焊接、熱處理、表面處理等基礎工藝專業化生產。提升軸承、齒輪、磨具、液壓、自控等基礎零部件水平。

在高端裝備制造產業領域,《規劃綱要》提出,裝備制造業重點發展航空裝備、衛星及應用、軌道交通裝備、智能制造裝備。在航空裝備方面,將大力發展系列支線飛機,重點突破發動機關鍵技術裝備和空中管理系統;在軌道交通裝備方面,提升關鍵零部件自主化水平,形成自主創新體系和現代化產業集群,重點研發高速列車、中轉列車、城際和城市快捷軌道車輛列車運行控制系統;在智能制造裝備方面,重點推進精密和智能儀器儀表與試驗設備、智能控制系統、關鍵基礎零部件、高檔數控機床與智能專用裝備,實現生產過程自動化、智能化、精密化、綠色化。

大型鍛件工藝屬于基礎工藝,因此也是國家“十二五”規劃重點推進發展的項目之一。

◆ 《國家“十二五”科學和技術發展規劃》

2011年7月,《國家“十二五”科學和技術發展規劃》正式發布實施。《規劃》對未來五年我國科技發展和自主創新的戰略任務進行了部署,突出以下重點:一是加快實施國家科技重大專項,二是大力培育和發展戰略性新興產業,三是推進重點領域核心關鍵技術突破,四是前瞻部署基礎研究和前沿技術研究,五是加強科技創新基地和平臺建設,六是大力培養造就創新型科技人才,七是提升科技開放與合作水平。

大型鍛件行業屬于國家戰略性新興產業里高端裝備制造業的部分,同時大型鍛件技術屬于基礎零部件關鍵技術,因此大型鍛件行業的技術發展在《規劃》里得到鼓勵。

◆ 《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》

2006年2月,國務院發布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》,要求“掌握一批事關國家競爭力的裝備制造業和信息產業核心技術,制造業和信息產業技術水平進入世界先進行列”,優先“重點研究開發重大裝備所需的關鍵基礎件和通用部件的設計、制造和批量生產的關鍵技術,開發大型及特殊零部件成形及加工技術、通用部件設計制造技術和高精度檢測儀器”。大型鍛件技術作為加工技術也屬于規劃內容。

◆ 《裝備制造業調整和振興規劃》(2009-2011年)

2009年5月12日國務院頒布的《裝備制造業調整和振興規劃》,規劃期為2009-2011年。《規劃》中明確:引導專業化零部件生產企業向“專、精、特”方向發展,扭轉基礎配套產品主要依賴進口的局面。重點發展大型核電設備鑄鍛件,百萬千瓦級超臨界/超超臨界火電機組鑄鍛件,70萬千瓦以上等級大型混流式水輪機組鑄鍛件,石化、煤化工重型容器鍛件,冷熱連軋機鑄鍛件,大型船用曲軸、螺旋槳軸鍛件,大型軸承圈鍛件等。加大對重點基礎配套企業的投入力度,引導民營資本和外資投向基礎零部件、加工輔具等領域,發展一批高起點、大規模、專業化企業,健全產業配套體系。在對鑄件、鍛件、模具、數控機床產品增值稅實行先征后返的政策到期后,研究制定新的稅收扶持政策,調整政策適用范圍,引導發展高技術、高附加值產品。大型鍛件行業屬于裝備制造業,因此在《規劃》鼓勵調整和振興的范圍之內。

◆ 《“十二五”機械工業發展總體規劃》

《“十二五”機械工業發展總體規劃》實施的“五大發展戰略”中,明確提出了強化基礎戰略,提出主攻的“五個重點領域”中,有兩個方面是針對強化基礎提出的,一個是關鍵基礎產品領域,包括大型及精密鑄鍛件、關鍵基礎零部件、模具及加工設備、特種優質專用材料等;一個是基礎工藝及技術領域,重點推進鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和表面工程等基礎工藝的技術攻關,大力推進計算機輔助技術(CAX)等基礎技術的研究開發與應用。

◆ 《“十二五”高端裝備制造業產業發展規劃》

截止2011年9月,由工業與信息化部等部門起草的《“十二五”高端裝備制造業產業發展規劃》已經完成,正在等待國務院批準。

高端裝備制造業“十二五”規劃在發展方向上著眼五個細分行業:航空、航天、高速鐵路、海洋工程、智能裝備。《規劃》預計到2015年,高端裝備制造業年銷售產值將在6萬億元以上;力爭到2020年,高端裝備制造業銷售產值占裝備制造業銷售產值的30%以上,國內市場滿足率超過25%。

《規劃》指出了五個細分行業的重點方向。航空方面,將重點加快推進大型飛機研制,大力發展系列支線飛機、通用飛機和直升機,重點突破發動機重要機載系統和關鍵設備;在高速鐵路方面,重點研發高速列車、中轉列車、城際和城市快捷軌道車輛列車運行控制系統;在海洋工程裝備方面,重點發展勘探、開發、生產、加工、儲運裝備,海上作業與輔助服務裝備,特種資源開發裝備,大型海上結構物、海下系統以及關鍵設備與系統,同時,扶持海洋可再生能源利用裝備、海底礦產資源裝備、海洋監測設備的研發和創新,不斷拓展產業發展的新領域;在智能制造裝備方面,重點推進精密和智能儀器儀表與試驗設備、智能控制系統、關鍵基礎零部件、高檔數控機床與智能專用裝備。大型鍛件行業屬于高端裝備制造業的組成部分,因此也在《規劃》的指導范圍之內。

大型鍛件行業發展狀況分析

長期以來我國重主機、輕配套的發展思路,致使大型鍛件,以及液壓件、密封件等基礎零件一直成為制約我國大型成套設備發展的瓶頸。這些部件看起來不大,但其經濟效益比較可觀,而且具有很強的戰略意義。2009年5月出臺的裝備制造業調整振興規劃,對大型鍛件的技術水平提升起到實實在在的促進作用。從技術層面來看,國家不斷加大重大裝備的國產化力度。一重、二重、太重、中信重工等大型鍛件企業也紛紛投入巨資開展技術攻關,提升大型鍛件尤其是核電鍛件的技術水平和生產能力,目前我國已形成了大型鍛件和反應堆壓力容器制造基地。

2013年,我國大型鍛件的產量達到了86萬噸左右,產值增長至1977億元;與此同時我國大型鍛件的消費量增長至174萬噸,依舊對外進口的依賴程度較高。“十二五”期間的重型機械市場需求總體上仍然看好,未來幾年,我國電力、石化、冶金、船舶等行業的發展將對大型鍛件產業發展起巨大拉動作用。

具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《2015-2020年中國大型鍛件行業發展前景預測與轉型升級分析報告》。

大型鍛件行業國內領先企業

東北特殊鋼集團有限責任公司

中信重工機械股份有限公司

太原重工股份有限公司

中國第一重型機械股份公司

二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司

齊魯特鋼有限公司

中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司

中航重機股份有限公司

內蒙古北方重工集團有限公司

上海重型機器廠有限公司

大型鍛件行業五力競爭模型分析

行業內部競爭格局分析

我國大型鍛件行業在形成之初是政府計劃引導的模式,在計劃經濟體制下開始運行,由國有大型企業最早發展起來。改革開放以來,隨著市場經濟建設的穩步推進,國內較多有實力的從事大型鍛件生產的中小企業不斷涌現并逐漸形成規模,憑借著靈活的機制、敏銳的市場洞察力、在細分市場上的良好專注度、快速提升的研發實力和極強盈利能力,在細分領域也逐漸形成了較強的競爭優勢,與國有大型企業優勢互補、相輔相成。

在市場定位、競爭優勢、資金實力等多因素的影響下,我國大型鍛件生產企業逐漸形成了穩定的三大陣營,各著眼于不同的下游行業領域:

第一陣營為以一重、二重、華銳鑄鋼、中信重工等企業為代表的國有大型企業,擁有液壓機通常在6000噸以上,主要提供大型及超大型船舶、大型核電站、大型水電站所需超大型鍛件、大型海洋工程裝備,并且接受國家戰略性任務開發軍工產品和研發尖端技術,通常擁有鋼水冶煉、大型鍛件生產、成套設備制造、大型機械制造的完整產業鏈。產能通常在10萬噸以上。

第二陣營為改革開放以后成立并逐漸發展起來,已形成規模的中小型企業,通常以民營企業為主。該梯隊的企業通常具有1000噸-6000噸的液壓機,定位于大、中、小型船舶或超大型船舶裝備中的大、中型部件,海洋工程裝備部件,電力、石化機械裝備配套件,產能通常在2萬噸-10萬噸。優秀的民營企業在該陣營中脫穎而出,并在細分領域也逐漸形成了獨特的優勢,顯示出出色的盈利能力。

第三陣營為除以上兩梯隊以外,未形成規模的小型企業,其生產能力較低,競爭力相對較弱。出于產品、經濟效益、設備利用效率等因素之間的綜合考慮,三大陣營目前已形成了較為穩定市場定位和競爭格局,并且基于各自細分領域的不同以及各自在細分領域的競爭優勢,相互競爭但又優勢互補。目前第一陣營和第二陣營占據了主要的市場份額,其中第一陣營企業市場占有率達60%以上,最近3年該競爭格局未發生重大變化,在宏觀經濟、政治環境等未發生重大變化的前提下,該競爭格局合理預計仍將繼續維持。

行業對上游議價能力分析

大型鍛件行業生產使用的原材料主要為鋼材、廢鋼、生鐵、鐵合金等金屬產品,由于這些原材料的用途廣泛,所以其市場價格主要受宏觀經濟環境波動影響。另外,對于鋼材、廢鋼、生鐵、鐵合金等金屬產品而言,大型鍛件行業的消費量只是其整體市場較小的一部分,無法對其構成較大的影響;而相對于大型鍛件而言,鋼材、廢鋼、生鐵、鐵合金等金屬產品是其生產的基礎原材料,可替代性弱。綜合看來,大型鍛件行業對其上游賣方的議價能力較弱。

行業對下游議價能力分析

買方的產業競爭手段是壓低價格,要求較高的產品質量或索取更多的服務項目,并且從競爭雙方對立的狀態中獲利,所有這些都是以犧牲生產企業利潤為代價的。如市場上可供選擇的品牌多,而且同檔次的品牌之間的產品性能相差并不大,這就給買方更多的選擇空間,且購買者可以通過市場調查,從行業內部收集充分的產品價格信息,這樣買方就掌握了更多的討價還價的籌碼,使其處于有利的位置,保證自己從賣方得到最優的價格。從目前來看,大型鍛件產品種類較多,并且不同品種、不同批量的產品毛利率不盡相同,普通重型機械設備用大型鍛件毛利率和大型高端鍛件的毛利率相差較大,而這種差距主要是由產品技術附加值的構成占比造成的,因此大型鍛件行業對下游的議價能力主要是由其技術水平決定。

行業新進入者威脅分析

中國大型鍛件行業內具有較高的技術壁壘、管理和人才壁壘、資金壁壘和資質壁壘,對于技術沉淀不足、缺乏應對市場變化創新能力、資金實力不足和行業資質較弱的投資者來說,行業的進入壁壘較高,因此行業來自國內新進入企業的威脅較小。但是,由于未來世界制造業的加工基地會逐漸向發展中國家轉移,發達國家部分大型鍛件生產制造能力的重心也隨之向發展中國家轉移,國內大型鍛件企業面臨的新進入者威脅主要來自國外大型鍛件企業的威脅。

行業替代威脅分析

2006年開始,全國各地掀起了一股大型自由鍛設備投資建設的熱潮,各地紛紛上馬大型自由鍛液壓機。但是在我國大型自由鍛設備投資建設熱潮中,只有一部分設備是根據產品的發展需要而增加的,其它則存在著一定的盲目性。大型自由鍛件生產屬高技術、高投入、高能耗、高污染產業,未來國家有關部門將會進一步制定政策優化行業的產品結構,大型自由鍛件產品將會由更多的一些節能高效環保型的產品所替代。因此,大型鍛件行業所面臨的替代威脅主要是新型節能環保化高端產品對于傳統低效、高污染、市場供給過多的產品的替代。

 

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