2017-炭素行业之钢铁用炭素：新增电炉投放驱动石墨电极需求，技术进步、集中度提升助长期发展_37页_2mb

炭素行业专题报告之一：钢铁用炭素（I）总结

核心内容

炭素制品按是否经过石墨化处理可分为炭制品和石墨制品。其中，石墨制品以石墨电极为主，占石墨制品总产量的97%。2016年我国炭素制品中，炭制品占比达86.19%，石墨制品占比为13.48%。在炭制品中，预焙阳极占79%，是电解铝行业的主要材料。

应用于钢铁行业的炭素制品主要包括：

• 石墨电极：占钢铁用炭素制品总量的85%，是电弧炉炼钢的关键耗材；
• 高炉炭块：占钢铁用炭素制品总量的15%，用于高炉炉底、炉缸、炉身内衬。

石墨电极具有良好的导电、导热性能，广泛应用于钢铁冶炼、矿物冶金、电解铝、电化学及核电等领域。其生产过程包括煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化和机加工等步骤。

主要观点

长期发展趋势

1. 短流程炼钢优势明显：短流程炼钢在生产效率、环保性能、基建投资成本、工艺柔性等方面优于长流程炼钢，未来有望快速发展。
2. 特钢“增量提质”：我国特钢产量占粗钢总产量的4.61%，仅为日本的1/5；高端特钢仅占3%，仅为日本的1/8，未来特钢行业的发展将驱动石墨电极需求。
3. 废钢资源潜力大：我国人均钢铁蓄积量仅为日本的55%，废钢消耗量仅为日本的1/5，废钢资源仍有较大增长空间，为短流程炼钢提供基础。
4. 行业集中度提升：我国炭素行业CR4为39.82%，CR8为61.57%，市场向龙头企业集中，未来集中度有望进一步提升。
5. 技术升级趋势：超高功率电弧炉将成为主流，其生产效率高、能耗低，将推动炭素制品技术升级，提升行业盈利能力。

短期发展趋势

1. 地条钢出清：2017年6月30日前全面取缔地条钢产能，释放约0.67亿吨废钢资源，有助于废钢供需平衡。
2. 废钢供需趋于平衡：预计2017年我国废钢供给总量为1.67亿吨，需求总量为1.65亿吨，供需关系将改善。
3. 废钢价格承压：随着废钢资源的增加，未来废钢可能供大于求，价格或将下降。
4. 政策不确定性：电弧炉产能顶替中频炉产能仍需政策确认，短期内存在不确定性。

关键信息

需求端

• 短流程炼钢的废钢资源供给增加，将直接带动石墨电极需求。
• 石墨电极产量与电炉钢产量高度相关，相关系数达0.94，未来电炉钢增长将驱动石墨电极需求增长。
• 我国电炉钢产量占比仅为6.07%，远低于全球平均水平25.22%及日本22.87%。
• 地条钢出清后，预计废钢供需关系将趋于平衡，短流程炼钢成本降低，有利可图。

供给端

• 炭素行业集中度持续提升，CR4从2013年的33.92%提升至2016年的39.82%。
• 超高功率电弧炉是未来发展方向，其生产效率和能耗优于普通功率电弧炉。
• 石墨电极生产周期较长，至少65天，短期内新增产能无法快速释放，影响供给。

投资建议

• 短流程炼钢发展前景广阔，电弧炉用石墨电极需求将随之增长。
• 建议重点关注石墨电极领域的龙头企业。

风险提示

• 宏观经济大幅下滑；
• 特钢行业发展不及预期；
• 炭素制品及原材料价格出现较大波动。

图表索引

• 图1：炭素制品是以石油焦、针状焦、无烟煤等原料加工制备而成；
• 图2：2016年我国炭制品、石墨制品及其他产品分别占炭素制品总产量的86.19%、13.48%和0.33%；
• 图3：2016年我国石墨制品中，石墨电极产量占比达97%；
• 图4：2016年我国炭制品中，预焙阳极占比达79%；
• 图5：电弧炉主要导电部件为石墨电极；
• 图6：电弧炉用石墨电极；
• 图7：中频感应炉通过加热线圈来产生热量；
• 图8：中频感应炉实物图；
• 图9：高炉炉型由炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分构成；
• 图10：高炉炉缸、炉腹一般采用炭块作为内衬耐火材料；
• 图11：炼钢短流程与长流程对比示意图；
• 图12：2016年我国特钢产量占比为4.61%，仅为日本的1/5；
• 图13：2016年我国高合金钢占比仅为3%，仅为日本的1/8；
• 图14：日本人均钢铁资源蓄积量在粗钢产量达峰值后仍保持较快增长；
• 图15：2000年以来日本废钢回收率保持在2%左右；
• 图16：中国废钢消耗量自2003年起才超过日本；
• 图17：2015年中国人均废钢消耗量仅为日本的1/5左右；
• 图18：2001~2015年我国电炉钢产量逐年下滑；
• 图19：我国电炉钢产量占比较美、日、欧、印及全球平均水平有较大差距；
• 图20：2001~2015年我国电炉钢与石墨电极产量变化趋势一致；
• 图21：石墨电极产量增长率滞后于电炉钢产量增长率；
• 图22：废钢价格与钢厂废钢库存天数基本稳定；
• 图23：废钢进口量波动下降，出口量2017年3、4月大幅增长，但绝对值仍很低；
• 图24：2017年起炼钢生铁、铁水与废钢价格差拉大；
• 图25：2016年我国炭素行业集中度CR4为39.82%，CR8为61.57%；
• 图26：2016年我国炭素企业中民营企业占71%；
• 图27：电炉生产能力决定于炉容量与单位输入功率；
• 图28：石墨电极直径与其允许电流成正相关；
• 图29：2015年1~10月河南、山东和湖南列全国石墨及炭素制品产量排名前三位；
• 图30：2015年1~10月京津冀及周边地区石墨及炭素制品产量占全国总产量的54%；
• 图31：超高功率石墨电极生产工序多，生产周期至少在65天以上；
• 图32：截止2017年6月9日我国石油焦商品价格相对指数处于短期高点但保持平稳。

表格索引

• 表1：炭素制品可分为石墨及炭素制品两大类，在传统及新型工业部门均有广泛应用；
• 表2：电弧炉根据电源特性、炉衬性质、装料方式和输出功率有多种分类方式；
• 表3：直流电炉石墨电极消耗量相比交流电炉和电阻电炉偏低；
• 表4：高炉炉缸、炉腹多采用炭块炉衬；
• 表5：炼钢的长短流程技术指标定性对比；
• 表6：炼钢的长短流程技术指标定量对比；
• 表7：长、短流程炼钢污染物排放对比；
• 表8：2006年以来国家针对地条钢及中频炉出台的政策；
• 表9：电弧炉除投资成本较高外，相比中频炉性能更加优异；
• 表10：电弧炉功率水平及生产率发展情况；
• 表11：某70t电炉由普通功率改为超高功率后各项指标的变化。

结论

炭素行业尤其是石墨电极在钢铁行业中的应用广泛，且随着短流程炼钢的发展，石墨电极需求将持续增长。地条钢出清释放废钢资源，将改善废钢供需关系，同时提升短流程炼钢的经济性。长期来看，行业集中度和技术水平的提升将推动炭素行业整体发展。短期则因环保限产和生产周期长，对炭素制品供应造成一定压力。投资建议关注石墨电极龙头企业，同时需关注宏观经济、特钢发展及原材料价格波动等风险因素。