不锈钢产业链分析.pdf

投资 咨询业务资格： 证监 许可 【 2011】 1289 号 研究 院 有色 金属组 研究员 付志文 020-83901119 fuzhiwenhtfc 从业资格号： F3013713 投资咨询号： Z0014433 华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 不锈钢产业链 分析 报告摘要 ： 不锈钢 主要 有两种分类 ： 按 组织状态来分 ， 不锈钢 一般可以 分为马氏体、铁素体、奥氏体、奥氏体 -铁素体（双相不锈钢）、沉淀硬化不锈钢等；按成分 来分 ，不锈钢 一般可以分为 200 系（ Cr-Mn-Ni）、 300 系（ Cr-Ni）、 400 系（ Cr 系）、 500 系（耐热铬合金）、 600系（析出硬化系）等。 其中 304 是当前不锈钢市场应用最为广泛的不锈钢 型号 。 不锈钢上游 主要是 镍和 铬 元素 ，其中 镍元素一般 来自于 电解镍 、 NPI、 FeNi、废不锈钢等 ， 而 铬 元素一般 来自于 高碳铬铁 与 废不锈钢 。 镍产业链主要 分为三个 环节 ： 镍 矿 （ 红土镍矿 、 硫化镍矿 ） 、 镍产品 （ 精炼镍 、 镍铁 、 镍盐 等 ） 、下游 （ 不锈钢、电镀、镍基合金、电池 等 ） 。 全球铬矿资源分布 不均匀 ， 南非 、 哈萨克斯坦 、印度三个国家占比 高达95%，中国 极度 缺乏 铬矿资源 ， 绝大部分 依靠进口 。 亚洲地区不锈钢产量 占全球 比例 接近 70%，中国 占 全球比例 比超过 一半 。 中国、印度、日本、美国四个国家不锈钢产量占据全球 大部分 份额 。 中国不锈钢产能 大致分为五个不锈钢产业集群 ： 福建 、 广东 、 广西 、 江苏山东 、 内蒙古等 ， 除此之外 ，还有 一些 独立 分布的 大型 不锈钢 企业 。 不锈钢下游 极为 分散 ， 几乎不受任何一个特定行业发展的制约 ， 与一个国家经济发展水平和人民生活水平息息 相关 。 华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 2 / 15 不锈钢 属性及分类 不锈钢属性 不锈钢是指在空气、水、酸碱盐或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。不锈钢 一般 具有 较好的 耐蚀性、耐热性、耐低温性 和 不错的 加工性能，在工业及民用领域 得到了 广泛的使用。不锈钢 的 耐腐蚀性能 主要是 铬 元素 的作用 ， 而 加入 镍 元素是为了稳定 不锈钢的 内部结构 ，使得其性能得到增强 。 不锈钢价格 相对 其他钢种 偏高 ，但 不锈钢 使用寿命远远高于其他钢种，维护费用少， 而 且能循环利用， 是使用成本最低的钢种。不锈钢回收利用率 很 高，对环境污染 较 少，是 一种改善环境 、 美化生活的绿色环保材料。 不锈钢 可以用于各行各业的生产使用，因而其 下游非常分散， 不锈钢的 发展几乎不受某个特定行业的影响， 不锈钢的 生产和使用在一定程度上反映出一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平 ，不锈钢需求的增长 与国家和地区 GDP 的增长密切相关 。不锈钢凭借其优良的性能，在经济性合理的情况下对其他材料有较大的替代空间， 不锈钢 需求 前景 较好 。 不锈钢分类 不锈钢主要有两种分类方式，一种是按照组织状态分类，一种是按照成分分类。 按组织状态分类，不锈钢 一般可以 分为马氏体、铁素体、奥氏体、奥氏体 -铁素体（双相不锈钢）、沉淀硬化不锈钢等；按成分分类，不锈钢 一般可以 分为 200 系（ Cr-Mn-Ni）、 300 系（ Cr-Ni）、 400 系（ Cr 系）、 500 系（耐热铬合金）、 600 系（析出硬化系）等。 其中， 200 系与 300 系属于奥氏体， 而 马氏体和铁素体则属于 400 系。 奥氏体不锈钢 奥氏体 不锈钢 是 综合性能最好 、 应用范围最广的 不锈钢 钢种，在不锈钢产量占据最重的份额，常用牌号 304、 316 等。 除了铁之外， 奥氏体不锈钢 一般 含 有 铬 18%、 镍 约 8%，以 及少量的钼、钛、氮等元素。 奥氏体不锈钢 具有良好的塑性、韧性、焊接性 和 耐蚀性能， 可以用来制作耐酸设备，如耐蚀容器 、输送管道、耐硝酸的设备零件等，另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。 奥氏体不锈钢按其化学成分又分为铬镍系（美国为 300 系）奥氏体不锈钢和铬锰系（美国华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 3 / 15 为 200 系）奥氏体不锈钢两个系列。 超级奥氏体不锈钢 可用于 用途 ： 海水淡化、石油化工、 油气开采、 核电设备、气化炉、 耐氯化反应器、 电站锅炉、汽轮机 、烟气脱硫、 发电、 脱硫脱硝海洋工程、 航空、航天 等 。 铁素体不锈钢 铁素体不锈钢 一般具有 磁性 ，其 含铬量 一般 在 15%30%之间 ， 铁素体不锈钢 含镍量极少或不含镍， 有些型号 还含有少量的 Mo、 Ti、 Nb 等元素。 根据铬含量不同， 铁素体不锈钢可以 分为低铬、中铬和高铬：低铬型 10.5% 16%，代表牌号如 409；中铬型铬 16%-25%，代表牌号如 430， 443；高铬型铬大于 25%，代表牌号如 446， 447。 铁素体不锈钢 具有导热系数大，膨胀系数小、高温抗氧化性好 和 抗应力腐蚀优良等特点，因而 多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀等高温工作下的零部件，如燃气轮机零件，以及硝酸及食品工厂设备。 铁素体不锈钢的 耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 不过，因为 铁素体不锈钢含铬量高，也导致了它的 机械性能与工艺性能较差， 所以 主要 用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢的 使用。 铁素体不锈钢节约镍资源、成本低、高性价比，在家电 /电子工业、厨房设施、汽车排气系统等领域具有广阔的应用前景。 铁素体 不锈钢 主要 用于：冷藏集装箱、硬币、铁路货运车、洗衣机内筒、电梯装饰面板、建筑屋面、汽车排气系统、海水换热器 等领域 。 马氏体不锈钢 马氏体不锈钢也含有磁性，含铬 量 一般在 11.5%-18%之间 ， 马氏体不锈钢 主要 分为三种品种：低碳及中碳 13%Cr 钢；高碳的 18%Cr 钢；低碳含镍的 17%Cr 钢。 马氏体不锈钢 铬含量 与碳含量成正比 ，因而 其 焊接性能差。因 含碳量较高， 马氏体不锈钢优点在于 强度高 、硬度和耐磨性好 ， 缺点在于 可 塑性和可焊 接性能 较差， 其 耐蚀性 也 稍差，主要 用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。 对于 标准马氏体钢材的改良， 加入 镍、钼、钒等元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度 再度提高 ， 不过 添加这些元素时碳含量也增加， 从而导致其 焊接性能更差。 华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 4 / 15 马氏体不锈钢主要用于： 蒸汽涡轮的叶片、蒸汽装备的轴和拉杆 、 医疗器械、 刀具 、测量用具、弹簧等。 300 系（ Cr Ni 系 ） 300 系 不锈钢 主流 成分： 镍 8%-10%，铁 70%，铬 18%，其他 。 300 系不锈钢含镍量最高，部分型号甚至达到 18%-20%。 300 系不锈钢是 目前 全球 最常用的不锈钢 种 ，性能优异。 300 系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料， 奥氏体结构使得它 不具备磁性 ，比400 系列不锈钢具有更好的可 锻造性能 。由于 300 系列不锈钢的奥氏体结构 稳定 ，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，而且其材料特性不受热处理的影响。 以下为 300 系的主流型号： 304： Cr（ 17%-19%）、 Ni（ 8%-10%）。 304 是 用途最广的不锈钢 型号 ，具有良好的耐蚀性、耐热性 、 低温强度和机械特性； 其 冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象 ； 无磁性，使用温度 -196 800 。 304 不锈钢主要 用途 为 ：耐蚀容器、医疗器具，建材，化学，船舶部件、汽车配件 、 食品工业、家庭用品（餐具、橱柜、室内管线、热水器、浴缸等），农业等 。 上海期货交易所 即将上市的不锈钢期货， 标的 就是 304 不锈钢 冷轧 2B 卷板 。 304L：作为低 碳 的 304 钢 （ C 0.03%） ，在一般状态下， 304L 的 耐蚀性与 304 刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性。 304L 不锈钢主要 用途 为 ：抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件 等 。 316： Cr（ 16%-19%）、 Ni（ 10%-14%）、 Mo（ 1.8%-3%）。 继 304 之后， 316 是第二个得到 广泛应用的 300 系不锈钢 钢种， 添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构， 较之 304 具有更好的抗氯化物腐蚀能力 ， 因而也作“船用钢”来使用。 316 含镍量远高于 304，而且添加钼元素，因此 316 不锈钢价格也明显高于 304 不锈钢的价格。 316 不锈钢主要用于 化学、海边等易腐蚀环境、船舶装配、建材。 316L： 作为低 碳 的 316 钢 （ C 0.03%） ， 316L 与 316 钢有 相似 的特性， 而 其抗晶界腐蚀性 更优。 316L 主要用于： 含有氯离子腐蚀介质 环境（ 比 304、 304L 更高的抗腐蚀能力 ）、海水淡化及水工业、 化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟 等 。 200 系（ Cr Mn Ni 系 ） 华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 5 / 15 200 系 不锈钢 主流 成分： 国际含镍 3.5%-5.5%、 国产含镍 约 1%， 铬 16%-18%，铁 74%， 锰5.5%-7.5%。 铬锰系（ 200 系）奥氏体不锈钢是铬镍系（ 300 系）奥氏体不锈钢 的廉价 替代品 ， 因镍金属价格昂贵， 200 系不锈钢是 往钢中加入锰 或 氮代替镍元素而发展起来的。钢中锰起稳定奥氏体的作用 ， 由于氮 元素 形成并稳定奥氏体且起很好的固溶强化作用，提高了奥氏体不锈钢的强度，因此 200 系 不锈钢适宜在承受较重负荷而耐蚀性要求不太高的设备和部件上使用。200 系不锈钢以锰代镍，耐腐蚀性相对比较差 。 欧洲 不锈钢 主要以 300 系和 400 系产品为主，几乎没有 200 系 不锈钢 。美洲 200 系 不锈钢使用比例 已经很低 。亚洲 200 系 不锈钢 占比较高， 主要是中国和印度大量生产和使用 200 系不锈钢，中国 200 系不锈钢产量占比近 30%，是全球使用 200 系不锈钢最多的国家 。 国际上 200 系 不锈钢 含镍量为 3.5%-5.5%，而中国的 200 系含镍量仅 1%， 因而 成本低、质量 相对更 差， 易锈蚀、冷加工延时断裂 ， 并且存在废不锈钢 难以 重复 回收 的问题 形成资源浪费 。 部分商家使用 200 系作为 300 系列的廉价替代品，该品种含有的锰，以及超标的磷，将对人体造成直接危害，且 200 系不锈钢抗腐蚀性能 也 远低于 304，因而从某种程度上讲200 系不锈钢并不值得 大力 提倡发展 。 200 系不锈钢的主流型号是 201： Cr（ 16%-18%）、 Ni（国际 3.5%-5.5%，国内 1%）、 Mn（ 5.5%-7.5%） ，主要用于普通低端民用领域 ，或者耐蚀性要求较低的领域 。 400 系不锈钢 （ Cr 系） 400 系 不锈钢主流成分： 铬 11%-18%，镍 0-0.6%，铁 86%。 400 系不锈钢含镍量最低， 一般不超过 0.6%，大部分 400 系不锈钢不含镍。 马氏体与铁素体都属于 400 系不锈钢范畴。 400 系不锈钢是一种铁、碳和铬的合金 ， 具有正常的磁 性。 400 系不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步改善 ， 大多数 400 系列不锈钢都可以进行热处理。 400 系不锈钢品种 加入微量铌、钛、铜和铝元素可以提高其深冲性能、可焊性、耐腐蚀性能和抗高温强度，可部分取代 300 系不锈钢型号，并 广泛用于汽车排气管 (409 型和 410L 型 )、洗衣机内筒 (430 型 )、餐厨具、家电产品、医疗设备、热水器、房顶板、幕墙及电厂设备 等领域 。 在含铬量相同情况下， 在大气、淡水及硝酸这样氧化性介质中， 400 系不锈钢品种耐腐蚀性能与 300 系不锈钢品种相同，并且通常 400 系不锈钢品种耐腐性能优于 200 系不锈钢品种。华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 6 / 15 400 系不锈钢 价格便宜 （不含镍成本低） 、热膨胀系数小、耐氯化物应力腐蚀性 甚至 优于 部分 300 系不锈钢品种；但是， 其 成形性能、可焊性及抗张强度小于 300 系不锈钢型号，因此 400 系不锈钢 实际 使用领域 也有限 。 常用的 400 系不锈钢品种中有含铬 18%的 430 型 号 及含铬 13%的 410 型号，其中 430 型不锈钢型号 在 400 系不锈钢里面 用量最大。 以下为 400 系的主流型号： 410： Cr（ 11.5%-13.5%） 马氏体代表钢种，强度高，硬度高（有磁性）；抗腐蚀性差，不适合于严重腐蚀环境下使用；含 C 量低，加工性好，通过热处理可使表面硬化。 410L：在 410 钢的基础上，降低了含 C 量，其加工性，抗焊接变形，耐高温氧化性优秀。应用于机械构造用件，发动机排气管，锅炉燃烧室，燃烧器。 430： Cr（ 16%-18%） 作为铁素体钢代表钢种， 430 不锈钢 热膨胀率抵，成形性及耐氧化性优。适用于耐热器具、燃烧器、家电产品、餐具、厨房洗涤槽。 430 价格低、加工性好是理想的 SUS304 的替代品 。 不锈钢上游 产业链 304 不锈钢 成分 主要是镍、铬 、铁三 个元素，镍元素来源主要是含镍生铁（ NPI）、进口镍铁（ FeNi） 、镍板、镍豆、废不锈钢等，铬元素的来源主要是高碳铬铁与废不锈钢。 铁元素一般来自于镍铁和铬铁， 另外采购 炼钢生铁较少。 镍 产业链 华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 7 / 15 图 1： 镍产业链框架 数据 来源： 华泰期货研究院 镍产业链框架主要分为镍矿 -镍产品 -下游三个环节。 镍矿分为两种，硫化镍矿和红土镍矿 。 硫化镍矿与红土镍矿的分布，大致可以用南北回归线来区分，南北回归线之内以红土镍矿为主，南北回归线之外以硫化镍矿为主 。 红土镍矿主要分布在赤道线附近的巴西 、新喀里多尼亚、古巴、印度尼西亚、菲律宾、哥伦比亚、多米尼加等国家 。硫化矿主要分布在澳大利亚、俄罗斯、加拿大、中国、南非等国家。我国 镍矿资源 主要是硫化镍矿。世界已探明镍储量中，红土镍矿和硫化镍矿 大致 是 7： 3 的比例， 全球的硫化镍矿资源基本没有新增量， 并且硫化镍矿已经得到了充分的利用， 红土镍矿资源较为丰富， 未来以开发红土镍矿为主。 镍产品大致分为三类，精炼镍、镍铁和镍盐， 其中， 电解镍、电积镍、镍板、镍豆都属于精炼镍（或称为纯镍），镍铁分为中国的含镍生铁 NPI 和海外镍铁 FeNi（印尼 NPI 除外），镍盐又以硫酸镍为代表。 镍 下游主要分为不锈钢、电镀、镍基合金、电池等四种主要用途，不锈钢的占比最大，而且镍铁基本上都用于不锈钢生产，电镀和镍基合金的需求相对稳定，电池的增速最快、前景最好，新能源汽车的三元电池是整个 原生 镍下游最具有前景的一个领域，但是目前的基数太小。 华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 8 / 15 图 2： 2018 年全球 主要 镍企产量 数据 来源： 上市公司报告 华泰期货研究院 2018 年全球镍产量最大的企业是淡水河谷（不计 NPI），其次为诺里尔斯克镍业（俄镍），、金川、嘉能可、必和必拓、日本住友、谢里特等企业。淡水河谷目前为全球最大的镍生产商，除了 NPI 以外，所有镍产品皆有生产，包括电解镍、镍铁、通用镍、镍粉等。诺里尔斯克镍业是全球成本最低的镍生产商，俄罗斯 以 硫化镍矿 为主 ，诺里尔斯克镍业的电解镍是副产品。 图 3： 2018 年全球原生镍国别产量（金属量） 图 4： 2018 年全球原生镍国别消费量（金属量） 数据 来源： 华泰期货研究院 数据 来源： 华泰期货研究院 中国 NPI21.16%印尼 NPI11.37%Vale11.32%Norilsk10.13%中国电解镍7.05%Glencore5.73%BHP3.99%Sumitomo3.70%Sherritt2.96%Eramet2.52%south322.00%Anglo American1.96%Antam1.15%其他14.96%挪威4.20% 俄罗斯 6.94%日本8.74%中国29.61%加拿大6.87%澳大利亚5.31%其他国家38.34%德国2.83%意大利2.73% 日本8.26%中国49.24%韩国5.53%美国8.76%其他国家22.66%华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 9 / 15 2018 年中国镍产量占比全球比例 约 30%，但需求占比接近 50%，因此中国除了进口镍矿以外，还要大量进口电解镍和镍铁。 中国、美国、韩国、日本、欧盟等国家 /地区是全球 的 镍消费主体 。 图 5： 2018 年全球原生镍消费结构 图 6： 2018 年中国原生镍消费结构 数据 来源： SMM 华泰期货研究院 数据 来源： SMM 华泰期货研究院 SMM 数据显示， 2018 年全球原生镍有 67%的比例用于不锈钢领域， 4%用于合金钢， 12%用于镍基合金， 7%用于电镀， 3%用于铸造，剩余 7%用于电池和其他领域。中国原生镍消费结构有所不同，其中不锈钢占据了绝大部分比例， 2018 年中国有 79%原生镍 用于不锈钢生产， 7%用于电池领域， 7%用于电镀， 4%用于合金和铸造， 2%用于其他领域。与前几年相比， 中国原生镍消费中 不锈钢占比已经从 83%下降到 79%，而电池的占比从 3%上升到 7%，其他领域 的占比 则相对稳定。未来三元电池占原生镍的消费比例可能继续上升，或将成为原生镍第二大消费领域。 铬产业链 铬铁是铬和铁组成的铁合金，除了主成分铬与铁 以 外还含有碳、硅、硫、磷等杂质。铬铁含铬 55% 75%，按含碳量 来分 则 分别 分 为 高碳 (4% 10%C)、中碳 (0.5% 4%C)、低碳(0.15% 0.5%C)和微碳 ( 0.15%C) 四种 铬铁 。高碳铬铁又称碳素铬铁，中、低、微碳铬铁又称精炼铬铁。 不锈钢的铬原料主要来自高碳铬铁与废不锈钢。高碳铬铁的生产工艺是碳热还原法，生产设备以矿热炉为主。 全球铬矿储量集中在南非、哈萨克斯坦和印度三个国家 ， 美国地质调查局数据显示， 2018年全球铬矿储量约 5.6 亿吨，其中南非占比 36%，哈萨克斯坦占比 41%，印度占比 18%，全不锈钢67%合金钢4%镍基合金12%电镀7%铸造3%电池及其他7%不锈钢79%电镀7%电池8%合金和铸造4%其他2%华泰期货 |镍 不锈钢专题 2019-08-09 10 / 15 球其他国家仅占比 5%， 全球铬矿资源分布 不 均匀 ，容易被操纵出现暴涨暴跌。从产量来看，2018 年南非铬矿产量占比 44%，哈萨克斯坦占比 13%，印度占比 10%，其他国家占比 33%。 中国铬矿储量极低，对外贸易依程度 高，铬矿进口绝大部分来自于南非 （ 2018 年约占 76%） ，自南非的铬铁进口 占比 亦超过 50%，其次为哈萨克斯坦。 不 锈钢生产主要使用高碳铬铁， 从 中国 的 高碳铬铁产量分布来看， 内蒙古产区是全国最大的产区， 2018 年内蒙古高碳铬铁产量占总产量比例高达 53%，其次为四川、山西、贵州等省份的产区。 不锈钢 供需 分析 全球不锈钢产量 图 7： 2018 年全球各国不锈钢产量 数据 来源： ISSF 华泰期货研究院 ISSF 数据显示， 2018 年中国不锈钢产量占全球比例超过 50%，印度其次占比约 7%，日本占比约 6%，美国占比约 6%，中国、印度、日本、美国四个国家不锈钢产量占全球比例高达 74%。 从各洲产量来看， 2018 年亚洲地区不锈钢产量占比接近 70%，欧洲占比 15%，因此亚洲地区不锈钢产量对全球供应影响重大。 中国54.95%印度7.37%日本6.47%美国5.54%芬兰 /瑞典 /英国4.50%比利时 /奥地利3.46%意大利2.93%其他国家14.78%