机械设备行业专题:风电零部件系列专题(三):风电铸件—大型化趋势提高行业壁垒,厚大断面球铁技术持续精进信达证券2022-07-18.pdf
摘要:本期内容提要:本周专题:铸件下游应用领域较为广泛,风电领域需求占比约5%。铸件是集材料研发、熔炼、浇注、热处理、机加工和检测为一体的高技术产品,是重工装备制造业的关键基础部件之一。铸件产业链的上游原材料主要是生铁和废钢,辅助材料为树脂、球化剂、孕育剂、固化剂等,其中生铁、废钢所占生产成本比重较大。下游端,大型重工装备铸件广泛应用于重工装备制造的各个细分行业,是电力、通用机械、能源、造船、机床、矿山、冶金、石化等下游行业的基础性行业。在下游应用领域中,汽车领域应用占比为28.9%,机床工具占比16.4%,内燃机及农机占比10.40%,工程机械应用占比9.40%,发电设备及电力需求占比4.8%(风电铸件属于发电设备及电力)。风电铸件主要包括轮毂、底座、轴及轴承座、梁、齿轮箱部件(主要包括齿轮箱箱体、扭力臂、行星架)等,约占风电整机成本的8%-10%。根据中国铸造协会对风电设备行业平均水平进行测算,每MW风电整机大约需要20-25吨铸件,其中轮毂、底座、轴及轴承座、梁等合计约需15-18吨,齿轮箱部件约需5-7吨。我国风电铸件产业保持全球领先地位,本土企业规模优势持续扩大。风电行业产业链全球化效应显著,在国内外风电市场融合发展及风电关键装备国产化政策的指导下,我国已形成一批具备全球竞争力的风电零部件制造企业。在风电铸件方面,以往全球大型重工装备铸件生产能力集中在欧洲、日本和韩国等发达地区,主要企业有法国克鲁索、德国辛北尔康普、日本制钢所、日本铸锻钢公司、神户制钢等等,这些企业由于发展历史悠久,其技术水平和生产能力拥有较大竞争力,但发达国家受人工成本、下游产业转移等因素的影响,铸件产业面临着整体性的结构调整和战略转移,随着国内企业产品技术的不断提高,国内生产的铸件在价格性能等方面具有较高的市场竞争力。全球风电铸件80%以上产能集中在我国,其余20%产能主要位于欧洲和印度。截至2019年末,全球风电铸件市场的前5家企业行业集中率达64%,风电铸件行业进入壁垒较高,大型化趋势下技术要求提高。因大型风力发电机地理环境、使用年限等原因,风电机组对风电铸件性能要求更为苛刻,企业以研发应用球墨铸铁厚大断面技术为战略方向。由于大型风力发电机大多是装在条件比较恶劣的峡谷、高原、海边,加上一般风力发电机组的塔架高度都在70~90m,大型风电零部件都有几十吨,甚至上百吨,吊装费用不菲,因而,风电铸件要适应温度变化大,从40℃到-20℃,甚至-40℃及以下,需承受交变和冲击载荷以及潮湿和盐雾腐蚀等,而高空和海上更换成本巨大,要求有高可靠性,必须保证陆上风电20年不更换,海上风电30年不更换。目前市场上风电公司在研发技术方面,多以厚大断面球墨铸铁技术研发作为技术发展方向,以适应风机大型化及海风装机量大幅增长的趋势。厚大断面风电铸件与普通球墨铸铁件相比,属于高韧性球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到的球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。而厚大断面球墨铸铁通常壁厚较大,壁厚大于100mm的球墨铸铁件为厚大断面球墨铸铁件。厚大断面球墨铸铁应用领域较广,已经广泛地应用于矿山机械、电力、机床、动力、工程机械、装备等领域。国外发达国家在厚大断面球墨铸铁件的研制方面具有较高水平。当前,我国具备生产厚大断面球墨铸铁条件的企业有多家,主要有中国一重、中国二重、江苏吉鑫、宁波日月、宁夏共享、中信重工、永冠科技等。我国厚大断面球墨铸铁铸件技术已经较强,但与发达国相比,在技术水平、人员素质、成本控制、管理实效等方面仍有一定差距,随本土企业厚大断面球铁技术的持续进步,有望在核心成长赛道如风电领域取得较快增长,同时也有望在其他大型装备领域实现工艺替代和国产替代,掌握核心技术能力的企业未来将具备较大的成长空间。风险因素:疫情反复风险、政策变动风险等。
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