我国陶瓷纤维竞争状况及发展前景分析

2019-12-12 11:20:35 zhongqi 5

(一)陶瓷纤维行业管理体制

陶瓷纤维行业实行行业自律管理,由中国绝热隔音材料协会承担相应的管理职能。该协会成立于1987年3月,现有会员单位400余家,由境内依法注册、从事绝热隔音材料生产、营销、施工、设计、科研、教育及相关行业的企事业单位以及社会团体等组成。协会的主要职能是对行业活动进行协调、指导;为会员及其他组织提供咨询、服务;维护正常的生产、经营秩序;保护公平竞争;维护会员合法权益;促进绝热隔音材料行业的健康发展。

陶瓷纤维行业的主要法律法规及政策包括:《中华人民共和国节约能源法》、国家发改委[2004]《节能中长期专项规划》、国务院国发[2005]21号《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》、国务院国发[2005]22号《关于加快发展循环经济的若干意见》、建设部令[2005]第143号《民用建筑节能管理规定》、建设部财政部建科[2007]245号《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》、国家发改委发改企业[2007]3251号《关于做好中小企业节能减排工作的通知》、工信部《建材工业“十二五”发展规划》。

(二)陶瓷纤维行业发展概况

1.陶瓷纤维产品特点

陶瓷纤维属于绝热材料行业,按照国家标准国民经济行业分类(GB/T4754-2002),公司属于“耐火材料制品及其他耐火材料制造(代码:3169)”行业。传统的绝热产品包括耐火砖、不定型材料、石棉制品、硅酸钙板、岩矿棉等。绝热材料的分类如下表所示:

绝热材料分类情况

德清奥卡耐火材料有限公司 

德清奥卡耐火材料有限公司 

与传统的绝热材料相比,陶瓷纤维是一种纤维状轻质绝热材料,具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热容小及耐机械震动等优点,产品具有以下优势:

(1)体积密度低:陶瓷纤维比轻质隔热砖炉衬轻75%以上,比轻质浇注料炉衬轻90%-95%。采用陶瓷纤维炉衬可大大减轻窑炉的钢结构负荷,延长炉体使用寿命。

(2)热容量低:陶瓷纤维的热容量仅为轻质耐热衬里和轻质浇注料衬里的1/10左右,而炉衬材料的热容量与炉衬的重量成正比。低热容量意味着窑炉在往复操作中吸收的热量少,同时升温的速度加快,大大减少了炉温操作控制中的能源损耗量,尤其对加热炉的启炉、停炉起到非常显著的节能效果。

(3)低导热率:陶瓷纤维炉衬当平均温度在400℃时,导热系数小于0.11W/m•K;当平均温度在600℃时,导热系数小于0.2W/m•K;当平均温度在1000℃时,导热系数小于0.28W/m•K。导热系数约为轻质粘土砖的1/8,为轻质耐热衬里(浇注料)的1/10,绝热效果十分显著。

(4)施工简便:施工过程无需留设膨胀缝,施工技术因素对炉衬绝热效果的影响小。

(5)抗热震及机械震动性能优良:纤维毯及模块具有柔性和弹性,对剧烈的温度波动和机械震动具有特别优良的抵抗性能。在被加热体能承受的前提下,纤维折叠模块炉衬可以较快的速度加热或冷却而且不易破损。

(6)无需烘炉:炉衬施工完毕即可投入使用,无需经烘炉程序。

(7)隔音性能好:陶瓷纤维能降低频率小于1000赫兹的高频噪声,对小于3000赫兹的声波,隔音能力优于常用隔音材料,能显著降低噪声污染。

(8)高热敏性:陶瓷纤维炉衬的热敏性要远远好于常规耐火材料炉衬,目前加热炉一般使用微机控制,纤维炉衬的高热敏性更适应工业窑炉的自动化控制。

(9)化学性能稳定:陶瓷纤维属中性偏酸性材料,除与强酸碱反应外,不被其他弱酸、碱及水、油、蒸汽侵蚀,与不浸润。

(10)适用范围广:随着耐火纤维生产技术及应用技术的发展,耐火陶纤制品已经实现了系列化与功能化。产品在使用温度上,可以满足从600℃至1600℃不同温度档次的使用要求;在形态上,已经逐渐形成了从传统的棉、毯、毡产品到纤维模块、板、异型件、纸、纤维纺织品;从纤维棉到纤维喷涂、可塑料、浇注料等多种形态的二次加工或深加工产品,完全满足各行业不同工业炉对耐火陶瓷纤维制品的使用要求。

目前,国内陶瓷纤维已在电力、冶金、石油、化工、电子、船舶、交通运输、房屋建筑及一些轻工业部门得到广泛的应用,并用于宇航及原子能等尖端科学技术领域。国外一些大的陶瓷纤维企业成功开发并批量生产用于特殊应用领域的多晶氧化锆纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维、硼化物纤维等新产品,如美国杜邦公司生产的多晶氧化铝长纤维,含有99.9%多晶α-Al2O3,纤维直径为20μm,主要用于制造纺织物。由碳化硅纤维增强的金属基(钛基)复合材料、陶瓷基复合材料已用于制造航天飞机部件、高性能发动机等耐高温结构材料,是21世纪航空航天及其他高技术领域的新材料。

2、国际陶瓷纤维发展概况

1941年,美国巴布考克·维尔考克斯公司用电弧炉熔融喷吹法第一次制成陶瓷纤维。得益于其优越的性能,陶瓷纤维迅速推广开来,并在相当多的领域内逐渐取代传统的绝热材料。20世纪40年代,陶瓷纤维产品逐步应用于航空工业领域;50年代陶瓷纤维实现了工业化的大批量生产;20世纪60年代美国、英国、日本对该领域投入相当的研究力量,陶瓷纤维的最高使用温度达到1200℃,其应用性能远超过传统的绝热材料;20世纪70年代,英国的ICI公司成功推出多晶氧化铝纤维,陶瓷纤维产品的最高使用温度提高到1600℃。20世纪70年代的能源危机之后,节约能源的理念为社会各界所认同,陶瓷纤维在世界范围内获得了快速发展。根据中国绝热隔音材料协会的数据,2000年全球陶瓷纤维产量为30万吨,2006年迅速增长到64万吨。据不完全估计,2010年世界陶瓷纤维产量约为117万吨。国外在提高陶瓷纤维产量的同时,注意研制开发新品种,除1050型、1260型、1400型、1600型及混配纤维等典型陶瓷纤维制品外,近年来在熔体的化学组分中添加ZrO2、Cr2O3等成份,从而使陶瓷纤维制品的最高使用温度进一步提高。此外,有些生产企业还在熔体的化学组分中添加CaO、MgO等成份,成功研制开发多种新产品,如:可溶性陶瓷纤维、含62%-75%的Al2O3高强陶瓷纤维及耐高温陶瓷纺织纤维等。

目前,国外陶瓷纤维的应用范围日益扩大,一些主要工业发达国家的陶瓷纤维产量继续保持增长的发展势头,其中尤以玻璃态陶瓷纤维的发展最为迅速。同时,随着陶瓷纤维应用范围的不断扩大,陶瓷纤维制品的生产结构也随之发生重大变化。陶瓷纤维毯、板、模块等产品复合应用方式的大力推广,已成为陶瓷纤维系列产品中的主流产品。陶瓷纤维新品种的开发、生产和应用,大大促进了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。

近十年来,国外陶瓷纤维行业生产经营出现了较大的变化,整个行业的技术水平和产销模式都处于急剧变化之中。一些生产规模较小,生产技术水平处于低端的中小企业或宣告破产,或被大公司所兼并。业内的大公司不断扩张,形成了以英国摩根热陶瓷纤维公司和美国联合纤维绝热制品公司两家跨国公司为代表的业内巨头。这些跨国公司不断加大技术研发投入,提高产品的的技术水平,扩大产品的应用范围,并逐步建立全球范围内的营销网络。同时,这些跨国公司通过兼并收购,逐渐加强世界范围内的产销体系。由此,整个行业的技术水平和产销集中度都不断提高。

3、我国陶瓷纤维的发展

我国于上世纪70年代开始发展陶瓷纤维技术,在行业起步阶段,主要技术基本依靠国外引进。陶瓷纤维行业在我国的发展可以分为两个阶段:20世纪90年代以前,陶瓷纤维处于缓慢发展阶段。这一阶段我国经济发展较为薄弱,工业体系不完善。钢铁、冶金、石化等重工业在国民经济中的比重较小,工业化主要依靠粗放型增长模式推动,企业对节能认识不足,客观上造成绝热行业市场需求不旺。同时,由于这一阶段的绝热材料基本上以耐火砖、石棉等传统耐火材料为主,对陶瓷纤维这种新型绝热材料认识不足,产品推广缓慢。

20世纪90年代,陶瓷纤维迎来发展的新时期。这一阶段,我国工业体系基本建立,重化工业得到应有的发展,以技术和市场为先导的经营模式使得企业重视技术创新和成本节约,节能和绝热技术得以逐步推广。伴随着改革开放的推进,钢铁、冶金、石化、电力、汽车、建筑等行业迅猛发展,为陶瓷纤维行业创造了巨大增长空间。与此同时,节能政策的推广和节能理念的普及,也为陶瓷纤维行业发展创造了良好的政策与应用环境。根据中国绝热隔音材料协会的数据,1995年我国陶瓷纤维产量只有2万吨,2006年达到26万吨。据不完全统计,2010年我国陶瓷纤维产量约为55万吨。

2012年1-3月,全国规模以上陶瓷纤维工业企业实现利润10,449亿元,同比下降1.30%,但降幅与2012年1-2月份相比有所收窄,主要是制造成本增加、期间费用增速居高不下,以及产品销售增长乏力等因素,全国规模以上陶瓷纤维工业企业累计实现利润继续下降。2012年3月全国规模以上陶瓷纤维工业企业实现利润4,389亿元,同比下降4.50%,主要原因是下游市场需求状态减缓,但随着国家对外墙保温市场的支持,公司保温板一期生产线已建设完工,公司收入预计将有所增加。

2012年1-3月,全国耐火材料产量585.32万吨,同比降低3.35%。其中致密定型耐火制品364.04万吨,同比降低2.4%;保温隔热耐火制品13.4万吨,同比降低9.96%;不定形耐火制品207.88万吨,同比降低4.53%。2011年,全国耐火材料产量2,949.69万吨,同比增长5.04%。其中致密定型耐火制品1,765.22万吨,同比增长3.90%;保温隔热耐火制品67.34万吨,同比增长4.57%;不定形耐火制品1,117.13万吨,同比增长6.93%。

2012年1-3月,在欧洲主权债务危机和全球经济弱势复苏,以及国内消费刺激政策退出的影响下,我国经济增速有所放缓。受主要下游行业业,如钢铁、建材、有色金属等传统行业市场需求减缓的影响,耐火材料行业生产运行压力逐渐增大,企业利润空间持续缩小。

截至2012年2月,我国粗钢日产量连续4个月在170万吨以下。2012年2月下旬,重点企业粗钢日均产量为154.72万吨,较2012年2月中旬环比下降1.32%。2012年3月末,我国钢材综合价格指数同比下降7.67%。2012年一季度,全国重点大中型钢铁企业亏损10.34亿元,钢铁主业平均销售利润率-0.12%。

2012年3月份,重点建材企业水泥平均出厂价格为363.4元/吨,比2012年2月下降18.2元/吨,同比下降9元/吨,降幅分别为4.8%和2.4%;平板玻璃60.9元/重量箱,比2012年2月上涨0.6元/重量箱,同比下降16.4元/重量箱。2012年3月末,重点建材企业水泥库存1,427万吨,同比上升7.5%;平板玻璃库存4,801万重量箱,上升同比49%。

2012年一季度,全国十种有色金属产量840万吨,同比增长5.8%,增速同比减缓3.5%。2012年一季度,电解铝产量459万吨,同比增长12.1%,增速同比加快10.5个百分点;铜产量同比增长9.8%,增速同比减缓4.8个百分点;铅产量同比下降8.7%;锌产量同比下降5.7%;氧化铝产量同比增长7.9%,增速同比减缓2.5%。

(三)陶瓷纤维行业竞争情况

1、国外主要生产厂家

陶瓷纤维行业国外主要生产厂家包括英国摩根热陶瓷公司、美国联合纤维绝热制品公司和日本伊索莱特绝热制品公司。

1)英国摩根热陶瓷纤维公司

该公司始建于1930年,总部设在英国,年陶瓷纤维生产能力约在15万吨以上,生产规模位居世界第一。摩根公司拥有业内最广泛的生产和销售网络,在亚太地区、欧洲、非洲、独联体国家、拉丁美洲和北美等40多个国家拥有34个工厂,50个销售办事处。目前,该公司在中国境内拥有5家子公司。

2)美国联合纤维绝热制品公司

该公司成立于1950年,是高温绝热纤维制品的主要生产厂商,其产品主要用于高温窑炉、汽车工业等领域。该公司的生产规模位居世界陶瓷纤维生产企业的第二位,目前在澳大利亚、巴西、印度、法国、德国、英国、美国、委内瑞拉都设有工厂,在十多个国家拥有销售办事处,年陶瓷纤维生产能力约在10万吨以上。

3)日本伊索莱特绝热制品公司

该公司是亚洲较大的陶瓷纤维生产企业,年陶瓷纤维棉生产能力约2.5万吨以上。该公司于1997年在苏州设立伊索莱特(苏州)公司。英国摩根热陶瓷纤维公司和美国联合纤维绝热制品公司在资金规模、技术水平、管理水平和中国境外营销都具有一定的优势。

2、国内主要生产厂家

据统计,全国目前共有陶瓷纤维生产企业200多家,其中年产陶瓷纤维制品500吨以上的有45家。这些企业普遍存在规模偏小,工艺落后,产品种类单一,技术创新实力薄弱等问题。国内的主要生产厂家可分为跨国公司在中国境内设立、兼并收购的子公司和内资企业两大类。跨国公司在国内拥有的主营业务为陶瓷纤维产品的子公司主要有以下公司:

生产陶瓷纤维跨国公司在国内的子公司情况

 

德清奥卡耐火材料有限公司

德清奥卡耐火材料有限公司


 

在国内陶瓷纤维行业,鲁阳股份在规模、技术和市场开拓方面处于绝对的领先地位。

国内主要生产陶瓷纤维内资企业2011年产量情况

德清奥卡耐火材料有限公司 

2009年,公司实现产量92,316.07吨,销量94,555.79吨;2010年公司实现产量124,243.85吨,销量124,529.71吨;2011年,公司实现产量154,366.00吨,销量156,099.00吨;2012年1-3月公司实现产量32,652.34吨,销量29,350.52吨。

(四)进入本行业的壁垒

1、资金和规模壁垒

陶瓷纤维行业是一个规模效益明显的行业。主要体现在两个方面:第一,陶瓷纤维生产涉及陶瓷纤维棉、毯、毡、板、模块组件、异型件、纸和纺织品等一系列产品,只有相当的固定设备投入,才能形成丰富的产品线,为客户提供全方位的产品服务;第二,陶瓷纤维行业的客户中相当一部分集中在钢铁、冶金、石化、电力等行业。这些行业的企业一般具有较大的规模,对陶瓷纤维产品的需求量很大,只有一定的生产规模的企业才能在短时间内满足客户的需求,从而建立长期的合作关系。此外,随着下游行业对节能要求的不断增加,陶瓷纤维产品的技术含量不断提高,在向客户提供产品的同时更重要的是提供解决方案,只有一定规模的大企业才具备相应的实力。

2、专用设备壁垒

在陶瓷纤维行业,陶瓷纤维企业的单台生产设备产能差异很大,有些企业通过长时间的技术积累和摸索,对生产设备进行持续的研究和改进,设备产能成倍提高,生产效率远高于其他企业。比如,国内陶瓷纤维成套生产设备的机械制造厂家所能提供的喷吹生产线设备年产量为500吨,甩丝生产线设备年产量1,000吨。而鲁阳股份喷吹生产线年产量可达到2,500吨,甩丝生产线年产量可以达到3,500吨,远远超过业内通用的标准化设备,目前通过研发仍在持续提升生产线产能。这种产能上的差异,主要原因是设备的水平不同。鲁阳股份的生产设备是非标设备,经过多年的探索与创新,一些关键设备已经完全改变了原有的设计,在生产线的自动控制、流口设计、集棉室、固化炉等关键部位进行技术改造,设备功效有了大幅度的提升。这些高产能的设备来自公司的独有设计,国内机械制造企业不能制造。同时,国内研究部门一直未对陶纤产品生产装置展开深入研究,不能提供高效能的设备设计。所以,众多同行业即使拥有资金能力,暂时也没有从国内购进高效能设备的渠道。如果从国外购买,设备价格昂贵,投入与产出有较大的反差,投入回收周期长。

3、工艺配方壁垒

陶瓷纤维是绝热材料中的新型材料,其技术含量不断提高。通过添加人工合成料来调整、改善原料的化学成分,从而使陶瓷纤维棉的适用温度进一步细分;通过对原料配方的调整使产品种类不断丰富。上述工艺配方的创新和改进需要企业反复实践、长期探索才能取得。新进入企业很难在短期内掌握这些先进技术,满足客户需求,只能在低端产品上竞争,难以进入中高端产品领域。比如鲁阳股份陶瓷纤维产品适用温度区间分布在800℃-1600℃,陆续开发出高铝纤维、含锆纤维、锆铝纤维、含铬纤维、硅酸铝纺织物纤维等产品,其中含锆纤维被评为“国家级新产品”,属国内首创;硅酸铝纺织物纤维为“国家发明专利”。

4、市场营销壁垒

陶瓷纤维产品用于各种热处理设备,这些热处理设备价值高,是生产的核心环节,因此对相应陶瓷纤维绝热材料质量的稳定性和可靠性有很高的要求,客户基于产品质量稳定性的考虑,往往选购品牌知名度较高的产品。小规模的企业无法建立经济有效的质量控制体系和全员营销体系,对市场销售网络的建设更是力不从心,致使其产品难以进入电力、石化、冶金、钢铁等大企业。同时,陶瓷纤维作为一种新型节能材料,对其他耐火绝热材料具有替代功能,能否成功扩大市场,应用方案解决能力和营销能力至关重要。

(五)陶瓷纤维行业发展前景及市场容量

1、产业政策的支持

上世纪80年代初,我国制订了“能源开发与节约并重,把节约放在优先地位”的能源发展方针。1997年颁布的《中华人民共和国节约能源法》将节能确立为国家发展经济的一项长远战略,鼓励、支持节能科学技术的研究和推广。《“十五”能源发展规划》中更明确提出,要通过加大科研投入,大力推广使用节能材料,实现系统节能;重点抓好冶金、有色、建材、化工和石化等高耗能产业和产品的节能工作。2004年,国家发改委公布了《节能中长期规划》。2008年《政府工作报告》再次强调经济建设要“优化结构、提高效益、降低消耗、保护环境”、“加大节能减排和环境保护力度,做好产品质量安全工作”。

根据《节能中长期规划》的内容规定,我国节能政策目标为:到2010年每万元GDP(以1990年不变价格计算)能耗由2002年的2.68吨标准煤下降到2.25吨标准煤,2003-2010年年均节能率为2.2%,形成的节能能力为4亿吨标准煤。2020年每万元GDP能耗下降到1.54吨标准煤,2003年-2020年年均节能率为3%,形成的节能能力为14亿吨标准煤,相当于同期规划新增能源生产总量12.6亿吨标准煤的111%,相当于减少二氧化硫排放2,100万吨。

2、下游行业的推动

陶瓷纤维行业的下游主要集中在电力、石化、冶金等需要进行热加工和热处理的行业。近年来,我国基础投资建设规模逐年增大,推动了电力、石化、冶金等行业的快速发展,由此带动了对陶瓷纤维产品的需求。同时,由于我国正处于“重化工化”的进程中,电力、石化、冶金等行业的长期发展趋势看好,这为陶瓷纤维行业发展提供了广阔的空间。

3、对传统绝热产品的替代

传统的绝热材料包括石棉制品、耐火砖、硅酸钙板、岩(矿)棉产品及其他绝热材料。石棉制品和岩(矿)棉产品由于对人体有害,在发达国家已经普遍禁止使用,我国也逐步开始对石棉制品进行限制和淘汰。2002年6月2日,原国家经贸委发布了《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》(第三批),将蓝石棉列入其中。2003年底,北京市发布了自2004年1月起在全市所有建筑工程中禁止使用石棉及其制品的规定。

硅酸钙板主要应用于电力行业。该产品的主要市场竞争优势在于其价格低廉,在上世纪九十年代中期曾对陶瓷纤维产品在电力行业的推广产生一定冲击,但该种产品脆性大、易粉化、使用寿命短。目前,一些电力企业已经放弃使用硅酸钙产品,改由陶瓷纤维产品代替。

耐火砖是目前应用范围最广的一种传统绝热节能材料。我国在陶瓷纤维推广使用之前,大部分企业在处理绝热耐火问题时一般首选耐火砖。在高温窑炉的下体炉墙等应用领域,耐火砖的抗风蚀、侵蚀性能优于陶瓷纤维产品。但耐火砖由于自重大,同一台窑炉在同一绝热面积上所用耐火砖的重量是陶瓷纤维结构层重量的数倍,随着众多工业企业对窑炉轻型化重要性的认识逐步加深,陶纤产品替代耐火砖的步伐正在加快。

4.不断拓展新的应用领域

随着对陶瓷纤维新产品、新技术开发力度的加大,陶瓷纤维产品形态日益丰富,其应用范围进一步拓宽,除在传统领域应用的广度与深度不断拓展外,在其他许多行业也正在被逐步推广和使用,如建材、消防、家电、汽车、船舶、军工等。此外,在一些高尖端领域的应用也取得了突破性进展,如连云港田湾核电站、西安飞机制造厂、中国空间技术研究院、南极科考均使用了陶瓷纤维产品。陶瓷纤维产品应用范围的不断扩大,将带来市场需求的稳步上升。

(六)行业技术水平及技术特点

目前,我国大多数陶瓷纤维生产企业主要采用“电阻法熔融、一次风(或蒸汽)喷吹、干法针刺毯”生产工艺。一些落后企业仍采用“电弧炉熔融、一次风(或蒸汽)喷吹成纤、湿法制毡”生产工艺。包括鲁阳股份在内的少数骨干企业已建立了具有国际先进水平的“电阻法熔融、甩丝成纤、干法制毯”和“电阻法熔融、二次风喷吹成纤、干法制毯”生产线,并在生产线的自动控制、流口设计、集棉室、针刺机、固化炉等关键部位进行一系列的技术改造,使陶瓷纤维工艺水平大大提高。同时,国内少数企业在多晶氧化铝纤维、多晶氧化锆、多晶莫来石纤维的胶体法成纤工艺及煅烧、加工工艺方面已趋于成熟。

在产品质量方面,少数骨干企业的产品质量已和国际同类产品接轨,其所生产的高纯纤维、高铝纤维、含锆纤维以及纺织专用纤维和造纸专用纤维等产品的质量较过去都有较大程度的提高。但大多数企业的产品与国际先进水平相比还存在较大差距,主要表现在:原料精选程度不够、纤维长径比偏低、渣球含量不稳定、纤维柔性和耐高温性能差等。

陶瓷纤维技术发展主要体现在三个方面:一是生产原料的配方,二是陶瓷纤维生产过程控制和工艺改进,三是陶瓷纤维产品应用技术的推广。在原料配方方面,通过向传统的煤矸石、焦宝石、石英砂等原料中添加氧化铝、氧化锆及其他添加剂,提高陶瓷纤维晶相的稳定性,增加其微观结构的稳定性,进而提高材料的综合性能;在生产过程控制和工艺改进方面,通过对现有设备的改造,改进陶瓷纤维熔融技术、喷吹技术、甩丝技术和各种产品的生产技术,提高产品的综合性能;在陶瓷纤维产品应用技术推广方面,陶瓷纤维从工业窑炉等传统行业逐渐向核电、汽车、家电、建筑节能等领域方向发展。