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498888开马【广发钢铁 李莎】从供需看钒行业:螺纹钢新标将施行

发布日期:2019-09-26 15:34   来源:未知   阅读:

  GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》已于2018年2月6日经国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会以2018年第2号公告批准发布,将于2018年11月1日正式实施。相比旧国标,新国标新增了钢筋金相组织、截面维氏硬度、微观组织检验方法,规定钢筋基圆上不应出现回火马氏体组织,这就从源头上杜绝了部分厂家采用“穿水”工艺生产高强度钢筋的可能性,从而将提振热轧带肋钢筋对钒的需求。

  █一、先识钒资源:原料来源于钒渣、矿石及二次资源,钒铁、钒氮是最重要的钒制品,90%用于钢铁冶金

  从钒元素看:钒属难熔金属,根据TTP Squared统计数据,全球钒原料71%来源于钒渣、17%来源于含钒矿石、12%来源于飞灰等二次资源;从钒制品看:钒铁、钒氮合金是最重要的钒产品;从应用领域看:根据TTP Squared数据,钒90%用于钢铁冶金,5%应用于钒钛、钒铝合金等非铁合金,4%用于化学品,1%用于电池及其他领域。

  █ 二、 需求:我国钒消费量全球占比超50%,特钢产量占比提升、热轧带肋钢筋新标即将施行或提振钒需

  根据TTP Squared及陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》论文,我国2016年钒消费量占全球的50%,特钢占比低致我国钒单耗仅为北美41%、欧盟59%;

  钒在合金钢等特钢中应用广泛,我国制造业升级将拉动特钢量、质提升从而驱动钒需;钒作为微合金元素可应用于热轧带肋钢筋等普钢,据文中估算,若全国热轧带肋钢筋生产均采用钒微合金化且钒质量分数至少为0.03%,则对钒(以V2O5计)的需求量将达10.71万吨,已经超过了2016年全年我国钒产量;但钒氮、铌铁合金在微合金化提高强度方面对钒起到替代作用,达到相同性能,钒铁、钒氮、铌铁加入量之比为1.56:0.51:0.50,以目前价格计算,铌铁合金化成本最低,钒氮次之,钒铁最高。

  █三、供给:我国钒产能及产量全球占比均超50%、攀钢、承钢位列全球前三,2019年起禁止钒渣进口或影响近20%年产量

  从全球看:钒资源主要分布于中国、俄罗斯、南非等国,根据美国地质调查局统计数据,中国钒资源储量占比达45%;根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊的论文《钒产业2016年年度评价》论文,2016年全球钒制品产能(折合为V2O5计)达24.16万吨,产量约14.10万吨,产能利用率仅58.35%,中国产能及产量在全球占比均超50%;攀钢、耶弗拉兹、河钢产能、产量均位列世界前三,行业头部效应明显;

  从国内看:储量方面,根据国家统计局统计数据,2016年我国钒资源储量951.77万吨,其中四川省占比达62.89%;产能方面,2016年我国钒制品产能(折合为V2O5计)为14.1万吨,占全球钒制品总产能的58.36%;产量方面,2016年我国钒制品产量(以V2O5计)达8.03万吨,产能利用率仅为56.95%,低于全球平均水平;生产企业方面,鞍钢集团攀钢公司钒铁、钒氮合金产能处于绝对领先位置;

  2018年4月19日生态环境部发布了《关于调整进口废物管理目录的公告》,自2018年12月31日起,将“含铁大于80%的冶炼钢铁产生的渣钢铁”从《限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《禁止进口固体废物目录》。根据国家统计局统计数据,2017年我国进口的冶炼钢铁产生的熔渣、浮渣、氧化皮及其他废料共148.86万吨,据文中计算,2017年全国进口用于提钒的钢渣最多可生产钒制品(以V2O5计)1.58万吨,则禁止钢渣进口将至多影响我国国内钒制品供给19.63%,影响较为显著。

  █四、投资建议:螺纹钢新标即将施行、18年底起提钒钢渣将禁止进口,钒行业供需格局将明显改善

  从供需两端看,我们认为钒将充分受益于螺纹钢新国标的强制推行以及我国禁止进口提钒钢渣的产业政策,钒供需格局将明显改善,钒价格或继续维持高位运行,钒行业或迎来发展良机。建议重点关注拥有钒原料资源的上市公司。

  钢铁产量大幅下降或新技术运用导致钢铁对钒需求大幅下降;全球钒产能大幅增加;钒铁、钒氮、铌铁合金等价格大幅波动;国家禁止钒渣进口政策、热轧带肋钢筋国家标准出现重大变化。

  █前言:GB/T 1499.2-2018《热轧带肋钢筋》新国标即将施行,对钒产品供需影响几何?

  根据国家标准化管理委员会官网,GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》已经于2018年2月6日经国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会以2018年第2号公告批准发布,将于2018年11月1日正式实施。

  在热轧带肋钢筋的生产中,一般可采用钒氮微合金化和控制轧制的方式来实现晶粒细化,以获得良好的综合性能。但出于低生产成本、增加经济效益的目的,部分中小型钢企通过“穿水工艺”生产高强度钢筋。所谓“穿水工艺”是指钢坯通过轧后穿水快速冷却来提高钢筋强度。尽管穿水工艺钢筋在强度上能够达标,但容易生锈且强度容易衰竭,因此在钢筋混凝土中使用时性能不佳。

  但在GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》国家标准中,新增了钢筋金相组织、截面维氏硬度、微观组织检验方法,规定钢筋基圆上不应出现回火马氏体组织(“穿水工艺”生产的钢筋的典型组织),这样就从源头上杜绝了部分厂家采用“穿水”工艺生产高强度钢筋的可能性,从而将提振热轧带肋钢筋对钒的需求,因此有必要针对钒产业的供需状况进行详细的研究。

  本文将从钒的需求和供给两个角度,分析钒在钢铁行业中的应用前景、钒生产企业现状及各影响因素。重点讨论以下几个问题:

  █一、先识钒资源:原料来源于钒渣、矿石及二次资源,钒铁、钒氮是最重要的钒制品,90%用于钢铁冶金

  (一)金属钒:难熔金属,原料71%来源于钒渣、17%来源于含钒矿石、12%来源于飞灰等二次资源

  钒,元素符号 V,银白色金属,在元素周期表中属VB族,原子序数23,原子量50.9414,常见化合价为+5、+4、+3、+2。钒的熔点达1890℃,常与铌、钽、钨、钼等元素并称为难熔金属。有延展性,质坚硬,无磁性。

  钒在自然界中以化合物形式存在,重要的含钒原料有钒渣、钒铁矿、钾钒铀矿、钒酸盐矿、绿硫钒矿、钒云母等矿物以及磷酸盐工业副产含钒磷铁、燃烧含钒有机矿物(煤、石油等)的飞灰、灰渣和石油工业的废催化剂等。

  (二)钒制品及生产工艺:钒铁、钒氮合金是最重要的钒三级产品,先导步骤为提取钒氧化物

  1、钒产品:按上下游关系可分为初级、二级和三级产品,钒铁、钒氮合金是最重要的钒三级产品

  钒产品按上下游关系可分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包括含钒矿物,钒精矿、钒渣、报废的石油精炼催化剂和其他含钒残渣(如含钒钢渣等);二级产品(或称中间产品)即为五氧化二钒和三氧化二钒,多用作生产硫酸的触媒催化剂和石油精炼用催化剂;三级产品(或称消耗产品)包括钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物,其中钒铁、钒氮合金是最重要的钒材料。

  (1)钒铁合金:铁钒二元合金,按钒含量分为FeV50、FeV60、FeV80三大类

  钒铁是通过还原得到的铁和钒中间合金(铁钒二元合金),钒含量(质量分数)不小于35.0%,不大于85.0%。根据钒铁合金国家标准GB/T 4139-2012,钒铁按钒和杂质含量分为3大类(FeV50、FeV60、FeV80)共9个牌号,如表3所示。

  (2)钒氮合金:可替代钒铁作合金添加剂,按氮含量分为VN12和VN16两牌号

  钒氮合金是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。根据钒氮合金国家标准GB/T 20567-2006,钒氮合金按化学成分可分为VN12和VN16两个牌号,如表4所示。

  2、典型生产工艺:提取钒氧化物为生产钒铁和钒氮合金的先导步骤,金属铝还原和还原氮化反应为钒铁和钒氮合金主要冶炼方法

  由图1可知,生产钒铁合金和钒氮合金主要以钒氧化物V2O5、V2O3等为中间原料,因此提取钒氧化物为生产钒铁合金和钒氮合金的先导步骤。

  典型V2O5、V2O3生产工艺是以各种含钒物质为原料,采用钠化-氧化-焙烧或直接酸浸等方法生产钒氧化物产品。以常用的钠化-氧化-焙烧法为例,该方法多用于处理含钒铁精矿或钒渣。钒渣为以含钒铁矿炼钢过程中产出的副产物,在进行焙烧之前须经破碎磨细、磁选除铁。用含钒铁精矿作原料时,一般采用与钠盐添加剂混合制团的方法,添加剂常用食盐、硫酸钠或碳酸钠,也常使用两种钠化剂的混合物。焙烧产物水浸液经浓缩、过滤、铵盐转化、加酸沉淀析出钒酸铵送去过滤。滤饼经干燥、脱氨即得粉状五氧化二钒产品,或将滤饼直接熔化获得片状五氧化二钒产品。

  根据王永刚等人于2002年3月发表于《钢铁钒钛》期刊上的《高钒铁冶炼的渣态研究》论文,采用金属铝还原钒氧化物制取高钒铁是主要的钒铁制备方法,基本原理是以片状五氧化二钒为原料并采用75%硅铁和少量铝作还原剂,在碱性电弧炉中,经还原、精炼两个阶段炼得合格钒铁产品。(1)还原期:还原作业的第一步是先将钢屑、硅铁熔化,加入精炼期返回的精炼渣,再加入少量V2O5,熔炼后形成的渣称为贫渣,其V2O5含量小于0.35%,倒出贫渣,转入还原期第二步冶炼,加人铝粒以控制合金中的Si、V含量;(2)精炼期:目的在于脱硅,提高钒的含量,继续加入V2O5和石灰,使其与过量的硅一起转入渣中,以达到合格产品要求的钒含量。

  根据翁庆强等于2015年发表于《四川冶金》期刊的《目前国内氮化钒生产情况浅析》论文,目前钒氮合金产业化的工艺技术是以钒的氧化物或混合物为原料,经破碎后添加碳粉和添加剂后混匀,之后压球成型,进入还原-氮化设备进行钒氧化物的还原-氮化反应,最后冷却,得到所需的氮化钒产品。还原-氮化反应为生产钒氮合金的关键流程,所采用的设备主要有推板窑(又分为单板窑和双板窑)、ZR真空炉、管式炉等。

  钒常以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于钢铁冶金、宇航、化工和电池等行业。根据TTP Squared数据,2016年全球钒消费量约80000吨,其中90%用于钢铁冶金,5%应用于钒钛、钒铝合金等非铁合金,4%用于化学品,1%用于电池及其他领域。由此可见,钢铁冶金行业是钒最核心的下游应用。

  1、钢铁领域:在普碳钢、低合金钢、高合金钢及工具钢的占比分别为25%、30%、20%和15%,起到细化组织和晶粒以提高钢铁性能的作用

  钒以钒铁和钒氮合金的形式添加于钢铁冶炼中,通过细化钢的组织和晶粒以提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。根据TTP Squared数据,钒用于钢铁领域中的普通碳素钢(如螺纹钢)、高强低合金钢、高合金钢及工具钢的占比分别为25%、30%、20%和15%,合计为90%。其中高强合金钢、高合金钢和工具钢均可归于特钢范畴,因此钒在特钢中的应用占比达65%,在普钢中的应用占比达25%。

  (1)普通碳素钢:根据许后昌等人于2011年发表于《四川冶金》期刊上的《HRB400E抗震钢筋研制与开发》,晶粒细化是目前唯一可以做到既提高强度、又改善塑性和韧性的方法。在热轧带肋钢筋的生产中,普遍采用钒氮微合金化和控制轧制的方式来实现晶粒细化,以获得良好的综合性能。在即将于2018年11月施行的GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》国家标准中,增加了对钢筋金相组织的检验项目,规定钢筋基圆上不应出现回火马氏体组织,这样就从源头上杜绝了部分厂家采用“穿水”工艺生产不合格钢筋的可能性。

  (2)合金钢:合金钢按合金元素含量的不同又分为高强度低合金钢(HSLA)和高合金钢。钒作为常用微合金化元素,通过细晶强化作用和第二相沉淀析出强化实现高强度低合金钢和高合金钢的强韧化,广泛应用于石油、天然气管道,造船、汽车、建筑和桥梁等领域。

  (3)工具钢:合金工具钢具有很大的硬度,主要用于制造工具。合金工具钢包括各种切削工具、热加工工具与模具钢,是用钒最早和最多的传统钢种。

  根据杜光超等于2015年发表于《钢铁钒钛》期刊上的《钒在非钢铁领域应用的研究进展》,随着技术的发展,钒在工业催化、电池、颜料、纳米及医疗材料等非钢领域的应用越来越广泛。

  (1)工业催化:以含钒化合物为活性组分的钒系催化剂是工业上最重要的氧化催化剂系列之一。以V2O5为主要成分的钒系催化剂几乎对所有的氧化反应都有效,广泛应用于硫酸、有机化工原料合成、烟气脱硫脱硝等领域。目前,工业钒系催化剂中约1/3应用于硫酸生产,约1/3应用于乙丙橡胶合成,其余1/3应用于顺酐、苯酐生产以及选择性催化还原SCR催化剂等。

  (2)钒系电池:全钒氧化还原液流电池,又称为钒电池,因其具有储能容量和功率可调、大电流无损深度放电、操作维护简单、使用寿命长、绿色环保等突出优势而备受关注,正在逐步走向实用化。钒电池电解液是以硫酸作为支持电解质,五价钒离子/四价钒离子、二价钒离子/三价钒离子分别作为正负极电解液活性物质的混合溶液。

  (3)钒颜料:在颜料领域,钒主要用于制备铋黄及钒锆蓝颜料。铋黄颜料色泽优良、耐腐蚀性强、无毒的突出优点使其广泛应用于黄色汽车外壳涂装、高端塑料制品、高级油墨等场合;钒锆蓝颜料具有较高的热稳定性、较强的着色能力且能与其他陶瓷颜料混合制成复合色,因此钒锆蓝颜料广泛应用于陶瓷及搪瓷行业。

  (4)纳米及医疗材料:一维钒氧化物纳米材料体系中存在多种氧化态和配位多面体,使其在电子、电化学、磁学和光学等领域得到广泛应用;钒在细胞新陈代谢过程中起着重要的作用,钒化合物在降糖、抗癌及抗炎等方面具有较高药用价值。

  █ 二、需求:我国钒消费量全球占比超50%,特钢产量占比提升、热轧带肋钢筋新标即将施行或提振钒需

  (一)现状:我国2016年钒消费量占全球的50%,特钢占比低致我国钒单耗仅为北美的41%、欧盟的59%

  钢铁冶金行业是钒最主要的应用领域,其中:全球钒90%用于钢铁冶金,5%应用于钒钛、钒铝合金等非铁合金,4%用于化学品,1%用于电池及其他领域。全球及中国钒产量与全球及中国粗钢产量具有强相关性,相关系数分别为0.9790和0.9818。

  中国是全球最大的钒消费国,2016年消费量占全球比重达50.05%。根据TTP Squared统计数据,2016年全球钒表观消费量约8万吨(折合为金属钒),同比2015年下降12.09%;中国是全球最大的钒消费国,根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,2016年中国钒产品表观消费量达4万吨(折合为金属钒),占2016年全球钒表观消费量的50.05%。

  我国钒单耗水平仅为北美水平的40.95%、欧盟水平的58.90%。根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,2016年我国钒单耗仅为0.043kg/吨钢,低于同期全球平均水平的0.050kg/吨钢,仅为同期北美钒单耗水平的40.95%、欧盟水平的58.90%。

  我国钢铁行业钒单耗水平明显偏低,主要是由于我国特钢产量占比偏低。根据TTP Squared统计数据,498888开马钒用于钢铁领域中的普通碳素钢(如螺纹钢)、高强合金钢、高合金钢及工具钢的占比分别为25%、30%、20%和15%。其中高强合金钢、高合金钢和工具钢均可归于特钢范畴,因此钒在特钢中的应用占比达65%,在普钢中的应用占比达25%。根据2012年科技部编制的《高品质特殊钢科技发展“十二五”专项规划》,工业发达国家的特殊钢产量占钢材总产量的比例普遍较高,2011年美国和韩国已达10%左右,法国和德国达15~22%,瑞典则高达45%左右。根据中国特钢企业协会数据,2017年我国优特钢产量约4513万吨,仅占当年我国钢材产量的4.31%,因此我国特钢产量占比明显偏低,导致钒单耗水平明显偏低。

  (二)增量:制造业转型升级驱动特钢发展,螺纹钢“加钒”替代“穿水”释放钒需求

  根据《涟钢科技与管理》期刊2002年第1期发表的《我国含钒钢应用现状》一文,钒是世界矿产资源中具有战略意义的稀贵金属,在钢中加入钒,可显著改善钢的性能。实践表明,在结构钢种加入0.1%的钒,可提高强度10%~20%,减轻结构重量15%~25%,降低成本8%~10%。因此,钒被誉为“现代工业味精”,在合金钢、高合金钢及工具钢中得到广泛应用。

  (1)供给:2017年我国特钢产量占钢材总比例的4.31%、仅为日本的1/4,“去落后产能,调产业结构”将倒逼产业结构升级

  我国优特钢产量占比明显低于工业发达国家,2017年仅相当于日本水平的1/4。根据中国特钢企业协会数据,2017年我国优特钢产量约4513万吨,仅占我国钢材产量的4.31%;根据日本铁钢联盟JISF统计数据,2017年日本特殊钢产量达2538.30万吨,占日本钢材产量的30.08%,是我国特钢占比的4倍。根据2012年科技部编制的《高品质特殊钢科技发展“十二五”专项规划》显示,工业发达国家的特殊钢产量占钢材总产量的比例普遍较高,2011年美国和韩国已达10%左右,法国和德国达15~22%,瑞典则高达45%左右。因此我国优特钢产量占比明显低于工业发达国家。

  我国进口特钢较出口特钢相对更为高端。根据海关总署统计数据计算,2017年我国特钢出口平均价格仅为378美元/吨,进口平均价格为1348美元/吨、是出口价格的近4倍。进口特钢产品附加值明显高于出口特钢产品。

  我们在2017年4月12日发布了《特钢专题报告之一:从需求说起--三驾马车驱动需求,转型升级加速发展,看好特钢行业投资机会》深度报告,随着钢铁行业供给侧结构性改革深入推进,“去落后产能,调产业结构”倒逼钢铁企业向特钢转型升级,特钢行业将步入快速发展阶段。

  (2)需求:特钢为军工、核电、高铁、汽车等高端制造业的关键原材料,受益于我国由制造业大国向制造业强国转变

  我们在2017年4月12日发布了《特钢专题报告之一:从需求说起--三驾马车驱动需求,转型升级加速发展,看好特钢行业投资机会》深度报告,详细阐述了未来我国特钢发展的外生动力和内生动力。我国制造业“大而不强”,“大”在规模,“弱”于技术。我国由制造业大国向强国转变亟需提质增效,作为军工、核电、高铁、汽车等高端制造业的关键原材料的特钢需求将持续释放。

  军工:国防建设持续向好,军工特钢成关键原材料。我国国防支出绝对值和人均国防支出仍处较低水平;武器装备升级换代带动高温合金、超高强度钢等高端特钢需求快速增长;

  核电:核电优势明显,大力核电符合低碳化能源趋势,有助缓解大气污染;福岛核事故为我国乃至全球核电发展敲响警钟,以安全为首要考虑因素有助于核电产业的持续发展;国内和海外核电市场规模较大,我们预计2020年前国内核电市场可达4775亿元,2030年前海外核电市场达14000亿元,带动核电特钢需求持续向好;

  高铁:高铁已经成为我国居民出行的首选项,高铁发送旅客量占铁路总发送量超50%;发展高铁有助于实现区域协同发展,意义重大; 2020年前国内将新增高铁里程1.12万公里,带动高铁投资9744亿元人民币,2018年前海外市场达190亿欧元。2020年前高铁发展将拉动特钢需求16万吨以上,车轮车轴国产化将是高铁特钢发展增量因素;

  汽车:我国汽车行业仍然处于普及期,未来发展空间仍然较大;汽车消费向高端转型升级有利于汽车行业持续发展并拉动汽车高端特钢需求增长。

  根据前文所述,在热轧带肋钢筋的生产中,可采用钒氮微合金化和控制轧制的方式来实现晶粒细化,以获得良好的综合性能。但出于低生产成本、增加经济效益的目的,部分中小型钢企通过“穿水工艺”生产高强度钢筋。所谓“穿水工艺”是指钢坯通过轧后穿水快速冷却来提高钢筋强度。尽管穿水工艺钢筋在强度上能够达标,但容易生锈且强度容易衰竭,因此在钢筋混凝土中使用时性能不佳。

  2018年11月将施行的GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》国家标准中,新增钢筋金相组织、截面维氏硬度、微观组织检验方法,规定钢筋基圆上不应出现回火马氏体组织,这样就从源头上杜绝了部分厂家采用“穿水”工艺生产高强度钢筋的可能性,从而将提振热轧带肋钢筋对钒的需求。

  假设1:新标实施后,全国热轧带肋钢筋生产均采用钒微合金化,暂不考虑其他新技术的应用。根据前文所述,新标规定钢筋基圆上不应出现回火马氏体组织,这样就从源头上杜绝了部分厂家采用“穿水”工艺生产高强度钢筋的可能性。在没有其他成熟技术可代替钒微合金化的情况下,我们假设新标实施后,全国热轧带肋钢筋生产均采用钒微合金化。根据国家统计局统计数据,2017年全国钢筋总产量达2.00亿吨。若未来下游对钢筋需求保持平稳,则全国约2.00亿吨钢筋需采用钒微合金化工艺。

  假设2:新标实施后,热轧带肋钢筋钒质量分数至少为0.03%。根据张朝晖等于2007年发表于《中国材料科技与设备》期刊的《铌、钒微合金化生产HRB400钢筋的分析》论文,以相近强度的三级螺纹钢20MnSiNb、20MnSiV、20MnSiVN为例,达到相同的强度,20MnSiV钢中钒含量0.07%~0.09%、20MnSiVN钢中钒含量0.03%~0.05%;另外,更高强度等级的HRB500、HRB600钢筋对钒含量的要求更高。因此,我们假设新标实施后,热轧带肋钢筋钒质量分数至少为0.03%。

  基于以上假设,我们可以计算得到,新标实施后,若全国热轧带肋钢筋生产均采用钒微合金化且钒质量分数至少为0.03%,则对钒(以金属钒计)的需求量将达6.00=2.00×10000×0.03%(万吨)。根据美国地质调查局(USGS)发布的《Mineral Commodity Summaries 2018》的估算结果,2016年我国钒产量(以金属钒计)仅约为4.5万吨,因此新标准实施后将较大程度提振钒需。

  (三)减量:铌铁、钒氮合金化成本优于钒铁,若大量替代钒铁则将影响对钒的需求

  同钒类似,铌(Nb)也是最常用的钢微合金化元素。根据张朝晖等于2007年发表于《中国材料科技与设备》期刊的《铌、钒微合金化生产HRB400钢筋的分析》论文,铌可以在钢中形成高度弥散的碳、氮化物固定奥氏体边界,有效阻止奥氏体晶界迁移及晶粒长大;固溶于奥氏体中的铌偏聚在晶界处产生拖曳作用,从而抑制奥氏体再结晶过程。根据国家标准GB/T 7737-2007《铌铁》,铌铁按铌和杂质含量的不同可分为FeNb70、FeNb60(A/B)、FeNb50(A/B/C)、FeNb20等7个牌号。

  铌和钒均可应用于钢的微合金化,但达到相同的强度,所需铌的含量只要钒的一半左右。根据张朝晖等于2007年发表于《中国材料科技与设备》期刊的《铌、钒微合金化生产HRB400钢筋的分析》论文,以相近强度的三级螺纹钢20MnSiNb、20MnSiV、20MnSiVN为例,达到相同的强度,20MnSiNb钢中铌含量为0.02%~0.04%,仅为20MnSiV钢中钒含量0.07%~0.09%的一半左右,较20MnSiVN钢中钒含量0.03%~0.05%也更低。

  2、钒氮合金:达到相同强度,1kg钒氮合金可代替2.35kg钒铁,从而大幅降低合金化成本并降低钒用量

  根据康卓等于2008年发表于《天津冶金》期刊上的《钒氮微合金化技术在高强度钢种的应用》论文,钒氮微合金化技术主要是通过钢中增氮后对钒的析出动力学的影响,优化了钒的析出状态,增加了钒的析出强化效应以及由此带来的细晶强化效应等作用,从而改善钢的性能。以首钢采用钒氮微合金化技术开发的HRB400钢筋为例,与采用钒铁作为微合金化原料的含钒钢筋相比,钒氮钢筋在相同强度水平下钒的添加量减少50%左右;根据王学忠等于2006年9月发表于《中国冶金》期刊上的《钒氮合金在HRB400钢筋中的应用》论文,使用钒氮合金代替钒铁后,1kg的钒氮合金可代替2.35kg的钒铁,使得HRB400钢筋生产成本大幅度降低,同时使得钒用量减少。

  3、合金化成本:达到相同强度,钒铁:钒氮:铌铁加入量之比为1.56:0.51:0.50,铌铁合金化成本最低,钒铁最高

  根据上文所述,钒铁、钒氮及铌铁合金作为常用的微合金化铁合金,均可改善钢的强度等性能,对铁合金的选择主要决定因素为吨钢微合金化成本。

  我们在表9中给出了相近强度的三种三级螺纹钢20MnSiV、20MnSiVN、20MnSiNb中钒/铌元素的含量。若以上三种三级螺纹钢合金化元素分别来自于钒铁合金(FeV50)、钒氮合金(V78N16)及铌铁合金(FeNb60),则可计算得到吨粗钢所需铁合金分别为1.56kg、0.51kg、0.50kg,如表12所示。

  在此基础上,我们得到了三级螺纹钢采用钒铁、钒氮及铌铁合金的吨钢合金化成本。2012年11月~2016年11月,铌铁的吨钢合金化成本高于钒铁和钒氮合金;2016年11月后,由于国内钒铁和钒氮合金价格上涨,铌铁的吨钢合金化成本开始逐渐低于钒铁和钒氮合金。截止2018年8月22日,铌铁的吨钢合金化成本仅为120.0元/吨钢,低于钒氮的吨钢合金化成本211.7元/吨,远低于钒铁的吨钢合金化成本429.0元/吨。因此,若单一因素考虑合金化成本,显然铌铁优于钒氮,钒氮优于钒铁,从而影响钢铁领域对钒的整体需求。

  █ 三、供给:我国钒产能及产量全球占比均超50%、攀钢、承钢位列全球前三,2019年起禁止钒渣进口或影响近20%年产量

  (一)全球:中、俄、南非钒储量位居前三,2016年钒制品产能达24.16万吨,产能利用率仅58.35%,攀钢、河钢产能及产量均位列世界前三

  1、资源分布:98%产于钒钛磁铁矿,全球已探明钒储量达2000万吨、中国占比达45%

  全球钒资源分布广泛,98%产于钒钛磁铁矿。钒在自然界分布广泛,在地壳中平均含量为0.0015%,地壳含量排名所有元素第22位。世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿,此外钒资源还见于磷块岩矿、含铀砂岩、粉砂岩、铝土矿、含碳质的原油、煤、油页岩及沥青砂中。

  全球已探明钒储量达2000万吨,中国占比达45%。世界钒钛磁铁矿集中在少数几个国家和地区,包括独联体国家、美国、中国、南非、挪威、瑞典、芬兰、加拿大、澳大利亚等。根据美国地质调查局发布的《Mineral Commodity Summaries 2018》报告,目前全球已探明的钒储量达2000万吨,中国、俄罗斯、南非、澳大利亚和美国探明储量居前五位,中国已探明钒矿储量达900万吨、占全球的45%。

  2、分国家:2016年中国钒制品产能、产量全球占比均超50%,全球钒制品产能利用率仅为58.36%

  (1)产能:全球钒制品产能达24.16万吨(折合为V2O5计),中国占比达58.36%

  根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,截止至2016年底,全球钒制品产能(折合为V2O5计)达24.16万吨。其中,中国钒制品产能(折合为V2O5计)达14.1万吨,占全球钒制品总产能的58.36%。

  (2)产量:2016年全球钒制品(折合为V2O5计)产量为14.11万吨,中国占比达53.48%

  从总量看:2011~2016年,全球钒总产量年均复合增速为4.83%,2016年全球钒产量(折合为V2O5)为14.11万吨。根据美国地质调查局(USGS)发布的《MineralCommodity Summaries 2018》的估算结果,2016年全球钒总产量(折合为金属钒)约为79000吨(折合为V2O5计为14.11万吨),同比2015年小幅增长1.54%;2011~2016年,全球钒总产量年均复合增速为4.83%;预计2017年全球钒总产量为80000吨(折合为V2O5计为14.29万吨),同比2016年小幅增长1.27%。

  从产地看:2011~2016年中国均为全球钒第一大产地国,2016年产量占比达53.48%。根据美国地质调查局(USGS)发布的《Mineral Commodity Summaries2018》的估算结果,2011~2016年中国均为全球钒第一大产地国,2014年后俄罗斯取代南非成为全球钒第二大产地国。2016年,中国、俄罗斯、南非、巴西钒产量(折合为金属钒)分别为4.5、1.6、1、0.8万吨,即8.04、2.86、1.79、1.43万吨(折合为V2O5计),占全球钒产量的比重分别为53.48%、19.90%、16.17%和10.45%。

  根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,截止至2016年底,全球钒制品产能(折合为V2O5计)达24.16万吨。而根据美国地质调查局(USGS)发布的《Mineral Commodity Summaries 2018》的估算结果,2016年全球钒总产量(折合为金属钒,下同)约为79000吨,即14.10万吨(折合为V2O5)。因此,2016年全球钒制品产能利用率仅为58.35%。

  3、分企业:2016年鞍钢集团攀钢集团有限公司钒制品产能、产量均位列世界第一位,头部效应明显、龙头企业产能利用率较高

  (1)产能:2016年鞍钢集团攀钢集团有限公司位列世界钒企排名第一位,钒制品产能(折合为V2O5)为4万吨/年

  根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,截止至2016年底,鞍钢集团攀钢集团有限公司继续位列世界钒企排名第一位,钒产品产能(折合为V2O5,下同)为4万吨/年;俄罗斯耶弗拉兹集团(EVRAZ)、河钢集团承钢公司、Largo资源公司巴西Maracas钒厂、北京建龙重工集团有限公司、瑞士嘉能可集团(GlencoreXSTRATA)排名2~6位。

  (2)产量:2016年鞍钢集团攀钢集团有限公司钒制品产量达3.43万吨,位居全球首位

  根据各上市公司公告、徐东辉等于2017年发表在《河北冶金》期刊上的《钒产业2016年年度评价》,我们在表13中给出了全球范围内主要钒制品企业(非加工型企业)2015~2017年钒制品产量。以折合为五氧化二钒(V2O5)计,2016年鞍钢集团攀钢集团有限公司钒制品产量达3.43吨,位居全球首位;鞍钢集团攀钢集团有限公司、俄罗斯耶弗拉兹集团、河钢集团承钢公司、北京建龙重工集团有限公司、瑞士嘉能可钒制品产量位居2~5位。

  基于表12和表13中全球前五大钒生产企业钒制品产能和产量,我们可以计算得到全球前五大钒生产企业钒制品产能利用率情况,如表14所示。可以看到,2016年鞍钢集团攀钢集团有限公司和北京建龙重工集团有限公司钒制品产能利用率均在80%以上,瑞士嘉能可、俄罗斯耶弗拉兹集团钒制品产能利用率均在75%以上,河钢集团承钢公司钒制品产能利用率最低,仅为65.50%。

  根据前文所述,2016年全球钒制品产能利用率仅为58.35%,因此全球钒制品产业头部效应明显,规模靠前钒制品企业产能利用率也相对较高,规模较小钒制品企业产能利用率相对较低。

  (4)钒产品结构:2013年鞍钢集团攀钢集团有限公司钒铁和钒氮合金产量均超俄罗斯耶弗拉兹集团,位居全球首位

  根据前文所述,钒铁、钒氮合金是最重要的两种钒三级产品,通常由V2O5(片钒)炼制而成。限于数据可得性,我们在图17、图18中分别给出了全球前三大钒制品企业——鞍钢集团攀钢集团有限公司、俄罗斯耶弗拉兹集团、河钢集团承钢公司2010~2013年钒铁和钒氮合金产量情况。由图可知,2013年开始鞍钢集团攀钢集团有限公司钒铁和钒氮合金产量均超俄罗斯耶弗拉兹集团,位居全球首位。

  (二)中国:钒资源储量951.77万吨、四川省占比超60%,2016年钒制品产能占全球的58.36%、产能利用率56.95%

  1、储量:钒资源储量951.77万吨,四川省占比达62.89%,广西、甘肃、湖北省钒储量排名靠前

  从总量看,根据国家统计局统计每年公布的主要矿产基础储量数据,2016年我国钒资源基础储量为951.77万吨,略高于美国地质调查局(USGS)估计的900万吨的钒资源储量。分省份看,根据国家统计局统计每年公布的主要矿产基础储量数据,2016年四川省钒储量位居国内首位,钒资源储量达598.55万吨,占全国钒资源总储量的62.89%;广西、甘肃、湖北、安徽钒资源储量位居2~5位,前5省份钒资源储量合计占全国钒资源总储量的96.62%,可见我国钒资源分布相当集中。

  2、产能:占全球钒制品总产能的58.36%、鞍钢集团攀钢集团有限公司钒铁、钒氮合金产能处于绝对领先位置

  (1)整体:截止2016年中国钒制品产能(折合为V2O5计)为14.1万吨,占全球钒制品总产能的58.36%

  根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,截止至2016年底,鞍钢集团攀钢集团有限公司、河钢集团承钢公司、淘码王高手论坛499即使每逢市场,北京建龙重工集团有限公司、中国其他厂商钒制品产能(折合为V2O5计)分别为4.0、2.2、1.4、6.5万吨,合计为14.1万吨;根据前文所述,截止至2016年底,全球钒制品产能(折合为V2O5计)达24.16万吨,则中国钒制品产能(折合为V2O5计)占全球钒制品总产能的58.36%。

  我们以中国铁合金网公布的2018年4月国内钒制品企业钒铁合金月产能以及2018年5月国内钒制品企业钒氮合金月产能数据,年化得到国内企业钒铁合金和钒氮合金产能情况,如图21和图22所示。“从我抽查及平时接触的学生看,

  钒铁合金:钒铁合金产能居全国前5位的企业分别为鞍钢集团攀钢集团有限公司(36000吨/年)、河钢集团承钢公司(9600吨/年)、锦州新万博(9600吨/年)、中色东方集团(6000吨/年)以及崇阳青峰科技(4800吨/年)。鞍钢集团攀钢集团有限公司钒铁合金产能处于绝对领先的位置;

  钒氮合金:钒氮合金产能居全国前5位的企业分别为鞍钢集团攀钢集团有限公司(8400吨/年)、崇阳海洋钒业(3120吨/年)、崇阳青峰科技(3000吨/年)、陕西五洲矿业(3000吨/年)以及中色东方集团(2880吨/年)。鞍钢集团攀钢集团有限公司钒氮合金产能处于绝对领先的位置。

  3、产量及产能利用率:2016年我国钒制品产量(以V2O5计)达8.03万吨,产能利用率仅为56.95%,略低于全球平均水平

  根据美国地质调查局(USGS)发布的《Mineral Commodity Summaries 2018》的估算结果,2016年,我国钒产量达为4.5万吨(以金属钒计),即8.03万吨(以V2O5计);根据陈东辉等于2017年11月发表于《河北冶金》期刊上的论文《钒产业2016年年度评价》,截止至2016年底,我国钒制品产能达14.1万吨(以V2O5计),因此2016年我国钒制品产业的产能利用率仅为56.95%,略低于2016年全球钒制品产能利用率58.35%。

  (三)变量:2018年12月31日起我国将禁止含钒渣钢铁进口,对我国钒制品供给影响量最大值为19.63%

  2017年7月18日,国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于印发禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案的通知》,明确禁止进口环境危害大、群众反映强烈的固体废物,要求在2017年7月底前,调整进口固体废物管理目录;2017年年底前,禁止进口生活来源废塑料、未经分拣的废纸以及纺织废料、钒渣等品种;2019年底前,逐步停止进口国内资源可以替代的固体废物。通过持续加强对固体废物进口、运输、利用等各环节的监管,确保生态环境安全。保持打击洋垃圾走私高压态势,彻底堵住洋垃圾入境。强化资源节约集约利用,全面提升国内固体废物无害化、资源化利用水平,逐步补齐国内资源缺口,为建设美丽中国和全面建成小康社会提供有力保障。

  2018年4月19日,生态环境部在官网发布了《关于调整进口废物管理目录的公告》,为进一步规范固体废物进口管理,防治环境污染,生态环境部、商务部、发展改革委、海关总署对现行的《限制进口类可用作原料的固体废物目录》《非限制进口类可用作原料的固体废物目录》和《禁止进口固体废物目录》进行了调整:自2018年12月31日起,将“含铁大于80%的冶炼钢铁产生的渣钢铁”、“主要含锰的冶炼钢铁产生的粒状熔渣,含锰量25%(包括熔渣砂)”等16个品种固体废物,从《限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《禁止进口固体废物目录》;自2019年12月31日起,将“未锻轧的钒废碎料”等16个品种固体废物,从《限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《禁止进口固体废物目录》。

  根据我国海关商品进口目录,进口钒渣数量列入“冶炼钢铁产生的熔渣、浮渣、氧化皮及其他废料”(HS26190000)税则中。根据海关总署统计数据,2017年我国进口的冶炼钢铁产生的熔渣、浮渣、氧化皮及其他废料共148.86万吨,同比大幅下降29.03%。在2018年12月31日“含铁大于80%的冶炼钢铁产生的渣钢铁”被列入禁止进口固体废物目录后,势必将会影响国内钒制品的供给。下面我们将对此影响进行估算。为此,我们做如下假设:

  假设1:2017年全国进口的用于提钒的钢渣至多为80.85万吨。由于该税则中包含了氧化皮及其他废料等不用来冶炼提钒的固体废料,且限于数据可得性,全国氧化皮进口量未知。但根据中国江苏网2014年6月24日发布的《南通口岸首次从卡塔尔进口氧化铁皮》新闻,由于南通口岸的物流和口岸监管服务效率优势,众多长江流域的钢企将南通作为中转口岸。2017年南通口岸共进口氧化皮68.01万吨,同比锐减35.76%。因此2017年全国进口的用于提钒的钢渣至多为80.85=148.86-68.01万吨;

  假设2:进口钢渣中钒品位(以V2O5计)为3%。根据武杏荣等于2006年发表于《北京科技大学学报》上的《改性含钒钢渣中钒富集相的结晶动力学》论文,钢渣中V2O5含量可达2%~4%,因此我们取平均值3%;

  假设3:钒总收得率约为65%左右。根据钱强等于2009年发表于《中国资源综合利用》期刊的《高钙含钒转炉钢渣提钒工艺进展》论文,采用“水法提钒”工艺,钒收得率达65%。

  根据以上假设,2017年全国进口的用于提钒的钢渣最多可生产钒制品(以V2O5计)1.58=80.85×3%×65%(万吨)。根据前文所述,2016年我国钒制品产量为8.03万吨(以V2O5计),若假设2017年我国钒制品产量与2016年基本持平,则禁止钢渣进口将至多影响我国国内钒制品供给19.63%=1.58÷8.03×100%

  █四、投资建议:螺纹钢新标即将施行、18年底起提钒钢渣将禁止进口,钒行业供需格局将明显改善

  需求端,特钢占比较低致我国钒单耗仅为0.043kg/吨钢,低于同期全球平均水平的0.050kg/吨钢,仅为同期北美钒单耗水平的40.95%、欧盟水平的58.90%,因此我国制造业转型升级带来的特钢产量占比提升和结构优化将提振钒需;2018年11月起新热轧带肋钢筋国家标准的实施将杜绝钢筋“穿水”工艺,以钒等作为微合金元素提高强度势在必行。根据文中测算,若全国螺纹钢均采用钒微合金化工艺,则每年仅螺纹钢对钒的需求即高达10.71万吨(以V2O5计),超过了2016年我国钒总产量,因此对钒需求提振十分明显;

  供给端,我国钒产能及产量在全球占比均超50%,攀钢和承钢钒制品产能及产量也位居全球前三。目前全球及国内钒产能处于相对过剩状态,2016年我国及全球钒制品产业的产能利用率分别仅为56.95%、58.35%;2018年12月31日起我国将禁止进口用于提钒的渣钢铁,我们预计2017年全国进口的用于提钒的钢渣最多可生产钒制品(以V2O5计)1.58万吨,占当年我国钒制品总产量的19.63%,因此该政策对我国钒制品供给影响相对较大。

  因此从供需两端看,我们认为钒将充分受益于螺纹钢新国标的强制推行以及我国禁止进口提钒钢渣的产业政策,钒供需格局将明显改善,钒价格或继续维持高位运行,钒行业或迎来发展良机。建议重点关注拥有钒原料资源的上市公司。


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