国内总量承压但集中度提升,海外存区域性机会。
1.行业简介:耐火材料系高温工业设备的关键基础材料
耐火材料是指能够在高温环境中满足使用要求,耐火度不低于 1580℃的一类无机非金属 材料或制品,其广泛应用于冶金、建材、有色金属、化工等高温工业,并作为其中高温 窑炉等热工设备的重要结构材料。耐火材料有多种分类方式,按照化学性质可分为酸性 耐火材料、碱性耐火材料和中性耐火材料;按照产品外观形状可分为定型耐火材料和不 定形耐火材料;按照化学组分可分为镁质材质、硅酸铝材质、铬质材质、锆质材质、硅 质材质等;按照耐火度不同可分为普通、高级、特级耐火材料。
行业上下游:耐火材料上游行业由耐火原料制造行业、化工原料制造行业、金属氧化物 制造行业、装备制造行业、生产线建设工程服务行业等组成,其中耐火原料制造行业主 要包括矾土、菱镁矿等无机非金属矿物原料(用作耐火材料的主原料)的开采、冶炼与 加工行业,化工原料如硅溶胶等主要作为结合剂、添加剂使用,金属氧化物如氧化铁、 氧化镁等亦用作添加剂。耐火材料下游行业主要包括钢铁、建材、有色金属、化学工业、 环保、军工等高温工业,耐火材料主要用作高温装备的内衬结构材料、耐高温元件和部 件材料,支撑高温工业的顺利运行。
2. 市场空间:总量承压,结构、品质持续优化
我国是耐火材料生产、消费及出口大国,耐火材料产量及消耗量占到全球 60%以上。截 至 2022 年我国耐火材料产量达 2300.99 万吨,较 2006 年历史最高位的 3243.93 万吨 减少了 29%,近五年复合增速为-0.47%,波动幅度较小,意味着整个产业已进入发展成 熟期。出口方面,我国耐材制品出口量长年占总产量的 5-8%,近三年我国耐材产品出口 形势良好,截至 2022 年底耐材制品出口量达 221.77 万吨,同比增长 25.51%,占总产 量的比例提升至 9.6%;与之相反的是耐材进口比例极低(大概在 0.1%上下),反映出 我国耐材产业能够在产量、品种和质量等维度上较大程度实现自给自足,对外依赖度较 低。用产量-出口量+进口量来表征表观消费量,则 2022 年我国耐材表观消费量约为 2081.52 万吨,同比下滑 6.59%,近五年复合增速为-1%。
从产品结构来看,耐火材料产品一般可分为致密定型耐火制品、保温隔热耐火制品和不 定形耐火制品三大类,其中致密定型耐火制品包括粘土质砖、高铝质砖、硅质砖、镁质 砖、特种耐火制品等,不定形耐火制品包括镁质和铝硅质不定形耐火制品。截至 2022 年, 致密定型耐火制品产量达 1261.1 万吨,占比 54.81%,较 2009 年 63.53%的占比已有一定程度的下降;其次为不定形耐火制品,产量 983.11 万吨,占比 42.73%,较 2009 年 34.29%的占比有一定提升;保温隔热耐火制品产量规模明显小于前两类,为 56.78 万 吨,占比 2.47%,较 2009 年 2.18%的占比略有提升。对比三类耐材近五年的复合增速, 其中保温隔热耐火制品增速最快,为 1.22%,其次不定形耐火制品 0.5%,致密定型耐 火制品产量有所下滑,增速为-1.27%。随着我国工业逐渐从追求量的快速增长过渡到质 的提升阶段,耐材产品结构也将持续转型升级,大致可总结为高端品对低端品的替代、 不定形产品对定型产品的替代、功能型产品对普通产品的替代。
耐火材料行业发展复盘: 1)快速增长阶段(2000-2010 年):伴随中国经济的快速增长,钢铁、水泥、玻璃、 有色金属等耐火材料下游高温工业均取得了高速增长,耐火材料需求快速增加,耐材行 业规模及经营效益均得到显著提升。 2)减量发展阶段(2011 年之后):2011 年之后耐材行业需求总体呈现波动下降的运行 走势。其中 2011-2017 年钢铁等下游产业新建项目快速减少,固定资产投资明显下降, 耐火材料行业同步出现震荡下行趋势,尤其是基建工程用耐材需求缩水严重,耐火制品 总产量在 2017 年达到最低值;但由于 2017 年钢铁等主要下游行业在去产能、控总量等 方面取得明显成果,后续几年又重新步入产量、资本开支双增长通道,且行业经营质量 明显提高,终端需求回暖带动耐火材料用量再次出现持续小幅增长。但总体来说,2011 年之后钢铁、水泥、玻璃等产业开始面临产能过剩和市场需求趋缓甚至下行的双重压力, 且供需矛盾不断加剧,过剩产能已不大可能通过历史上经济持续高速增长来有效消化, 下游主要高温产业正式进入控总量、去产能阶段,对应耐材需求亦跟随下降,此项为造 成耐材减产的主要原因。其他原因包括耐材技术升级带来的使用效率提升、单耗下降, 以及耐材企业自身因市场、资金、环保整治等因素导致的市场出清。
从耐火材料下游需求分布来看,钢铁领域使用占比在 70%左右,建材(水泥、玻璃等) 占比约为 10%,其他(化工、有色、军工、环保)等合计占比为 20%。钢铁冶炼对耐火 材料的消耗量明显高于其他行业,其中一个重要原因在于钢铁生产部分环节所用耐火材 料属于消耗性材料,更换频率高,根据奥镁集团财报,钢铁用耐材更换频率从 4 小时到 6 个月不等,水泥用耐材更换频率为 1 年,玻璃和有色金属最长 10 年一换。

1、中国钢铁行业用耐火材料: 钢铁用耐火材料大多属于消耗型耐材,更换频率从数小时到数月不等,仅炼铁环节部分 耐材属工程型耐材,使用寿命可达 10 年以上。钢铁生产所用耐火材料品种较为齐全,其 中炼铁环节主要以散料(不定形耐火材料中的喷补料、包沿料、捣打料、浇注料、自流 浇注料、干式振动料、中间包涂料、耐火泥浆、热态修补料、出钢口填料等)、铝硅质砖、 铝碳砖等耐材为主,炼钢环节主要使用散料类、冲击板/挡渣板、镁碳砖/铝镁碳砖类、镁 钙砖/镁钙碳砖类以及连铸用滑板水口、三大件等功能型耐火材料。
根据中国钢铁协会预测,预计到 2025 年我国粗钢产量小幅降至 9.5 亿吨,则按照 2023- 2025 年复合增速推算 2024 年粗钢产量约为 9.84 亿吨。根据耐火材料行业协会,当前钢铁行业整体承包耐火材料消耗已下降到 15kg/t 钢左右,则对应 2022-2024 年我国钢铁 行业耐火材料消耗量分别为 1527 万吨、1528.5 万吨、1476 万吨;若按照 5000 元/吨的 单价测算,2022-2024 年我国钢铁行业耐火材料市场规模分别为 763.5 亿元、764.25 亿 元、738 亿元。尽管未来钢铁及对应耐材行业存在一定的减量压力,但基于钢铁庞大的 运行体量及对耐材的刚性需求,耐火材料用量依旧能够维持一定规模。
2、中国水泥行业用耐火材料: 水泥回转窑是水泥熟料干法和湿法生产线的主要设备,而耐火材料又是回转窑内衬的关 键材料。当前多数水泥用耐材的使用寿命可超过 1 年,属于工程型耐材。回转窑在实际 运转过程中,窑筒体与水平线成 3.5%-4%的倾斜,窑内物料从窑尾向窑头方向运动,先 后经过窑尾、上过渡带、烧成带、下过渡带、冷却带、前窑口,后端冷却系统还包括篦 冷机、窑门罩、三次风管、预热器等设备,另外承担燃料输送作用的喷煤管也需使用耐 火材料进行保护,上述各工作区域因作业环境不同对耐火材料性能要求有所区别,总体 来看水泥窑用耐火材料主要包括镁铝尖晶石砖、镁铁尖晶石砖、镁铬砖、镁钙砖/镁钙锆 砖、含锆白云石砖、硅莫砖、高铝砖以及浇注料等。
根据水泥网统计,2022-2023 年底我国水泥熟料产能分别为 18.23、18.03 亿吨,其中新 投产能分别为 2318.8、2352.9 万吨,占比仅 1.27%和 1.31%,增量部分相较于庞大的 存量规模基本可忽略不计,此处假设截至 2024 年底水泥熟料产能在 18 亿吨上下。其次, 由于多数水泥用耐材更换频率在 1-2 年,此处按 1.5 年的平均使用寿命计算,另外考虑 单吨干法水泥窑对应耐材用量为 0.5kg,测算出 2022-2024 年我国水泥用耐材消耗量分 别为 60.77 万吨、60.1 万吨、60 万吨。同样假设每吨水泥用耐材售价为 5000 元,则 2022-2024 年水泥用耐材市场规模分别为 30.38 亿、30.05 亿、30 亿。
3、中国玻璃行业用耐火材料: 耐火材料同样也是玻璃熔窑的主要组成材料,对玻璃质量、能源消耗以及产品成本都有 决定性的影响。玻璃窑一般选用熔铸耐火材料、碱性耐火材料等耐材品类,当前浮法玻 璃窑用耐火材料使用寿命基本达到了八年以上,完全属于工程型耐材范畴。一般来说一 条大型浮法线是由 L 型吊墙(通常使用硅砖)、熔化部(与玻璃液直接接触的区域要使用 电熔砖,靠顶部的使用硅砖或电熔砖)、卡脖(通常使用硅砖)、冷却部及耳池(与玻璃液直接接触的地方通常使用刚玉质材料,不与玻璃液直接接触的地方使用硅砖或刚玉)、 退火窑、蓄热室(通常使用高铝砖、粘土砖、直接结合镁铬砖)等部分构成。
据卓创资讯,2022-2023 年我国浮法玻璃日度新增总产能分别为 2665 吨、10450 吨,日 度冷修复产总产能分别为 10300 吨、15850 吨,预计 2024 年新增和冷修复产日度产能 分别为 7800 吨和 5160 吨,对应 2022-2024 年每年新建产能分别为 388.95 万吨、789 万吨、388.8 万吨。鉴于玻璃窑用耐材寿命通常达 8 年以上,而玻璃窑理论冷修周期为 8-10 年,所以耐材需求基本来自于玻璃窑的增量产能部分。参考奥镁集团财报数据,平 均每吨玻璃需消耗耐火材料 4kg,则对应 2022-2024 年耐材消耗量分别为 1.56 万吨、3.16 万吨、1.56 万吨。参考瑞泰科技玻璃窑用耐材产品定价,假设每吨玻璃用耐材售价 为 15000 元,则 2022-2024 年玻璃用耐材市场规模分别为 2.33 亿、4.73 亿、2.33 亿。
3. 供给格局:钢铁整合+环保整治,供需两侧共同加速耐材产能出清
我国耐火材料企业的分布分为资源型和市场型两类。1)资源型:即耐火材料企业选址靠 近耐火原料主产区,旨在保障原料供应、节省运费等。我国是耐火原料资源大国,尤其 是铝矾土、菱镁矿和石墨,其中铝土矿主要分布在山西、河南等地,菱镁矿高度集中分 布在辽宁省,石墨资源主要分布在山东等省份,河南、山西、辽宁、山东四省耐火材料 制品占全国总产量的 85%左右,大量的耐火材料生产企业分布于此。2)市场型:即耐 火材料企业选址靠近主要下游客户所在区域,旨在就近服务、增强客户粘性。我国河北、 浙江、江苏、北京等地存在较多大型钢铁企业,周边也聚集了一些耐火材料生产厂商, 这些厂家通过技术、创新与服务优势来弥补资源方面的相对短板,从而获取生存空间。
耐材产业格局高度分散。耐火材料行业进入门槛低,具体表现为企业投资小、建设期短、 技术含量相对较低、产品差异化程度相对较低、同行间相互模仿较为容易。根据中国耐 火材料行业协会统计,截至 2020 年我国耐材企业总数为 1873 家,相较于 2012 年的 2000 余家数量有一定减少,但降幅不明显,整个产业高度分散、无序竞争的状况未有实 质性改善。从耐火制品产量维度来看,头部企业份额均不到 3%,截至 2022 年,瑞泰科 技、北京利尔、濮耐股份、鲁阳节能、中钢洛耐产量市占率分别为 2.51%、2.44%、2.31%、 2.11%、1.52%;从营收维度来看,2022 年濮耐股份、瑞泰科技、北京利尔、鲁阳节能、 中钢洛耐营收市占率分别为 3.06%、2.99%、2.34%、1.86%、1.64%,头部企业份额提 升空间充足。
耐材产业整合缓慢进行时,企业间经营分化加重。2011 年之后伴随需求增速下行、产能 过剩加剧等现象,耐材产业整合有所提速,尤其是业内头部大型企业如濮耐股份、北京 利尔、瑞泰科技等积极开展对外投资及收购重组等事宜。从 2011 到 2021 十年时间里, 耐材行业三家上市企业(濮耐股份、北京利尔、瑞泰科技)合计产量份额从 3.06%提升 到 7.19%,CR10 从 9.62%提升至 17.22%,CR20 从 15.03%提升至 24.17%,产业集中 度有所上升,但实际完成情况仍明显低于工信部 2013 年提出的集中度要求(2020 年CR10 达到 45%)。当前阶段耐材企业间经营分化已较为明显,截至 2021 年,在近 2000 家耐材从业企业中,有 5 家企业销售收入超 30 亿元,2 家企业销售收入在 20-30 亿元之 间,9 家企业销售收入在 10-20 亿元之间,而业内企业平均营收体量仅在 1 亿左右。再 者,从 2011 至 2021 年,三家上市企业、CR10、CR20 年复合增速分别为 6.69%、3.84%、 2.74%,而行业总产量以年均 2.03%的速度在缩减,反映出市场资源已逐渐向头部优势 企业集中。