2024年连铸球铁行业专题报告：替代空间巨大的新型钢铁材料

一、什么是连续铸造球墨铸铁？

连续铸造球墨铸铁简称连铸球铁，是一种新兴的钢铁材料，具有强度高（铸件机 械性能比普通砂型提高一个牌号以上）、抗震性好、耐磨性好、废品率低、加工 费用低（相比钢的机加工刀具消耗减少 70%）、质量更轻（比钢密度轻 8%）等 众多突出优点，在诸多工业领域有很好的应用前景。

1、铸铁是一种含碳量较高的钢铁

钢铁是人类使用最多的金属材料。钢铁二字虽常连在一起使用，但“钢”和“铁” 在材料学定义上却有明确的界限：1）通常将碳元素含量低于 2.11%但高于 0.02% 的钢铁材料称为“钢”，根据钢中的碳含量不同，又可分为低碳钢、中碳钢、高 碳钢等；2）如果碳元素含量高于 2.11%，则称为“铁”，根据碳含量不同，又可 分为铸铁、生铁等；3）碳含量低于 0.02%，称为熟铁。

钢和铁各有优缺点：1）钢的优点是强度高，但价格昂贵，液体钢的流动性差， 做铸件时比较难以获得复杂形状，但锻造性能好，更适合做轧制、锻造等加工； 2）直接使用的铁主要是铸铁，相比钢来说，铸铁的价格便宜，液态下流动性好， 更适合以铸造的方式做复杂形状的铸件，在后期的机加工中费用更低，抗震性能 ——或称阻尼性能比钢好，润滑性好，但一般情况下力学性能不如钢。

2、球墨铸铁相比其他铸铁强度更高

按照成分、断口形态、加工工艺等，常见的铸铁种类包括灰口铸铁、白口铸铁、 可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等。其中：

灰口铸铁：是使用最多的铸铁，其含碳量较高（2.7%～4.0%），并主要以片 状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁；熔点低（1145～1250℃），凝固 时收缩量小。由于片状石墨存在，故耐磨性好，铸造性能和切削加工较好。 用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。

球墨铸铁：是将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状而非像 灰铁中的片状，简称球铁。球铁比普通灰口铸铁有更高强度、更好的韧性和 塑性。其牌号以“QT”后面附两组数字表示，例如：QT45-5（第一组数字 表示最低抗拉强度 450MPa，第二组数字表示最低延伸率 5%）。球铁的综 合性能接近于钢，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要 求较高的零件，且相比于同等性能的钢，球墨铸铁的铸造性能和机加工性能 都有优势。目前球墨铸铁已经是仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。 所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。

白口铸铁：主要用作进一步加工成为可锻铸铁，直接应用较少，因此我们通 常可以将白口铸铁和可锻铸铁归为一类。由白口铸铁退火处理后获得可锻铸 铁，其内部石墨呈团絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良 好的塑性和韧性。

无论哪种铸铁，都有液态下流动性好，适合做复杂形状铸件的特点，以及润滑性 好、耐磨的特点。

3、不同类型的球墨铸铁各有优势

普通球墨铸铁可以分为珠光体、铁素体、混合基体型，在性能上各有优势。1） 珠光体球铁强度和硬度较高，具有一定的韧性，具有比 45 号锻钢更优良的屈强 比、更低的缺口敏感性和好的耐磨性。2）铁素体球墨铸铁韧性和塑性较高，强 度较低。这种铸铁用于制造受力较大而又承受振动和冲击的零件。3）混合基体 型球铁有较好的强度和韧性配合。通过铸态控制或热处理手段可调整珠光体和铁 素体的相对数量及形态与分布，进而调整其强度和韧性的配合，满足各类部件要 求。

球墨铸铁可制成奥氏体化等温淬火球铁（ADI），又称奥贝球墨铸铁，相比于普 通球墨铸铁具有更高的综合力学性能。ADI 强度、塑性和韧性都很高，显著优于 珠光体球墨铸铁，也优于传统的经调质处理的球墨铸铁。其抗拉强度高达900-1400MPa。ADI 还具有比普通球铁高的冲击韧度及抗点蚀疲劳能力。水平连 铸避免了砂铸的诸多缺陷，组织致密，石墨球数量多，球化级别高，生产工艺稳 定，以水平连铸球铁为基材制成 ADI，有利于充分发挥 ADI 的性能潜力。由于连 铸球铁的阻尼性能强于钢，由它制成的 ADI 齿轮噪音更小。

4、连续铸造工艺能够改善铸铁组织性能，降低成本

连续铸造工艺能够改善金属的组织性能，降低生产成本。“连铸球铁”中的“连 铸”是一种连续铸造工艺。铸造是金属由高温液体到低温固体的过程，是材料成 型中必不可少的工艺，这个过程伴随着液体和固体密度不一致、固体本身热胀冷 缩等，所以用传统的砂型铸造的方法，常常会使零件内部出现气孔疏松，影响力 学性能，而且由于金属液体总是先从模具壁开始凝固，常会出现零件芯部组织性 能与边缘相差很大的问题。另外，砂铸用型砂构造模具，砂砾常被卷入金属液体， 影响零部件性能。锻压、挤压、轧制等可以解决疏松的问题，但如果对钢铁进行 锻压、挤压、轧制等加工，就意味着必须用机加工获得最终的形状，而机加工形 状的复杂程度不如铸造。为了解决砂铸的组织疏松、不均匀、性能差等的问题， 不少其他铸造方法相继被发明，包括连续铸造、离心铸造、低压铸造、熔模铸造、 粉末冶金等，其中连续铸造已经被广泛的应用于粗钢的制造过程中。

连续铸造分为弧形连铸和水平连铸。在粗钢的制造中，连铸工艺已被广泛使用， 这种铸造方法可以改善粗钢组织性能、大大简化生产工序、提高金属的收得率、 节约能量消耗、改善劳动条件，易于实现自动化。铸铁也能使用连铸，略有不同 的是铸铁一般使用水平连铸，而粗钢生产较多使用弧形连铸。水平连铸机的设备 比弧形连铸机重量轻，且高度低，可在旧有厂房内安装，从而大量节约工程造价，特别适合于小钢铁厂的技术改造，也比较适合铸铁的材料特性。

5、与多种金属相比连铸球铁具备显著优势

连铸球铁相对于砂铸球铁更加致密、抗疲劳、易切削。具体而言，其优势在于： 1）克服了砂铸球铁材料内部疏松，气孔、杂质较多的缺点，致密性和良品率都 较高； 2）对裂纹的敏感性很小，抗疲劳性能比砂铸高 50%； 3）断后伸长率比同等强度的砂铸球铁高 50%-100%； 4）易切削，在相同切削速度下，比砂型铸件节电约 50%； 5）尺寸范围广； 6）交货周期短。

相对于灰铸铁，连铸球铁强度高、隔热性好、延展性好。具体而言，其优势在于： 1）抗拉强度高。灰铸铁的抗拉强度范围为 20000-60000psi（psi 为磅力每平方 英寸，与标准单位的换算关系为 1psi=6895pa），而球铁为 65000-80000psi，可热处理至 100000psi； 2）导热系数较低，比灰铸铁隔热性能更好； 3）石墨呈球状，更坚固，延展性更高。

相对于钢，连铸球铁具备差不多的材料性能，同时比钢具有更好的热处理响应、 更好的耐磨性、更好的加工性能、更好的抗震性、更轻与成本低（材料价格通常 比锻钢低 20%）。具体而言，其优势在于： 1）材料性能。表 5 中展示的 Dura-Bar 的连铸球铁在性能上可以完全替代甚至超 越热轧钢； 2）热处理响应。不管是做硬化处理、基本的内部回补或者是氮化处理，连铸球 铁的热处理响应都非常好。对于钢来说，不同牌号的钢要达到同样的硬度，所要 做的热处理工艺是不一样的，而连铸球铁就比较简单，三个牌号都可以拥有同样 的热处理工艺，达到同样的硬化效果。然后是对渗碳的要求，所有连铸球铁材料 的含碳量都非常高，所以不需要做渗碳的热处理，而低碳钢、中碳钢需要做渗碳 处理。热处理之后材料的变形量是一致的，而钢的变形量要大一些，不可控因素 会多一些； 3）耐磨性。因为连铸球铁里面有一些石墨层存在，会起到自润滑的效果，所以 耐磨性非常好； 4）加工性能好。连铸球铁机加工性能包括刀具寿命都会比钢要好。因为没有砂 粒,硬质合金物,气孔和硬点的特性，可以以非常快的切削速度（比加工钢快 30%） 和大的进给持续加工； 5）抗震性好。钢的震动持续的时间、周期会更长一些，连铸球铁会比钢材缩短 一半甚至更多； 6）轻量化。材料基本以重量来计价，连铸球铁比钢轻 10%，它的密度是 7.15～ 7.2 克每立方厘米，钢的密度在 7.8 克每立方厘米。所以同样的工件，连铸球铁 会轻一些。

相对于铝，连铸球铁硬度高、抗压性好、成本低。具体而言，其优势在于： 1）硬度更高、弹性模量增加了一倍以上； 2）可以承受更高的压力。由连铸球铁制成的歧管的额定压力能比铝制歧管高 3 倍以上。为了弥补铝较低的疲劳强度，歧管系统的体积不得不增大，这会抵消铝 相对于球铁的重量优势。 3）钻孔加工性能更佳、毛刺更少； 4）耐磨性更高； 5）成本更低，相同强度的铝需要昂贵的合金化。

总体来看，连铸球铁相较于上述金属具有显著优势： （1）与砂铸球铁相比，连铸球铁更致密、抗疲劳、易切削，良品率高、抗裂性 能好； （2）与灰铸铁相比，连铸球铁强度更高、隔热性好、延展性佳； （3）与钢相比，连铸球铁质量轻、易加工、耐磨性优越且成本更低，尤其在强 度、韧性和加工性能上表现突出； （4）与铝相比，连铸球铁硬度高、抗压性强、成本低，并且在耐磨性和加工性 能上更具优势。 由于这些优越特性，连铸球铁适用于水处理、油气、工业管道、汽车零部件及机 械设备等领域。

二、连铸球铁的替代空间高达数百亿元

1、以铁代钢，前景广阔

连铸球铁可以取代一部分铸钢、锻钢，尤其在高耐磨性运动零部件领域。近年来， 连铸球铁已经在液压、纺织、冶金、压缩机、玻璃模具等行业成功取代部分了锻 钢和铸钢而广泛应用。汽车、农用车等用球墨铸铁曲轴代替过去的锻钢曲轴，主 要原因是前者更耐磨；日本铸造生产的连铸球铁可代替锻钢，用于超大型歧管档 块阀板，优势是成本更低。但是，在涉及焊接的领域，连铸球铁还不能取代钢。 钢的可焊性更好，焊接球墨铸铁的额外成本超过了球墨铸铁铁的可加工性带来的 成本优势。

ADI 可取代部分钢，连铸球铁型材就是制造 ADI 的最佳基材之一。ADI 具有高的 弯曲疲劳性能和良好的耐磨性。在减振、减磨、减重、降噪和低成本等方面，相 对合金锻钢，ADI 更具优势。ADI 的价格比钢件低 20%左右，并且可制成承受高 载荷的齿轮、曲轴、连杆及凸轮轴等，替代某些锻钢件。在军事领域，水平连铸 ADI 能够替代多种碳钢和低合金钢铸件、锻钢件、表面淬火和氮化处理的铸钢件、 普通球铁铸件以及焊接件和组装件。

以铁代钢，替代空间广阔。连铸球铁可以替代一部分铸钢、粗钢（尤其是直接机 加工成型的那部分）、锻钢、挤压钢等钢材。 （1）取代铸钢的原因是，连铸球铁的铸造性能好于铸钢、力学性能相当、成本 更低。 （2）取代粗钢、锻钢、挤压钢等钢材的原因是，它们和连铸球铁一样，都需要 机加工才能得到零件，而连铸球铁更容易加工、成本更低。 2023 年，中国锻件产量约为 1370.8 万吨，铸钢产量约为 635 万吨，如果连铸 球铁按照 6300 元/吨替代，理论上的替代空间达到 1264 亿元。具体来看，连铸 球铁“以铁代钢”在减速器、空压机和液压阀块已经开始快速渗透，未来有超过百亿元的替代空间。

（1）连铸球铁在机器人减速器中应用

连铸球铁可用于谐波减速器的刚轮。谐波减速器柔轮材料基本为 40Cr 合金钢， 刚轮材料则有球墨铸铁、合金钢两种主要方案。用球铁制成刚轮，优势在于：1） 球墨铸铁的切削性能比钢好，有利于小模数齿轮的精密加工；2）球墨铸铁具有 自润滑功能，减磨性优良，延长使用寿命；3）球墨铸铁的导热系数是钢的一倍， 有利于降低温升；4）球墨铸铁可以吸收震动，降低噪音；5）减重；6）刚度大。 用连铸球铁空心型材制成 ADI 材料，制作内齿刚性轮，还能进一步提高刚度和使 用寿命。2023 年，中国谐波减速器年销售额为 24.9 亿元，预计到 2025 年将达 到 33.2 亿元。

连铸球铁可用于行星减速器的行星架、输出轴、箱体。连铸球铁用于行星架，取 代铸钢，优势是韧性更高。行星架是行星减速器中承受扭矩最大的零件，对整个 装置的承载能力以及噪声和振动等有很大影响，使用的球墨铸铁必须具有足够的 刚度和强度。输出轴需要使用高强度材料，可使用连铸球铁。铸件是减速器箱体 的常用材料。连铸球铁制成的箱体，优势是刚性和抗震性强、价格低廉、容易加 工成不同的结构和形状。根据 QY Research ，2022 年中国行星减速器市场规模 大约为 5 亿美元。

连铸球铁可用于 RV 减速器的行星架、偏心轴、摆线轮、针齿壳等结构。针齿壳 和摆线轮是对 RV 减速器性能影响最大的两个关键零件。针齿壳是 RV 减速器的 外壳体,要求具有较强的抗震性和耐磨性，因此通常采用球墨铸铁材料。2021 年， 中国 RV 减速器市场规模大约为 42.95 亿元，预计到 2025 年会增长至 60 亿元。

预计到 2030 年，连铸球铁在工业机器人减速器中的替代空间大约为 0.88 亿元。 根据觅途咨询的数据，2023 年，谐波减速器和 RV 减速器的出货量分别为 134.9 和 97.9 万台，假设谐波减速器和 RV 减速器的平均重量分别为 1.5kg 和 8.0kg， 连铸球铁可替代部分占比分别为 30%和 80%，那么 2023 年连铸球铁可替代重量 为 6872.7 吨。根据恒工精密招股说明书披露，连铸球铁传动装备件价格大约为 8200 元/吨，则 2023 年连铸球铁在工业机器人减速器中的替代空间约为 0.56 亿 元。我们预计到 2030 年，这一替代空间将达到 0.88 亿元。 到 2030 年，人形机器人产业的发展将为连铸球铁带来约 1.72 亿元的市场规模。 假设到 2030 年全球人形机器人实现年产 100 万台，一台人形机器人平均有约 24 个自由度。（特斯拉 Optimus 的 28 个关节中使用了 14 个谐波减速器，宇树 G1 有至少 23 个关节，全部使用行星减速器）我们假设一台机器人的 24 个关节中一 半采用谐波减速器，一半采用行星减速器。人形机器人用谐波减速器和行星减速 器的平均重量分别为约 1.5kg 和 2kg，连铸球铁可替代部分分别占总重量的 30% 和 65%。按照连铸球铁传动装备件 8200 元/吨的单价计算，到 2030 年，连铸球 铁全球可替代人形机器人用谐波减速器和行星减速器的市场规模分别为 0.44 亿 元和 1.28 亿元，合计空间大约 1.72 亿元。

（2）连铸球铁可用于空压机螺杆转子

连铸球铁可用于空压机螺杆转子。螺杆式空气压缩机常用于大中型空调及制冷设 备。螺杆式空压机成本约 40-50%来自核心部件螺杆，而螺杆近 30%的成本为螺 杆转子。螺杆转子的形状相对简单，不存在复杂的内部结构，比较适合以机加工 的方式获得。螺杆转子为运动部件，对强度和耐磨性要求较高，因此材质多为钢， 一般使用圆钢坯或锻钢经过车、铣后获得。球墨铸铁相比 NSB 钢耐磨性更好， 密度更小（比钢轻 8%），机加工性能更好，加工成本更低，总体成本更低。

预计到 2030 年，连铸球铁在螺杆空压机转子上的潜在市场空间约为 35.69 亿元。 螺杆式空压机相对于活塞空压机来说，效率更高，噪音更小，集成度也更高，我 们判断未来几年螺杆式空压机会逐步替代活塞式空气压缩机。并且，随着机械制 造、化工石化、食品医药、矿山冶金等行业的快速发展，螺杆式空气压缩机市场 有望进一步扩大，从而带动上游螺杆转子市场规模增长。根据智研咨询的报告， 2022 年，中国螺杆压缩机市场规模为 141.64 亿元，2015 年到 2022 年复合增长 率为 6.7%。假设未来仍保持该增长率，则 2030 年市场规模可达 237.96 亿元。 假设螺杆转子占螺杆式空压机成本的 15%，则 2030 年螺杆式空压机转子潜在的 市场空间为 35.69 亿元。

（3）连铸球铁可用于液压阀块

连铸球铁另一个快速渗透的市场是液压分配阀。液压分配阀广泛用于工程机械、 农业机械、汽车、冶金机械、机床、矿山机械、石油机械等的液压系统控制中， 主要靠控制阀的打开和关闭来控制液压油流向液压油缸的方向流动来控制机械的动作。液压分配阀主要应用于工程机械、注塑机和机床三大领域。

我们预计到 2030 年，预计连铸球铁在液压阀上的潜在国内市场空间为 42.06 亿 元。 1) 工程机械：2010 到 2023 年，中国工程机械总销量从 69.67 万台上升至 177.5 万台，根据 Arizton Advisory and Intelligence 的预测，2023-2029 的 CAGR 为 2.05%。假设按此速度增长至 2030 年，工程机械销量将为 204.62 万台，对应的 阀块共 204.62 万套，假设每套重量 200kg，则对应带来的连铸球铁需求共 40.92 万吨。根据恒工精密上市招股书披露的 2021 年售价，连铸球铁液压件单价约为 0.93 万元/吨，则市场规模 38.06 亿元。 2) 注塑机：根据 Next Move Strategy Consulting 的预测，中国注塑机市场的价 值 2024 年至 2030 年的 CAGR 为 4.0%。根据中国塑料机械工业协会，2020-2022 年，中国注塑机 45 家优势企业合计产量从 11.14 万台升至 12.9 万台。假设按 4.0%CAGR 的速度增长至 2030 年，注塑机产量将为 17.65 万台 。假设每台注 塑机使用一个阀块，每个阀块重量 200kg，则带来连铸球铁的潜在需求约 3.38 万吨，按 0.93 万元/吨计算，则市场规模 3.28 亿元。 3) 机床：中国金属加工机床产量没有明显的增长趋势，按 2010-2022 年均值计 算，中国金属切削机床、金属成型机床产量分别为 66.92 万台、25.28 万台。假 设每台机床用一个分配阀，单个重量 10kg，则对应带来的连铸球铁需求约 0.92 万吨，按 0.93 万元/吨计算，则市场规模 0.86 亿元。

2、连铸球铁替代砂铸球铁、铝、铜

我们预计到 2030 年，连铸球铁替代砂铸球铁有约 179 万吨空间，产值约为 166 亿元。1）需要标准化的应用场合更适合使用连铸球铁。2）大批量、规模化生产 更适合使用连铸球铁。砂铸球铁铸件完成后必须重新造型，而连铸球铁无需频繁 更换模具，生产效率较高。3）ADI 的制造更适合使用连铸球铁。根据智研咨询， 2021 年我国灰铸铁铸件产量 2255 万吨，球墨铸铁产量 1595 万吨。根据中国铸 造业协会统计，2021 年国内连续铸件产量达到 22.5 万吨。我们假设连铸球铁/ 连铸灰铁产量之比等于中国灰铸铁/球墨铸铁总产量之比，可以得到 2021 年连铸 球铁产量约 9.38 万吨，仅占球墨铸铁的 0.59%。假设未来中国球墨铸铁产量延 续 2014-2022 年的 CAGR=2.32%的增速，则到 2030 年中国球墨铸铁产量将达 到 1790 万吨。假设连铸球铁在球墨铸铁中的渗透率提升至 10%，则到 2030 年 连铸球铁能够替代砂铸球铁的连铸球铁产量为 179 万吨，按照单吨 9300 元的价 格，产值约为 166 亿元。

连铸球铁还可以取代一部分铝、铜。空压机等机器的活塞、内燃发动机的活塞环 普遍用球墨铸铁代替铝合金，在同等使用寿命下，价格下降 2/3 以上。研究表明， 球墨铸铁天然气发动机活塞比高硅铝活塞能承受更高的爆压，安全系数高 12%， HC 排放更低。连铸球铁还可以在需要承受高压的液压零件上替代铝，如液压歧 管、密封件和阀门等。另外，在军事领域，水平连铸 ADI 还实现了对一些铝合 金铸件、铜合金铸件的替代。

三、全球替代趋势明显，下游应用广泛

1、尽管铸铁在铸件中的占比下降，球墨铸铁依然保持增长

全球维度来看，1966-2017 年全球铸铁产量持续增长，球墨铸铁占比持续提升。 根据 Doru M. Stefanescu 发表的论文《The Meritocratic Ascendance of Cast Iron: from Magic to Virtual Cast Iron》，全球铸铁产量从 1966 年的约 5700 万吨 增长到 2017 年的约 7600 万吨，CARG 仅约为 0.66%，在铸件材料中的占比从 80%下降到 69%。而同时，球墨铸铁产量的 CAGR 达到 22.5%，甚至超越了铝 21.5%的增速，在铸件中的占比也从不到 5%提升至超过 20%。从成熟市场美国 的情况来看，1966-2017 年美国铸铁产量持续下降，但球墨铸铁产量仍在上升。 美国铸铁产量从 1966 年约 1700 万吨下降至 2017 年约 600 万吨。但与此同时，美国球墨铸铁产量从约不到 100 万吨上升至约 300 万吨。球墨铸铁在铸件中的 占比从约 3%上升至超过 20%。

根据论文《The Meritocratic Ascendance of Cast Iron: from Magic to Virtual Cast Iron》，美国铸铁产量整体下降有以下原因： （1）汽车行业的变化：为了减少污染，汽车轻量化的推动以及向电动车的快速 转型正在减少铸铁的市场需求。由于汽车铸件占球墨铸铁市场的近 35%，球墨铸 铁受到了特别大的影响； （2）经济和劳动力挑战：产业回流、美国较高的劳动力成本以及竞争对手国家 的掠夺性工业政策对美国铸铁行业构成了重大挑战； （3）创新滞后：美国在制造业创新方面落后于其他发达国家，进一步削弱了其 竞争地位； （4）工业基础缺陷：美国工业基础存在严重缺陷，包括政府和国防开支的不确 定性、制造能力的下降以及科学、技术、工程、数学（STEM）和贸易技能劳动 力的减少； （5）知识流失：美国铸铁行业的知识生成和转移也在下降，这可以从铸铁技术 期刊《AFS Transactions》上的相关出版物减少中看出。 同时，连铸球铁相较于其它材料的优势并没有在其市场占有率上表现出来，现在的市场份额并不高，其原因有以下：

（1）铝在汽车制造业重要性上升：铝在汽车应用中越来越受欢迎，其替代铸铁 的主要原因之一是重量更轻，同时铸铁铸造厂未能或缺乏生产轻质薄壁球墨铸铁 铸件的兴趣，尽管在这一方向上已取得了显著进展； （2）技术挑战：连铸工艺，特别是双辊铸造（TRC）和水平单带铸造（HSBC）， 面临显著的技术挑战。这些挑战包括保持钢材的一致质量和微观结构。类似于钢 在辊接口处的冻结、控制液面线以及管理高频振动等问题，仍然缺少有效的解决 方案； （3）经济可行性：新型连铸方法的经济可行性仍需审查。例如，双辊铸造工艺 的生产率较传统方法低，连续浇铸的包数有限，需频繁更换辊子，影响了总体成 本效益和产量； （4）资本投资和转型成本：采用新的连铸技术需要大量资本投资用于新设备和 基础设施。从传统铸造方法过渡到先进的连铸工艺还涉及停机时间和人员再培训 的高成本，这对许多钢铁生产商来说是一个重大障碍； （5）表面质量问题：使用连铸方法实现无瑕疵的表面非常具有挑战性。任何近 净形铸造（NNSC）工艺要与成熟的传统连铸（CCC）或薄板坯连铸（TSC）生 产的板坯表面质量相竞争，必须确保完全光滑的表面，任何表面缺陷都会导致最 终轧制产品的缺陷； （6）生产规模：新型连铸方法与传统综合钢铁制造的生产规模存在差异。例如， TRC 和 HSBC 方法的产量通常低于传统的板坯铸造操作，这些操作每年可以生 产数百万吨。这种差异影响了它们在大规模钢铁生产设施中的采用。

尽管连铸球铁目前市场占有率不高，市场仍然会继续增长。离心铸铁管和重型球 墨铸铁铸件就是这样的例子，高硬度模具铸件，如压模组件，需求量仍然很大。 能源部门需要具有中高温良好机械性能的气轮机和汽轮机的外壳和集热器/集管 或定子体。大型船用发动机将继续依赖球墨铸铁机体。钢轧机、水泥和采矿业也 是球墨铸铁的主要用户。连铸球铁市场规模增长有以下主要原因： （1）基础设施需求增加：由于连铸球铁的强度和耐久性，建筑和基础设施领域 一直推动着对连铸球铁的需求。随着各国政府投资于基础设施项目，对连铸球铁 管道、管件及其他部件的需求可能会增加； （2）水和废水管理：连铸球铁管通常用于水分配和废水管理系统。对清洁供水 和污水处理的高效且持久解决方案的需求，可能会导致对连铸球铁产品的稳定需 求； （3）能源行业：包括新能源和传统发电在内的能源行业依赖于连铸球铁来制造 诸如水力发电涡轮机、泵壳及其他部件，能源行业的增长可以推动对连铸球铁的 需求； （4）维修和更换：随着基础设施的老化，对旧的、腐蚀的或损坏的管道、阀门 及其他部件的维修和更换需求是持续的。球墨铸铁的耐久性和抗磨损、抗腐蚀特 性使其成为此类更换的首选； （5）材料创新：材料科学方面的研究与开发可能会带来球墨铸铁的创新，导致 性能提升或成本效益提高，进一步影响市场趋势。

2、连铸球铁上游以生铁、废铁、球化剂为主，下游应用广 泛

连铸球铁的上游原材料主要有生铁、废铁和球化剂等。生产连铸球铁的主要原材 料为生铁、废钢、硅铁、球化剂等，不同企业原材料占成本的比例不同。以恒工 精密为例，根据恒工精密 2023 年年报，公司营业成本中，直接材料成本占比 66.44%，人工成本占比 5.42%，制造费用占比 23.86%。而根据美国连铸球铁生 产商 Dura-Bar 的数据，Dura-Bar 生产成本中，材料成本仅占 25.81%，工具成 本占 6.45%，制造成本占 67.74%。因此对于国内的厂商来说，原材料成本占比 较高，生铁和废铁等原材料的价格波动直接影响了连铸球铁产品的价格。

连铸球铁下游应用广泛。连铸球铁广泛应用于各类主机产品和技术装备中，包括 空压设备、工程机械和注塑设备等。这些行业的发展与国家宏观经济形势和产业 政策密切相关，且更新替换具有一定的周期性特征。经济增长放缓或政策变动可 能会对这些行业的需求产生不利影响，进而影响连铸球铁的市场需求和销售。

连续铸件在国内市场 CR3 超过 83%，集中度高。国内主要的连续铸件公司包括 恒工精密、江苏华龙、河南国泰和河北武安。连续铸造行业属于铸造行业内细分 行业，整体市场份额较小，根据中国铸造协会的数据，2021 年国内连续铸铁件 产量约为 22.5 万吨，其中恒工精密产量 13.37 万吨，占比 59.42%。恒工精密 在国内连铸球铁市场中处于领导地位，其余企业的市场份额相对较小。整体市场 集中度较高，主要市场份额集中在少数几家企业手中。

3、连续铸造工艺海外产能集中在欧美发达国家

海外连续铸造工艺主要集中在欧洲、美国等发达国家。主要制造企业包括美国 Dura-Bar 公司、英国 United Cast Bar 公司、德国 ACO 公司、丹麦 Tasso A/C 等。由于发展历史悠久，这些国家的主要企业拥有先进的装备和工艺，生产能力 和技术水平处于国际领先地位。这些企业凭借先进的技术水平和强大的生产能力， 在国际市场上占据了较大的竞争优势和市场份额。上述境外企业在国际市场上具 备显著的市场影响力，并与下游客户建立了长期稳定的合作关系，形成了高度的 商业默契。与国内连续铸造市场相比，境外市场具备相对更高的技术准入门槛， 境外客户对产品质量及技术要求普遍较高，境外企业通过持续的技术创新和生产 工艺优化，能够满足客户对高性能材料和复杂零部件的需求。与国外供应商相比， 中国企业在生产成本和性价比方面具有较强的市场竞争力。国内生产的连续铸铁 及通用零部件，因价格优势和不断提升的质量水平，逐渐在国际市场上赢得了更 多客户的青睐。这也为中国企业进入国际市场提供了有利条件。

四、相关公司

1、恒工精密

恒工精密是国内连铸球铁行业的领先企业。恒工精密主要专注于精 密机加工件及连续铸铁件的研发、生产和销售，是少数掌握了连续铸铁核心技术 并能够为装备核心部件制造提供一站式服务的高新技术企业。目前，公司形成了 “一项核心产品和工艺、两项核心应用领域”的“一体两翼”的业务格局，致力 于为高端装备制造客户提供“一站式解决方案”。“一体”指高质量连续铸铁件的 生产能力，“两翼”分别是连续铸铁件在空压机领域的批量应用和在液压装备领 域的批量应用，是国内外诸多知名高端装备制造企业的战略合作伙伴。 在建立了成熟的连续铸铁生产工艺的基础上，2015 年，恒工精密进行产业链延 展升级，从单一的连续铸铁产品研制、生产和销售延伸到装备零部件的研制和生 产，目前主要产品包括空压机转子等空压机核心部件、液压阀块等液压装备核心 部件，可广泛应用于空压和真空设备、注塑设备、传动装备等领域。成立至今， 公司先后为多个行业提供一站式解决方案，并与阿特拉斯科普柯、英格索兰、博 世力士乐、丹佛斯、埃地沃兹、格力、海天集团等一批国内外知名行业龙头企业 建立了稳定的战略合作关系。

根据恒工精密财报，公司 2023 年营业收入为 8.83 亿元，同比增长 2.26%；归 母净利润 1.27 亿元，同比增长 24.50%。公司 2023 年毛利率为 25.63%，相较 于 2022 年有所回升，净利率 14.34%，近年来保持稳步增长。

2、Charter Dura-Bar

美国 Charter Dura-Bar, Inc. 是全球连铸球铁行业的领先企业。Charter Dura-Bar 为 Charter Manufacturing Company, Inc.的全资子公司，前身为 Wells Manufacturing Company，于 1947 年建立，专注于制造用于农业设备、泵和供 暖系统的灰口铸铁件和气门挺杆，并于 1961 年开始制造连铸球铁。Charter 于 2012 年全资收购了 Wells Manufacturing Company、Dura-Bar 和 Dura-Bar Metal Services。Charter 是一家家族拥有的钢铁和铸铁生产制造公司，成立于 20 世纪 30 年代。 Charter Dura-Bar 由两个部门组成，Dura-Bar 负责生产 Dura-Bar® 连续铸铁棒 材，提供解决方案；Dura-Bar Metal Services 负责分销所生产的连续铸铁件，为 世界上超过 3,000 个下游厂商提供连续铸铁件产品。其产品应用场景广泛，包括 气动液压泵传动齿轮、平衡轴齿轮、轴承座、压缩机转子、液压阀块等多种产品。 Charter Dura-Bar 还可以为棒材提供多种精加工操作服务，包括磨削、车削、铣 削和环钻，以满足客户广泛的定制化需求。这些操作节省或消除了机器加工时间， 调整了棒料供给设备的尺寸，使棒材更接近客户所需最终零件的形状。

编辑：火腿肠