「钢材期货研究」听我的,收下这份干货

?“没有现代化工业,哪有现代化国防?自力更生为主,争取外援为辅,破除迷信,独立自主地干工业、干农业、干技术革命和文化革命,打倒奴隶思想,埋葬教条主义,认真学习外国的好经验,也一定研究外国的坏经验——引以为戒,这就是我们的路线。”——毛泽东

中华人民共和国自诞生之日起,百废待兴就是摆在国家领导人心里最深的痛,钢铁产量成了“赶英超美”时代背景下最直接的物化指标。从某种角度来说,新中国的成长背后是一根根钢材垒起的骨骼。

基础概念

1、螺纹钢

对于初涉产业的人来说,形形色色的钢材种类就已足够让人眼花缭乱,更不提能够较为清晰的说出了门道出来。关于钢材的分类,我们通过上图简单的给大家一个直观的印象,当然分类的标准有很多,可以不用拘泥与种类的划分。由于篇幅的限制,本文仅以螺纹钢、热轧卷板废钢三个品种为主线,介绍在产业投研分析中所必备的重点知识。

螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称,按照目前我国螺纹钢执行标准(GB1499.2-2018),分为普通热轧钢筋细晶粒热轧钢筋。按照标准的定义,普通热轧钢筋是按热轧状态交货的钢筋。其金相组织主要是铁素体加珠光体,不得有影响使用性能的其他组织存在。细晶粒热轧钢筋是指在热轧过程中,通过控轧和控冷工艺形成的细晶粒钢筋。其金相组织主要是铁素体加珠光体,不得有影响使用性能的其他组织存在,晶粒度不粗于9级。

图片来源:百度

2、热轧卷板(中厚宽钢带)

热轧卷板是以板坯(主要为连铸坯)为原料,经加热炉加热(或均热炉均热)后由粗轧机组及精轧机组轧制成的带钢。热轧卷板从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度,由卷取机卷成热轧钢带。热轧卷板包括钢带(卷)及由其剪切而成的钢板。钢带 (卷)可以分为直发卷及精整卷(分卷、平整卷及纵切卷)。

热轧卷板一般包括中厚宽钢带、热轧薄宽钢带热轧薄板。中厚宽钢带是其中最具代表性的品种,其产量占比约为热轧卷板总产量的三分之二,上海期货交易所已上市的热轧卷板期货合约的标的物属于中厚宽钢带。

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3、废钢

废钢铁是在废金属回收中黑色金属废料的统称。它包括废钢、废铁、渣钢、氧化废料等几大类别,有碳素废钢、合金废钢、钢屑、铁屑、氧化屑、轻薄科、钢渣等十几个品种。按不同的规格标准和质量要求合理规划、分清品种,即便于充分利用,又有利于生产。

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工艺与成本

简单了解品种基本知识后,具体的工艺流程就是产业研究最关键的部分之一。我们并不奢求面面俱到,但是工艺流程中重要的细节还是需要仔细钻研掌握。钢铁冶炼主要有两种路径,一个是长流程,主要原料为铁矿石、焦炭等,通过采矿→选矿→烧结→高炉炼铁→转炉炼钢→精炼→连铸→加热→轧制→精整方式生产;另一个是短流程,主要原料为废钢,通过废钢→电炉炼钢→精炼→连铸→加热→轧制→精整。目前我国钢铁行业主要采取的是长流程生产工艺,粗钢产量占到我国总产量的90%左右,短流程工艺主要用于特钢的生产。

1、长流程工艺与成本

高炉生产:工艺流程

烧结生产:烧结作业系将粉铁矿,各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后,经由布料系统加入烧结机,由点火炉点燃细焦炭 ,经由抽气风车抽风完成烧结反应,高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后,送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。

高炉生产:将铁矿石(经烧结)、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内,再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风,产生还原气体,还原铁矿石,产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

转炉生产:将熔融铁水、废钢以及造渣材料加入转炉,吹入氧气(纯度大于99%的高压氧气流),使其与铁水直接发生氧化还原反应。在这个过程除去大部分硫、磷杂质后,经转炉吹炼后,再依订单钢种特性及品质需求,送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理,调整钢液成份,最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机,浇铸成红热钢胚半成品,经检验、研磨或烧除表面缺陷,或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。

备注:除长流程炼钢工艺流程之外,一些研究时会关心的小知识如下所示,仅供参考。

焦比、煤比、燃料比

冶炼1t合格生铁的焦炭用量——>焦比,K表示K=QK/P

冶炼1t合格生铁的喷煤数量——>煤比,M表示M=QM/P

综合焦比:K综=K+MB(按kg来计算)

B为煤粉置换比,喷吹单位煤粉可替代的焦炭数量,一般B=0.8kg

目前国内较好的高炉燃料比已低于500kg,煤比在150kg以上。

高炉生产:成本计算=炼铁部分+炼钢部分+轧制部分

总体来说,钢材的成本组成主要包括原材料成本、能源成本、人工成本、折旧财务成本等。具体到长流程炼钢工艺中,其生产成本主要构成为原材料(球团、铁矿石等)辅助材料(石灰石、白云石、耐火材料等)燃料及动力(焦炭、煤粉、煤气、氧气、水、电等)、直接工资和福利、制造费用、成本扣除(煤气回收、水渣回收、焦炭筛下物回收等)。根据上述高炉冶炼原理,生产1吨生铁,需要1.5-2.0吨铁矿石、0.4-0.6吨焦炭和0.2-0.4吨熔剂

炼铁部分

炼铁工艺中影响总成本的主要因素是原料(铁矿石、焦炭)成本,而包括辅料、燃料、人工费用在内的其他费用与副产品回收进行冲抵后仅占总成本的10%左右

炼钢部分

炼钢工艺的生产成本构成主要为生铁、废钢、合金、电极、耐火材料、辅助材料、电能、维检和其他等费用。转炉炼钢时一般需配置10%-15%的废钢,目的是为了增加粗钢产量。

炼钢工艺中因为耗电量的增加、合金的加入以及维检费用的上升使得除主要原料外的其他费用占到炼钢总成本的18%左右

轧钢部分

轧钢工艺(热轧)的生产成本构成主要是燃气、电能、轧辊损耗等费用。不同品种轧制成本略有差别总体在150-300元/吨。该部分的估算适用于长、短流程。

2、短流程工艺与成本

对于传统长流程炼钢,大多数人较为熟悉,相关资料也比较全面。对短流程炼钢相对陌生,下文就将多费笔墨讲清楚短流程炼钢工艺以及相应成本估算。

电炉生产:工艺流程

电炉炼钢,主要是指电弧炉炼钢,主要利用电极与炉料间的放电产生电弧发出的热量来炼钢,是目前国内外生产特殊钢的主要方法。目前,世界上95%以上的电炉钢是电弧炉生产的,还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。电弧炉炼钢也有酸性和碱性之分,酸性电弧炉因对炉料要求很严格,一般只有少数机械厂采用。所以,所谓电弧炉炼钢,通常是指碱性电弧炉炼钢(流程简易图如上所示)。

电炉炼钢优点:

1、热效率比较高,废气带走的热量相对较少,其热效率可达65%以上;

2、温度高,电弧区温度高达3000℃以上,可快速熔化各种炉料,并使钢水加热到大于1600℃;

3、温度容易调整和控制;

4、炉内气氛可以控制,既可造成氧化性气氛,又可造成还原性气氛

因此,不仅能去除钢中的磷,而且还具有很强的脱氧、脱硫能力,故钢中非金属杂物含量相对较低,合金元素收得率也相对较高,钢的成分容易控制,适于冶炼各种合金钢及优质钢;可用100%的废钢进行熔炼,而且设备较简单,占地少,投资省,建厂快,容易控制污染。

电炉炼钢缺点:

由于电弧的离解作用,使空气和水蒸气离解出大量氢和氧,在还原期易被钢水吸收,因此,电炉钢若不经特殊处理,其氢、氧含量一般比转炉钢高;由于电弧是点热源,炉内温度分布不均匀,熔池平静时,各部位的钢水温度相差较大,尤其大炉子更为突出。

电炉生产:成本计算=钢料成本+电极消耗+电价成本+燃料成本+辅料合金成本+其他易耗品成本+人工成本+轧制成本

根据上述电炉工艺流程可知,电炉炼钢生产过程中涉及较多材料,成本的计算也较为复杂。站在电炉炼铁企业的角度分析,成本主要包括钢料成本、电极消耗成本、电价成本、炼钢燃料成本、辅料合金成本、其他易耗品成本、人工成本以及轧制成本。

钢料成本

废钢主要来源工业品下脚料、铁销、重型废钢以及破碎料等,其料型的不同,会带来钢铁收得率的不同(收得率简而言之就是收来的废钢不可能百分百利用,中间会有损耗),一般来说料型好的废钢料收得率能够达到90%以上。故在计算钢料成本时,仍需考虑收得率带来的成本,目前一般认为生产1吨粗钢需要1.13吨钢料,同时钢料的成分不全是废钢,一般按照废钢:生铁=0.7:0.3的比例混合。按上海地区废钢最新市价2360元/吨(2019年8月22日),以及上述长流程计算的生铁成本,这部分钢料成本约2630元/吨。

电极消耗成本

电炉炼钢生产的本质是利用电极的导电性,电极与炉料间的放电产生电弧发出的热量来炼钢。目前电极材料主要利用石墨电极,而石墨电极根据其导电性能的不同,可以分为普通功率、高功率和超高功率。同时,还可以根据石墨的直径不同,划分出不同的品类规格。在实际生产中,通常需要根据生产设备的不同(主要是电压)来选择相应规格石墨电极。一般来说,生产1吨粗钢需要消耗2~3kg石墨电极。根据最新的石墨电极市场价,这部分电极成本需要约130元/吨

电价成本

具体到生产工艺流程中,涉及到电的使用方面主要有6项。分别是电炉电耗、精炼炉电耗、除尘电耗、制氧站电耗、水处理电耗、其他辅助电耗。根据生产实践经验,生产1吨粗钢需要消耗约500度电。按照电费0.68元/度来计算,这部分电价成本大约340元/吨

炼钢燃料成本

在电炉生产过程中,最主要的气体消耗是氧气、天然气、氮气、氩气等。富氧环境在电炉冶炼过程中至关重要,因此,氧气的消耗量也是最大的,生产1吨粗钢大约需要消耗30kg氧气。按照相关气体的市场价格来计算,这部分燃料成本大约60元/吨

辅料合金成本

主要辅料包括石灰、白云石、复合脱氧剂、合金(高锰合金、中锰合金、硅铁、其他合金)、碳粉、增碳剂、萤石、碳化硅、镁砂等。在生产工艺的氧化期、还原期,这些辅料都起到了至关重要的作用。这部分成本大约120元/吨

其他易耗品成本+人工成本

这部分成本主要包含了日常维修、承包、折旧以及雇员工资等费用,一般费用数值大约110元/吨

轧制成本

轧制流程与长流程一致,轧制成本大约有100~300元/吨

综上所述,根据我们讨论的成本计算模型,利用短流程生产钢铁的成本大约3490~3690元/吨(以2019年8月22日数据计算得到)。

供需情况

1、产业格局+供给概况

关于钢铁行业的供给情况,总体来说较为清晰。自新中国成立之日起,钢铁行业就作为国家发展的重要产业来培育发展。中间虽然有过曲折,但仍然保持了超高速的发展态势。为祖国过去几十年的飞速发展,提供了重要依托。

数据来源:Wind

钢铁产业自2003年起,进入发展的快车道。粗钢产量数据不断攀升,在粗放式的发展过程中,极大地拉动了经济的发展,但也付出了极大的环境代价。因此,自2016年首次提出钢铁行业“供给侧改革”以来,国家大力严禁“地条钢”非法产能,同时严格淘汰一批不符合环保标准的落后产能。结果是产能得到一定程度的出清,行业集中度不断提升,根据2018年钢铁行业前十大企业产能数据计算,钢铁行业集中度CR10已经提升至35.26%。未来的发展方向一定是向重质量转变,行业龙头的市场地位将更加巩固。

在涉及产业分析的时候,供给端的数据是较为全面,分析的思路也比较清晰。再次就不在赘述,我们更加关心钢铁行业的需求端情况,以及分析研判时所需要考虑的内容。

数据来源:Wind

2、需求分项与估算

由于缺乏相关数据,我们在分析钢材下游需求的时候,总是会遇到种种困难。而对于需求的估测是做产业的和做投资的人士绕不开的话题。因此,本文就将重点分析钢材(螺纹钢、热轧卷板)的需求估算情况。对于钢材来说,其下游需求板块主要有7类,分别为地产施工用刚(以螺纹钢为代表)、基建(主要包括铁路、公路、桥梁、机场、水利等)用钢(以螺纹钢为代表)、汽车用钢(以热轧卷板为代表)、家电用钢(以热轧卷板为代表)、船舶用钢、石化产业用钢(以管材为代表)

一般用钢需求估算主要有两种方式,第一,根据房屋面积、铁(公)路长度、船舶数量、汽车家电数量,与相应的单位用钢系数相乘,获得该分类项目下的用钢需求;第二,根据投资金额的数量,与单位投资金额用钢量相乘,得到用钢需求的估测值。

根据上述方法,我们分类别简单总结钢材需求的估测方式。

地产用钢

上述为各不同类型房屋单位面积用钢量,查找相关新建房屋面积数据,即可得到地产用钢的估测值。另外,也可以通过地产投资额来粗略估计需求,根据经验,投资额与用钢量之间符合简单线性关系。Y:代表用钢量,X:代表施工面积。

基建用钢

我国铁路用钢材主要用于新建铁路、旧有铁路维修和改选、机车及车辆制造维修、铁路桥梁建设等。铁路建设每投资一亿元,将平均消耗钢材0.333万吨笼统推算,城市轨道交通建设每投资一亿元,将拉动钢材消费一万吨左右(包括车站、设备等)

机场建设用钢每投资10亿元约消耗1万多吨钢材

公路建设中,提供主要需求的分别为高速公路建设、一级公路建设和二级公路建设以及其他路网建设,其中高速公路建设用钢是主要的用钢需求。目前,我国每公里高速公路耗钢量约为400-500吨,以中间值450吨测算

港口建设用钢主要指土建部分用钢,包括码头、引桥、护基和堆场建设用钢。建一个混凝土港口泊位需耗钢1000吨左右,加上中转耗材不会超过2000吨;而修建一个钢柱港口泊位需耗钢量将很大,若含8%堆场,仓库的用钢量,最后得出修建一个泊位平均用钢约2500吨

汽车行业用钢

汽车是钢铁行业重要的下游行业,各种钢材在汽车总重量中所占比例为70%左右。

汽车行业数据相对透明,且单位用钢系数稳定,可以通过销售量数据以及用钢系数较为准确的估测出相应的钢材需求。

家电用钢

家电行业是钢材的一个重要下游用钢行业之一,一般来说,家电行业产品中大家电产品用钢材约占90%左右,小家电用钢约占10%,板材则占全部钢材消耗的95%。具体家电分项用钢系数如下表所示。

船舶用钢

造船行业需求的钢材主要包括板材、型材和管材,其中以板材为主。造船用板材全部要取得船级社认可,其中基本上是中厚板,少量的薄板主要用在船舶的上层建筑。船舶类型差异及吨位大小不同,所消耗钢材的数量差别很大。

制造一艘12000载重吨的货轮需要钢材3600吨,25000载重吨散货轮需钢材5300吨,66000载重吨散货轮需钢材11000吨

建造一艘10万载重吨油轮需要钢材16000吨,20万载重吨油轮需24000吨钢材,30万载重吨油轮需钢材40000吨。以上的钢材需要量均方船舶的设计用量,未考虑钢材的实际利用率。

石油化工用钢

石油天然气钻井和运输、机械、船舶、汽车、家电、房地产,基建等都有涉及。房地产、机械、石油天然气是钢管最主要的消费市场。

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