【2018年6月 嘉肯行业研究部】
第一节 陶瓷纤维(ceramic fiber)介绍
陶瓷纤维即硅酸铝纤维,属于无机耐高温纤维的一种,是一种纤维状轻质新型绝热节能材料,具有耐高温、热稳定性好、重量轻、节能效果显著等特点,是当今最轻质的新型纤维状绝热节能材料。
由于陶瓷纤维产品耐高温(最高使用温度可达到1649摄氏度)、热稳定性好、轻质、节能效果显著(1吨陶瓷纤维节能相当于200吨标准煤的热能),产品在工业、民用和航天军工领域都有广泛的应用。由于材质耐热效果突出、稳定性好,陶瓷纤维正在取代传统的石棉制品、耐火砖和硅酸钙板等耐火材料。
陶瓷纤维的品种主要有:普通陶瓷纤维、标准陶瓷纤维、高铝陶瓷纤维、高纯陶瓷纤维、含锆陶瓷纤维、多晶氧化铝纤维(包括莫来石纤维)等。近年来,国外在开发一些新的陶瓷纤维品种,如镁橄榄石纤维等。
陶瓷纤维产品包括棉、毯、毡、板、纸、纺织品、模块组件等多种形态。见右图
在这些产品形态中,陶瓷纤维棉是最初始的形态,其他产品都是在纤维棉的基础上进行深加工而成。因此一个陶瓷纤维生产企业纤维棉的生产能力决定着其综合产能。陶瓷纤维行业内通常以陶瓷纤维棉的生产能力来反映或指代该企业的生产能力。
陶瓷纤维棉:将高纯度的黏土熟料,氧化铝粉,硅石粉,铬英砂等原料在工业电炉中高温熔融,形成流体。然后采用压缩空气喷吹或用甩丝机甩丝成纤维状,经过集棉器集棉,形成陶瓷纤维棉。
纤维棉可进一步加工成纤维毯,板,纸,布,绳等制品。
第二节 陶瓷纤维的生产技术
陶瓷纤维主要生产技术有物理成型方法、气相合成法和前驱体转化法等。
1) 物理成型方法
• 熔融纺丝:熔融纤维化法是将原料熔融后用喷吹法或甩丝法形成纤维。该方法的优点是工艺简单,成本较低,但应用范围有限。
• 挤出纺丝:在纺丝助剂的作用下,将陶瓷超细微粉配成浆料,经挤出,蒸发溶剂,煅烧,烧结等过程可得到所需的陶瓷纤维。
• 该法有点是可利用结晶性较好的微粉制备抗蠕变性优异的陶瓷纤维,但纤维的孔隙较大,力学性能不理想,配置适宜粘度的混合溶液难度较大。
• 基体纤维溶液浸渍法
• 是采用无机盐溶液浸渍基体纤维,然后烧结除去基体纤维而得到陶瓷纤维。
• 该方法优点是工艺简单,易于实现。不足是纤维孔隙较高,晶粒尺寸较大。
2) 气相合成法
• CVD化学气相沉积法。以一种导热,导电性能较好的纤维作为芯材,利用可以气化的小分子化合物在一定的温度下反应,生成目标陶瓷材料沉积到芯材上,从而得到“有芯”的陶瓷纤维。但该法难以实现大批量规模化生产,限制了应用。
• CVR化学气相反应法。以一种可以通过反应转化成目标纤维的基体纤维为起始材料,与引入的化学气氛发生气-固反应形成陶瓷纤维。
3) 前驱体转化法
• 溶胶凝胶法:将金属盐类与竣酸混合,配制成一定粘度的溶胶,将溶胶纺丝后进行热处理而制备无机纤维的方法。适合高附加值功能陶瓷纤维的生产。
• 聚合物法:是以有机金属聚合物为先驱体,利用其可溶,可熔等特性成形后,经高温热分解处理使之从有机物转变为无机陶瓷材料。
• 该方法优点是可以获得高强度、高模量、细小直径的连续陶瓷纤维;是用化学方法制备非氧化物陶瓷纤维的理想方法。但生产成本较高。
第三节 耐火材料行业概况
陶瓷纤维是耐火材料板块中的一个细小分支保温隔热耐火材料。产品广泛应用于工业、民用及国防军事领域的耐高温、绝热部位。
近年来,中国保温隔热耐火材料产量持续下降,据嘉肯咨询调查了解:2016年保温隔热耐火材料产量跌至低点,为47万吨。与2012年相比,减少10万吨规模。2012-2016年年均增速为-4.9%。
2017年,保温隔热材料产量回升至51.46万吨,同比增长10.1%。国内市场竞争越来越激烈。
第四节 中国陶瓷纤维行业发展概述
国内陶瓷纤维兴起于20世纪80年代,2003年之前,国内陶瓷纤维行业发展缓慢,新成立的企业很少,生产企业数量不足10家。
2003-2011年,行业发展进入了一个快速增长的阶段,外资企业的进入,国内私营资本的纷纷涉足该领域。
2015-2017年,自2012年开始下游需求的减缓,行业发展进入了低潮期,不少企业停产或转型。直到2015年行业投资才重新增长,这主要受益于国内钢铁行业的供给侧改革,以及高耗能产业的节能环保需求升级。但这并没有改革行业的整体竞争格局。
目前行业发展处于成熟阶段,国内中低端市场产能过大,细分市场竞争激烈。而起步较早的国外公司通过在中国投资建厂、并购重组的方式布局中国高端市场,形成绝对竞争优势。
根据嘉肯咨询的调查数据:2017年,国内74%的陶瓷纤维生产企业,为注册资金不足2000万元的中小企业。只有8%的企业注册资金超过5000万元。其中2015-2017年新成立的企业主要集中在河北省和山西省,企业规模普遍较小。
陶瓷纤维棉的生产原料是焦宝石、煤矸石、石英砂和氧化铝等。该类上游原料主要分布在河南、山东和山西等地。也是陶瓷纤维生产企业的集中区域。河北是我国钢铁行业聚集地,是陶瓷纤维等耐火材料重要需求市场。而苏州市则主要为外资企业聚集地。
表:主要陶瓷纤维生产企业的区域
区域 |
企业数 |
特点 |
山东淄博市 |
10 |
资源优势 |
河北保定市 |
6 |
|
河北沧州市 |
5 |
周边区域钢铁行业产能密集 |
山东济南市 |
4 |
|
河南三门峡 |
7 |
上游资源丰富 |
山西朔州市 |
4 |
上游资源优势,煤矸石 |
江苏苏州市 |
4 |
外资企业聚集 |
浙江德清县 |
4 |
多晶莫来石纤维 |
河南洛阳市 |
3 |
第五节 行业竞争分析
根据嘉肯咨询的调查数据:国内陶瓷纤维行业生产企业有近百家,但目前在维持运行和生产的应该在100家以内。行业的集中度在逐步提高,领先企业的优势越来越大。结构性分化越来越显著。
其原因表现在:陶瓷纤维行业的整体需求已过高点,需求减缓。对落后企业而言,竞争更为激烈。其次,受国家环保政策的影响,技术落后的企业生产成本被迫抬高,经营效益在下滑;行业的市场营销模式在出现变化,大型客户更愿意与行业领先企业构建深度合作关系。对中小企业形成冲击。
表:国内主要陶瓷纤维生产企业列表
|
生产企业 |
成立时间 |
注册资金(万元) |
所属区域 |
产能(吨) |
1 |
山东鲁阳节能材料股份有限公司 |
1992 |
42305 |
山东省沂源县 |
300,000 |
2 |
山东信烨耐火纤维有限公司 |
2016 |
1500 |
山东省聊城市 |
65,000 |
3 |
摩根凯龙(荆门)热陶瓷有限公司 |
2005 |
4345 |
湖北省荆门市 |
20,000 |
4 |
山东红阳高温节能材料股份公司 |
1998 |
3149 |
山东省淄川区 |
17,000 |
5 |
山东金石高温材料有限公司 |
2010 |
500 |
山东省淄博市 |
10,000 |
6 |
南京铜井陶纤有限责任公司 |
1999 |
330 |
江苏省南京市 |
8,000 |
7 |
浙江欧诗漫晶体纤维有限公司 |
2004 |
368 |
浙江省德清县 |
8,000 |
8 |
济南火龙热陶瓷有限责任公司 |
2006 |
551 |
山东省济南市 |
8,000 |
9 |
洛阳耐研陶瓷纤维有限公司 |
2004 |
600 |
河南省洛阳市 |
7,000 |
10 |
绵竹恒丰节能材料有限公司 |
2000 |
5500 |
四川省绵竹市 |
6,600 |
11 |
绵竹市剑桥节能材料有限公司 |
2005 |
3950 |
四川省绵竹市 |
6,000 |
12 |
上海伊索热能技术股份有限公司 |
1999 |
1000 |
上海市青浦区 |
5,000 |
13 |
苏州伊索来特耐火纤维有限公司 |
1997 |
5600 |
江苏省苏州市 |
4,800 |
14 |
德清嘉合晶体纤维有限公司 |
2003 |
170 |
浙江省德清县 |
3,000 |
15 |
浙江炜烨晶体纤维有限公司 |
2011 |
500 |
浙江省德清县 |
1,000 |
16 |
阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 |
2005 |
1470 |
江苏省苏州市 |
— |
在这些企业中,领先企业有山东鲁阳节能材料公司(美国奇耐联合控股)、摩根凯龙、苏州伊索莱特、山东信烨耐火纤维、山东红阳高温节能和山东金石等。
经营效益一般的企业有洛阳耐研陶瓷纤维公司、南京铜井陶纤等。
……
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