钢铁行业专题研究-钛合金专题报告：航空引领钛产业发展，民用钛空间广阔

我国海绵钛产量占世界产量比例超50%，钛金属产业实力较强，产业结构不断改善，推荐钛资源龙头钒钛股份 （000629.SZ）、 安宁股份（002978.SZ）。2001-2021年我国海绵钛产量复合增速20.24%，海绵钛产量保持快速增长。2021年我国海绵钛产量约14万吨，占全球海绵钛产量的比重约57%。我国钛金属产业链齐备，钛合金产品不断满足化工、航空、生活用品等下游需求，钛金属产业整体实力较强。我国海绵钛行业集中度较高，2021年行业CR5为74.14%。我国高品质海绵钛、高端钛材部分依赖进口，但国内海绵钛及钛材高端化持续推进，产业结构不断优化。2021年我国钛材进口量7175吨，单价45万/吨，国内钛材仍存在进口替代空间。 航空航天引领钛产业发展，民用钛空间广阔。2021年化工、航空航天分别占我国钛材需求的47%、18%，化工需求是我国钛材的主要下游。航空航天对钛合金产品的技术、品质要求较高，而随着我国商用飞机发展，我国航空航天领域对钛材的需求将稳步上升，航空航天将引领国内钛金属产业的发展。民用领域中，化工需求稳中有升，冶金、电力钛材需求平稳，而消费电子、日用钛材需求逐渐上升，民用钛材未来空间广阔。我国钛材出口量稳步上升，2021年出口量为1.57万吨，同比上升3.2%，钛材出口是我国钛材需求的重要补充。 全流程海绵钛成本主要来自高钛渣、金属镁，我国钛资源进口依赖程度较高。海绵钛生产工艺分为全流程、半流程，全流程工艺为高钛渣氯化精制、镁热还原、电解镁三个环节，半流程工艺仅包含镁热还原。根据测算，全流程海绵钛生产成本中，高钛渣、金属镁占比分别为39%、49%；半流程海绵钛生产中，四氯化钛、镁成本占比分别为55%、39%。由于全流程能够实现镁资源的循环利用，全流程海绵钛生产成本一般较低。钛精矿进口依赖度较高，2021年我国钛精矿进口量约占总供给38%，钛金属产业成本受到海外影响较大。 钛金属产业链以资源、高端钛材盈利较好。根据2021年各公司年报，钛精矿、海绵钛、钛合金加工企业吨产品毛利分别为1933元/吨，2.07万元/吨、4.48万元/吨，毛利率分为82%、22%、23%。从事高端钛材加工的西部材料、西部超导2021年吨产品毛利分别为7、20万元/吨，毛利率分别为23%、45%。产业链来看，钛资源、高端钛材加工盈利能力较好。 风险提示：化工需求大幅下行，海绵钛产能增长过快，原材料价格大幅上涨。 1.钛：“未来金属” 1.1.钛：“未来金属” 钛因其优良特性而被誉为“未来金属”。钛是一种银灰色的过渡金属，最常见的化合物为二氧化钛（钛白粉）。钛在常温下会迅速形成一层致密的氧化膜，这让它具有良好的抗腐蚀能力，常温下几乎不与酸、碱、氯化物发生反应。钛的熔点高达1660℃，这让其具有良好的耐高温属性，在高温也能保持一定的强度。钛在具有高强度的同时密度仅有4.54g /cm3 ，因此它的比强度高于多数其他金属结构材料。钛是安全无毒的金属，生理上对人体几乎都是惰性的，因此其具有良好的生物相容性。钛具有诸多的良好属性使其具有广泛的应用前景。 图1钛及钛合金大范围用于航空航天 图2钛的民品应用范围较广 目前大规模工业生产钛的方式为Kroll法。钛的冶炼方式主要为金属热还原法和熔盐电解两种。金属热还原法指利用还原性较强的金属来还原钛氧化物、钛氯化物等来制备金属钛；熔盐电解法是以碱金属的氯化物作为电解质，以含钛化合物为原料通电进行电解制备金属钛。目前工业上主要使用金属热还原法，主要有镁热还原法(Kroll法)和钠热还原法( Hunter法、Armstrony法)两类。镁热还原法为20世纪40年代Kroll发明，1948年美国杜邦公司开始使用这种方法生产海绵钛。20世纪中期Hunter工艺开始进行商业化生产，Hunter法生产的钛纯度要高于Kroll法，但成本更高。由于钠热还原法成本较高，目前工业上广泛使用为Kroll法。 图3 Hunter法工艺流程 图4 Armstrony法工艺流程 图5目前行业通用制钛方式为Kroll法 钛产品主要应用于化工、航空等多个领域。钛的应用分为化工和金属两条路径，化工路径最终产品为钛白粉，金属路径最终产品为各类钛材。 根据中国化工制造网，全球90%的钛被用来生产钛白粉，钛白粉可以提供优异的白度、遮盖和耐候性，因此其作为白色无机颜料被广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化纤等行业。钛材包含钛及钛合金，其中钛合金是以钛为基含有其他合金元素和杂质的合金。合金元素的添加具有提高钛合金的弹性模量、热强度，以及改善合金的加工塑性、降低变形抗力等效果。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会，2021年我国钛材的消费主要集中在化工、航空航天、电力、冶金、医药等领域。 图6 2021年化工、航空航天为我国钛材的主要下游 我国钛产业处于成长期。产业的生命周期一般分为导入期、成长期、成熟期和衰退期，其中成长期的行业市场增长率和需求增长率都较快，行业商业模式、技术也趋于稳定，行业壁垒逐渐建立。海绵钛是钛及钛合金的主要原料，其产量可以反映钛及钛合金的市场趋势。20世纪末我国海绵钛产量较低，钛金应用范围偏窄，行业处于导入期。从2005年开始，伴随我国大化工的发展，我国对钛金属的需求快速上升，海绵钛产量快速增长。2016年后，随着行业需求的高端化，行业内企业逐渐转型升级，行业资源、技术、资金等壁垒逐渐形成。结合海外经验看，我国钛材在航空航天领域的应用仍将持续上升，未来钛金属的市场仍有望进一步扩大，钛产业将持续成长。 图7 1994年-2021年中国海绵钛产量波动增长 图8 1994年-2021年中国钛锭产量持续增长 图9行业的生命周期一般分为导入期、成长期、成熟期和衰退期 1.2.周期魅影：从海绵钛价格看钛的周期属性 虽然钛金属的应用广阔，产销量逐渐上升，但价格仍然受到产能周期、需求周期的影响，呈现一定的周期性波动。海绵钛是钛材生产的重要原料，我们以海绵钛为对象，将2003年以来我国的钛金属产业分为3个阶段： 第一阶段（2003年-2010年）：需求旺盛，供应缓慢增加，价格飞涨后回落。随着中国经济高速增长，航空航天、化工、体育休闲、制盐等领域对钛的需求旺盛，而海绵钛新增产能不足，海绵钛价格不断上升，在2006年1月达到历史最高点：约为20万元/吨。高企的海绵钛价格带来了海绵钛投资热，2006年中国海绵钛的产能达3万吨/年，而产量仅为1万吨左右，海绵钛的供给充足，价格开始迅速下滑，最低价格达到5万/吨左右，行业逐渐陷入亏损。 第二阶段（2010年-2016年）：后金融危机时代需求冲高后回落，经济增速的下滑带来价格的持续偏弱。2010年下半年，中国率先走出国际金融危机影响，经济的快速发展增加了对钛制品的需求，加之海绵钛原材料价格上涨，海绵钛价格在2011年上半年快速蹿升。而从2011年下半年开始，我国对通货膨胀大力控制、房地产调控深入，钛需求开始下降，海绵钛价格逐步走跌。到2016年，海绵钛价格最低达到4.55万元/吨，行业内大部分公司亏损，行业产能去化、产量下降。 第三阶段（2016年7月至今）：海绵钛价格摆脱底部区间，行业供需两旺。从2016年下半年开始，随着钛白粉市场的好转，钛白粉产量的上升带来钛精矿供给的紧张，海绵钛的成本也逐渐上升。此外，海绵钛产能的去化、海绵钛需求的上升，钛精矿、海绵钛供需紧平衡，钛金属价格逐步上升。产业层面给看，我国钛产业技术升级，高端海绵钛产量不断上升，海绵钛的产量连续七年增长，行业供需两旺。 图10根据海绵钛价格，可将2005-2022年钛金属行业分为三个阶段 2.成本：钛资源储量丰富，钛精矿国内定价 2.1.钛资源储量丰富，我国钛铁矿资源全球领先 我国钛铁矿的储量高、品位低。钛在地球上的储量十分丰富，根据美国地质调查局（USGS）2021年公布的数据，全球锐钛矿、钛铁矿和金红石的资源总量超过20亿吨，其中锐钛矿和金红石的 TiO2 含量较高，钛铁矿含量较少。全球钛铁矿储量前三名的国家为中国、澳大利亚、印度，储量分别为2.3、1.5、0.85亿吨；金红石储量前三名分别为澳大利亚、印度、南非共和国，储量分别为92700、740、680万吨。我国钛矿中原生钛（磁）铁矿占比92%，主要集中在四川（89%）、湖北（3%）、山东（3%）地区；其次是钛铁砂矿，占比7%；金红石占比最少，只有1%。 中国钛铁矿平均品位一般为5%～10%，与国外相比品位普遍偏低。俄罗斯钛铁矿的品位一般在5%～15%，加拿大乌尔宾钛矿床含钛的钒钛磁铁矿的平均品位10%，美国散弗德湖钛磁铁矿的品位在9.5%～30%。 表1:全球钛铁矿储量主要分布在中国、澳大利亚 表2:中国钛矿主要分布在四川地区 表3:中国钛矿品位较低 我国攀西地区多数选矿厂采用“两段强磁+浮选”流程生产钛精矿。国内钛精矿主要由攀西地区的钒钛磁铁矿采选企业供应，钒钛铁矿首先经过磁选出铁精矿，得到的尾矿作为选钛原料，使用斜板浓密机分为粗粒级和细粒级，对于粗粒级进行除铁-强磁粗选-筛分-磨矿除铁-强磁精选-强磁扫选-浮选的流程；对于细粒级采用除铁-强磁粗选-强磁扫选-除铁-强磁精选-强磁扫选-浮选的流程，最终得到钛精矿。攀西地区的钛精矿含钙、镁、硅等杂质的含量高，会增大氯化过程中氯气的消耗、产生大量废盐和泥浆，因此需要经过进一步提质才能成为沸腾氯化用钛原料的要求。 选矿技术不断进步，回收率有望进一步提高。根据安宁股份股票招股书，公司经过多年持续技术研发投入，大幅提高了钒钛磁铁矿的钛金属的回收率，从2007年到2019年，公司的钛铁比从10%提升到36%。根据《攀枝花选钛厂提高钛精矿回收率的探索》和《攀西钒钛磁铁矿采选生产技术现状与转型升级策略》，攀枝花选钛厂的钛精矿回收率从20世纪末的20%提升到现在的30%-45%，其中大中型选厂的回收率为35%-45%，中小型选厂回收率28%-38%。预期随着小规模选厂的兼并，行业资源综合利用率将会进一步提升，成本进一步下降。 国内钛精矿价格主要参考四川攀枝花及云南地区，进口钛精矿价格主要参考澳洲、莫桑比克矿价格。根据百川盈孚，国内钛精矿的主要报价来源为攀枝花、四川攀钢、安宁铁钛、云南、海南澳矿等；进口的钛精矿主要参考价格有澳大利亚、肯尼亚、莫桑比克等的价格。 表4:钛精矿价格主要参考四川、云南地区报价 税费：钛精矿涉及资源税、增值税等税费。根据《中华人民共和国资源税法》，铁、锰、铬、钒钛属于黑色金属，其原矿或选矿的税率为1%-9%，对于四川地区，根据《四川省人民政府关于全面实施资源税改革的通知》的规定，资源税按钒钛铁精矿出厂不含税的销售额计征，税率为4%。根据财政部、国家税务总局《关于金属矿、非金属矿采选产品增值税税率》的通知，金属矿采选产品的增值税税率由13%恢复到17%。 2.2.钛精矿价格：攀西地区企业掌握定价权 我国钛精矿主要集中在攀西地区，产量逐年增高。根据中国钛工业发展报告，2021年我国钛精矿矿石产量为664.7万吨，折合 TiO2 为285.7万吨，同比增长5.0%，其中攀西地区矿石产量为530万吨，折合 TiO2 为249.1万吨，同比增长3.7%。攀西地区钛精矿产量占全国钛精矿最高：2016年占比为61.8%，2021年上升至87.2%。我国其他生产钛精矿的地区有山东、云南、河北等。 图11 2016-2021年中国钛精矿石产量呈增长趋势 图12 2021年中国钛精矿产量主要集中在攀西地区 钛精矿流通量较少，攀西地区对钛精矿价格的影响力较高。目前国内钛精矿主要由攀西地区企业供应，包括攀钢矿业、龙蟒矿冶、重钢西昌矿业、安宁股份、坤元/立宇、兴中矿业、兴鼎钛业等。国内龙头供应商中，重钢西昌、安宁股份对外销售钛精矿，其余均为小型矿企，钛精矿流通量较少。根据安宁股份的公告，其钛精矿的销售价格主要依据市场供需情况和当期周边市场价格等因素。攀西地区的大厂通过掌控的原矿资源控制市场上钛精矿的流通量，间接控制攀西地区的价格。攀西地区价格升高后，部