石墨及碳素制品行业发展概况
一、特种石墨产业发展历史
碳材料是一种古老的材料，也是一种新材料。 早在史前时期，人类就与碳材料结下了不解之缘。 早在公元前8000年，人类就已经使用木炭来生火、做饭等。公元前3000年起，有色金属炼钢已使用木炭来加热或还原金属。 公元2世纪，中国东汉时期就已经开始利用煤尘炼钢。 墨，16世纪时，中国明朝的炼钢工业已用天然石墨和粘土制造耐火坩埚，这是人类最早的碳素制品。
事实上，人类对碳材料的依赖由来已久，但从原始、粗糙的碳材料发展到现代、优质的工业碳材料在全球范围内只有一百多年的历史。
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1842年，英国人本生（RH）将2份结垢褐煤和1份焦炭粉在钢模中混合压制成型，然后烧结制成碳电极。 这是现代碳制品工业的先驱。 随后，随着冶金、电物理、电机等工业的发展，碳材料开始得到开发和使用。 特别是这一时期的后期，人们对电能的利用进行了大量的开创性工作，如电刷、碳内阻等。 柱、电加热和电物理电极相继发明和使用，碳材料开始工业化生产。 1896年，爱迪生的中学生艾奇逊（EG）用他发明的“箱式内阻炉”制造出第一个人造石墨电极，使碳材料从碳质跃迁到石墨，随后逐渐凭借其特性如导电性、耐腐蚀性、耐热性、润滑性、导热性，用于冶炼电极、电解板、加热元件、坩埚等。电刷、密封圈等石墨制品取得突破，广泛应用于工业炼铁、制碱、机电领域材料。 人造石墨的出现，为碳素工业的发展翻开了新的一页。
我国碳素产业起步较晚，但发展迅速。 我国碳产业是从国家“一五”期间建设的156个重点项目起步的。 引进前南斯拉夫技术的广东炭素厂始建于1952年，1955年建成投产，成为中国炭素工业的摇篮。 随后我国又相继建设了长沙炭素厂和长沙炭素厂。 这四家国有炭素企业成为中国炭素企业的摇篮。 四大骨干企业。 与行业发展历史相符，国外碳素企业自成立以来，主要生产石墨电极等传统碳素产品，主要分布在下游的钢铁和金属炼钢行业。
2、我国高端石墨产品较多，特碳石墨比重较低。
我国是石墨生产和出口大国，也是进口大国。 其中大部分以中碳或高碳形式直接出口，而高、精、尖工艺所需的石墨产品大部分从美国进口。 一些发达国家将石墨列为战略储备资源，严格限制其开采、加工和出口，对石墨开发技术有严格的保密规定。 我国实际上是石墨大国，但不是石墨强国。 目前只能加工中间产品，缺乏高附加值的深加工石墨产品和制品。 高科技石墨产品需要大量进口，进口价格约为出口价格的24.6倍。
我国石墨及炭素制品行业，一方面，普通功率石墨电极、铝阳极、普通阴极炭块等高端产品产能短缺，市场供大于求；另一方面，高端产品产能不足，市场供大于求。 另一方面，技术集中度高、附加值高的产品，如大尺寸、高功率碳电极、核石墨、航空航天用石墨以及各领域使用的特种石墨和碳复合材料等方面还存在相当大的差距。 石墨及炭素制品行业产品结构不合理的深层次原因是技术开发投入不足，产业自主创新和技术集成创新能力薄弱，产品结构优化升级缺乏强有力的技术支撑。
3、行业集中度不高
目前，我国石墨及碳素制品行业存在行业竞争无序、宏观管理失控等问题。 石墨作为宝贵的不可再生资源，具有重要的战略价值。 而且，国家对石墨资源的管理多年来一直没有纳入大范围的渠道，导致石墨主产区各自为政的局面。 随着国家对石墨及炭素制品行业的日益重视，加强宏观调控已成为必然趋势。 为此，未来重点企业的竞争策略将集中在大力推进石墨产业结构调整； 积极开拓国际市场，建立小型石墨企业集团将是趋势。
四、发展趋势与前景
碳材料具有良好的导电导热性、电特性、润滑性、高温特性、耐物理腐蚀性、耐热性、抗低温热裂性、电物理性能等基本特性。 碳，特别是特种石墨，已成为现代工业中不可缺少的重要材料和工业材料。 以其固有的特性，常以基础原材料、模具、工具、零部件、构件和结构材料的形式广泛应用于各行业。 环境、不同生产条件下的工业产品制造过程。 碳素行业是一个非常多元化的行业。 既具备传统产业基础，又具备高新技术、高科技发展的机遇和空间。 全年行业发展前景良好。 同时，炭素行业还对石化、煤化工行业的废料进行深度加工和再利用。 是一个循环利用能源的产业，符合循环经济理念。
（一）电火花加工专用石墨需求量稳步下降
电火花加工的主要优点是适合加工难铣材料。 工具电极与型腔不接触，两者之间的斥力很小。 适用于加工特殊、复杂形状的零件。 在电火花加工过程中，用作阳极的工具电极可以由黄铜或石墨制成。 与铜电极相比，石墨电极比铜轻，密度仅为铜的20%。 它们易于加工，切削时不易产生挠曲和热变形，熔点在3000℃以上时热膨胀系数小。
在特种石墨的需求结构中，电火花加工约占15%，是需求量最大的下游用户之一。 电火花加工石墨制品中高端石墨的使用率为25%左右，中低档石墨的使用率为75%左右。
（二）核安全推动石墨材料在核电应用
台湾福岛核事故引发核电危机，核安全成为未来核电发展的关键激励因素。 一些亚洲国家实力较弱或已停止核电站建设。 美国甚至宣布将在2020年关闭核电站，我国也在重新思考自己的核电发展计划。 但从长远来看，核电仍然是最高效、最有前途的发电机组，我国大力发展核电的长期规划没有改变。 核电建设，核安全是重中之重。 低温气冷堆被国际核能界公认为最安全的新型核反应堆，是未来核电装置的发展趋势。
石墨是一种中子慢化剂和优良的反射体。 其许多优良特性使其成为核工业的关键材料之一。 在低温气冷堆中，碳材料是不可缺少的减速材料、反光材料和结构材料。 低温气冷反应堆需要大量的中间石墨材料。 可以说，没有核石墨材料，就很难建造低温气冷反应堆。 低温气冷堆采用氢气作为冷却剂，碳材料和陶瓷材料作为燃料涂层材料，石墨或碳质材料作为减速材料和炉芯结构材料。 可导入接近1000℃的低温二氧化碳。 用作反应堆外的能量。 国际上已经建造了多个低温气冷反应堆用于开发和研究。 据悉，核石墨可用于制作热工结构件，各向同性碳石墨材料用于制作石墨球、芯材、电极等核石墨制品。
（3）其他需求：磨具、连铸、人造金刚石石墨的衰退潜力不可忽视） 其他需求：磨具、连铸、人造金刚石石墨的衰退潜力不可忽视
我国大量使用石墨制造磨具和板坯，用于石墨磨具和板坯的各种石墨约占总需求量的26%。 机械工业中的铸造工业大量使用石墨材料作为超硬质合金压力铸造、离心铸造、热挤压等加工磨料。 大规格铜、青铜、黄铜等的生产主要采用板坯进行。 其中对产品质量起着至关重要作用的结晶器采用等静压石墨材料制成。 由于等静压石墨具有良好的导热性、热稳定性、自润滑性、抗湿性和物理惰性等性能，已成为制造结晶器不可替代的材料。 等静压石墨还用于制造金刚石工具和硬质合金焙烧磨料、光纤拉丝机的热场组件（加热器、保温筒等）、真空热处理炉的热场组件（加热器、承重架、等），以及精密石墨换热器、机械密封组件、活塞环、轴承、火箭喷嘴等。
5、行业发展的有利激励及面临的风险激励
进入21世纪以来，国际产业结构发生新的调整，以信息、生物、航空航天、海洋开发、新材料新能源等为主的高新技术、新材料产业逐步发展壮大。 特种石墨与微电子与信息技术、新材料技术、生物技术、航空航天、原子能、高温材料等密切相关，目前化工、能源、轻工、冶金、建材等传统行业将不断引进新技术、新材料，进行产业升级和技术创新。 其中不少与特种石墨深加工产品密切相关。 可以说，特种石墨深加工产业迎来了新的发展机遇。
从特种石墨各项技术的发展来看，特种石墨将越来越广泛地应用于新能源汽车、航天民航、核电和军工等高新技术领域，成为支撑发展的重要战略资源的高科技。 新的科学发现和科技成果使我们充分相信，在未来科技发展中，特种石墨将是不可替代的战略资源之一。
六、行业竞争格局
（一）国际行业竞争及市场特征
目前，国外炭素企业众多，行业已高度市场化。 全球碳产业高度集中，主要集中在美国、日本、法国、中国和俄罗斯。 但各国主流石墨产品都是石墨电极，特种石墨产品占比较小。
日本、美国、日本、法国的特种石墨产品主要是等静压石墨。 上述五个国家均拥有先进的等静压石墨生产技术，具有较强的技术优势。 由于英国、美国、日本、法国等静压石墨工艺技术和设备技术壁垒长期限制，国外等静压石墨产值较小，基本依赖进口。
与国内同类产品相比，即使中国产品的性能略有不同，但由于成本和价格较低，产品具有显着的性价比优势，在与美国产品竞争时具有一定的性价比优势。
（二）国外特种石墨行业竞争及市场特点
1）总体规模较小
与传统碳材料相比，特种石墨的生产过程技术集中度更高，对生产技术、装备能力和工艺武器水平有更高的要求。 现阶段，我国特种石墨产业呈现“金字塔”分布，工艺技术先进，具有一定自主研发能力和规模化生产的企业较少。 全省从事特种石墨生产的企业仅有几十家。 大多规模较小、技术落后或工艺不完整。 完整的工艺和生产能力普遍规模较小，导致大多数企业无法产生强大的市场。 竞争力。
2）产品结构不合理
目前国外碳素产品仍以传统碳素材料为主，其中大部分为石墨电极。 特种石墨所占比例较小。 由于长期受到其他国家工艺技术和设备技术的壁垒，大多数国外企业只能生产中粗粒石墨或细粒石墨，等静压石墨80%的需求依赖进口。
3）大部分企业缺乏核心竞争力
特种石墨行业绝大多数企业科研投入低，自主开发创新能力弱，缺乏先进核心技术，缺乏研发检测手段。 行业内仅有少数骨干企业具备较强的自主研发能力。
4）特种石墨行业部分龙头企业发展迅速
近年来，特种石墨行业的快速发展，给行业龙头企业带来了快速成长的机遇。 行业领先企业凭借技术和管理优势，逐渐形成了强势品牌，占领了稳定的市场份额。
