2023年中國(guó)熱工裝備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析預(yù)測(cè)
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報(bào)告發(fā)布方：中金企信國(guó)際咨詢《熱工裝備市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈供需結(jié)構(gòu)分析預(yù)測(cè)報(bào)告-全球及中國(guó)（2024版）》
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（1）熱工裝備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：
1）熱工裝備行業(yè)概述：熱處理是指將材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過(guò)改變材料表面或內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)從而控制其性能的一種熱加工技術(shù)工藝。這種技術(shù)可賦予先進(jìn)材料極限性能、賦予高端裝備基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵構(gòu)件極限服役壽命。它是“材料科學(xué)與工程”、“機(jī)械制造”兩大學(xué)科的前沿，是先進(jìn)材料和機(jī)械制造的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)（中國(guó)熱處理與表層改性技術(shù)路線圖）。是充分發(fā)揮材料性能潛力、提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵加工工序，亦是高端制造行業(yè)不可或缺的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
熱工裝備是實(shí)現(xiàn)熱加工工藝的載體。為滿足材料熱加工工藝技術(shù)要求，熱工裝備采用不同的加熱方式和控制手段，獲得不同的溫度，升溫速度，溫度均勻性；制備需要的氣氛，改變材料表面（或內(nèi)部）成分；控制一定的時(shí)間，采取不同的冷卻措施，以期獲得所處理材料（或構(gòu)件）理想的組織和性能。熱工裝備涉及的技術(shù)領(lǐng)域較廣，包括機(jī)械、電氣、物理、化學(xué)、材料、能源、計(jì)算機(jī)、環(huán)保等學(xué)科的復(fù)合交叉，是高端裝備制造業(yè)的典型代表。
熱工裝備是使材料達(dá)到所需性能的一種專業(yè)設(shè)備，廣泛用于碳化、石墨化、熱處理、表面處理等工藝過(guò)程。我國(guó)熱工裝備產(chǎn)業(yè)開(kāi)創(chuàng)于20世紀(jì)50年代，是在前蘇聯(lián)援建的基礎(chǔ)上起步，盡管目前我國(guó)熱工裝備行業(yè)整體裝備水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在一定差距，但經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)、消化吸收和自主研發(fā)，熱處理技術(shù)及熱工裝備制造已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。近年來(lái)國(guó)產(chǎn)熱工裝備發(fā)展迅猛，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率明顯上升。此外，發(fā)達(dá)國(guó)家在高端裝備技術(shù)上對(duì)中國(guó)的封鎖和禁運(yùn)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)家安全構(gòu)成威脅，亦加速了國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程。熱工裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)具有直接影響，創(chuàng)造自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱工裝備技術(shù)，服務(wù)新材料與高端裝備制造，成為實(shí)現(xiàn)制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變、提升國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略需要。
熱工裝備行業(yè)的上游主要為熱工裝備原材料及零配件的生產(chǎn)企業(yè)，主要原材料及零配件為鋼材類產(chǎn)品、高溫和絕緣材料、機(jī)電配件、控制元器件等。鋼材類產(chǎn)品主要包括板材、型鋼、耐熱鋼等；高溫和絕緣材料指耐火磚、碳纖維材料等；機(jī)電配件指液壓元件、氣動(dòng)元件、真空泵、減速機(jī)等；控制元器件指PLC、電腦、溫控器、變頻器等。目前上述產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)已基本發(fā)展成熟，可滿足熱工裝備行業(yè)原材料的基礎(chǔ)供應(yīng)。
熱工裝備行業(yè)的下游行業(yè)眾多，一般包括機(jī)械制造行業(yè)（主要有汽車、航空航天、軌道交通等）的各零部件子行業(yè)、新材料行業(yè)、環(huán)境保護(hù)（金屬材料回收）行業(yè)等，其中機(jī)械基礎(chǔ)件行業(yè)及環(huán)境保護(hù)行業(yè)由于市場(chǎng)規(guī)模大，對(duì)熱工裝備行業(yè)需求的影響較為顯著，新材料行業(yè)近年來(lái)發(fā)展較為迅猛，逐漸成為熱工裝備行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
熱工裝備產(chǎn)業(yè)鏈分析
“十三五”期間，我國(guó)熱處理行業(yè)在國(guó)家一系列發(fā)展規(guī)劃和《熱處理行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指導(dǎo)下，注重供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，以建設(shè)質(zhì)量控制嚴(yán)格、科技含量較高、掌握核心關(guān)鍵技術(shù)的“專、精、特、新”企業(yè)為基點(diǎn)，緊跟國(guó)際同行業(yè)先進(jìn)水平，不斷創(chuàng)新發(fā)展熱處理基礎(chǔ)工藝技術(shù)與裝備，熱處理生產(chǎn)能力、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升，為建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)提供了有力支撐。細(xì)分領(lǐng)域中，“十三五”期間投入較大的行業(yè)分別是：風(fēng)電、航空航天及軍工、熱處理專業(yè)廠以及工程機(jī)械。
根據(jù)《中國(guó)熱處理行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要》，“十四五”時(shí)期，以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體的新發(fā)展格局將拉動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大與需求層次提升，成為我國(guó)熱處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要依托；以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局，給我國(guó)熱處理裝備制造業(yè)帶來(lái)發(fā)展新契機(jī)；綠色制造和智能制造對(duì)熱處理技術(shù)裝備提出更高需求。
在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的扶持下，行業(yè)大力推行技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新，采取自主研發(fā)、引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和進(jìn)行技術(shù)合作等多種方式，大大提高了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力和制造水平，我國(guó)熱工設(shè)備行業(yè)得到空前高速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)制造的熱工設(shè)備已能保證較好的性能、質(zhì)量和可靠性，在中、低端產(chǎn)品上具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)在高科技產(chǎn)品的研發(fā)方面也有所突破，能開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造精密高效的自動(dòng)化裝備，部分產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，應(yīng)用領(lǐng)域從金屬材料拓展到非金屬材料，如碳纖維材料、精密陶瓷材料、玻璃復(fù)合材料等。
新材料與高端裝備制造是新興產(chǎn)業(yè)的源頭和基石，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力培育和發(fā)展新材料和材料制造裝備行業(yè)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障國(guó)家重大工程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)具有重大戰(zhàn)略意義。
3）熱工裝備行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模：目前暫無(wú)熱工裝備行業(yè)規(guī)模的公開(kāi)數(shù)據(jù)。根據(jù)中國(guó)熱處理行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)熱處理設(shè)備和工藝材料市場(chǎng)規(guī)模約200億元，其中，熱處理裝備(含工裝)約150億元，工藝材料約50億元，較“十二五”末增加近一倍。結(jié)合熱處理行業(yè)應(yīng)用下游需求市場(chǎng)發(fā)展情況綜合測(cè)算，2021年中國(guó)熱處理設(shè)備和工藝材料市場(chǎng)規(guī)模約222億元。未來(lái)5年，中國(guó)熱處理設(shè)備制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增速約為4%，到2027年，中國(guó)熱處理設(shè)備制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為281億元3。
近年來(lái)我國(guó)新材料行業(yè)快速發(fā)展，2011年市場(chǎng)規(guī)模僅0.8萬(wàn)億元，2019年增長(zhǎng)至4.5萬(wàn)億元。預(yù)計(jì)到2025年，新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)10萬(wàn)億元4。總體來(lái)說(shuō)，熱工裝備產(chǎn)品終端領(lǐng)域市場(chǎng)容量大，可為其提供廣闊的發(fā)展空間。
（2）行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)：熱工設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域從金屬材料拓展到非金屬材料，包括碳纖維材料、精密陶瓷材料、玻璃復(fù)合材料等。總體來(lái)看，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)特征明顯，發(fā)展趨勢(shì)明晰。技術(shù)綜合化、復(fù)合化程度大大提升，是綜合裝備制造業(yè)的典型特點(diǎn)。針對(duì)生產(chǎn)新材料，開(kāi)發(fā)采用諸如大尺寸、高真空、高溫度、氣氛精確控制等技術(shù)的專業(yè)熱工裝備是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)模擬和人工智能一體化的智能化、集成化控制技術(shù)是未來(lái)熱工裝備的技術(shù)發(fā)展方向。具體來(lái)說(shuō)，我國(guó)熱工裝備行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢(shì)：
1）精密控制智能化：熱加工主要工藝參數(shù)（溫度、氣氛、頻率、壓力、時(shí)間等）的精密控制是熱加工的核心，自動(dòng)化、智能化是實(shí)現(xiàn)精密控制的手段。在現(xiàn)代化大生產(chǎn)的時(shí)代背景下，提高材料或構(gòu)件品質(zhì)的關(guān)鍵取決于熱工裝備是否具備先進(jìn)的智能化控制手段，具體而言即調(diào)控精準(zhǔn)化、過(guò)程數(shù)字化及運(yùn)行可靠化。隨著工業(yè)化、信息化的深度融合，新一代智能熱工設(shè)備應(yīng)具有輔助或自動(dòng)生成、生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化動(dòng)態(tài)控制和記錄、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和專家決策系統(tǒng)等的在線服務(wù)功能；同時(shí)熱工裝備制造的計(jì)算機(jī)模擬輔助設(shè)計(jì)、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和應(yīng)用、設(shè)備制造和熱加工生產(chǎn)全過(guò)程的信息化管理、各類智能數(shù)字化儀表和控制元器件的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)也逐步被廣泛應(yīng)用。
2）節(jié)能減排綠色化：提高中國(guó)熱工裝備競(jìng)爭(zhēng)力，必須在工藝設(shè)計(jì)、能源利用效率以及尾氣處理等節(jié)能環(huán)保方面下足功夫，樹(shù)立以“碳達(dá)峰”“碳中和”理念為基礎(chǔ)的綠色化產(chǎn)品制造理念。
3）裝備產(chǎn)能大型化：裝備產(chǎn)能的大型化是實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)和效益最大化最直接的途徑，尤其針對(duì)航空航天、船舶、核電、汽車等相關(guān)領(lǐng)域大型復(fù)雜零部件、大型精密模具、超長(zhǎng)筒體及管材的真空熱加工要求，更是需要突破大型熱工裝備關(guān)鍵核心技術(shù)。
4）裝備制造企業(yè)向服務(wù)制造業(yè)全面拓展：熱工裝備制造企業(yè)向系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商轉(zhuǎn)變，配合客戶實(shí)施材料要求與選擇、熱加工工藝路線設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、設(shè)備針對(duì)性設(shè)計(jì)制造、操作及維修人員培訓(xùn)、持續(xù)工藝開(kāi)發(fā)配合、高質(zhì)量零部件長(zhǎng)期供應(yīng)、設(shè)備終身維護(hù)等服務(wù)。
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