碳化硅陶瓷渣浆泵，开启行业弯道超车新引擎.docx

内容目录

碳化硅陶瓷渣浆泵有望助力弯道超车 3

碳化硅陶瓷渣浆泵的难点在哪里？ 5

难点1：碳化硅结构件的烧结成型 7

难点2：碳化硅渣浆泵的装配制造 8

投资建议 9

风险提示 9

图表目录

图表1：渣浆泵在现场的工作情况（蓝色为渣浆泵） 3

图表2：不同场景渣浆泵材质的选择 3

图表3：渣浆泵市场格局 4

图表4：碳化硅材料的物理特性 4

图表5：碳化硅陶瓷材料的应用场景 5

图表6：碳化硅泵具有更高的使用寿命 5

图表7：碳化硅渣浆泵生产工艺流程 6

图表8：碳碳化硅粉磨制备方案 6

图表9：α-SiC和β-SiC的结构区别 6

图表10：三种烧结方式的对比 7

图表11：目前市面上碳化硅渣浆泵的性能指标 8

图表12：碳化硅渣浆泵示意图 8

图表13：使用树脂-碳化硅粘结层的碳化硅复合陶瓷泵 9

图表14：使用金属、碳化硅、橡胶复合技术的碳化硅陶瓷泵 9

碳化硅陶瓷渣浆泵有望助力弯道超车

渣浆泵是一种专门设计的、用来输送含有悬浮固体颗粒液体的泵。渣浆泵被广泛用于水处理、采矿、冶金、造纸、化工、发电等行业。渣浆泵通过旋转产生离心力，为介质提供动能。

图表1：渣浆泵在现场的工作情况（蓝色为渣浆泵）

资料来源：伟尔集团，五矿证券研究所

渣浆泵材料包括金属、橡胶、陶瓷，目前以金属和橡胶为主。其中金属材质又包括普通铸铁、耐磨钢和镍硬铸铁、铬系白口铸铁等。不同场景下，渣浆泵材料的选择也有所不同。而当介

质中含有固体颗粒圆滑、无尖角、渣浆泵的扬程不超过40米时，适宜选择橡胶制造的过流部件。

图表2：不同场景渣浆泵材质的选择

应用场景

叶轮

护套

护板

中细颗粒，中低扬程

橡胶

橡胶

橡胶

高温，含矿物油

金属

金属

金属

中粗颗粒，高扬程输送，半自磨出料

金属

橡胶

橡胶

中粗颗粒，高扬程，在可能卡泵时使用

金属

橡胶

金属

资料来源：耐普矿机,五矿证券研究所

渣浆泵格局分散，伟尔优势明显。在矿用渣浆泵领域，渣浆泵市场前三名为伟尔集团、KSB、美卓/FLSmdith。伟尔集团在渣浆泵领域优势明显，渣浆泵及备件收入达9亿英镑，我们估

算市占率约40%。第二名的KSB在矿用渣浆泵及备件的收入约1.12亿欧元，市占率约4.5%。中国的渣浆泵企业数量居全世界第一，各种大小渣浆泵企业约6000余家，从收入体量来看和海外龙头有较大差距。中国渣浆泵技术主要从澳大利亚沃曼公司引进，由石家庄水泵厂负责消化、制造，之后逐步开枝散叶。

图表3：渣浆泵市场格局

伟尔 KSB 其他

伟尔

42%

其他

54%

KSB

4%

资料来源：伟尔集团，KSB，五矿证券研究所

碳化硅陶瓷物理特性优异，是一种重要的结构陶瓷材料。碳化硅具有优异的高温力学强度、高硬度、高弹性模量、高耐磨性、高导热性、耐腐蚀性。碳化硅的莫氏硬度为9.2~9.5，仅次

于金刚石和碳化硼。碳化硅的熔点大约2730摄氏度，本身也具有非常高的化学惰性。碳化硅材料被广泛应用于轴承轴套、陶瓷喷嘴、换热器、密封环、卫星反射镜等领域。

图表4：碳化硅材料的物理特性

指标

数值

密度

3.1~3.2g/cm3

莫氏硬度

9.2~9.5

抗压强度

~3900MPa

抗折强度

~380MPa

弹性模量

~400GPa

断裂韧性

3.0~5.0Mpa·m1/2

热膨胀系数

~5*10-6K-1（RT-1400℃）

热导率

30~300W·K-1cm-1

热辐射系数

0.9

资料来源：《碳化硅陶瓷膜支撑体的低温制备及其性能研究》程龙，化工百科，五矿证券研究所

图表5：碳化硅陶瓷材料的应用场景

资料来源：伏尔肯招股书，英罗唯森科技，五矿证券研究所

使用碳化硅陶瓷制作渣浆泵，具备优异的性能。碳化硅化学稳定性好，能耐几乎所有的无机酸、有机酸、碱的腐蚀；耐磨性能好，可达到高铬耐磨合金的3-10倍。使用碳化硅陶瓷渣浆

泵，使用寿命可以明显增加，减少选矿厂的停工时间。

图表6：碳化硅泵具有更高的使用寿命

使用单位

使用环节

原泵材质

原泵寿命

碳化硅泵寿命

河南某上市集团钨钼矿

磨机泵

Cr26

30-60天

270-360天

福建某金铜矿

浓密机底流泵

陶瓷泵

15-30天

360天

广东某冶炼厂

加压釜喂料泵

金属

60天

510天

9900云南某铅锌矿

矿浆喂料泵

陶瓷泵

7-15天

540天

资料来源：汉江弘源,五矿证券研究所

我们认为碳化硅陶瓷渣浆泵有望为国内渣浆泵企业弯道超车提供重要机遇。

碳化硅陶瓷渣浆泵的难点在哪里？

碳化硅渣浆泵性能优异，但目前技术仍不成熟，渗透率不高。碳化硅陶瓷渣浆泵的制作工艺可以分为几个步骤：1）制备碳化硅粉末；2）碳化硅陶瓷结构件的烧结；