焦炭与螺纹钢期货跨品种套利研究

焦炭期货即将挂牌上市，中国作为世界上最大的焦炭生产国和消费国，每年焦炭出口约1400万吨，占国际焦炭贸易量的60%，却始终掌握不了自己的定价权。

焦炭期货的推出，将给整个行业发展、企业经营运作带来深远影响，有利于加强我国焦炭在国际上的话语权。

不仅如此，焦炭与钢材关系密切，焦炭产量的90%用于高炉冶炼，且主要用于冶炼钢铁，因此，焦炭与钢材是产业链的上下游关系。

焦炭期货推出后，将与钢材期货合力，实现焦炭钢材整个产业链联动，有助于企业实现“全产业链”套保操作，增强企业抵御风险的能力，提升企业经营的灵活性。

焦炭期货不仅可以为企业提供市场信息，也可以为企业提供新的金融工具，企业不仅可以进行套期保值，还可以利用焦炭、钢材相关品种之间的上下游关系，采取更加稳健的套利操作。

焦炭期货上市在即，我们在深入分析产业相关性后，通过对焦炭与钢材现货价格的历史数据进行数理统计分析，对焦炭与螺纹钢进行跨品种套利分析，希望在焦炭期货上市后，理论研究对现实操作能起到借鉴意义。

一、焦炭与螺纹钢期货跨品种套利可行性分析跨商品套利主要是指利用走势具有较高相关性的商品（如替代品之间、原料和下游产品之间）之间强弱对比关系差异所进行的套利活动。

这种相关关系是指品种间具有相互关系，利用这种相关性对不同品种的期货合约分别进行买入和买出，通过品种间的强弱变化引发价差的收缩与扩大，从而实现价差收益。

因此，在考虑跨品种套利时，不仅要分析品种相关性的内在机理，还要考虑相关性的影响因素，并结合数理统计分析，总结出一般规律。

焦炭期货4月15日上市，而螺纹钢期货上市时间也不长，为了提高统计的准确性，本文所涉及的焦炭与螺纹钢价格的数据分析均采用现货价格数据。

1.焦炭与螺纹钢关系的内在机理（1）90%的焦炭用于炼铁焦炭广泛用于高炉炼铁、冲天炉熔铁、铁合金冶炼和有色金属冶炼等生产，作为还原剂、能源和供炭剂，也应用于电石生产、气化和合成化学等领域。

据统计，世界焦炭产量的90％以上用于高炉炼铁，冶金焦炭已经成为现代高炉炼铁技术的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，具有重要的战略价值和经济意义。

因此，对于焦炭来说，钢铁行业可称之为焦炭的“唯一”下游行业，焦炭的需求情况完全取决于钢铁行业的状况。

（2）焦炭是钢材生产的第二大原料从钢材的生产工艺流程来看，焦炭是钢材生产的第二大原料。

钢材的制作工艺包括高炉炼铁、转炉炼钢，然后通过连铸制成钢坯、轧钢，最后制成钢材成品。

炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允许限量之下。

在高炉中，通过对铁矿石、焦炭、石灰石等高温燃烧，形成铁水；铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料，另加10%左右的废钢；然后，向转炉内吹氧燃烧，铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量，当探头测得达到预定的低碳含量时，即停止吹氧并出钢。

焦炭是高炉炼铁过程中必不可少的原料，起到了发热剂、还原剂、骨架支撑和渗碳剂以及为炉料下降提供自由空间等作用。

（3）焦炭对钢材成本的影响按照行业平均生产工艺，目前钢铁行业中平均生产1吨炼钢生铁需要1.6吨铁矿石、0.5吨焦炭，并参照2007年中国钢铁行业的平均铁钢比（0.96）和废钢单耗（0.15吨），加入水电、管理成本的平均消耗系数作为测算依据，炼制成1吨粗钢。

因此，从成本角度来看，1吨粗钢需要使用约0.5吨焦炭，目前约占钢材成本的22%左右。

（4）焦炭—螺纹钢的价格传导机制以上我们对焦炭与螺纹钢关系进行了静态分析，由于焦炭与螺纹钢存在密切的上下游产业链关系，因此，从历史现货价来看，螺纹钢与焦炭的价格趋势保持一致。

为何螺纹钢与焦炭的价格有如此高的相关性？下面我们从动态角度来分析焦炭与螺纹钢的价格传导关系。

焦炭与螺纹钢价格是相互影响、相互制约的。

在钢价上涨阶段，钢厂利润空间被拉大，钢厂在利润丰厚的情况下会持续高速增产，因此，对于原材料的需求上升，导致原料价格跟随钢价上行，随后，钢材供给增加，供大于求导致库存上升对钢价形成压力，钢价回落。

在钢价下跌阶段，钢铁业盈利能力弱化，受钢价下跌影响利润空间受挤压，钢厂可能采取限产、减产等措施来减少市场供给，从而使钢厂对焦炭等原料的需求减弱，焦炭价格追随钢价下跌，成本的下跌也在很大程度上加剧了钢价的回落幅度。

在钢价回落、供给减少的情况下，市场出现供给偏紧或钢价回落至终端需求商的心理价位时，钢价又将企稳回升，重回上行通道。

因此，焦炭与螺纹钢形成相互影响、互为因果的闭合关系。

在这样的价格传导机制下，螺纹钢与焦炭价格趋势呈现高度相关。

螺纹钢与二级冶金焦现货价趋势图2.焦炭与螺纹钢的相关性分析从上述分析可知，焦炭与螺纹钢属于产业链的上下游关系，价格趋势呈高度相关。

为进一步验证其实际相关性，考虑到焦炭期货尚未上市，螺纹钢期货上市时间也非常有限，笔者从Wind资讯上选取2007年1月8日到2011年4月2日的1046个数据，对其进行相关性分析，最终得到实际相关性为0.787（在0.01置信水平内有效）。

结果表明，螺纹钢期货上市以来，焦炭和螺纹钢之间存在较强相关性，焦炭期货上市将为相关企业提供新的金融工具。

上海三级螺纹钢与唐山二级冶金焦相关性通过内在理论及统计意义上进行可行性分析，我们得出焦炭与螺纹钢进行跨品种套利在理论上是可行的。

根据两者的关系，焦炭与螺纹钢是产业链上下游的关系，因此属于产业链跨品种套利。

二、焦炭与螺纹钢期货跨品种套利机会分析在具体操作上，我们应更多地考虑两者的强弱变化特点及其价差波动区间，然后探究焦炭与螺纹钢的趋势套利和模型套利的机会。

1.趋势套利机会分析为了更好地把握两者间趋势性套利机会，我们对焦炭与螺纹钢价格进行分析，总结出焦炭与螺纹钢价格波动的特点。

（1）钢材的波动幅度大于焦炭从现货价格走势来看，螺纹钢价格与焦炭价格呈现一大特点：螺纹钢价格的波动幅度大于焦炭价格的波动幅度，焦炭价格的变化相对迟钝，趋势性波动频率以及幅度都远远小于螺纹钢。

我们选取2007年1月8日到2011年4月2日的1046个数据计算焦炭与螺纹钢价格的日均波动率情况，并对日波动率进行绝对值处理，得出螺纹钢的日均波动率为0.515%，焦炭的日均波动率为0.35%。

由于螺纹钢的波动幅度大于焦炭的波动幅度，在上涨过程中，螺纹钢与焦炭的比价呈现扩大趋势，在套利操作中可采取买螺纹钢卖焦炭的策略；在下跌过程中，螺纹钢与焦炭的比价呈现缩小趋势，即焦炭表现出抗跌性，因此可采取买焦炭卖螺纹钢的策略。

螺纹钢与焦炭价格日均波动率螺纹钢与二级冶金焦现货价及比价图究其原因主要在于：第一，螺纹钢的价格更具市场化。

螺纹钢现货的流通模式主要以贸易形式为主，因此受市场影响较大，而且自钢材期货上市后，螺纹钢的金融属性日益增强，期货市场的集中交易集结了市场各方对远期价格的看法，同时期货市场还充斥着国内外宏观经济、政治等各种信息，因此，短期内钢材期货价格可能受外界因素以及自身基本面的影响而发生剧烈波动，其对现货市场的影响以及价格波动更加频繁，更能体现市场化。

第二，焦炭价格的波动相对迟钝且波动不频繁，主要是由于焦炭流通模式和价格传导机制所致。

螺纹钢日波动率焦炭日波动率（2）焦炭价格波动存在滞后性由于焦炭与螺纹钢的价格传导存在时滞，因此，从焦炭与螺纹钢的价格趋势来看，焦炭价格存在明显的滞后性。

对历史价格进行分析可知，无论在上涨阶段还是下跌阶段，焦炭价格的波动一般滞后期为半个月至一个月。

螺纹钢价格对焦炭价格具有指导和牵引的作用，其原因在于：第一，焦炭产量的90%用于高炉冶炼，因此，消费用途上的唯一性使得焦炭价格完全受制于钢铁行业的景气程度。

第二，焦炭的流通模式使得焦炭价格的波动缺乏主动性。

一方面，钢铁企业的焦炭自给率较高。

2009年国内焦炭全年产量为3.53亿吨，据估算，其中独立焦化厂共生产焦炭2.2亿吨，钢铁企业自产焦炭1.33亿吨左右。

焦炭的商品化率达到69％，31%的焦炭是钢铁企业内部消化，这部分焦炭价格不具备市场性。

另一方面，焦炭现货贸易模式使得钢铁企业更具主动权。

对于焦炭现货市场来说，点对点直销是最主要的贸易模式，通常买卖双方可以就品质进行协商，交收场所大多是钢铁厂或焦化厂，中间贸易环节较少，在这种贸易模式中，钢厂的强势地位使得69%进入市场化流通的焦炭也大多受制于钢厂的定价。

第三，价格传导机制使得焦炭价格波动滞后。

钢价的涨跌影响到钢厂的利润空间，利润空间的大小决定了钢厂对于焦炭等原料的需求情况，进而左右了焦炭价格。

通过以上对焦炭与螺纹钢价格波动的特点分析，我们发现，在两者的价格波动中，存在明显的趋势性套利机会。

由于螺纹钢的波幅大于焦炭，因此，趋势性套利机会与行情趋势保持一致。

在价格上涨过程中，螺纹钢与焦炭的比价呈现扩大趋势，在套利操作中可采取买螺纹钢卖焦炭的策略；在价格下跌过程中，螺纹钢与焦炭的比价呈现缩小趋势，可采取买焦炭卖螺纹钢的策略。

焦炭与螺纹钢价格波动存在联动性是套利操作的基础，两者之间的滞后性在某一时间内强弱对比更加明显，但同时也带来一个问题：当螺纹钢价格由上涨转向下跌时，焦炭价格却由于滞后可能继续保持惯性上涨，因此可能会导致短时间内比价迅速缩小；当螺纹钢价格由下跌转向回升时，焦炭价格可能继续下跌，导致比价短时间内迅速扩大。

因此，在实际操作中，焦炭与螺纹钢的时滞问题可能会出现价格短时间内变化的情况，要把握好这个滞后的节奏问题。

2.模型套利机会分析价格是基本供求关系的直接体现，而比价关系则是各品种基本面强弱的直接反映，因此，比价背后实际上隐含的是各品种基本面的实际状况。

就焦炭和螺纹钢而言，两者的产业链上下游关系、贸易模式的差异性造就了焦炭与钢材进行比价投资组合的基础。

为了更准确地了解焦炭与螺纹钢之间的价格关系，我们对唐山二级冶金焦以及上海三级螺纹钢的价格变动关系进行协整分析，数据时间区间为2007年1月8日至2011年4月2日，共1046组数据，统计软件为EVIEWS5.0。

经过检验，上海三级螺纹钢和唐山二级冶金焦均是一阶单整，单位根检验结果如下图所示：上海三级螺纹钢一阶平稳唐山二级冶金焦一阶平稳之后我们对焦炭与螺纹钢序列进行简单回归，模型为：Tang2coket=α+βShhrb400t+μt得到拟合方程为：Tang2coke=-394.+0.×Shhrb400其中，常数项以及上海三级螺纹钢的系数均显著有效，且回归方程的Adjusted R—squared为0.6208，F检验结果的P值为0，说明模型的解释能力较好。

我们还判定上述回归结果为协整方程，不是伪回归，这意味着焦炭与螺纹钢价格之间保持长期均衡关系，不可能出现无限制的偏离。

当期货价差偏离正常区间时，套利机会也随之产生，使得两个品种之间的套利成为可能。