我目前有个保证项目可行的条件是,可行度极高。

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2017年修订版高精度铝箔项目建设可行性研究报告
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大连富生制药有限公司200吨高纯度大豆卵磷脂规模化生产建设项目可行性研究报告
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601677 : 明泰铝业高精度交通用铝板带项目可行性研究报告
公告日期:
汽车铝合金板、2系铝合金、7系列铝合金产品等,符合市场
发展的需要。
1.3.2符合国家的产业政策
《产业结构调整指导目录(2011
年本)(修正)》、《有色金属工
业中长期科技发展规划(年)》、《有色金属“十二五”
规划》、《铝工业专项发展规划》、《新材料产业“十二五”发展规
划》等均鼓励发展在交通运输行业用的高强、高韧、耐蚀铝合金
2013年版《有色金属行业高新技术产品推荐目录》明确将铝
合金汽车车身板、深冷铝合金板材、铝合金预拉伸板、铝合金罐
料板列入铝及铝合金高新技术产品。
本项目建设符合国家铝工业发展的产业政策。
1.3.3项目的建设符合公司发展需要
河南明泰铝业股份有限公司是国内最大的一家民营铝加工
上市公司,目前年铝板带箔材加工能力达到40万吨,产品以1
系、3系、4系、5系、8系为主。近年来,公司加大了2、6、7
系合金的开发应用,加快了车用高性能铝合金产品的开发应用,
并获得了SGS认证机构颁发的ISOTS质量管理体系认
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
证证书,获准进入汽车生产供应市场。本项目的建设,主要生产
2、5、6、7系铝合金产品,与现有生产系统相辅相成,弥补现有
(1+4)热轧机供应的缺口,扩大产品品种,以保持企业竞争优
势,进一步提高企业的经济效益,实现企业的可持续发展。
1.4 项目概况
拟选厂址和工程布局
项目在明泰铝业新厂区内建设,明泰铝业新厂区坐落于河南
省(巩义)民营科技园区。园区地处河南省巩义市西南部的回郭
镇境内,南依嵩山、北靠伊洛河,东距省会郑州市市区约79km,
西距洛阳市区约38km。陇海铁路线由园区北侧通过,310国道横
明泰铝业新厂区位于园区东部,厂址南临310国道,北依伊
洛河,西与万泰铝业为邻,西面距明泰铝业老厂区约2km。
建设规模和产品方案
本项目建设规模为200000t/a,主导产品为高精度交通用铝
合金板带材,按产品类型分为中厚板、热轧卷材、冷轧板材和冷
产品方案中,中厚板50000
t/a,热轧卷材100000
轧带材25000
t/a,冷轧带材25000
本项目主要生产设施、公用辅助设施、仓储设施、行政办公
设施等组成。
主要生产设施包括:熔铸车间、板带车间。
公用辅助设施包括:110kV变电站、循环水泵站、废水处理
站、生活污水处理站、压缩空气站、燃气锅炉房、氩气站、氯气
仓储设施包括:成品库、综合仓库、桶装油库、地磅房等。
行政办公设施包括:研发综合楼、食堂。
辅助生产设施中,试验室、机修利用原有厂区设施,熔铸车
间新建炉前分析室。
主要生产设施建设方案
生产工艺方案
根据拟定的生产规模和产品方案,结合国内外同行业的生产
经验,确定各车间主要生产工艺。
(1)熔铸车间
熔铸车间生产工艺过程:圆形燃气熔铝炉熔炼—倾动式燃气
保温炉精炼、静置和调温—熔体在线处理系统对熔体进行炉外在
线加晶粒细化线杆、除气精炼和过滤—液压半连续铸造机铸造
—2???和7???合金通过均热炉组进行均匀化处理。经检查,质
量符合技术要求的变形铝及铝合金扁铸锭送入板带车间。
(2)板带车间
板带车间主要产品为中厚板、热轧卷材和冷轧板带材,
由熔铸车间提供的铸锭,经过锯切、铣面/铣边后,根据合
金品种的不同吊运至立推式加热炉中进行热轧前的均热/加热
(其中2xxx、7xxx系铸锭均热在熔铸车间进行),达到设定温度
后送至热粗轧机的受料辊道上,根据成品厚度的要求进行往复式
轧制,轧制过程中根据工艺要求进行剪切头尾。对于成品宽度大
于2600mm的产品,将铸锭的长度作为宽度进行轧制(横轧)。
a)对于成品厚度大于10mm的板材,采用块式法生产工艺,
在热粗轧机上轧制到工艺要求的厚度,定尺剪切垛板后进行冷却。
然后根据产品供货要求,经过精密锯切、包装等工序后入库。其
中要求退火状态交货的产品,还应进行退火处理。
b)对于成品厚度小于等于10mm的板材,先在热粗轧机上
进行往复式轧制到工艺要求的厚度,然后在单机架热精轧机上轧
制到工艺要求的厚度,卷取成热轧卷,卸卷冷却。冷却后的热轧
卷在横切机组上进行矫直和剪切,最后经过检查,人工包装、入
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
2)热轧卷材
经过锯切、铣面/铣边后的铸锭,根据合金品种的不同进行
均热/加热,达到设定温度后送至热粗轧机上进行多道次可逆轧
制,轧制过程中根据工艺要求进行带坯头尾剪切,达到工艺要求
的厚度时,带坯由辊道送至热精轧机进行热精轧并卷取成卷,最
后经过检查,人工包装、入库。
3)冷轧板带材
部分冷却后的热轧卷材坯料送到单机架冷轧机进行多道次
的轧制,对于薄规格产品,当冷轧到1.0mm左右厚度时,要进行
一次切边,需要中间退火的产品在卷材退火炉中进行退火,然后
继续冷轧至成品厚度。冷轧后根据产品的规格及状态等要求,经
过相应的精整工序及成品退火,在检查及包装后获得相应的优质
冷轧板带材成品。
主要设备选型
设备选择的原则是成熟可靠、技术先进、生产线配套完善,
实用性强,满足所生产产品的品种、规格范围、生产规模及性能
和质量要求。同时设备选择还要考虑国内外铝加工设计制造的实
际情况,在满足生产要求的前提下,尽量节省投资。
(1)熔铸车间设备选择
熔铸车间选择的主要生产设备有:60t圆形燃气熔铝炉4台、
开盖机2台、电磁搅拌装置2台、60t倾动式燃气保温炉4台、
铝熔体在线处理系统2套、60t液压半连续铸造机2台、60t均热
炉组1组、压渣机2台、电子平台秤2台、电动吊钩桥式起重机
3台、电动吊钩桥式起重机3台、电动平板车1台。
(2)板带车间设备选择
板带车间选择的主要生产设备有:扁锭锯床1台、铣床1台、
立推式铸锭加热/均热炉2台、3300mm热粗轧机1台、2800mm
热精轧机1台、轧辊磨床1台、精密锯床1台、冷轧机1台、切
边机组1台、横切机组1台、退火炉3台、起重运输设备1套。
辅助生产与公用设施建设方案
试验室的任务是承担本项目年产20万吨铝及铝合金板带材
的成品、半成品及原辅材料的相关性能的检测,检测项目包括化
学成分、金相组织、工艺及力学性能、轧制油品的相关性能等。
除此之外,还配合生产车间进行技术攻关和工艺试验。明泰铝业
原厂区已设有试验室,为节省投资,本项目试验室只新建炉前分
析室,其余检测项目将利用已有的试验检测设施。
试验室新建炉前分析室由制样室和光谱分析室组成。
试验室新设的炉前分析室的设备和仪器是根据本项目产品
的相关技术标准的规定并参照国内同类型工厂的生产实践选择
为确保检测的稳定和准确,光电直读光谱仪拟引进。其余拟
1.4.5.2供配电设施
本项目用电设备安装总容量估算为76500kW,计算有功功率
为38250kW,按功率因数补偿到0.9,视在功率为42500kVA。年
有功电能消耗量约为13500×10kW?h。
为满足本项目的用电需求,结合周边供电设施情况,本项目
拟建一座110kV变电站、4座二级10kV车间配电站。
新建110kV变电站占地面积42×60m,站内建设两回110kV
电源线路,安装两台主变压器,容量均为25MVA。110kV侧采用
内桥接线方式,10kV侧采用单母线分段接线方式。110kV电源
引自距厂区约2km的回郭镇电管所清一变。
给排水设施
本项目新水用量为62.0m/h,其中生活用水量为2.0m/h,
生产用水量60.0m/h;循环水用量为3334
m/h,其中净循环水
用水量为2534
m/h,浊循环水用水量为800m/h。
消防水量:室内消防用水量为15L/s,室外消防用水量为
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
20L/s,按同一时间内发生一次火灾计,火灾延续时间为2h。
给水系统分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统、
去离子水系统、净循环水系统、浊循环水系统及事故水系统。
生产给水系统、消防给水系统、去离子水系统、净循环水系
统与浊循环水系统合建水泵站一座,占地面积69.0?44.0m。
本厂区采用雨污分流的排水体制。排水系统分为生活排水系
统、生产废水系统、浓盐水系统、废乳液系统和雨排水系统。
生活排水系统建生活污水处理站1座,占地面积14.0?3.0m;
废乳液系统与生产给水系统、消防给水系统、去离子水系统、净
循环水系统及浊循环水系统合建废水处理站1座,占地面积
69.0?44.0m。
供热与供气设施
供热与供气设计包括蒸汽、压缩空气、氩气、氯气及煤气供
应,由锅炉房、压缩空气站、液氩气化站、氯气站及厂区管网等
部分组成。
(1)蒸汽供应
蒸汽主要用户为板带车间热轧机组,蒸汽消耗量7500kg/h,
用汽压力0.4~0.6MPa,温度150℃。
为满足生产热负荷要求,新建燃气锅炉房一座,占地面积18
×15m。站内设4t燃气蒸汽锅炉3台及配套水泵和水处理设施,
2台运行1台备用;锅炉供汽压力为0.4~0.6MPa。
(2)压缩空气供应
压缩空气主要用户为板带车间和熔铸车间,压缩空气计算消
耗量为171.9m/min,用气压力0.4~0.6
为满足生产用气要求,新建压缩空气站一座,占地面积
36?12m。站内设43m/min螺杆式空气压缩机及微热再生干燥装
置各5台,4台运行1台备用;空压机额定排气压力0.75
(3)氩气供应
氩气主要用户为熔铸车间的燃气保温炉和在线处理装置,氩
气最大计算消耗量216m/h,日消耗量1692m(折合液氩2.14m),
用气压力0.4~0.6MPa,纯度≥99.9995%。
新建液氩气化站一座,占地9?12m。站内设15m立式低温
液氩储槽1台、300m/h空温式汽化器2台及配套减压装置1套。
(4)氯气供应
氯气主要用户为熔铸车间的在线处理装置,氯气最大计算消
耗量2.4m/h,日消耗量64.8m(折合液氯207.4kg),用气压力
0.2~0.3MPa,纯度≥99.
5%。,H2O≤50PPm。
新建氯气站一座,占地面积18?12m。站内设500kg液氯钢
瓶3只,储存周期约7天。液氯气化采用强制气化方式,选用电
热水浴式氯气蒸发器1台。
(5)煤气供应
煤气主要用户为熔铸车间、板带车间和锅炉房;熔铸车间煤
气消耗量14520
,用气压力0.04~0.05MPa;板带车间煤气
消耗量7600m/h,用气压力0.04~0.05MPa;锅炉房煤气消耗量
m/h,用气压力0.04~0.05MPa;煤气由厂区现有管网供应,
供气压力0.04~0.05
MPa,热值为10.868MJ/m。
1.4.5.5办公及生活福利设施
明泰铝业在项目新厂区内,已经建成9557m研发综合楼和
m食堂,本项目不再新建办公及生活设施。
主要建设工程量及工程建设进度
本项目主要工程量有各类设施建、构筑物的建筑工程,各种
设备、设施及各种管网的安装、施工工程等。
根据本项目主要生产设备的设计制造和安装调试周期,参考
同类工程的建设经验以及本项目的具体情况,确定本项目的建设
周期为1.5a,达产期为3a。
1.5 主要建设条件
1.5.1原、辅材料料供应状况
本项目达产年所需新金属与中间合金量为157175t,其中重
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
熔铝锭142966t,原生镁锭4108t、阴极铜344t、锌锭405t、AlTi5B1
合金465t、AlCu50合金87t、AlMn10合金3033t、AlCr2合金4894t、
AlSi20合金873t。
本项目主要生产辅助材料为覆盖剂、打渣剂、精炼剂、乳油、
轧制油、液压油、设备润滑油、过滤介质、纸卷芯、包装材料等。
项目生产所需要的主要原、辅材料,市场供应充足,均可由
当地市场采购。
1.5.2厂址所在地交通运输便利
项目所在地回郭镇区位优越,交通便利,310国道及S314
省道与207国道连线工程在这里交会,2010年开通运营的郑州-
西安高速铁路纵贯东西,新巩义客站就坐落在回郭镇。
回郭镇是远近闻名的物资集散地和商贸中心,交通运输四通
八达,310国道穿镇而过,南与207国道相连,北邻连霍高速公
路,陇海铁路设有回郭镇车站,形成了联结郑州与洛阳,沟通我
国东部与西部之间的铁路、公路“黄金”交通枢纽。
河南明泰铝业公司厂区南临310国道,距离洛阳38km,距
郑州国际机场只有1小时车程,对外运输十分方便。
电、水、燃料供应状况
距离本项目厂址约2km处,巩义市回郭镇电管所的清一变,
可为本项目提供两路110kV电源,满足本项目用电需求。
项目新厂区附近已建成城市供水管网,可以提供本项目建设
所需的生活用水需要。明泰铝业自备水井可提供本项目生产、消
防等用水需要。
1.5.3.3煤气
明泰铝业原有厂区建设有煤气发生站,除满足企业目前的生
产需要外,可满足本项目建设所需要的煤气供应。
1.6 投资、经济效益及综合评价
投资和组成
本项目建设投资58060万元、铺底流动资金6570万元,合
计报批的项目总投资为64630万元。
本项目资金全部利用企业上市募集的资金和企业自有资金,
不考虑借款。
1.6.2经济效益
根据项目的资金来源、产品方案、成本估算条件及市场情况,
测算项目建成投产后可获得如下经济效益:
年均营业收入
282108万元
年均净利润
项目投资内部收益率
18.6%(税后)
全部投资回收期
6.7a(税后、含建设期)
总投资收益率
资本金净利润率
盈亏平衡点
33.1%(达产第1年)
各项技术经济指标表明,本项目投资具有较好的技经效益。
1.6.3综合评价
(1)项目建设符合国家有关铝工业发展的产业政策
日工信部发布《有色金属工业“十二五”发
展规划》提出:大力发展有色金属精深加工产品,以轻质、高强、
大规格、耐高温、耐腐蚀、低成本为发展方向,重点开展航空用
高抗损伤容限合金、高强度铝合金品种开发,以及铝合金薄板、
厚板、型材和锻件的工程化技术开发,满足航空及国防科技工业
对高性能铝合金材料的要求。开发具有自主知识产权的轨道交通
用大型铝合金型材、具有较好成形性能的汽车车身用6016
类合金,以及液化天然气船(LNG)船用5083-O
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
材生产技术……汽车铝合金板,深冷设备用铝合金板材,航空航
天用铝合金中厚板等项目是铝精深加工重点工程。
国家《新材料产业“十二五”重点产品目录》中鼓励发展高
性能铝合金半固态坯料及零件、涡轮发动机压叶轮材料、铝镁硅
(铜)合金汽车车身板、2系列铝合金、7系列铝合金、铝锂合金、
深冷铝合金板材……。
2013年版《有色金属行业高新技术产品推荐目录》明确将铝
合金汽车车身板、深冷铝合金板材、铝合金预拉伸板、铝合金罐
料板列入铝及铝合金高新技术产品。
本项目建设符合国家铝工业发展的产业政策。
(2)项目建设适应市场发展的需要
目前铝加工低端产品生产能力过剩,产品同质化明显,市场
处于饱和,竞争异常激烈,而高端产品则生产能力不足,品种规
格偏少,满足不了国内市场需要,每年还需进口。
本项目产品主要包括发展前景看好、国家鼓励发展的6系汽
车铝合金板、2系铝合金、7系列铝合金等,符合市场发展需要。
(3)项目建设提高企业的经济效益和竞争实力
本项目的建设,主要生产2、5、6、7系铝合金产品,与明
泰铝业现有生产系统相辅相成,可弥补现有(1+4)热连轧设备
供应的缺口,扩大产品品种,以保持企业竞争优势,进一步提高
企业的经济效益,实现企业的可持续发展。
(4)项目建设经济可行,社会效益显着
本项目建成后,年平均不含税营业收入282108万元,年平
均净利润12757万元,税后项目财务内部收益率为18.6
效果较好,项目财务内部收益率大于银行贷款利率并高于基准收
益率(9%),项目在经济上可行。
另外本项目的建设还可增加地方税收,解决就业压力,并带
动地方相关产业的发展,社会效益十分显着。
总之,从本项目的各项投资效果指标、选择的生产工艺及装
备水平看,建设方案可行。项目的建设,可进一步提高企业经济
效益,促进企业的进一步发展。
1.7 综合技术经济指标
本项目的综合技术经济指标详见表1.7-1。
综合技术经济指标表
年设计产量
其中:铝板材
综合成品率
新金属用量
年煤气耗量
用电设备安装容量
年新水用量
年蒸汽用量
年压缩空气用量
厂区占地面积
厂区建筑面积
厂外年运输量
实物劳动生产率
货币劳动生产率
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
综合技术经济指标表
报批的项目总投资?
建设期利息
铺底流动资金
年不含税营业收入
生产期平均
年产品总成本
生产期平均
年经营成本
生产期平均
年上交税金
生产期平均
其中:增值税
生产期平均
营业税金附加
生产期平均
生产期平均
年利润总额
生产期平均
生产期平均
项目财务内部收益率
项目投资财务净现值
项目投资回收期
税后,含建设期
总投资收益率
资本金净利润率
盈亏平衡点
2 市场预测
2.1铝板带市场概况
铝及其加工材具有质轻、耐蚀、比强度高、易加工、表面美
观及回收成本低等优点,被广泛应用于机械、电气、交通运输、
建筑、印刷、包装等各个行业,是国民经济发展的重要基础材料。
铝板带材作为铝加工材主要品种,其应用领域包括:
?包装—铝易拉罐、防盗盖
?印刷—PS、CTP版铝板基
?交通运输—大客车、小轿车、火车厢体、槽车、集装箱用
?建筑装饰—幕墙板和铝塑复合板
?航空、航天、造船—中厚板
?电力、电子—各类电力电容器和电子电容器用铝带箔
?其他—家用电器,日用铝制品
2.1.1供应现状及预测
全球共有铝板带生产企业500余家,分布在各大洲的70多
个国家与地区,总的生产能力在2500万吨左右,产量1800万吨
左右。从企业地区分布情况来看,世界铝板带材的主要产能集中
在亚洲地区,其次是欧洲、美洲。
中国已成为世界第一大铝板带材生产国,根据《中国有色金
属工业协会信息统计》,截至2012年底,我国铝板带材生产能力
840万吨以上,2012年铝板带产量720万吨以上,年
产量年均增长率27.0%(图2-1)。
从产能分布看,国内铝板带产能主要分布在河南、山东、重
庆、江苏、浙江、广东、福建等省区,这七个省市的铝板带产能
约占国内铝板带总产能的80%以上(图2-2)。
近几年,铝加工呈现新一轮投资热潮,在建或拟建的项目较
多,预计未来2~3年内,我国铝板带产能将达到1300万吨以上。
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
单位:万吨
03 06 09 12
52.2 60.9 91.7 144.31.9.
24.4 28.7 32.8 35.9 30.8 22.3 3.7 -38.5-5.3-52.3-99.7-82
表观消费量 76.6 89.75.12. 564.0640.4
中国铝板带材产量及消费量变化
我国铝板带产能分布(以2012年统计为准)
2.1.2贸易状况
世界铝加工材进出口贸易一直相当活跃,根据《WorldMetal
Statistics》统计,近年来世界26个主要进出口国家和地区铝材
年贸易总量一直在1800万吨以上,其中铝板带材的年贸易量最
大,在1000万吨左右。
随着国内铝加工材竞争能力逐渐增强,国内铝材出口整体呈
增长态势,而进口则呈现下降趋势。年铝板带每年进
口40万吨左右,2008年我国成为铝板带净出口国,
年净出口年均增长率20.8%。
年我国铝加工材及铝板带材进出口量
铝加工出口量
其中:进口量
铝板带出口量
其他非合金铝矩形板、片,厚度&0.2mm
铝合金矩形板、片,0.2mm<厚<0.28mm
铝合金矩形板、片,0.28mm≤厚≤0.35mm
其他铝合金矩形板、片,0.35mm&厚≤4mm
铝合金矩形板、片,厚>4mm
其他非合金铝板、片及带,厚>0.2mm
其他铝合金板、片及带,厚>0.2mm
2012年我国铝板带材进口结构
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
从贸易品种看,2012年进口量最大的为厚度在
0.2mm~0.28mm之间的铝合金矩形板、片,达到15.13万吨,占
比40.5%,其次为厚度在0.35mm~4.0mm之间的其他铝合金矩形
板、片,达到11.86万吨,占比31.7%;出口量最大的为厚度在
0.2mm以上的其他非合金铝矩形板、片,出口量达到41.14万吨,
占比34.5%(图2-3,2-4)。
其他铝塑复合的非合金铝矩形版、片,厚度&0.2mm
其他非合金铝矩形板、片,厚度&0.2mm
铝合金矩形板、片,0.2mm<厚<0.28mm
铝合金矩形板、片,0.28mm≤厚≤0.35mm
铝塑复合的铝合金矩形板、片,0.35mm&厚≤4mm
其他铝合金矩形板、片,0.35mm&厚≤4mm
铝合金矩形板、片,厚>4mm
2012年我国铝板带材出口结构
2.1.3市场消费现状及初步预测
建筑、交通运输、电力、包装是铝材主要消费领域,2012
年我国铝材表观消费量2350万吨以上,其中铝板带表观消费量
年铝板带消费量年均增长率为21.3%(图
目前我国是铝板带消费大国,消费量居世界首位,但从人均
消费水平看,铝板带材人均消费与世界发达国家相比还有一定的
差距,世界人均铝板带材消费水平见图2-5。
单位:千克/人
图2-5世界主要国家人均铝板带材消费量
我国经济经过十多年的高速发展,目前正逐步向平稳发展过
渡,各产品从“数量”的追求向“品质”的方向发展。从宏观上
看,中国制造业升级将持续拉动铝板带材增长,工业节能降耗、
消费升级和新能源将拓宽铝材的需求空间;消费结构占比将进一
步改良,我国交通运输用铝板带箔相对比例与发达国家相比较低,
北美铝板带箔消费中包装交通占比达58%,而我国仅占20%左右,
轨道交通、汽车、船舶等运输领域用铝材的消费未来可能出现爆
发性增长,2020年前复合增长率有望达15~25%。
根据国内生产总值(GDP)和铝板带消费量的相关性,采用
回归分析法,对铝板带材消费量进行分析预测,预计2020年我
国国内铝板带材消费量将达到1100万吨以上。
(1)现状分析
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
近十年来,我国铝加工产业发展十分迅猛,目前我国已成为
铝加工生产消费大国,但还不是铝加工强国。
1)产能规模扩张迅猛,从总量上看,我国铝材生产消费量
已居世界首位,但从人均消费水平看,我国铝板带的消费水平与
世界发达国家相比,还有相当大的差距,铝板带材占铝加工材比
例相对偏低。
2)已形成一批在规模、装备水平上达到国际水平的企业,
部分高精度民用铝板带材如制罐料、PS版基、高档次建筑板等
已掌握其生产技术,形成批量稳定生产。
3)产业内部存在着明显的重复建设和结构不合理的问题,
低端产品生产能力过剩,市场处于饱和,竞争异常激烈,利润水
平不高,而高端产品则生产能力不足,品种规格偏少,满足不了
国内市场需要,长期以来出口中低档产品而进口高精度产品的问
题没有根本解决。
4)产品出口壁垒增多,贸易争端逐步加剧。
(2)发展前景分析
我国铝行业正处于一个高速发展的时期,由于目前在建、筹
建及规划产能巨大,未来铝产业供应过剩的风险越来越高。尽管
如此,铝加工材作为发展国民经济与提高人民物质文化生活的重
要基础材料,应用领域不断拓宽,产品的消费量也越来越大,尤
其是铝板带材,市场增长潜力巨大。
1)铝板带材人均消费水平与世界发达国家相比,存在相当
大的差距。我国拥有庞大的消费群体,随着生活水平的进一步提
高,消费的逐步升级,这种差距将逐步缩小。
2)中国的城市化进程的发展,促进铝板带材的消费。
3)节能环保的日益重视,交通运输轻量化日趋重要,《产业
结构调整指导目录(2011
年本)(修正)》、《有色金属工业中长期科
技发展规划(年)》、《有色金属“十二五”规划》、《铝
工业专项发展规划》、《新材料产业“十二五”发展规划》等均鼓
励发展在交通运输行业用的高强、高韧、耐蚀铝合金材料。铝材
作为重要的减重材料,在汽车轻量化领域发展潜力巨大。
4)铝代替“铜、钢及其他材料”的优势依然,国内钢材表
观消费量与铝材表观消费量远大于世界发达国家,铝材替代钢材
大有可为。
综上所述,铝板带材未来需求可期,但同时产能扩张也迅猛,
竞争激烈。
2.2 项目目标产品分析
本项目目标产品有中厚板、热轧卷材、冷轧带材及冷轧板材。
2.2.1铝板材
(1)集装箱板
中国是集装箱生产大国,市场占有率90%以上,2012年集装
箱产量约260万TEU。集装箱以钢材为主,虽然铝制集装箱所占
比例不大,但全球铝集装箱生产基地85%分布在中国,主要集中
在上海、青岛、烟台等沿海城市。
铝制集装箱的侧板、顶板多采用5052合金板材,根据不同
的箱型和性能要求选择铝板的厚度与宽度规格,常用的铝板厚度
规格分别为0.8mm、0.9mm、1.27mm、1.4mm、1.6mm和2mm,
宽度规格分别为1040mm、1250mm、2266mm、2340mm和2500mm。
1TEU铝板材耗用量200kg左右,2012年铝制集装箱产量在30
万TEU左右,铝板材耗量6万吨左右。
随着国际物流业集装箱化程度的不断提高,中国集装箱制造
业已将技术含量高的铝制冷藏集装箱和特种集装箱作为重要的
发展方向,集装箱的铝应用前景方兴未艾,需求量将越来越大,
预计年均增长率10%左右,2020年铝制集装箱铝板材耗量13万
吨左右;同时为了降低整箱的重量、减少加工成本,在保证整体
刚性的前提下,对铝材的要求将会更加大型化、高强化、薄壁化,
对铝材的质量要求将越来越高。
(2)车厢厢体板
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
随着现代化汽车节能降耗要求的不断提高,安全和环保法规
日趋严格,汽车轻量化的要求更为迫切。铝作为汽车轻量化的首
选材料,发展前景广阔。我国目前汽车铝化率较低,汽车的平均
用铝量仅相当于发达国家的2/3左右,特别是厢式汽车的用铝量
比发达国家低的多,美国95%以上的厢式汽车的厢体已铝材化,
而国内厢式货车铝化率仅20%左右。可见我国汽车铝材化率有很
大的发展潜力。目前这部分需求应在2万吨以上。
2.2.2铝卷带材
(1)汽车板用热轧卷材
汽车产业已成为中国支柱产业,产量由2005年的570万辆
增长到2012年的1927万辆,年均增长率达19%(图2-6)。
其中:载货汽车
其中:公路客车
其中:轿车
近年我国汽车产量(数据来源:国家统计局)
汽车车身用板材主要用于制造发动机舱盖、车门、后盖等车
身外覆盖件,在国外应用已比较广泛,它不仅可以有效降低车身
结构重量,还可以在发生碰撞时减少对行人的伤害。
2012年全球汽车铝合金车身板(不含货车、拖车、半挂车、
厢式车、特种车等)需求量30万吨左右,70%左右为诺威力公司、
美国铝业公司、海德鲁铝业公司生产。目前铝材料在汽车上的使
用正呈现逐年递增的趋势,越来越多的汽车开始局部或整体使用
铝车身,国外铝材公司均看好车用铝市场,近几年兴起一股改扩
建汽车铝薄板带项目的浪潮,跨国铝业公司分别对汽车薄板带生
产线进行技术改扩建。
中国在汽车车身板的生产与应用上还处于初级阶段,目前用
量不大且基本从国外进口。但随着国内节能减排的力度加大,汽
车轻量化的要求越来越高,铝材在汽车上的用量快速增长,汽车
板将会是铝合金薄板市场增长最快的亮点之一。《新材料产业“十
二五”发展规划》明确提出:组织开发汽车用6000系铝合金板
材,实现厚度0.7~2.0mm、宽幅mm汽车铝合金板的
产业化,未来汽车用板材发展前景看好。
据统计,中国目前用于制造乘用车的车门、行李舱门、车身
的铝板带材使用量约4万吨左右,若未来5年内国内铝板带材在
汽车车身上的平均用量达到10kg/辆,中国汽车车身用铝板带材
年用量将达到20万吨左右,按80%成品率计算,热轧卷需求25
万吨左右。
(2)罐盖用热轧卷材
罐盖料用于制作啤酒、碳酸饮料、果汁等包装罐的罐盖,与
铝罐体、马口铁罐配套。
当前全球的易拉罐年需求量在2100亿只左右,占全球金属
容器产量的一半还多。相对于发达国家,我国人均易拉罐消费量
还很低,年平均10罐/人左右,而美国已高达380罐/人。随着
经济的复苏和我国刺激内需的一系列政策的实施,我国综合国力
和人民生活水平将逐渐提高,铝易拉罐市场将面临更广阔的发展
空间,对罐盖的需求也将不断增长。
初步统计,目前国内易拉罐总生产能力在200亿只/年以上,
易拉铝盖生产能力超过500亿只/年,每年消耗涂层铝罐盖料约
15~16万吨。预测2020年涂层铝罐盖料需求量将达到30万吨以
上,按80%成品率计算,热轧卷需求38万吨左右。
(3)建筑用带材
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
近年来,我国房屋建筑竣工面积大幅提升,2011年全社会房
屋竣工面积为32.9亿平方米,2012年全社会房屋竣工面积达到
35.6亿平方米左右,建筑幕墙面积约为1.01亿平方米,总产值
约为1190亿元。年房屋建筑竣工面积年均增长率约
12.2%(图2-7)。
单位:亿平方米
房屋建筑竣工面积 15.9
20.4 22.4 24.5 27.7 32.9 35.6
我国年房屋建筑竣工面积
稳健增长的房屋建筑竣工面积为我国建筑装饰业的发展壮
大提供了基础。据《中国建筑装饰行业“十二五”发展规划纲要》
行业2015年工程总产值力争达到3.8万亿元,比2010年增长1.7
万亿元,总增长率为81%,年平均增长率为12.3%左右;公共
建筑装饰装修(包括住宅开发建设中的整体楼盘成品房装修)争
取达到2.6万亿元,比2010年增长1.5万亿元,增长幅度在136%
左右,年平均增长率为18.9%左右;其中建筑幕墙要达到4000
亿元,比2010年增长2500亿元,增长幅度在167%左右,年平
均增长率为21.3%左右。
铝合金板带在建筑行业用量较大,2012年我国建筑装饰用铝
板带材消费量在100万吨以上,预计2020年建筑装饰用铝板带
需求量在180万吨以上。
2.2.3中厚板
铝合金厚板及中厚板,多数是具有高强度的硬合金,一般泛
指厚度大于4mm的板材为厚板,其中厚度在4~10mm之间的厚
板又叫中厚板,根据状态可以分成可热处理型和不可热处理型两
类其所特有的物理、机械性能是其它任何加工材无法比拟的。中
厚板主要应用于航空工业、船舶工业、铁路运输、空分及制氧设
备、模具制作、石油化工及工具、卡具、通用机械零部件、海洋
及海岸结构设施等制造领域。
航空工业:航空工业是铝合金厚板及中厚板的重要用户,主
要用于生产飞机的机身、机翼、尾翼和蒙皮等部位,这些材料一
般为硬铝和超硬铝合金,规格为5-150××
mm,其中少量厚度为220mm左右。《国家战略性新
兴产业发展“十二五”规划》明确将飞机产业纳入到国家战略性
高科技产业定位和国民经济战略地位,从发展战略、行业立法、
产业政策、财政投入等方面,给予长期的、稳定的支持。未来20
年中国对新飞机的需求将接近4000架,“支线飞机+干线飞机+
大型运输机”市场容量约7000亿元,未来我国飞机制造业市场
发展空间巨大。
船舶工业:用于制作船底外板、甲板、舷墙等主要部件,目
前年用量在10万吨左右。我国现已成为世界第三贸易大国和第
二造船大国,未来增长点主要是大型船舶、军用舰船领域。预计
到2020年中国需求量在25万吨左右。
铁路运输:铁道部在2003年试制成功大型铝合金运煤敞车
(C80型铝合金运煤敞车),C80型铝合金运煤敞车车体为双浴盆
式、铝合金铆接结构,其中:底架(中梁、枕梁、端梁)为全钢
焊接结构;浴盆、侧墙和端墙均采用铝合金板材与铝合金挤压型
材的铆接结构,铝合金板材材质为5083,该车每辆需使用该合金
板材近2t。C80型铝合金运煤敞车已在大秦铁路线上运营,我国
现有65万节货车车厢,若其中20%以铝代钢,需要约25万吨以
上铝合金板材,市场潜力十分巨大。
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
总之,铝及铝合金厚板是铝板带产品中具有高附加值、高成
长性的产品,过去十年间,其年需求增长率在20%以上,远高于
国民经济增长速度。根据上述各应用领域的发展,未来十年间铝
及铝合金厚板需求年均增长率在10%以上,前景看好。
2.3竞争能力分析
目前的市场是竞争的市场,没有哪一种产品留有缺口等待后
来者填补,只有通过竞争才能获得一定的市场份额。铝加工材供
大于求已成为业内共识,市场的竞争十分激烈,铝加工业正在通
过市场竞争、优胜劣汰,最终达到资源的重新整合。
河南明泰铝业有限公司目前拥有15条铸轧生产线、13条冷
轧生产线、10条箔轧生产线及拉弯矫直清洗机列、飞剪机列、分
切机、厚箔剪、纵剪等工艺制备,并拥有自行设计建造的国内首
条(1+4)热连轧生产线。主要产品为1系、3系、5系、6系、
8系等数十个合金牌号的铝板、带、箔产品已出口到美国、日本、
韩国、新加坡等国家和地区。2012年铝板带箔材销量21.48万吨,
销售收入396,933.37万元(不含税),净利润6,817.19万元;2013
年铝板带箔材销量24.14万吨,销售收入387,340.88万元(不含税),
净利润4,042.68万元。
本项目为河南明泰铝业有限公司新建高精度交通用铝板带
项目,项目建设具有以下优势:
(1)营销优势
河南明泰铝业有限公司作为2013年十强铝板带生产企业,
在行业中具有较高的知名度和信誉度。现公司已形成完善的营销
网络系统,产品销售至全国各地,并出口到美国、日本、韩国、
新加坡等国家和地区。企业完善的销售网络,将有利于本项目产
品销售渠道的拓展。
(2)经营管理优势
河南明泰铝业有限公司是一家民营股份制企业,与国营大型
企业相比,具有决策快、人员负担轻、机构设置相对精简、高效
(3)规模优势
从铝加工发展趋势看,铝加工材市场竞争变得异常激烈,资
源和市场越来越向少数规模企业、优势品牌集中,实力和规模已
经成为企业生死存亡的关键。本项目建成后,企业总体规模达到
50万吨/年以上,具有显着的规模效益。
(4)技术优势
明泰铝业在铝板带箔材的生产上积累了丰富的经验,培养了
一批经验丰富的施工、设备安装、调试及设备操作的技术人员和
管理人员,为项目建设奠定了良好的技术基础。
日前,经河南省科技厅批准,河南省高性能铝合金板带箔生
产及应用技术院士工作站在巩义市成立。该站由巩义明泰铝业和
中国工程院王国栋院士及其技术团队共同建立,是河南省第一家
铝加工业院士工作站,主要进行铝合金板带材工艺技术、汽车覆
盖件用铝合金板带生产及工艺技术的开发,该工作站将会为本项
目提供必要的技术支持。
除了上述优势,本项目建设也存在以下不足:
(1)目前不少铝加工生产企业与上游资源和能源相结合,
有效形成煤、电—氧化铝—电解铝—铝加工产业链,直接利用电
解铝液生产扁锭,而明泰原料主要为市场上采购重熔铝锭,原料
成本相对偏高。
(2)明泰铝业设备立足国产,投资成本低,但设备整体装
机水平、设备制造的精度及对产品质量的保障度与进口设备相比,
存在一定差距,企业应在技术工人的培训、产品质量的控制上加
大力度,严把质量关。
目前,铝板带箔市场竞争日趋激烈,企业只有充分发挥自己
的优势,扬长避短,并牢固树立以质取胜的观念,始终把质量放
在第一位,大力提高质量管理水平,大力提高产品质量,就能在
竞争中得以生存发展。
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
建设规模及产品方案
3 建设规模及产品方案
3.1 建设规模
建设规模的确定需根据市场分析及市场预测,结合国内外铝
板带生产现状及未来发展趋势,综合考虑本项目的原料供应、能
源和交通运输状况、所采用的生产技术、设备的装机水平以及投
资实体的投资能力等因素,以保证既合理利用资源,最大限度的
节约基建投资,又可让项目顺利投产并按期达到预期的竞争能力,
获得良好的经济效益和社会效益。
确定项目建设规模主要考虑以下因素:
(1)企业产品结构调整与市场定位
根据建设单位目前准备在本项目上的投资意向以及企业的
远期规划,综合考虑建设单位产品的市场定位。河南明泰铝业有
限公司目前产品以铝箔、PS版基、镜面板、花纹板、合金板、
幕墙板的主,产品合金牌号以1xxx、3xxx、5xxx、8xxx系为主,
公司现有设备最大宽度为2000mm,不能生产1850mm以上的宽
幅产品;本项目产品铝合金牌号覆盖1~8xxx系,可生产2xxx、
6xxx、7xxx系等硬质铝合金,产品宽度可达3000mm。
本项目的建设,有利于企业铝板带箔产品结构的调整,增加
企业组织生产的灵活性。与现有的产品相比,所生产的铝板带箔
成品,在产品质量、规格范围、产品性能和尺寸精度等方面都会
提升一个档次。对于竞争日趋激烈的铝加工行业来说,这些方面
的提高,必将极大地增强企业的综合竞争力。
(2)考虑企业现状,兼顾远期发展
河南明泰铝业有限公司经多次扩建,现有(1+4)热轧机1
台,多台铸轧机及配套的冷轧、精整、热处理设备,铝板带箔年
加工能力达40万吨。公司现在需外购部分合金热轧卷,本项目
的建设可满足铝合金热轧卷的自供能力。且本项目拟选设备达产
后,企业可根据市场的变化,企业发展的变化,增加部分新设备
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
以增加产能,提高企业的经济效益。
因此,本着长远发展的设计构想,但同时考虑目前国内铝板
带行业的建设环境及投资情况,参考国内外同行业的建设模式,
依靠规模化、专业化生产降低产品的单位生产成本,将建设规模
定为20万吨是比较合理的选择。
3.2 产品方案
本项目为新建铝加工项目,以重熔铝锭和中间合金为原料,
通过对熔铸车间生产的的扁铸锭进行深加工,规模化、专业化生
产各种中厚板材、热轧卷材和冷轧板带材,提高产品的附加值。
本项目建设规模为年产20万吨铝板带材,主导产品为高精
度交通用铝合金板带材,按产品类型分为中厚板、热轧卷材、冷
轧板材和冷轧带材,具体产品品种、规格范围、合金牌号详见产
品方案表3.2-1。
建设规模及产品方案
产品方案表
合金牌号及
1xxx~8xxx系列
4~200?1000~
YS/T622-2007
1.2 槽罐料
1.3 合金板
1.4 合金板
1.5 合金板
1.6 合金板
1.7 合金板
1.8 合金板
1.9 合金板
1.10 合金板
1xxx~8xxx系列
3.5~20?1000~
2.2 内板用热
2.3 外板用热
1xxx~8xxx系列
3.1 装饰带材
1xxx~8xxx系列
1.0~3.5?1000~
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
厂址与建设条件
4 厂址与建设条件
4.1.1建设项目对厂址的原则要求
(1)对厂址外部建设条件的要求
交通运输:应有方便、经济的交通运输条件。厂址附近有可
供连接的铁路及干线公路,要求连接通畅并能满足进厂技术要求。
环境要求:厂址周围环境应洁净,以避免外部污染,确保产
品质量,厂址应尽量远离污染源。
供应条件:要有充足可靠的水、电、燃料、原材料供应能力。
协作条件:厂址所在地应有良好的原料供应条件及外协加工
能力,应有利于同邻近工业企业和依托城镇在生产、交通运输、
动力公用、修理、综合利用和生活设施等方面的协作;
(2)对厂址用地条件的要求
用地面积:场地面积和外形应满足生产需要,并应有适当的
发展余地。
地形条件:场地不受洪水淹没和内涝危害。地形坡度应满足
生产工艺流程和物料运输要求,布置主要生产设施的场地地形坡
度不宜过大,以减少土石方工程量。
工程及水文地质条件:场地内无滑坡、断层、泥石流等不良
地质现象,地基承载力不宜小于0.15Mpa,并有一定厚度的土壤
层,以节约地基处理费用。地下水位应对建、构筑物无侵蚀性。
4.1.2可供选择的厂址
本项目拟建在位于河南(巩义)回郭镇的河南明泰铝业股份
有限公司新厂区内。
4.2 厂址建设条件
厂址的自然地理概况
厂址地理位置及四邻情况
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
河南明泰铝业股份有限公司新厂区坐落于河南省(巩义)民
营科技园区。园区地处河南省巩义市西南部的回郭镇境内,南依
嵩山、北靠伊洛河,东距省会郑州市市区约79km,西距洛阳市区
约38km。陇海铁路线由园区北侧通过,310国道横穿园区。明泰
铝业新厂区位于园区东部,厂址南临310国道,北依伊洛河,西
与万泰铝业为邻,西面距明泰铝业老厂区约2km。
本项目厂址位置详见《区域位置图》(附图一)。
巩义市地势为南岭北滩,处于第二向第三台阶过渡边缘,地
势自西南向东北呈阶梯状急剧降低,由中山、低山,降至河谷平
原。本项目在明泰铝业新厂区内建设,场地地形开阔、平坦,地
貌单元属伊洛河冲积平原,地层在空间上分布较均匀。
工程地质和水文地质
场地勘探范围内,除表层2.7~3.2m的素填土外,其下为第四
纪全新世冲积形成的黄土状粉质粘土、中细砂及圆砾。
据地区资料,该场地无湿陷性,可按一般场地对待。场地不
存在滑坡、崩塌、泥石流等影响工程稳定的不良地质作用,不存
在地震引发的地基液化、震陷问题,场地稳定,适宜建筑。
场地地下水为孔隙潜水,受大气降水、伊洛河径流补给及人
工抽取地下水的影响。初见水位5.9~6.1m,稳定水位5.7~5.8m,
水位变化幅度1~2m。根据区域水文地质条件判断分析,地下水对
混凝土具微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
巩义市域内河流分属黄河流域和淮河流域,主要河流有黄河、
伊洛河,其余均为季节性河流。黄河自西向东从市北流经巩义市,
境内全长34km,河道纵比降1/5000,河道宽度300~l700m。伊洛
河是黄河三门峡以下最大的支流,属黄河十大支流之一,境内全
长33km。本项目用地北侧紧靠伊洛河大堤,场地防洪问题由园区
统一考虑。
厂址与建设条件
巩义市地下水受地貌影响,市内的河谷、平原富水区,主要
靠南部山区降水渗入和伊洛河补给,也靠当地降水和灌溉回归水
补给。因巩义市径流条件好,故地下水多是优质淡水,地下水流
向总的趋势是西南流向东北。
地震基本烈度
根据《建筑抗震设计规范》(GB),巩义市抗震设
防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为
巩义属大陆性季风气候,为暖温带半干旱半湿润气候区,四
季分明,具有冬长寒冷雨雪少,春短干旱风日多,夏季炎热雨集
中,秋季晴和日照长的特点。主要气象资料如下:
年平均气压
年平均气温
极端最高气温
极端最低气温
年平均降水量
一日最大降水量
年平均风速
最大积雪深度
最大冻土深度
全年盛行风向
区域经济条件分析
项目所在地巩义市作为新兴工业城镇,工业物质技术基础较
好,其地理位置处在郑洛工业走廊中部,承东启西,区位条件优
越。该市是河南省县域经济排头兵,全国县域经济百强县(市)、
全国财政收入百强县市、全国乡村城市化试点县市、全国科技进
步示范区,也是河南省赋予省辖市经济社会管理权限的扩权试点
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
县市。1992年以来,巩义市综合经济实力连续16年位居河南省首
位,县域经济基本竞争力连续11届跻身全国百强,2007年居第40
位。经过近些年城市不断开发建设,国民经济和各项社会事业呈
现较快发展,综合实力持续增强,对周边地区具有较强的辐射和
拉动作用。
原料和辅助材料的供应情况
本项目达产年所需新金属与中间合金量为157175t,其中重
熔铝锭142966t,原生镁锭4108t、阴极铜344t、锌锭405t、AlTi5B1
合金465t、AlCu50合金87t、AlMn10合金3033t、AlCr2合金4894t、
AlSi20合金873t。
本项目主要生产辅助材料为覆盖剂、打渣剂、精炼剂、乳油、
轧制油、液压油、设备润滑油、过滤介质、纸卷芯、包装材料等。
项目生产所需要的主要原、辅材料,市场供应充足,均可由
当地市场采购。
距离本项目厂址约2km处,巩义市回郭镇电管所的清一变,
可为本项目提供两路110kV电源,满足本项目用电需求。
项目新厂区附近已建成城市供水管网,可以提供本项目建设
所需的生活用水需要。明泰铝业自备水井可提供本项目生产、消
防等用水需要。
明泰铝业原有厂区建设有煤气发生站,除满足企业目前的生
产需要外,可满足本项目建设所需要的煤气供应。
4.2.7交通运输情况
项目所在地回郭镇区位优越,交通便利,310国道及S314
省道与207国道连线工程在这里交会,2010年开通运营的郑州-
西安高速铁路纵贯东西,新巩义客站就坐落在回郭镇。
回郭镇是远近闻名的物资集散地和商贸中心,交通运输四通
厂址与建设条件
八达,310国道穿镇而过,南与207国道相连,北邻连霍高速公路,
陇海铁路设有回郭镇车站,形成了联结郑州与洛阳,沟通我国东
部与西部之间的铁路、公路“黄金”交通枢纽。
河南明泰铝业公司厂区南临310国道,距离洛阳38km,距郑
州国际机场只有1小时车程,对外运输十分方便。
公用设施社会依托条件
项目所在地河南省(巩义)民营科技园区围绕打造国家级铝
加工产业基地的目标,不断加大基础设施投资力度,积极为入园
企业创造良好的发展环境。形成了四纵三横的交通网络。园区内
给排水系统畅通,电力煤气供应充足,行政、商务、服务等配套
设施功能完善。
本项目依托河南明泰铝业股份有限公司新厂区建设。新厂区
主厂房及库房等设施已经建成,距离老厂区仅2km路程,不但具
有基建投资省、原材料就近供应等方面的优势,试验、机修、仓
储运输及生活福利设施等,均可利用明泰铝业现有设施解决。
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
主要生产设施
5 主要生产设施
本项目主要生产设施为熔铸车间、板带车间。
5.1 熔铸车间
熔铸车间的生产任务是向板带车间提供合格的变形铝及铝
合金扁铸锭。
本项目在保证质量的前提下,本着减少金属的烧损,节约能
耗,减少烟尘排放量,使废料合理循环利用、次料代替好料、搭
配适当的原则,并根据厂区的现有条件确定熔铸车间的生产任务。
熔铸车间的生产任务按板带车间所需269576t/a铸锭量的82%(约
220376t)进行设计,其余扁铸锭由明泰铝业原有熔铸设备提供
(约49200t/a)。
熔铸车间的设计规模为年产变形铝及铝合金扁铸锭220376t,
合金牌号为1???、2???、3???、5???、6???和7???,规格为
300~630mm?mm?mm,铸锭最大重量约
熔铸车间拟采用圆形燃气熔铝炉熔炼—倾动式燃气保温炉
精炼、静置和调温—熔体在线处理系统对熔体进行炉外在线加晶
粒细化线杆、除气精炼和过滤—液压半连续铸造机铸造—2???、
7???系列合金通过均热炉组进行均匀化处理的生产工艺。
熔铸车间拟选择的主要设备有:60t圆形燃气熔铝炉4台、
开盖机2台、电磁搅拌装置2台、60t倾动式燃气保温炉4台、
铝熔体在线处理系统2套、60t液压半连续铸造机2台、60t均热
炉组1组和压渣机2台等。
炉前化学成分快速分析由熔铸车间的炉前分析室承担,铸锭
组织检验和最终化学成分分析由原公司试验室承担。生产所需的
重熔用铝锭、原生镁锭、阴极铜和锌锭等中间合金通过市场采购,
质量需符合相应的标准。
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5.1.1生产任务与原材料
5.1.1.1生产任务
根据板带车间所需扁铸锭的要求以及本车间生产原料、拟选
的生产工艺和熔铸设备的生产能力等,确定本车间的生产任务。
熔铸车间生产任务见表5.1-1。
生产任务表
铸锭年产量
依据熔铸车间所生产的合金品种、铸锭规格和拟采用的生产
技术及装备水平,参照国内外同类工厂生产的实际情况,经计算
确定熔铸车间的综合成品率为94.4%。
熔铸车间年投料量为233410t,返回废料总量为76235t(包
主要生产设施
括本车间生产铸锭与外来铸锭生产板带材产生的废料),新金属
与中间合金年需要量为157175t。各种新金属与中间合金用量见
外购原料表
新金属及合金锭名称
年用量(t/a)
重熔用铝锭
GB/T467-2010
GB/T470-2008
YS/T447.1-2011
YS/T282-2000
YS/T282-2000
YS/T282-2000
YS/T282-2000
生产工艺技术
5.1.2.1现状与发展趋势
熔铸技术是铝及铝合金材料物理冶金的重要基础,又是变形
铝加工产品多段加工工序的第一步。铸锭质量的高低不但影响铝
加工产品质量和铝加工厂内部成品率,而且与铝及铝合金材料的
使用特性密切相关。随着国民经济的发展,人民生活水平的提高,
对铝及铝合金质量和使用特性要求越来越高,力求铝及铝合金熔
铸技术的完善与发展。经过几十年的发展,我国铝及铝合金熔铸
技术有了长足的发展,但与发达国家相比,仍有一定的差距。
针对本项目熔铸车间,铝及铝合金的熔铸技术主要包括配料
技术、熔炼技术、熔体处理技术、铸造技术和均热技术等方面的
(1)配料技术
合金材料的组织与性能除工艺条件等因素影响外,最主要靠
成分来保证。配料是将熔炼合金所需的各种原材料按照要求进行
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配比的过程,以控制合金元素及杂质含量符合标准并满足加工及
使用要求。配料时选择各种原料品级或品种及配料比,计量出符
合每炉铸造铸锭规格及数量要求的炉料量。
配料技术关键是在保证铸锭质量的前提下,尽量多使用废料,
少用纯金属(新金属);能用低品级纯金属就不用高品级的纯金
属,节约高品级、高价位的纯金属,这样既做到质量优又做到原
料成本低。
配料技术正向着合金元素含量控制更加准确和原材料成本
低廉的节约型方向发展。
(2)熔炼技术
铝及铝合金熔炼在铸锭的生产中起着重要作用,熔炼质量的
好坏决定着能否生产出优质铸锭。随着铝及铝合金产品需求量的
不断增大,除了要求铝及铝合金熔炼技术严格控制化学成分之外,
还要求熔化速度快、热效率高、熔体温度均匀并易于控制,尽可
能减少金属的烧损,装炉与熔炼尽可能实现机械化操作等。国外
在强化机械化加料的同时,投入大量精力进行燃料烧嘴的研制开
发,先后有预热空气烧嘴(带空气预热器)和蓄热式烧嘴及相配
套的自动控制系统投入生产。整个熔炼过程由PLC系统控制熔炼
制度,自动调节燃料与助燃空气比例、控制炉膛压力和温度,确
保了铝及铝合金熔体、炉膛温度的均匀及炉压的稳定,提高了熔
炼的热效率和安全性,实现了快速加热和熔化。近年来,国内在
消化吸收国外先进熔炼技术的基础上,开发了蓄热式烧嘴并已投
为了提高铝及铝合金熔体化学成分和温度的均匀性,减轻工
人的劳动强度,避免铁制工具搅拌时对熔体的污染,提高炉子的
生产效率和铝熔体的质量,减少金属烧损,磁力搅拌技术已成为
铝及铝合金熔炼技术的一个重要组成部分。
铝及铝合金的熔炼技术正朝着熔化速度快、热效率高、精确
控温、熔体质量高的方向发展。
主要生产设施
(3)熔体处理技术
铝及铝合金熔体的质量决定着产品的质量。铝及铝合金熔体
中含有大量可溶性气体(主要是氢)和非金属夹杂物以及碱金属,
在铸造前必须对铝熔体进行净化处理,如果处理不当就会在铸锭
内部产生气孔、针孔、夹渣等冶金缺陷。铝及铝合金熔体内含氢
量和非溶性夹杂物的多少需要根据合金与最终产品来确定。通常,
根据最终产品用途和质量要求100g的铝液其含氢量宜控制在
0.12ml以下,碱金属钠一般要控制在0.0005%以下。因此,采用
先进的铝熔体处理技术对改善铝熔体质量意义重大。
目前铝及铝合金熔体处理技术主要有:晶粒细化技术、精炼
技术和过滤技术等。
晶粒细化技术:晶粒细化技术主要有炉内加铝-钛中间合金
锭或细化剂和炉外在线加铝-钛-硼线杆细化两种方式。炉内加
铝-钛中间合金锭或剂不但中间合金用量大,而且晶粒细化效果
随着熔体在炉内停留的时间延长而发生衰变,最后甚至失去晶粒
细化作用。炉外在线加铝-钛-硼线杆晶粒细化不但可以克服以
上缺点,而且减少了中间合金的加入量并降低了劳动强度。近年
来,晶粒细化剂的研究集中在降低使用成本和减少添加晶粒细化
剂对铝熔体质量的影响上,针对不同合金和不同用途产品采用不
同的晶粒细化剂。
精炼技术:铝及铝合金熔体净化过去常用的方法是只在保温
炉内使用惰性气体对铝熔体进行精炼分批处理,除去熔体中溶解
的氢。一般而言,炉内熔体净化处理对铝合金熔体的净化是相当
有限的。随着对铸锭质量要求的不断提高,这种铝及铝合金熔体
处理方法已不能满足要求,于是国内外相继开发出铝及铝合金熔
体在线精炼系统,进一步提高铝合金熔体的纯净度,提高铸锭的
质量和成品率。铝及铝合金熔体炉外在线精炼法将除渣与除气有
机的结合起来,具有较好的脱气、除渣、脱钠效果,而且减少对
环境的污染,在铝及铝合金熔体的炉外处理中得到了广泛的应用。
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过滤技术:过滤是去除铝合金熔体中不溶性夹杂物最有效和
可靠的手段,过滤技术主要有玻璃丝布过滤、深床过滤、陶瓷管
过滤和泡沫陶瓷过滤板过滤等几种形式。玻璃丝布过滤一般用于
转注过程和结晶器内熔体过滤;深床过滤/管式过滤将氧化铝球/
陶瓷管和过滤网有机结合起来,过滤效率高,过滤质量好,但设
备体积大并且需要相配套的预热和清理装置,生产预热时间较长,
安装和更换过滤介质费时费力,且价格较贵,多适用于铝箔、中
厚板、罐体材料和航材的生产;泡沫陶瓷过滤板过滤因使用方便
和生产成本较低、过滤效率较高等特点,在全世界范围内得到了
广泛使用。
目前,铝及铝合金熔体处理技术正朝着除气除渣效率高、改
善金属金相组织、提高铸锭性能的方向发展。
(4)铸造技术
铝及铝合金扁铸锭的生产国内外普遍采用立式直接水冷
(VDC)铸造技术,每次可同时铸2~5块的大扁铸锭,其优点
是单机生产能力大,能够适合各种铝及铝合金品种的生产。由于
直接水冷铸造技术结晶器内凝壳收缩所形成气隙的影响,使铸锭
表面容易产生偏析瘤、冷隔、粗晶层和表面裂纹等缺陷,为此必
须加大铸锭的铣面量、铸锭头尾切除量和成品的切边量等,这样
使铝材成品率大大降低。为了提高铸锭表面质量和铸锭的成品率,
各国铝加工企业和研究机构相继开发出电磁铸造技术(EMC)和低
液位自动铸造技术。电磁铸造技术(EMC)可以生产“表面光亮、
光滑、几乎无须铣面”的铸锭,但由于设备及专利昂贵、投资大、
技术复杂及设备维护费用高等原因,目前难以推广使用。低液位
自动铸造技术采用自动控制系统使得结晶器内金属液面低、液面
波动很小而且自动润滑,生产的铸锭表面光滑,粗晶层浅,内部
结晶组织也有较大改善,表面壳区层厚度不大于4mm,可减少铸
锭铣面量~50%,从而提高了成品率,同时铸造速度也得到提高。
在整个铸造过程中,铸造各参数采用PLC控制,实现了铸造不同
主要生产设施
阶段全自动控制,减少人为因素影响的再现性。
目前国内外大中型铝加工厂的铝及铝合金扁锭的生产仍以
采用半连续铸造法,它的主要特点是单机生产能力大,适合于各
种牌号系列的铝及铝合金,所生产的扁锭质量好,扁锭经热轧后
可进一步轧制成各种用途的高精度板、带、箔材,适合于大、中
型铝加工厂采用。其生产工艺技术正朝着增大锭重、提高产品质
量、降低消耗、提高生产效率以及生产过程机械化、自动化的方
(5)均热技术
由于在铸造过程中快速冷却和非平衡结晶造成晶内偏析及
区域偏析,铸锭内部存在很大的内应力,并且造成铸锭内部化学
成分及组织不均匀,导致铸锭热塑性降低,加工性能变差。特别
对于2???和7???硬铝和超硬铝合金铸锭要先均热后锯切。为了
消除内应力,减少晶内偏析,改善化学成分和组织的不均匀性,
提高工艺性能和最终制品的性能,必须对这些合金铸锭进行均匀
化处理。均热技术主要包括加热、保温和冷却三个阶段,根据产
品的合金牌号、规格和对最终产品性能要求的不同制定不同的均
匀化制度。尤其是2???和7???的扁铸锭,如果铸造完毕后不尽
快进行均热,会因为内应力过大而产生裂纹甚至断裂。在生产过
程中尽量将同规格同牌号的扁铸锭集中均热,这样,使用相同的
均热制度可以提高产品的均热效率和均热效果。
目前变形铝及铝合金扁铸锭的均热技术正朝着提高生产效
率、改善铸锭下一步压力加工状态和最终产品性能的方向发展。
5.1.2.2生产工艺方案选择
根据本项目拟采用生产技术,结合本项目生产任务和特点,
为确保产品质量和提高生产效率,熔铸车间拟选择如下生产工艺
圆形燃气熔铝炉熔炼—倾动式燃气保温炉精炼、静置和调温
—熔体在线处理系统对熔体进行炉外在线加晶粒细化线杆、除气
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精炼和过滤—液压半连续铸造机铸造—2???和7???合金通过均
热炉组进行均匀化处理。经检查,质量符合技术要求的变形铝
及铝合金扁铸锭送入板带车间。
图5.1-1熔铸车间生产工艺流程方框图
主要生产设施
熔铸车间生产工艺过程简述如下:
将按配料要求备好的各种原料(重熔用铝锭、中间合金和返
回废料等)加入圆形燃气熔铝炉中进行快速熔化后,经扒渣、搅
拌,取样分析熔体的化学成分,并根据分析结果对熔体的化学成
分进行调整(补料或冲淡);成分和温度符合工艺要求的熔体转
注到倾动式燃气保温炉内,在保温炉内对铝熔体进行精炼、静置
和调温。铝熔体再经在线处理系统在线加晶粒细化剂、除气、过
滤后,导入液压半连续铸造机铸造。当扁铸锭达到要求的长度时,
停止铸造。通过均热炉组均热(仅对2???和7???合金进行均热
处理)。经检查,质量符合要求的变形铝及铝合金扁铸锭送入板
熔铸车间生产工艺流程见图5.1-1,《熔铸车间生产工艺流
程方框图》。
主要设备选择
熔铸车间拟选择的主要生产设备为熔铝炉、保温炉、铸造机、
铝熔体在线处理系统和均热炉等。
5.1.3.1熔铝炉
铝及铝合金熔铝炉按加热能源的不同分为电阻熔铝炉和燃
油或燃气熔铝炉两种。电阻熔铝炉采用洁净的能源,其优点是所
熔炼的金属质量较高,工作环境好,但炉子容量小,炉膛高度低,
生产效率低,能耗较高。而燃油或燃气熔铝炉的最大优点是炉子
容量大,成本低,产量高,在严格遵守熔炼、精炼及转注工艺制
度的情况下,通过实时控制熔炼工艺参数,并对铝熔体进行炉内
处理和在线处理,可得到高质量的铝熔体,满足铸锭质量要求。
随着蓄热式烧嘴在燃油或燃气熔铝炉的广泛应用,燃油或燃气熔
铝炉通过强化烧嘴能力,使炉子具有较高的熔化速率;多种利用
烟气余热预热助燃空气的技术的开发,提高了炉子的热效率、降
低了能耗;采用计算机控制熔炼制度,实现燃烧系统的自动化控
制,确保了铝熔体、炉膛温度的均匀及炉压的稳定,并且提高了
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炉子使用的安全性。
铝及铝合金熔铝炉按炉子几何外形的不同分为圆形炉和矩
形炉等。圆形熔铝炉顶开盖而采用加料桶顶加料的方式,装料迅
速,提高炉子的生产效率,适宜于以固体料配料进行生产的企业。
矩形熔铝炉采用侧开大炉门加料,固体料的加入由专门加料车完
成,但是其加料时间长,因此熔炼周期时间也加长。
本项目熔铸车间原料采用重熔铝锭和返回废料为主,从装料
方便、快捷、缩短加料时间,提高生产效率等出发,本项目熔铝
炉拟采用配有开盖机,以煤气为燃料的圆形燃气熔铝炉。为保证
铝熔体质量,响应国家节能降耗目的,本项目熔铸车间圆形燃气
熔铝炉拟采用蓄热式烧嘴。
5.1.3.2保温炉
铝及铝合金保温炉按加热能源不同分为电阻保温炉和燃气
或燃油保温炉两种。电阻保温炉的优点是能准确控制熔体温度、
能减少熔体过热、金属吸气少,作业环境好,但电阻炉容量小、
电热元件经常需要更换,操作不便具有较低的技术经济指标。
燃气或燃油保温炉因其具有单位能量输入大、故障率小、维
护方便等优点,目前大容量保温炉已采用燃气或燃油保温炉。
铝及铝合金保温炉按炉子出铝方式的不同分为固定式保温
炉和倾动式保温炉两种。固定式保温炉设备价格较低,维护方便。
倾动式保温炉依靠液压装置及其控制系统进行倾动,在整个铸造
过程中,可自动控制流槽液面,使炉内液面与流槽液面始终保持
在同一水平,从而保证进入结晶器的铝熔体流速平稳,液面波动
小,温度均匀,自动化程度高,扁铸锭质量也较好。
本项目熔铸车间铝及铝合金熔体的保温拟选择以煤气为燃
料的倾动式燃气保温炉。
5.1.3.3磁力搅拌装置
为了提高铝熔体合金化学成分和温度的均匀性,必须对炉内
熔体进行搅拌。搅拌通常分为人工、机械搅拌或者磁力搅拌。采
主要生产设施
用人工搅拌和机械搅拌的效果较差,劳动条件不好。采用磁力搅
拌,可以实现铝熔体搅拌的自动化,从而保证了铝熔体成分的均
匀性、熔体温差小、金属烧损少,提高了生产率,降低能耗和搅
拌时铁制工具对熔体的污染。
为了提高铝熔体合金化学成分和温度的均匀性,必须对炉内
熔体进行搅拌。搅拌通常有人工搅拌、机械搅拌和磁力搅拌,人
工搅拌和机械搅拌有铁制搅拌工具接触铝熔体,易污染铝液,影
响铸锭质量;磁力搅拌属于非接触式物理搅拌,可以实现铝熔体
搅拌的自动化,保证铝熔体成分和温度的均匀性,减少金属烧损,
降低能耗,提高生产率。
磁力搅拌装置按其磁场变换方式可以分为电磁搅拌装置和
永磁搅拌装置。电磁搅拌装置通过向铁磁体外缠绕的线圈中通入
变化的电流以产生变化的磁场,来对铝熔体进行搅拌,具有炉型
及吨位适用范围广,使用寿命长,运行安全、可靠等优点。永磁
搅拌装置通过旋转一个永磁体来产生变换的磁场对铝液进行搅
拌,其优点是造价低,使用成本低,但由于其一直处于高强磁场
笼罩中,对人体本身和生产操作安全造成威胁,并且由于其长时
间处炉底较高温度状态下工作,磁力效果会因此而逐渐减退,导
致搅拌效果减弱。
磁力搅拌装置按其配置方式可以分为底置式和侧置式。底置
式可以通过运行小车将磁力搅拌装置运送到几台熔铝炉下方分
别进行搅拌,但由于其设备主体在地坪下方,安装检修不方便。
侧置式单独配置在每台熔铝炉侧面,安装检修较方便,但不能几
台熔铝炉共用一台搅拌装置。
本项目熔铝炉数量较多,拟在熔铝炉炉底设置电磁搅拌装置,
每2台熔铝炉共用1台电磁搅拌装置。
5.1.3.4熔体在线处理装置
因炉内净化铝熔体的处理效果有限,而且熔体在转注的过程
中又有二次污染的可能。为了提高净化处理效果和保证熔体在成
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形前的质量稳定可靠,炉外连续净化处理变得非常重要。铝熔体
炉外连续处理法将除气与除渣有机结合起来,具有较好的脱气、
除渣、脱钠效果,而且对环境的污染小。目前,通过消化吸收先
进技术,国产小流量熔体在线处理装置的技术水平已有很大的提
高,并在众多铸造生产企业中得到应用,处理效果较为明显。但
是,在大流量熔体在线处理装置方面,实际使用情况表明,国产
设备和国外设备之间存在较大的差距,主要表现在:
(1)除气效果和过滤效果,国外出除气效率可以做到55%
以上,过滤效果≥95%,国产设备实际生产情况还未达到如此水
(2)在设备运行成本上,虽然引进设备一次性投资较大,
但主要部件(如转子、加热器套管和耐火材料等)国内材料水平
和国外还有不小的差距,使用寿命相差较大,因此国内设备运行
成本并不低。
本项目熔铸车间拟选择熔体在线处理系统对熔体进行炉外
在线处理生产变形铝及铝合金扁铸锭,铝熔体在线处理系统拟引
5.1.3.5半连续铸造机
目前生产铝合金铸锭的立式半连续铸造机一般有以下两种
类型:钢丝绳半连续铸造机和液压半连续铸造机。钢丝绳半连续
铸造机的主要优点是结构简单、造价低。其缺点是钢丝绳易损坏,
需要经常更换,承载能力小,并且在铸造的过程中,可能由于钢
丝绳不均匀拉长而引起铸造机平台歪斜摆动,影响扁铸锭质量。
液压半连续铸造机具有承载能力大、控制精度高、运行平稳、自
动化程度高、铸造过程中计算机可以自动控制各工艺参数等优点。
液压半连续铸造机按照导向方式又分为内导式和外导式两
种。内导式与外导式相比,具有运行平稳可靠、精度高、减少导
向卡堵现象、施工安装与检修方便等优点,内导式铸造机被广泛
用来生产高质量的扁铸锭。
主要生产设施
本项目熔铸车间拟选用内导式液压半连续铸造机生产变形
铝及铝合金扁铸锭。液压半连续铸造机是熔铸车间的核心设备,
大荷重铸造机(≥50t)内导式液压缸国内制造技术不成熟,为确
保本项目的先进性和可靠性,大荷重铸造机液压半连续铸造机的
内导液压缸拟引进,铸造机本体及铸造工具等采用拟采用国内先
进可靠的设备。
扁锭均热炉形式主要有地坑式均热炉和箱式均热炉。地坑式
均热炉一次性投资大,但占地面积小、冷热端温差小,另外因采
用顶开盖加料和出料,向车间散发大量热量,工人劳动强度大且
劳动条件较差。箱式均热炉采用储料台、复合料车将铸锭装入均
热室内,一次性投资小。根据本车间的生产任务和特点,拟采用
箱式均热炉对2???和7???铝合金扁铸锭进行均热处理。
根据本项目的生产工艺和生产任务,结合本项目特点,经负
荷计算,拟选择的主要设备名称、数量及主要技术性能如下。
(1)60t圆形燃气熔铝炉
固定式,圆形炉
60t?(1+0.1)t
熔化能力:
燃料种类:
煤气(热值≥10.868MJ/Nm)
燃料消耗量:
≤210Nm/t-Al
温度控制精度:
(2)电磁搅拌装置
电磁搅拌器布置方式:
熔铝炉容量:
变频电源输入:
380V、50Hz、三相
(3)60t倾动式燃气保温炉
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倾动式,矩形炉
60?(1+0.1)t
燃料种类:
煤气(热值≥10.868MJ/Nm)
熔体温度控制精度:
升温速度:
(4)铝熔体在线处理系统
处理能力:
45t/h(max)
除气效率:
温度控制精度(静态):
过滤效果:
95%(≥10?m杂质颗粒)
(5)60t液压半连续铸造机
铸造机形式:
液压,内导式
铸造机荷重(铸次锭重max):60t
铸锭断面尺寸范围:
300~630mm?mm
铸造最大长度:
同时铸造块数:
铸造速度:
15~150mm/min
(6)均热炉组
均热炉组组成:储料台、均热炉、冷却室和复合料车
均热炉容量:
均热炉数量:
冷却室数量:
储料台数量:
复合料车数量:
均热炉工作温度:
450~620℃
均热炉保温时各部分温差:≤?3℃
主要生产设施
熔铸车间主要设备详见表5.1-3。
熔铸车间主要设备表
型号及主要技术性能
60t圆形燃气熔铝炉
容量:60?(1+0.1)t
电磁搅拌装置
60t倾动式燃气保温炉
容量:60?(1+0.1)t
铝熔体在线处理系统
处理能力:45t/h(max
铸造机荷重(max):
60t液压半连续铸造机
60t均热炉组
电子平台秤
10 电动吊钩桥式起重机
11 电动吊钩桥式起重机
12 电动平板车
5.1.4工作制度、年工作日数及设备负荷
根据生产任务、拟选设备的技术性能和本项目生产的特点,
参照国内外同类工厂的生产经验,熔铸车间年工作日354d,每天
3班,每班工作8h,熔铝炉、保温炉和铸造机的设备年时基数
8496h,扣除设备大、中修等因素,设备利用系数为0.95,实际
年时基数为8064h。熔铸车间60t
熔铸生产线负荷率为91.7%。
根据我国现行的劳动制度,工人为每星期5d、每天8h工作
制,年工作日为250d,则年工作小时数为2000h。
5.1.5车间配置
熔铸车间配置是根据现有厂区条件、结合所选择的工艺和设
备进行配置,并遵循“工艺流程合理,物流运输通畅,生产操作
和设备检修方便、安全”的原则。
熔铸车间主厂房由熔炼跨和铸造跨均热跨两跨组成,跨度均
为24m,主厂房长度分别为288m和192m。在原料跨北侧有宽度
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为6m辅助间,长度为272m。熔铸车间总面积为13152m,其中:
生产面积为11520m,辅助面积为1632m(含除尘占地面积)。
熔炼跨跨配置有:电子平台秤2台、60t圆形燃气熔铝炉4
台、开盖机2台、电磁搅拌装置2台和60t均热炉组1组,并留
有原料存放区和加料桶存放区。
铸造均热跨配置有:60t倾动式燃气保温炉4台、铝熔体在
线处理系统2套和60t液压半连续铸造机2台,并留有铸锭存放
辅助间主要由渣处理间和烟气处理区等组成。
熔铸车间内部运输由电动吊钩桥式起重机和叉车来承担。
熔铸车间工艺配置详见附图三,《车间工艺配置图》。
5.1.6能源、工质及主要生产辅助材料
5.1.6.1能源与工质
熔铸车间所需的能源与工质主要有煤气、电、水、压缩空气、
氩气和氯气等。
煤气:主要用于60t圆形燃气熔铝炉、60t倾动式燃气保温
炉和60t均热炉组的燃料,热值:≥10.868MJ/Nm,压力
0.04~0.05MPa。
电:主要用于各类传动装置动力和加热器等,380V,三相,
压缩空气:主要用于设备驱动、吹扫和冷却等,压力为
0.4~0.6MPa。
水:水有净循环水和浊循环水。净循环水主要用于设备冷却,
浊循环水主要用于扁铸锭冷却。给水压力0.2~0.4MPa,温度≤32℃。
氩气和氩气-氯气混合气体:氩气主要用于保温炉内以及熔
体在线处理系统铝熔体精炼;氩气-氯气混和气主要用于熔体在
线处理系统铝熔体精炼;氩气纯度要求:≥99.9995%,H2O+
O2≤5PPm,压力为0.4~0.6MPa。氯气纯度:≥99.5%,水分含量
≤50PPm,压力为0.2~0.3MPa。
主要生产设施
5.1.6.2主要生产辅助材料
熔铸车间主要生产辅助材料为覆盖剂与打渣剂和精炼剂等。
覆盖剂与打渣剂:主要用于熔铝炉内熔体的保护以及熔体中
铝液和渣分离,减少金属烧损以及以便渣灰扒出。年用量为700t。
覆盖剂与打渣剂要求颗粒均匀,流动性好。
精炼剂:主要用于铝及铝合金炉内熔体的精炼,减少熔体中
氢气和夹杂物的含量。年用量为467t。精炼剂要求颗粒均匀,流
熔铸车间生产所需的覆盖剂与打渣剂、精炼剂等辅助材料通
过市场采购。
5.1.7主要技术经济指标
熔铸车间主要技术经济指标见表5.1-4。
熔铸车间主要技术经济指标表
车间平均成品率
年需原料量
其中:生产工人
用电设备安装容量
其中:加热器和感应器容量
压缩空气最大用量
氩气用最大用量
氯气最大用量
年煤气用量
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5.1.8问题与建议
受项目用地条件的制约,熔铸车间面积受限,故熔铝炉炉前
操作区域和铸造机吊运通道等场地较为紧张。项目投入运行后,
要加强熔铸车间的安全生产组织管理,以保证生产能够正常、安
全顺利地进行
产品与原材料
本项目板带车间设计规模为铝合金板带产品200000t/a,其
中中厚板产品50000t/a,热轧卷材产品100000t/a,冷轧带材产品
25000t/a,冷轧板材产品25000t/a。主要包括市场需求量较大、
对生产技术有较高要求的高精度交通用铝合金板带材,如铁道货
车用铝板、汽车板用热轧卷、集装箱用铝板、车厢厢体用铝板材
等产品,另外包括一些市场附加值较高的硬质铝合金中厚板材、
罐盖料用热轧卷和装饰带材等产品。
具体产品的品种、规格、合金牌号详见表5.2-1,《生产产
本车间所需的原材料为半连续铸造的铝及铝合金扁铸锭,全
部由同期建设的熔铸车间提供。根据本车间所确定的产品方案、
生产工艺和主要设备机型,本着提高生产效率和成品率的原则,
确定铝及铝合金扁铸锭的合金品种、规格范围等要求如下。
合金品种:1xxx~8xxx系列
铸锭状态:未锯切头、尾,未铣面
铸锭厚度:300~630mm
铸锭宽度:mm
铸锭长度:mm
铸锭重量:
Max.27900kg(对应铸锭规格630?mm)
主要生产设施
00 00 00 00 00 00 00 00
50 90 20 20 20 20 20 20
年产量50 13 11
40 20 10 30 25 25 25 20
计算规格~ 0?10000
61.8? 30.9?82.4?
生产产品表
系列H321H112
7560828xxx5182
8xxx30038xxx
合金牌号及产品状态
中厚板槽罐料合金板合金板合金板合金板合金板合金板合金板合金板
集装箱用铝板
铁道货车用铝板
罐盖料用热轧卷
车厢厢体用铝板
合金带材用热轧卷
轿车车身内板用热轧卷
轿车车身外板用热轧卷
1.11.21.31.41.51.61.71.81.9
2.12.22.32.4
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根据本项目生产工艺、所选生产设备的装机水平和生产工人
的技术水平等综合因素,参照国内外同类企业的生产经验,确定
板带车间的综合成品率为74.2%。
本车间年需铸锭269576t,由本项目同期建设的熔铸车间和
明泰铝业原有熔铸设备提供,车间年产生废料69576t,全部返回
熔铸车间重熔利用。铸锭的锯切、铣面均在本车间,其中2xxx、
7xxx系铸锭均热在熔铸车间进行。
生产工艺技术
现状与发展趋势
目前,国内外先进的铝板带材生产企业主要采用集团化控制
和管理,专业化、规模化生产,大力发展高水平装备和高新技术,
提高产品精度和质量,并不断开发新的合金品种和产品以促进铝
板带材在新兴领域的应用,主要体现在以下几个方面:
(1)生产规模化、专业化
目前国内外主要铝加工企业均拥有完备的铝板带箔材加工
体系和庞大的生产能力,一般由多家专业化生产厂组成,采用规
模化、专业化的生产方式,产品质量好,市场占有率高。例如加
拿大铝业公司拥有8条热连轧生产线(1+3)和(1+4),该公司
的板带材以罐料、汽车板材为主,其所属的阿卢诺夫铝业公司拥
有两条热连轧生产线,总生产能力达120万吨/年,是全球最大
的铝板带厂。国内辽宁忠旺集团(天津)规划3条热轧生产线,
年总生产能力达300万吨,其中宽幅(1+1+3)热轧生产线和(1+5)
热轧生产线正在设计、施工中,项目全部建成后将成为全球最大
的铝板带厂。国内南山铝业公司有2条热轧生产线,其中(1+4)
热轧生产线已投产,宽幅(1+5)热轧生产线正在设计、施工中,
其生产的罐料已占国内罐料市场的60%以上,改变了此前罐料大
部分进口的局面。国内厦顺铝箔有限公司拥有1条(1+1)热轧
生产线,是中国最大的铝箔生产商、出口商,专业化生产铝箔和
CTP版基。本项目的建设单位河南明泰铝业有限公司已拥有1条
主要生产设施
(1+4)热轧生产线,其生产的印刷用PS版基占国内市场的60%
(2)大卷重、宽幅、高速轧制,有效提高生产效率和单机
随着近年来在轧机整体结构、轧辊轴承润滑、工艺润滑冷却、
电机制造以及自动化控制系统等方面的技术进步,特别是全数字
控制系统的广泛应用,使得目前世界上先进的冷轧机卷重达到
30t以上,轧制速度最高可达2400m/min,国内外先进的2000mm
系列单机架冷轧机产能在10万吨以上。如国内中孚实业股份有
限公司引进的(1+4)热轧生产线,热轧最大卷重达到34t,冷轧
机最大轧制速度为2000m/min;国内南山铝业的2条热轧生产线,
热轧最大卷重均达到30t,三机架冷轧机最大轧制速度可达
1500m/min。
(3)轧制过程高速化、精密化(厚度自动控制和板形自动
控制)、智能化
现代化的冷轧机均配有完善的厚度自动控制系统(AGC)、
板形自动控制系统(AFC)以及过程自动控制系统或最优化系统。
不仅提高了产品厚度精度、板形精度,而且大大提高了生产效率。
(4)操作过程自动化(卷材自动装卸、套筒自动运输等)
为提高生产效率、减少轧制过程中的辅助时间,现代化的冷
轧机一般都设卷材准备站,在进入开卷机前完成打散钢带、切头、
直头等工作。还有的开卷机采用回转式双开卷机,换卷的辅助时
间只有1分钟。线外还有完善的双路环形运输系统,能将卷材从
卷材存放库自动取出、运至开卷准备站、并将轧后的卷材运走。
先进的冷轧机装备有快速换辊装置,工作辊换辊时间小于5分钟。
这些手段均保证了轧机最大限度发挥生产效率。
(5)大力发展各种专用精整、热处理和辅助设备
例如冷轧生产中的拉伸矫直机组、拉弯矫直机组、切边机组、
带保护气氛的退火炉等,这些设备的应用满足了不同行业产品的
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特殊需求。此外在轧辊磨削、工艺润滑和过滤等方面的技术进步
和装备水平的提高也是生产高质量铝板带材的必要条件。
(6)卷材存贮、运输和管理自动化
现代化的企业需要有现代化的管理手段。随着热轧、冷轧技
术的不断进步,现代化的热轧机组、冷轧机生产能力都很大。为
了确保生产规模,缩短轧机待料时间,提高轧机生产效率,并减
少卷材运输过程中的碰伤、擦伤。采用卷材立体化智能管理装置
自动存贮卷材是非常必要的。国外大型铝加工厂一般均配有卷材
立体化智能管理装置或立体卷材库,在轧制区和精整及热处理区
实现卷材存贮和管理自动化。如中孚实业、山东魏桥等铝加工企
业均配置有卷材立体化智能管理装置,而南山集团、中铝瑞闽、
辽宁忠旺不仅配置有卷材立体化智能管理装置还配置有平面智
总之,世界先进水平的铝板带材生产技术正朝着大卷重、宽
幅、高速化、连续化,精密化(厚度自动控制和板形自动控制)、
智能化(轧制程序和轧制策略自动化、过程最优化控制)、操作
自动化(卷材自动装卸、套筒自动运输和自动喂料等)、控制自
动化和计算机化及规模化、专业化方向发展。
就国内而言,上世纪八十年代以来,尤其是2000年以后,
我国的铝板带材生产得到了快速发展,先后建起了一批拥有现代
化装备和技术的铝板带材加工企业,他们大多从国外成套引进了
代表当时世界先进水平的,国际一流的铝加工设备,使我国在铝
板带材生产技术、装机水平及生产能力等方面都得到了很大的提
高。国内引进的部分生产线见表5.2-2。
虽然国内已拥有一批装备先进的铝板带材生产厂,但大部分
企业在产品质量、生产效率、成品率等方面的发挥仍不尽如人意。
与世界先进水平相比,我国铝加工业整体生产水平和企业管理水
平还存在着一定的差距,在生产能力、规模化和专业化等方面与
国外先进企业相比仍处于弱势。
主要生产设施
国内引进的部分生产线一览表
主要设备(连轧机)
中铝西南铝
热轧(1+4)生产线、双机架冷连轧机
热轧(1+4)生产线和(1+5)
三机架冷连轧生产线
热轧(1+5)生产线、五机架冷连轧生产
热轧(1+4)生产线、双机架冷连轧机
热轧(1+4)生产线、三机架冷连轧生产
线热轧(1+1+3)生产线和(1+5)
三机架冷连轧生产线
热轧(1+3)生产线
热轧(1+3)生产线
热轧(1+3)生产线
10 厦顺铝箔
热轧(1+3)生产线
热轧(1+3)生产线
12 中铝东轻
热轧(1+3)生产线,单机架热轧机
13 豫港龙泉
连铸连轧+三机架热轧机生产线
生产工艺方案选择
生产工艺方案的选择是根据车间所拟生产的合金品种、规格
范围、建设规模,国内外铝及铝合金板带加工工艺技术及装备发
展水平与应用的现状,结合建设单位在对产品市场的定位、投资
能力以及将来发展的设想等多方面的因素综合确定。
(1)供坯方案的选择
铝板带材的生产均需经过冷轧、精整和热处理等的生产工序,
生产工艺的区别主要在冷轧坯料的生产方式上。现代化的铝板带
箔卷式供坯方式主要有双辊式连铸轧卷式供坯、双带式连铸连轧
卷式供坯和立式半连续铸造-热轧卷式供坯三种。不同的供坯形
式有着各自不同的特点。
1)双辊式连铸轧卷式供坯
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双辊式连铸轧法是国外在二十世纪六十年代发展起来的一
种生产工艺。这种双辊式连续铸轧生产工艺是将熔融金属连续注
入两个相对旋转的铸轧辊缝内,通过由双辊间所形成的移动式铸
模铸成厚度6~10mm的卷坯。铸轧可提高金属组织的致密性,
并消除或减少缩孔、疏松、偏析等缺陷。同时,这种方法能够生
产的合金种类少,多适用于生产1???、3???、8???系列铝合金
以及部分5???系列铝合金的铸轧带坯。
双辊式连铸轧与立式半连续铸造-热轧相比简化了生产工
艺,省去了铸锭铣面、加热和热轧的生产工序,具有生产设备少、
生产成本低、能耗低,占地面积小、投资小、建设周期短和见效
快等特点,因此在发展中国家的中小型铝加工厂中得到推广。但
是这种方法能够生产的合金种类同热轧相比较少,最终产品在表
面质量和深冲性能等技术指标上不如半连续铸造—热轧供坯的
产品。单机生产能力较小,适合中小型规模的项目。不适合于规
模较大的项目以及对产品性能特别是深冲性能和表面质量要求
较高的产品。
2)双带式连铸连轧卷式供坯方式
双带式连铸连轧是介于半连续铸造—热轧和双辊式连铸轧
之间的一种生产工艺方案。双带式连铸连轧法主要是哈兹列特双
带铸造机(Hazelett
Belt Caster)与1~3机架热连轧生产线,
哈兹列特铸造机主要由上下两条平行运转的钢带、钢带上的链式
金属挡块、驱动钢带的转轮以及钢带冷却系统组成。熔融金属在
通过钢带及挡块组成的结晶器后冷凝成一定厚度的板坯;目前世
界上应用较多的是由哈兹列特双带铸造机+1~3机架热连轧的生
产工艺。该工艺生产灵活性较差,适用于产品较为单一,大规模、
专业化生产。该工艺对企业的产销组织要求较高,如组织不利,
将不利于该工艺技术优势的发挥,产品质量不如半连续铸造—热
3)立式半连续铸造-热轧卷式供坯
主要生产设施
立式半连续铸造-热轧卷式供坯是一种传统的生产工艺,国
外大型铝加工企业多采用半连续铸造—热轧卷式供坯法生产铝
板带箔材。这种工艺优点是充分利用金属的高温塑性获得大的变
形量,有效的改善铸造缺陷,金属组织均匀一致。热轧坯料在热
轧的过程中,由于变形速度、变形程度和变形温度的联合作用,
晶粒得到充分的细化,材料性能稳定,有利于后续冷加工。
半连续铸造—热轧供坯的生产工艺具有生产能力大、所能生
产的合金品种多,产品的内部组织性能及表面质量好、加工遗传
特性好等优点,能为生产中高档次的铝板带材如铁道货车用铝板、
硬质铝合金中厚板、制罐料、汽车车身板、装饰带材及交通运输
用铝板材等提供优质带坯。特别是近二十年来随着传动控制、液
压、润滑、检测、自动化控制等领域的技术进步,使得热轧厚度
自动控制、凸度自动控制和温度自动控制技术以及热轧过程自动
控制技术的应用走向成熟,极大地促进了热轧这一传统生产工艺
在生产技术和装备上的进步,在同以双辊连铸轧法和双带式连铸
连轧法为代表的短流程铸轧供坯生产工艺的竞争中仍处于优势
地位,这在生产对冲压性能和表面质量要求较高的品种如制罐料、
PS版基带材、装饰带材以及交通运输用铝板材产品上表现的尤
为突出,特别是以汽车车身板等为代表的新兴铝合金材料在现有
工艺技术条件下也需采用热轧法生产。是唯一能生产中厚板产品
的供坯方式。
通过对本车间所拟生产的产品方案以及上述供坯技术的特
点和适用范围的分析,并结合建设单位的实际情况,为了使新建
项目占领市场,形成规模化生产优势,使产品在品种和质量上可
适应竞争日趋激烈的市场,本设计车间拟采用半连续铸造供坯、
热轧开坯作为拟选生产工艺方案。
(2)热轧工艺方案的选择
热轧是铝板带生产的关键工序,根据生产规模和产品质量要
求,热轧机配置方式不同:单机架双卷取四辊热轧机;热粗轧机
河南明泰铝业股份有限公司高精度交通用铝板带项目
+热精轧机(1+1);热粗轧机+多机架热连轧机。
半连续铸造铸锭—热轧卷供坯生产铝板带材的方式,通常根
据生产规模和产品质量要求,热轧机配置方式不同:
1)单机架双卷取四辊热轧,主机是1台既当粗轧又当精轧
的所谓“万能型”热轧机;生产规模适中,一般在5~15万吨之
间。产品质量较高,精度好,适用范围较广。可以为生产铁道货
车用铝板、硬质铝合金中厚板材、汽车板、罐盖料、装饰带材和
交通运输用铝板材等高精度铝板带材提供优质热轧卷坯和热轧
2)热粗轧+热精轧(1+1),该机型相当于将单机架双卷取热
轧机的功能一分为二,初步解决了单机架双卷取热轧机一机两用
的问题,在设备参数的选

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