新材料产业技术研究及其开发

一、立项理由粉末冶金是制造金属、合金或化合物粉末，经过成形与烧结制备金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺。粉末冶金凸显的优势是具有其他工艺方法无法制造或难以制造的新材料，如制取高熔点、难熔点合金，采用粉末冶金工艺可以低温制取难溶合金新材料，可以制造具有多孔性能的新材料，制造含油自润滑轴承；利用这一特性制造高强度多孔材料，作为分离材料；制造金属化合物和超硬质合金材料，如硬质合金切削刀具、工具材料；金属粉末加入硬质点，可以制取硬质耐磨材料等。特别是以粉末冶金工艺的优势，在我国军事工业急需材料方面的应用：如研制尖端微孔材料为浓缩铀气相分离的关键材料，高浓缩铀为我国第一颗原子弹爆炸成功发挥了重要作用；高比重钨合金作为卫星与导弹上陀螺仪转子材料是第一代人造卫星、洲际导弹应用的关键材料；研制成功第一代航天工程火箭尾喷管喉衬粉末冶金特制发汗材料等。以上这些材料都是用粉末冶金工艺方法生产制造的。可以预料，谁掌握了新材料谁就掌握了21世纪高新技术竞争的主动权。在粉末冶金零件生产中，为了减少粉末颗粒之间和粉末颗粒与模壁之间的摩擦，粉末混合料中都添加有一定量的润滑剂，诸如硬脂酸锌等。要除去这些润滑剂始终是粉末冶金机械零件生产中一个难题。能否将润滑剂混入粉末中改为喷涂于模壁上，是长期探索的一条途径。据文献报导，用铁粉(F0000)和钢粉(FN0205，Fe2.Ni0.45 C-1.3Cu)进行的试验表明，在密度6.0g/e m7.3g/cm的范围内，模壁润滑者比将润滑剂掺加于粉末内者，生坯强度可增高128%127%(对于F0000)和66%139%(对于FN0205)，而两者的烧结件强度相差很小，可认为在试验的误差范围之内。现在，美国Gasbarre Products己采用模壁润滑，其系统已在市场出售。烧结硬化是将铁基粉末冶金零件的烧结过程和借助于通过炉子冷却带时进行淬火硬化结合起来的一项新工艺。在美国MPIF1997年版“粉末冶金结构零件材料标准”中，己含有这类材料的技术标准。这类材料是由预合金化Ni-Mo钢粉混合以铜粉与石墨粉制成的。QMP的ATOMET4701粉就是为烧结硬化工艺而开发的。在烧结硬化过程中，可通过控制烧结炉冷却带的冷却速度来调整材料的显微组织，使之达到所要求的马氏体含量和力学性能。很明显，这类材料的开发，对于需要进行后续热处理的高强度粉末冶金结构零件的发展具有重要实际意义。在美国通用汽车公司的整体线圈与电子线路(ICE4)点火装置中己得到了应用。在1997年SAE国际会议与博览会上，这个产品获得了汽车革新奖。这个产品是用温压试制的第一产品，1990年开始在葡萄牙试生产，1992年样品开始投放欧洲与南美市场，1998年这种产品将开始用于美国车辆中，现在这种SMC材料已发展到第三代，这种材料的开发与应用为汽车点火装置、电灯振流器、变压器铁芯、低频滤波器与扼流圈铁芯，以及电动机中的硅钢片制品，找到了一种经济的替代产品。因此,粉末冶金超纯还原粉末是极有发展前景、市场广阔的新材料。吉林省华兴粉末冶金科技有限公司经过4年多的努力拼搏，从铁矿石深加工成超纯铁精矿粉（品位72%），直至粉末冶金纯铁粉(Fe99%)，十几名高级技术人员边生产、边潜心钻研，在汽车高端零部件铁粉、软磁材料铁粉和金刚石工具等领域得到了丰硕的成果，其质量及综合性能在国内位于领先水平，完全可替代进口铁粉，产品不仅应用于汽车零部件行业，同时也是电子软磁材料、金刚石工具的优质材料。得到了国内生产高端粉末冶金制品厂家的信赖和欢迎，（其中：浙江东睦新材料集团股份有限公司、浙江中平粉末冶金有限公司、浙江奥真电子科技有限公司、宁波金恒汽车零部件有限公司、北京博源金刚石工具粉末冶金公司等多家公司）。 在产、学、研期间得到了长春工业大学、东北电力大学的广泛支持，自主研发出一套独特的生产工艺。我公司独特的制粉技术“气力旋转磁场分离技术”“介质隔离装填技术”“微细粉末制备分离技术”在国内及其他国家尚无前例（目前专利正在申报中）。这3项技术的研发成功不仅对我公司产品质量的提升起到了关键的作用，而且部分环节还超过了其他发达国家水平。二、实施方案本项目生产规模为年产5000吨超纯二次还原粉末（粉末冶金用还原铁粉），同时对4000m2的厂房进行改建，共购置生产设备、仪器55台（套）。主要生产FHY100.25（用于中高密度的材料和制品）、FHY100.27（用于高密度的材料和制品）、FHY200，3个牌号的铁粉，产品主要技术性能符合粉末冶金用还原铁粉（YB/T 5308-2006）质量标准要求。二次还原铁粉是铁基粉末冶金制品的基础材料，是衡量粉末冶金工业的重要标志之一。粉末冶金是一种可无切削新兴的金属加工业。因技术含量高，新技术、新工艺被广泛采用，属于高新技术产业。据专家测算，1吨铁粉相当于3吨钢材使用，具有显著的节能、节材效果。属于国家的节能、节材产品，并授到国家纪委、国家经贸委等政府部门和中央领导的重视和支持。吉林省华兴粉末冶金科技有限公司为了适应时代的发展需要，为了企业长远发展，由原来的煤基直接还原铁（又称海绵铁），经技术改造和增加设备生产还原铁粉。为了减小能耗，在设备选型方面，主体设备选择了国内具有多年生产经验，技术非常成熟的宁波东方加热设备有限公司的钢带式铁粉精还原炉。该炉具有保温好、散热少、能耗低等特点。但该还原炉是炉头进料，炉尾出料。氨分解器（及还原保护器，成分氢气75%，氮气25%），炉尾记录，逆料运动方向还原，一般情况下，氨分解器在炉头汇集后，外排点燃。为了减少氨分解器的用量，增加炉内氨分解器的压力，提高产品质量，炉体安装结束后，公司技术人员经多次反复试验，对该炉进行了改造，在炉头加装了密封罩，提高了氨分解器在炉内的利用率，从而提高了产品质量。同等条件下，由还原铁粉的氧（氧是还原铁粉中有害的成份）含量0.32%，降到0.12%0.15%。氨分解器用量由原80m3/h，降到55m3/h，取得了极大的经济效益。经改造后，生产二次还原铁粉，铁含量达到9899%，细度达到60目325目之间，纯度较高、粒度细，可应用于高端产品的生产，如汽车发动机连杆等，拓宽了产品的应用市场，提高了产品质量，增加了产品的附加值。进而大幅度提高了企业的经济效益。二次超纯还原粉末就是利用固体（焦粉、无烟煤等）还原铁的氧化物(铁精矿、轧钢铁鳞等)来制取超纯铁粉。还原过程中分为（固体碳还原）一次还原和二次还原一次还原主要流程：铁精粉烘干磁选装罐进入一次还原炉海绵铁二次精还原流程:海绵铁清刷破碎磁选二次还原炉粉块解碎磁选筛分分级混料包装成品。 工艺流程图海绵铁（含铁97.5%）海绵铁一次还原铁粉生产车间铁精矿粉（Fe3O4，全铁71.5%）铁精矿粉（Fe3O4，全铁71.5%）清刷破碎磁选还原剂（无烟煤，固定碳55%）除硫剂（生石灰）液氮生成75%+25氮气的混合气体一次粉890910还原3小时二次还原炉粉块解碎磁选筛分分级成品包装混料项目实施进度表日期项目2011年2012年1季度2季度3季度4季度1季度2季度3季度4季度完成项目前期准备等工作完成项目的初步设计、施工图设计、设计审查工作完成项目的施工前期的准备工作、施工招标工作完成工程的工程施工生产出的超纯还原铁粉外观呈银灰色，表面不得出现氧化锈迹，粉中不得混有外来夹杂物；铁粉的颗粒形态呈不规则海绵状。粉末冶金用还原铁粉物理工艺指标牌号松装密度g/cm3流动性s/50g不大于压缩性g/cm3不小于筛分析，%250m(+60目)180m(+80目)150m(+100目)75m(+200目)45m(+325目)FHY 100.252.402.60356.60-05余量530FHY100.272.602.80306.70-05余量530FHY2002.002.80-532粉末冶金用还原铁粉化学指标牌号化学分析，%总铁不小于杂质量，不大于MnSiCSP硅酸不溶物氢损FHY 100.2598.500.350.100.030.020.020.300.30FHY100.2798.500.350.100.030.020.020.250.25FHY20098.000.350.150.100.030.030.500.50三、项目资金本项目总投资1200.00万元（建设投资与流动资金之和），其中建设投资为980.00万元，流动资金为220.00万元。建筑工程费：83.20万元设备购置费：686.40万元安装工程费：53.53万元基本预备费：72.59万元工程建设其它费用：84.28万元 流动资金：220.00万元项目资金来源为申请专项资金100万元，企业自筹1100万元。四、申报单位条件承担单位概况吉林省华兴粉末冶金科技有限公司（以下简称：华兴公司）是在辉南县华兴铁选厂的基础上发展起来的又一户独立法人公司，依靠老企业多年的生产技术、经验，是老企业产业链条的延续。公司位于吉林省辉南县经济开发区，建于2007年6月，占地面积56248平方米，注册资本2008万元，现有员工153人，其中高级职称8人、中级职称13人、初级职称21人。公司拥有先进的生产设备，配备齐全的办公、仓储、供水、供电、研发等设施。主要生产高纯度软磁材料铁粉、金刚石工具等特殊用途铁粉、汽车高端零部件铁粉。 华兴公司在老公司的基础上，经过7年多的努力拼搏，从铁矿石深加工成超纯铁精矿粉（品位72%），直至粉末冶金纯铁粉(Fe99%)，十几名高级技术人员边生产、边潜心钻研，在汽车高端零部件铁粉、软磁材料铁粉和金刚石工具等领域得到了丰硕的成果。目前我公司每年生产高纯度粉末冶金铁粉，其质量及综合性能在国内位于领先水平，完全可替代进口铁粉，产品不仅应用于汽车零部件行业，同时也是电子软磁材料、金刚石工具的优质材料，在国内高端产品市场上占据了很大份额，市场供不应求。其中与浙江东睦新材料集团股份有限公司、浙江中平粉末冶金有限公司、浙江奥真电子科技有限公司、宁波金恒汽车零部件有限公司、北京博源金刚石工具粉末冶金公司等多家公司签订了长期购销合同。华兴公司根据地方独特的资源优势，在产、学、研期间得到了东北电力大学的广泛支持，在多年的生产实践中，自主研发出一套独特的生产工艺。我公司独特的制粉技术“气力旋转磁场分离技术”“介质隔离装填技术”“微细粉末制备分离技术”在国内及其他国家尚无前例（目前专利正在申报中）。这3项技术的研发成功不仅对我公司产品质量的提升起到了关键的作用，而且部分环节还超过了其他发达国家水平。吉林省华兴粉末冶金科技有限公司是吉林省唯一的粉末冶金制粉企业，公司借鉴国际最先进的粉末冶金生产企业（瑞典赫格纳斯）的生产技术，依托地方优质、独特的磁铁矿资源，结合自身生产、研发优势，自主开发生产的华兴品牌粉末冶金专用铁粉，市场供不应求，其产品质量在国内居领先水平。为国内重点新型粉末冶金企业提供了优质的原料，同时代替了大量来自于日本、瑞典的优质高价进口铁粉。华兴公司是吉林省唯一一家粉末冶金生产企业。企业近三年财务状况详见下表：年度营业收入(万元)上缴税金(万元)利润总额(万元)资产总额(万元)备注2008年3411265294.2028882009年3889296358.0133692010年5851511472.566635华兴公司近三年由于国内装备行业的高速发展，产品销售供不应求，特别是2010年产品销售比上一年增长了1.5倍，企业利润总额也比上一年增长了32.3%，产品生产和销售出现了前所未有的大好形势。主要负责人简介姓 名张 杰 性别 男工作单位及职务吉林省华兴粉末冶金科技有限公司 董事长出生年月1968.8文化程度大学本科民族汉党派中共简历及主要表现:1988.02-1991.02 天津建材学院学习1992.02-1996.12 辉南县圆山水泥厂工作1996.12-2003.09 担任辉南县圆山水泥厂副总经理2004.03 创建辉南县华兴铁选厂2006.06 创建辉南县华鑫铸造厂2007.08 创建吉林省华兴粉末冶金科技有限公司2007.08至今 吉林省华兴粉末冶金科技有限公司董事长张杰同志政治立场坚定，拥护党的路线方针政策，以胡锦涛重要思想为指导，深入贯彻科学发展观，具有较高的政治理论素养。他坚持党的基本路线，热爱党的教育事业，具有较强的工作能力和较高的组织管理水平。他视野开阔，思想敏锐，具有开拓精神和创新意识，在各个工作岗位上都能够结合实际创造性地开展工作，积累了丰富的工作经验。担任吉林省华兴粉末冶金科技有限公司董事长期间，注重人才培养，积极提供条件，为有发展潜力的人才提供深造、培训的机会，为企业的成长、科研提供一个宽松的环境，使企业管理和科研水平有了较大提高。长期以来，他坚持“边学习、边研究、边推进工作”，从招工、培养、管理、等过程入手，巩固完善改革，坚持技术创新，采取具体措施，提高企业质量，取得了显著的成绩。协作单位概况东北电力大学电器工程系是全国首批硕士学位授权学科。2006年获得硕士学位授予权一级学科。拥有一支结构合理、团结协作、学术思想活跃、研究方向稳定的学术队伍。现有专职教师52人，其中教授20人、副教授17人，有博士生导师5人，具有博士学位教师23人。学术队伍中国家级有突出贡献的中青年专家1人，享受国务院政府特殊津贴19人，吉林省高级专家2人，吉林省有突出贡献的中青年专业技术人才4人，吉林省优秀留学生回国人员1人，吉林省高等学校中青年骨干教师3人，吉林省拔尖创新人才5人。针对能源、磁性材料的发展趋势，结合吉林省能源和磁性材料结构的特殊要求，本学科开展了深入的科学研究工作，在多个研究领域形成了具有鲜明特色和优势的稳定研究方向。五、经济社会效益分析经济效益1）营业收入测算项目每年营业收入为二次还原铁粉5000吨，平均销售单价按7000元/t计算，经测算，项目年营业收入3500.00万元。2）税金测算增值税税率按17%计取，所得税率按25%计取。3）成本费用估算成本费用是指项目运营支出的各种费用，本项目主要采取生产要素法测算项目生产成本，按照物料、动力等消耗定额，并以同类项目近几年实际消耗的统计数据为依据。4）外购原材料、燃料及动力费项目所有外购原料、燃料及动力价格均以国家和白山市现行市场价格为基础，预测到运营期初的价格。年增加外购原材料、燃料机动力费估算表序号名称消耗量单价（元）总价（万元）1海绵铁5650t40002260.002还原剂（无烟煤）2500t900225.003除硫剂（生石灰）200t80016.004液氨28t20005.605新增电力消耗238.18万kWh1238.18合计2744.785）人员工资及福利费项目新增劳动定员30人，人员工资按每人每年平均20000元计算，估算总额为60.00万元，福利费按工资总额的14%计算，人员工资及福利费合计为68.40万元。6）折旧费、摊销费和修理费(1)折旧费、摊销费固定资产折旧费计算采用平均年限法计算，残值率按5%计算。各类固定资产折旧年限参照工业企业财务制度的规定，按以下数据计算：房屋建筑物折旧年限为20年；机器设备的折旧年限为20年；摊销费：无形资产为5年，递延资产为5年。(2)修理费修理费按建设投资的一定比例计算；经测算，项目年修理费为20.00万元。7）其它费用其它费用包括其它制造费用、其它管理费用、其它营业费用。经测算，本项目其它制造费用按10.00万元估算；其它营业费用按15.00万元估算；其它管理费用按10.00万元估算。8）经营成本经估算，项目正常年经营成本费用为2868.18万元。9）总成本费用经估算，项目年平均总成本费用为2873.90万元。经计算，本项目总投资收益率36.97%，资本金净利润率26.79%，财务内部收益率为34.08%（税前）、27.10%（税后），资本金财务内部收益率25.41%，均大于设定的基准收益率。财务净现值（i10%）为1931.34万元（税前）、1300.63万元（税后），远远大于零，表明项目的盈利能力超过了按设定的折现率计算的盈利水平；各项指标均已达到或超过了行业基准，表明本项目的盈利能力较强。社会效益本项目建设不仅可安置60人就业，解决了辉南县部分人员的就业问题