某重型设备公司申报国家火炬计划项目可行性研究报告

申报国家火炬计划项目可行性研究报告 1 概 述 1 1 项目背景 、技术开发状况、现有产业规模 1 1 1 项目背景 功能顶枪是真空精炼的关键设备之一， 是一种为满足 现代 工业飞速发展 ， 以保证 冷轧薄钢板具有良好的塑性、拉伸性、非时效性而开发的真空吹氧设备。 顶枪 系统主要由 枪、顶枪升降装置、密封装置 等组成。 其中 功能顶枪是在真空条件下实现钢液脱 碳、热补偿及喷吹脱硫等功能，并且最终实现不同钢种 冶炼要求的重要设备。视不同钢种的冶炼技术要求，选择应用顶 枪系统的相应 规格型号和不同的工艺参数 可达到不同 的冶炼技术效果。 自 2000 年开始 ， 我国各大钢铁公司 大量投资新建 空循环脱气精炼设备以提高炼钢品种和质量，但是所使用的关键设备以及关键技术 主要 依赖从国外进口，由此造成设备的使用及维护过程要长期依赖国外的备件和技术， 严重制约着我国精炼钢 技术 的自主性与灵活性 。为此，国家每年需要花费大量外汇来购买这些设备和工艺技术及备件。所以对国产化进口设备的需求越来越高 。 在国内冶金厂家广泛使用进口产品的背景下，本公司根据多年来从事冶金设备研制的经验，在 2005 年研发成功了第一代顶枪产品，打破了外商的技术垄断，实现了国产顶 枪零的突破。 但是，第一代顶枪 由于加工精度和参数修正方面 与国际厂商产品仍然存在较大差 距，尤其 参数修 正 如何结合国内炼钢设备特点和使用环境 方面进行计算与调整成为首要解决的难题 。因此 在 2007 年本公司又针对第一代顶枪产品暴露出来的缺陷，进一步 提出了第二代顶枪产品的 研发任务。通过一系列创新设计 与改进 ，使公司的 功能顶枪 各项 性能指标、 技术参数基本达 到国外同类产品 水平 ，进一步 提高了使用效果 。 1 1 2 技术开发状况 2 份有限公司 通过认真分析 、 消化 吸收国外 技术资料 ， 在 充分了解国外 多功能顶枪寿命、产品结构 、维修 措施 等 要素的基础上，通过 建立顶枪数学模型， 并结合前期的成功经验， 以国外引进产品与国内设备的互相兼容、丰富使用功能、进一步赶超进口设备使用性能等方面为研发目标。 最终完成 功能顶枪 装置 的优化设计。 提 高 了 我国 的精 炼 设备技术和工艺技术水平，以及整套装置的国产化率，使之 达到国际先进水平。其主要技术 创新 点 有： （ 1） 通过建立顶枪设计数学模型，克服 顶枪的氧枪喉口直径、氧枪出口直径、喷吹高度的推算等复杂设计难题，使 功能 顶枪的 优化设计 成为可能。 所设计的 上海宝钢集团、唐山钢厂、马鞍山钢厂、攀枝花钢厂 、 莱芜 钢厂 等单位 使用 ， 满足生产要求， 使用情况良好，与同类进口产品的精炼效果接近， 所炼钢 各 项 参数经在线检验符合要求。 （ 2） 独创 软密封接插 式 枪体结构，简化了组装程序，减少了焊缝，解决了由于焊缝过于密集应力过大而使焊缝在高温下开裂或变形的难题。 该枪体 结构 获实用新型专利和高新技术产品 。 （ 3）顶枪喷头采用锻造和焊接工 艺 ， 制造成本低，产品合格率高 ， 使用可靠 性和安全性强 。 尤其是顶枪喷头的寿命比 引进顶枪的铸造喷头 寿命提高近 2倍， 普遍得到用户 较高的赞誉。 （ 4）独创 顶枪引燃装置 ， 成功地解决了进口同类设备在炼钢现场安装时产生对中不理想 、 接触不良 ， 以及设备在运行过程中受到抖动 容易 出现点火管脱落的难题。 解决了各大钢厂点火难 、 火焰不稳定等长期存在的问题和困扰。 1 1 3 现有产业规模 苏州市 份 有限公司始建于 1993 年， 注册资金 3800 万人民币，占地 面积 110亩，厂房面积 2万平方米，交通便捷，地理位置优越。 公司下 设营销部、技术部、生产部、品质保证部、采购部、财务部 、设计中心 等部门，各类生产技术设备完善配套，现有固定资产达 3200多万元。 现有职工 290多人， 其中 研发人员 46名 （ 其中高级 职称 3人，硕士学历 2人 ） ，研发人员占职工总数的 16%。 公司 从事冶金及化工成套设备的设计制造。 主要用户有：上海宝钢集团、唐山钢厂、马鞍山钢厂、新余钢厂、攀枝花钢厂、通化钢厂、八一钢厂、莱芜钢厂、美国 士苏拉加捻公司等。 在多年的服务与 创新 中 ， 2005 政府评为“ 同 年 4月获得“江苏省质量信得过企业”称号和“江苏省民营科技企业”。 2006 年被评定“苏州市优秀高新技术企业”。 2007 年 2 月获得“江苏省名优企业”称号和 “江苏省冶金机械行业最佳企业”。 2007 年 12 月被江苏省科学技术厅评定 为“高新技术企业”。 公司坚持依靠科技 创新 和管理进步，积极开发高科技、高难度、高质量产品，致力于进口产品的国产化研究开发， 主要 有： （ 1） 炼钢设备： 括顶枪枪体）、括预热枪枪体）、事故吹氩枪装置、测温取样装置、脱硫枪装置（ 空槽系统及火焰清理整套设备；电炉导电横臂及短网、 （ 2） 轧钢设备：各类剪机； （ 3） 炼钢、轧钢、导电母排的设计、制造和安装；（ 4） 各类冷轧工艺线（包括镀锡、镀铬、热镀锌、硅钢、酸轧、连退线、包装线）等的出入口设 备、活套 、槽体及炉内机械； （ 5） 热轧宽厚板辊道、推钢机 。这些 产品 中大部分 的技术指标 达 到 世界先进水平，深受客户好评，特别是 功能 顶枪、预热枪装置、交直流水冷电缆获多项专利，电炉新型大电流多极直流 切换开关获宝钢技术创新三等奖。 10 多年来，公 司从 1993 年 200 万元的销售收入发展到 2009 年 14000 万元的销售收入，平均年增长率突破 38%；研发、生产基地建筑面积从最初的 500 扩展到 20000 ；产品研发从最初的简单模仿与改进 到自主 设计创新，形成拥有自主知识产权 的产品取代进口，并在市场占有量达 30%以上， 即将 成为 国内最大的 地 。 1 2 项目产品的主要用途、性能 功能顶枪是 真空精炼的关键设备之一，它完成向熔池 吹氧、喷粉和煤气 等工作 ,非常灵活方便 ，是一种为 满足汽车工业飞速发展对钢板质量提出的要求 ， 以保证冷轧薄钢板具有良好的塑性、拉伸性、非时效性而开发的真空吹氧设备，其冶金功能在于其具有烘烤 ，喷氧、喷粉 等功能。提高转炉出钢碳 含 量 和降低钢水含氧量，在碳高氧低的情况下不延长脱碳时间可以将碳降到 下；对钢水温度的补偿主要是通过天然气的燃烧来实现的，在真空精炼过程中吹入一定量的 天然气使之燃烧达 到加热钢水的目的 ，并且在精炼间隙还可以烘烤真空槽不致降温，提高精炼效率。 最终达到钢的冶炼技术效果的重要设备 。 顶枪 系统主要由 多功能 顶枪、顶枪升降装置、密封装置 等组成。顶枪主要是由几根 4 同心圆管跟多功能喷头连接成一个管状空心体结构。下面以如图 1所示的 枪为例来说明。 图 11：紫铜喷头 2： 主氧气通路 3： 循环冷却水进水通路 4： 燃烧氧气通道 5：密封件 6：吊钩 7： 天然气通道 8： 循环冷却水出水通道 喷头工作时处于最高温度区，因此要求具有良好的导热性并有充分的冷 却条件。喷头决定着吹向熔池的气流特性，直接影响精炼效果。喷头与各管之间均采用焊接连接且属于紫铜与钢的异种金属焊接，焊接难度及要求相对较高。 各管头部与紫铜喷头焊接 在 一起，尾部各层之间设计为密封装置以允许各层管在受内外显著的温度变化而产生膨胀和收缩时能够自由垂直移动。各层 管上按一定距离在圆周上分布着三个短筋借此保证各层管的同心度。 1 3 投资的必要性和预期经济效益 也称真空循环脱气法，是 1959 年出现的一种真空脱气方法。四十多年来 以生产的钢种有轴承钢、电工钢、锅炉和压力容器用钢、合金 结构钢、深冲用钢及 候钢等几乎所有的中低合金钢，个别厂还将类似于 中，高效蒸汽喷射泵和多功能顶枪是钢液真空精炼的最关键设备。 功能顶枪是在真空条件下实现钢液脱碳、热补偿及喷吹脱硫等功能， 是 冶炼技术效果的重要设备。 我 国各大钢铁公司从 2000年开始大量投资新建 是所使用的关键设备以及关键技术曾经一度依赖于从国外进口，由此造成设备的使用及维护过程要长期依赖于国外的备件和技术，给企业 5 带来诸多不便。为此，国 家每年需要花费大量外汇来购买这些设备和工艺技术以及备件。所以对国产化进口设备的需求越来越高 在国内冶金厂家广泛使用进口产品的背景下，本公司根据多年来从事冶金设备研制的经验，在 2005 年研发成功了第一代顶枪 ，该 产品 的问世 ，打破了外商的技术垄断，实现了国产顶枪零的突破。 由于产品价格 仅仅是进口产品的 30%， 直接 取代了进口产品，强有力地 支持了我国 冶金 工业大量用国产 顶枪 的积极性。 但是第一代顶枪由于当时 存在精度和参数修正方面的不足 。 在 2007 年本公司 总结 第一代顶枪产品暴露出来的缺陷，自主提出了第二代顶枪产品的研发任务。 通过一系列创新设计， 2008 年顶枪产品研发成功，其 使用效果和各项技术参数 达到了引进设备水平， 又一次 填补了国内空白。 第二代 品自 2009年 投放市场以来，用户 一直 反映 良好。深受用户欢迎，随着近两年生产与销售量、销售额连续增长，经济效益也有很 大的提高。 在此基础上，公司 根据市场销售及企业的实际情况，拟计划在现有 小批量 生产 的基础上 将其进行改扩建成 年产 枪 300套 /的生 产能力。 经估算，本项目总投资 元，其中固定资产投资 1430 万元，流动资金 1350 万元。预计在 项目 达产后， 年销售收入为 年利润 总额 为 税后利润为1465 万元。 投资利润率为 全部投资内部收益率（税后） 说明该项目具有较好经济效益，在财务上是可行 的。 1 4 本企业实施该项目的 优势 1 4 1人才技术优势 本项目的开发拥有一支优秀的人才队伍 ,项目领导人 事企业管理十余年，积累了非常丰富的管理经 验，在新技术研发方面具备很强的组织能力、开拓能力和识人善用的能力；在研发资金的投入方面 更 具有远见卓识，能够大胆地把资金投入到开发项目上去。 项目负责人 志 长期致力于 体设备的开发研究，在 功能 顶枪、预热枪系统的设计与计算方面吸收了大量的中外资料， 并且经常亲临生产第一线体会设备的运行特点，挖掘设备关键技术所在。 由此在 功能 顶枪、预热枪系统的设计与计算方面有独到的一面。 同时还有一批 年富力强的冶金、铸造、机械、电器等专业青年科技骨干 ，由这支科技人员组成的团队具有雄厚的开发实力 ；另有一批与 重庆院、武汉院、北京院、北京科技大学、上海复旦大学、东北大学、西安重型机械研究所等国内几 6 家知名学府和设计单位 产学研合作的专家、教授，他们广泛密切合作， 频频 攻克冶金设备各项技术 难关 ， 打破关键技术上的封锁和垄 断， 达到与 国际水平相媲美的技术水准。 1 4 2知识产权优势 公司 多年 来 坚持依靠科技 创新 和管理进步，积极开发高科技、高难度、高质量产品，致力于进口产品的国产化研究开发， 在 炼钢设 备 、 轧钢设备 、 导电母排的设计 与 制造 、各类冷轧工艺线等 均有很 高 的技术水准， 多项 技术指标 达 到或接近世界先进水平。 近几年公司共申请 专利 35 项 ，已获得授权专利 20 项，其中与本项产品相关的专利有 9 项（详见附件），是全国冶金 设备中专利数量最多的企业之一。 1 4 3产业和价格优势 公 司在 硬件条件 ，尤其在 成为我国行业内的龙头企业 。目前 拥有 2个产品开发室、 4个实验室（材料试验室、工艺试验室、物理试验室、高温性能试验室），配置了齐全的试验检测仪器及设备 ， 每年按销售额的 5% 8%用于科研开发。 自 2009 年 完成 第二代 功能顶枪的中试 后 ， 企业 同时制订了整体设备和关键部件的企业标准， 并与 2010 年 5 月 完成质量技术监督局的备案。 本项目产品在总结第一代顶枪的基础上 完成原料的选优和供应商的选取； 完成 了 生产线的设备选取和初步建设 ； 完成 了 工人的培训等生产准备工作。 本项目产品经 上海宝钢集团、唐山钢厂、马 鞍山钢厂、攀枝花钢厂、通化钢厂、八一钢厂、莱芜钢厂 等 使用后反映使用情况良好，满足生产要求，与同类进口产品的精炼效果接近，各 项 参数经在线检验符合要求。 本项目产品 集研发设计、制造、销售、服务一条龙， 价格仅为同类进口产品 的 30%，已 形成 小批量的 生产能力。 并 在 2008年的经济危机中为企业赢得了相当一部分客户。 1 4 4营销 服务优势 公司立足本土， 多年来 为国内 宝钢 、鞍钢、攀钢 等大型钢铁企业 提供了 炼钢设备 、轧钢设备、导电母排的设计 制造和安装 等， 拥 有完善的技术服务队伍 ，建立了优势互补，相互信任的技术合作关系，赢得了众 多钢铁企业的信托和青睐 。 1 4 5政策优势 为鼓励、扶持民族装备制造业快速发展，国家制定出台了一系列政策。如国家发改 7 委关于优先采购国产设备的政策，科技、财政、税务部门关于技术开发费抵扣所得税政策等 都极大地鼓舞了本公司的技术创新热情 ， 所以产品的技术档次提高 快， 产品质量高且价格低，服务专业且到位。 因此，在与国际知名品牌的激烈竞争中， 长期立于不败之地。 综上所述， 份有限公司 在技术 人才 、 技术研发以及 销售、价格、服务等方面均具有 较 强的竞争优势 。 2 项目技术可行性分析 2 1 项目的技术线路、工艺的合理性 和 成 熟性，关键技术的先进性和效果论述 2 1 1项目的 技术路线 自 2007年 开始， 第一代顶枪产品的开发基础上， 结合 并 认真 吸收 消化引进 的 最终 于 2008 年 完成 多功能顶枪 装置设备的优化设计 ，从而 提 高 了 我国 的炉外精炼设备技术和工艺技术水平，以及整套装置的国产化率，使之 达到国际先进水平。 2 1 1 1技术开发内容 （ 1） 顶枪的喷嘴结构、参数研究 在一定工艺条件下（供氧强度、钢液深度、真空室大小等），顶枪的喷嘴结构、参数等直接影响到喷嘴出口氧气流的马赫数、吹氧 脱碳速度及脱氧剂的消耗等。通过研究，力求在满足工艺要求以及马赫数 3的条件下得到合理的枪头结构和参数。 （ 2） 顶枪加热能力研究 在 理过程中，为了保证出钢温度，需要通过顶枪对一些钢种进行 温度补偿 ，以补偿自然热损。根据处理过程中所产生的热量（包括脱碳反应所产生的热量、一氧化碳燃烧所产生的热量和脱氧剂所产生的热量等）、自然热损、吹氧强度，以及出钢温度等工艺条件，通过研究，力求得到较为合理的燃气烧嘴 工艺 参数。 （ 3） 顶枪的枪位离钢液面距离研究 顶枪抢位与钢液面的距离 直接影响到炼钢过程中脱碳效果， 从脱碳功能考虑 ，要求枪头孔开口比较大，枪位低些，有利于氧气流股的刚性，使钢液面产生凹下状态深，加 8 快脱碳反应速度；而从加热功能考虑，要求枪液开口比较小，枪位高些，有利于氧气流股的扩散面积，提高一氧化碳的燃烧率。从兼顾脱碳和加热考虑，力求得到合理的枪位参数。 （ 4） 枪系统 整体功能 设计研究 在完成上述研究的基础上，按照生产现场（有能力提供现场测试）能源介质条件和工艺条件，完成 体）的设计图纸。 主要技术指标：马赫数 3；加热速率： 50 /h 2 1 1 2关键技术 （ 1） 氧枪喉口直径确定 氧气 流量公式： Q=01/2 其中： Q氧流量 流量系统 喉口面积（） 止温度 假定为 止压力 已知为 （ 2） 氧枪出口直径确定 喷孔出口截面上压力 实际可用滞止氧压 动压力比 0 （ 3） 传热计算及冷却水水量确定 顶枪受到的高温辐射热量约 2540 在冷却水流量 100m3/h，进水温度 40，出水温度 60时 ，顶枪枪体内壁温度约 102，外壁温度约 235 按氧枪经验公式计算冷却水用量 Q 10L 其中： Q水流量（ m3/h） D喷枪外管外径（） L暴露于炉内和烟罩的喷枪长度（ m) 9 （ 4） 关于喷吹高度的推算 根据尉岗博幸（日本）所著的炉外精炼一书叙述 Ak=C） 由此可做如下推理 （ C） = （ 1 1 3研究解决 的关键问题 （ 1） 枪体 结构改进 以简化 组装，减少焊缝，攻克了由于焊缝过于密集应力过大而使焊缝在高温下开裂或变形的难题 。 本项目产品，包括喷头、四个过渡连接管以及四个本体管，其中，四个本体管为套管结构，从内向外分别为：中心管、内管、中内管、外管；四个过渡连接管与四个本体管相对应，从内向外分别为：过渡中心管、过渡内管、过渡中内管、过渡外管；过渡中心管的前端与喷头对应端插接，插接口设密封圈，后端与中心管焊接；过渡外管的前端与喷头对应端焊接，后端与外管焊接；过渡内管的前端与喷 头对应端焊接，后端与内管插接，插接口设密封圈；过渡中内管的前端与喷头对应端焊接，后端与中内管插接。 将原有进口多功能顶枪中过渡内管与内管之间的焊接结构，改为带密封圈的软密封插接结构，其中采用密封圈的目的是为了提高密封效果；将过渡中内管与中内管之间的焊接结构，改为硬密封插接结构，在该连接结构中，不采用密封圈，而是直接利用两管的插接来实现 。 因为此处连接涉及冷却水的进水通道和出水通道，可以适当降低一些密封要求，使得结构尽量简单； （ 2） 顶枪枪头工艺的改进 顶枪喷头是顶枪装置中极为重要的一个工艺零件，由于它在炼钢炉 中距离钢水面很近，甚至直接接触钢水，所以工作条件相对恶劣。为了减少粘钢，延长寿命，喷头均采 10 用热传导性良好的紫铜制成。由于喷头内部结构比较复杂，目前国外使用的紫铜喷头均采用精密铸造的方法制作而成。精密铸造后的喷头总是存在这样那样的缺陷，比如，容易产生气孔、缩孔等，而且某些死角处容易产生夹砂和冷隔缺陷。 本项目将原 一体式精密铸造而成的紫铜顶枪喷头结构设计，按可加工性拆分成内层、中层和外层三个主要构件；将原来的点火孔改设计成点火管结构；支 承筋改设计成支承棒结构，再采用有色金属的焊接方式来实现组装 。其 优点有： 采 用通常的加工手段和加工工艺来代替以往精密铸造工艺，这种设计不改变喷头的尺寸及主要构造， 进一步提高了喷头的使用性能 。 通过焊接可以保证顶枪喷头质量，而且制造成本低，产品合格率高，只要在有色金属焊接方面具备经验的技术人员，便可以完成。 本体构件采用紫铜材料轧制后作为毛坯加工而成，内部组织致密，抗碰撞性能明显优于铸造件，使用可靠。 （ 3） 引燃装置的一体 化 设计 进口的引燃装置拆分为二 三段，在现场拼装，导管与高压点火电缆分段，分别同时通过导管的螺旋结构和高压点火电缆的螺旋结构进行对接连接，拼装对接时，经常由于 高压点火电缆 3对中不好或其它原因无法拼接在一起，更有甚者在设备运行过程中由于抖动等原因，接头处容易松开。 本项目引燃装置设计成整体式，即导管为一根整体无缝钢管，高压点火电缆也是一根整体式。这种结构巧妙的特点是不用对中，成功地解决了进口同类设备在炼钢现场安装时产生对中不理想而出现的接触不良以及设备在运行过 程中受到抖动而出现点火管脱落，避免了一系列的损失；同时简化安装工艺，极大地提高产品合格率和品质。 2 1 2 工艺的合理性和成熟性 如前所述， 本项目产 品 在第一代顶枪的基础上 结合国内钢厂的使用条件及环境改进优化而 来，其结构、加工工艺、技术水平 拥有多项专利技术和若干技术诀窍，经宝钢 、鞍钢、攀钢 等重点 单位使用，与进口产品相当，在国内处于领先 水平 ，其工艺具有相当的合理性与成熟性 。 首先 枪体材质的选用 与枪体大小的确定 ： 综合考虑无缝钢管的规格、性能以及目前国内材料的现状，我们认为优先选用锅炉 11 用无缝钢管（ 原则上也同意使用结构用无缝钢管，材料牌号 20钢。 枪体的长度主要是根据真空槽、热弯管以及枪头距熔池上平面的距离来确定。其中还须考虑到升降装置的结构形式。 枪体的直线度一般要求直线度不大于 2000总长度范围内不大于 5体圆度偏差在 2 其次 枪体与枪头、枪尾的连接形式 ： 本项目 产品 采用的是尾部焊接头部设置密封装 置，枪体与金属软管之间的连接形式可采用快速接头或者法兰连接形式。 如果采用法兰连接，一般情况下金属软管上的法兰设计为活套法兰以方便安装与更换顶枪。 最后 枪体制作流程 ： a、钢管校直 校直一般分为粗校和精校，粗校在钢管校直机上进行，粗校到直线度 000时开始精校，精校须做专门的校直工装，将钢管置于工装的滚轮上，调好水平后，用丝杠进行校直，丝杠上安装百分表进行跟踪读数， 校直到直线度 000 时即可。 b、钢管拼接 在钢管拼接前，先将经过校直的钢管置于拼焊工装上（该工装是精密加工过的，直线度 000）对齐接口，用平尺检查错边量及直线度完全符合设计要求后用氩弧焊的方法点焊拼接接头，焊缝要求单面焊双面成型，故焊接时钢管内充氩气进行保护，焊接采用直流正接、多层焊接的工艺方法。 c、钢、铜焊接 钢、铜焊接即喷头和枪管之间的焊接。由于喷头 工作处于 高温区，所以喷头采用热导性较好的紫铜为原材料，由此喷头和枪管之间的焊接就属于异种金属焊接的范畴。 d、组装 我们在组装枪体 时在等高工装上安装轴承，使套管通过滚动轴承进入另一层套管；在装配有密封圈的位置时，用液压千斤顶缓慢地压入。 e、枪体涂装 涂装所用的底漆及面漆均须采用耐高温涂料，面漆颜色一般选银粉或银灰，其中紫铜喷头表面不宜涂漆以避免紫铜的散热性能。 12 枪设备安装顺序 将顶枪升降装置吊运至安装平台，调节垂直后固定 传动装置和张紧装置初定位 穿链条，同时传动装置和张紧装置定位 调节链条张紧装置使链条张紧 单机空负荷试车 安装顶枪，调节枪体垂直 安装密封通道和 软管组 单机负荷试车，行程开关定位 联动试车 采用上述工艺 加工制作的 功能顶枪 ，结构合理、可靠性和稳定性强；数字化智能程序控制，自动化程度高；适用性广，可具体根据炼钢的实际需要实现 烘烤、 喷氧 、喷粉等功效。 顶枪系统主要技术参数 枪杆直径 219 气压力 约 氧量 1600h 升降速度 降行程 8000 嘴燃料 800h 烧嘴供氧量 800h 烧嘴加热范围 800 加热速率 约 50 / h 13 冷却水量 约 50h 顶枪枪头技术指标 铸件密度 热系数 K 铸件水压 试验压力 压 30 不得有渗漏、冒汗现象，压降不大于 1% 铸件化学成分 P O S+ b 顶枪 喷头工艺参数 刀具 切削深度 进给量 切削速度 端面、外圆粗车 硬质合金 3 人经验 端面、外圆精车 硬质合金 s 喉口粗镗 单刃锥度铰刀 s 喉口精镗 单刃锥度铰刀 8 s 枪体性能指标 钢管直线度 1/1000 钢管总长度 5体圆度偏差 2接工艺参数 壁厚 坡口型式及尺寸 焊丝牌号 焊丝直径 电流（ A） 电压（ V） 丝速度m/式 间隙 角度 7 0 6015 1 3关键技术的先进性和效果论述 （ 1）根据国内炼钢设备的特点和使用环境，通过对 顶枪的氧枪喉口直径、氧枪出口直径、喷吹高度的推算等复杂设计难题，使 国产化 功能 顶枪的 适用效果达到与国际产品相当的技术效果 。 14 （ 2） 独创的枪体结构，简化了组装程序，减少了焊缝，解决了由于焊缝过于密集应力过大而使焊缝在高温下开裂或变 形的难题。 （ 3）顶枪喷头采 用了传统的锻造和焊接工艺来代替国外比较复杂的精密铸造工艺，实现 国内 而且制造成本低，产品合格率高 ， 使用可靠 寿命长 。 （ 4）公司独创的顶枪引燃装置成功地解决了进口同类设备在炼钢现场安装时产生对中不理想而出现的接触不良以及设备在运行过程中受到抖动而出现点火管脱落的难题。 附 术参数： 保证条款 保证值 脱碳能力 (在顶枪吹氧条件下 ) 15 20然脱碳能力 20 18 学加热 (在顶枪吹氧条件下 ) 25 消耗（吨钢） 脱氢能力 (在真空条件下 ) 1.5 18 2.0 15氮能力 (在真空条件下 ) 50 氧能力 (在真空条件下 ) 20 小于 30N 30O 40H 真空槽的升温速度 ( 用顶枪烧嘴 ) 50H 空槽的最高温度 ( 用顶枪烧嘴 ) 1450 （待机位烧嘴） 50H （待机位烧嘴） 1450 2 产品技术性能水平与国内外产品的比较 （ 1）枪体 构造 比较 15 比较项目 进口产品 产品 特点 枪体结构 焊接结构 软密封接插结构 结构简单，易组装，无需焊接，不存在焊缝应 力而使枪体在高温下开裂或变形的情况 枪头结构 一体式精密铸造 通常锻造工艺 锻造件焊接组装，制造成本低，合格率高，且 结构致密坚固，可靠性强。 引燃装置 二 三段分体式设计 一体式设计 易对中，点火方便 ，安全可靠 表中表明：本项产品在枪体 构造 设计上具有优势 。 （ 2）生产的超低碳钢的性能比较 厂 家 板厚 / s/ b/ s/ b 日本川崎 30 290 国宝钢 41 289 国武钢 9 277 中表明：使用本项目产品所生产的超低碳钢 性能上 与日本川崎公司 接近。 （ 3）国外 顶枪 和宝钢 使 用本项目产品 生产的超深冲超低碳钢钢的成分、工艺和性能 比较 钢种 化学成分 % 工艺 C N P S 日本 150 宝钢 255 钢种 工艺 性 能 n /% s/本 700 850 50=24 宝钢 90 710 80=中表明：宝钢使用本项目产品生产的超低碳钢技术指标达到了 日本 （ 4）顶枪系统的比较 厂 名 枪 型 流量 位 钢二炼钢 80 吨（进口） 2 15 1050 1100 宝钢 300 吨（ 司） 000 16 攀钢 130 吨（ 司） 0 3000 鞍钢三炼 175 吨（进口） 0 000 4500 日本川崎 430 表中的指标表明： 功能顶枪 技术指标 在流量、枪位、马赫数方 面达到了 国际产品的先进水平 。 2 3 项目承担单位在实施本项目中的优势 目前 ， 国内的 体 设备市场存在着巨大的潜力，不排除有其他厂商进入的可能性，但是由于开发该设备较高的技术门槛、较大的资金投入以及需要对整体设备和流程相当程度的了解，新的竞争者进入成本会比较昂贵。目前的主要竞争对手依然是德国、日本、法国、意大利以及美国，但是我公司在与这些竞争对手的竞争中具备以下优势： （ 1） 技术优势 本项目产品在技术领域具有国际先进水平。 拥有 11 项专利技术和若干技术诀窍，并且 与 北京科技大学、上海复旦大学、东北大学、西安重型机械研究所等国内几家知名学府和设计单位 产学研合作，频频攻克冶金设备各项技术难关，打破关键技术上的封锁和垄断， 经宝 钢等重点单位使用，产品及技术达到与国际相媲美水平，在国内领先地位 。 （ 2） 人才优势 同时 本公司拥有一批 由 长年从事 冶金、机械、电器、焊接等领域专业人员组成的产品开发机构， 科研技术人员，从设计、制造以及到现场调试都有很强的专业技术水平。同时又有一支以 北 京科技大学、上海复旦大学、东北大学、西安重型机械研究所等国内知名学府 和科研机构组成的专家、院士、教授为首的 指导 队伍。 （ 3） 完善的基础设施优势 我司在 发和 制造拥有完善的硬件条件，尤其在 成为我国行业内的龙头企业。 拥有 2个产品开发室、 4个实验室（材料试验室、工艺试验室、物理试验室、高温性能 试验室） 、机加工线、焊接线、涂装线等 ，配置了齐全的试验检测仪器及设备，每年按销售额的 8% 12%用于 产 品基础设施的改进和再开发，基础设施优越。 （ 4） 营销 服务 优势 17 公司立足本土，多年来 为国内 宝钢 、鞍钢、攀钢 等大型钢铁企业 提供了 炼钢设备 、轧钢设备、导电母排的设计 制造和安装 等， 拥有完善的技术服务队伍，建立了优势互补，相互信任的技术合作关系，赢得了众多钢铁企业的 信托和青睐。 （ 5） 承担国家项目的 优势 国家 为鼓励、扶持民族装备制造业快速发展，国家制定出台了一系列政策。 极大地鼓舞了本公司的技术创新热情， 本项目 产品的 获“国家重点新产品”、“省高新技术产品” “市技术创新奖”， 单位也 先后在 市区级项目中成功完成各项科技项目 并 通过验收。 3 项目成熟程度 本项目产品由 有自主知识产权。公司从 2005年研发成功了第一代顶枪产品，打破了外商的技术垄断，实现了国产顶枪零的突破 。 2007年 ，公司又 根据 第一代顶枪产品暴露出来的缺陷， 提出了第二代顶枪产品的研发 任务。通过一系列借鉴、创新设计与改进使其使用效果和各项技术参数达到了与引进设备的同等水平。 2009 年开始了第二代多功能顶枪的小试， 同 年 7 月小批量的推向 市场，将新产品提供给客户进行试用。 截止 2010 年 ， 第二代 功能顶枪已 累积 销售 60 多 套 ，实现累积 销售额 约 1600万元 。今年， 该产品 已经进入稳步的生产销售状态。 3 1 成果的技术鉴定文件或产品性能检测报告 本项目产品 功能顶枪 各项技术性能指标于 2010 年 10 月由 苏州市产品质量监督检验所 检验，并出具报告，结论为： “所检项目符合 Q/320507功能顶枪枪体 标准 ”。 所检产品标准由 相城区质量监督局 备案注册。 3 2 产品质量的稳定性，以及在价格、性能等方面被用户认可的情况 本项目产 品制作管理过程严格按照 系执行，质量 稳定，性能可靠，获得获国家重点新产品 (项目编号： 2008江苏省高新技术产品（产品编号070507，目前已推广至全国 10 多 家重点炼钢厂中，国内市场占有率达 30% 18 以上。 本 项目 产品经 上海宝钢集团、唐山钢厂、马鞍山钢厂、新余钢厂、攀枝花钢厂、通化钢厂、八一钢厂、莱芜钢厂 等厂商 使用 ， 反 映 功能 顶枪使用情况良好 （详见下表） ，满足生产要求， 整体功能 与同类进口产品的精炼效果 接近 ， 在自动化程度以及命中率方面超 出同 类进口产品 。 本项目 产品 用户 满意度调查 表 客户名称 产品质量 交期及服务 年度整体评价 上海宝钢集团 满意 很满意 A 级供应商 唐山钢厂 很满意 较满意 优秀供应商 新余钢厂 满意 满意 优秀供应商 马鞍山钢厂 很满意 满意 战略合作伙伴 通化钢厂 很满意 很满意 A 级供应商 3 3 核心技术的知识产权情况 及对引进技术的消化、吸收、创新和后续开发能力。 本项目产品已申请专利 保护，其核心知识产权归本公司所有 ,目前已获 相关 授权专利 6项，另有 3项正在受理中 。 已获得 授权 的 专利 清单 序号 专利号 类别 专利名称 专利状态 1 实用新型 多功能顶枪喷头 授权 2 实用新型 多功能顶 枪 授权 3 实用新型 一种便捷火焰探测器 授权 4 实用新型 一种氧枪喷头 授权 5 实用新型 一种火焰探测器 的 冷却装置 授权 19 6 实用新型 真空精炼炉用引燃装置 授权 申请中的专利清单 序号 申请 号 类别 专利名称 专利状态 1 发明 真空精炼炉用引燃装置 已公布 2 发 明 一种火焰探测器 的 冷却装置 已公布 3 实用新型 用于炼钢用枪气体管路中的过滤网 已受理 当前，国内外的钢铁冶炼工艺技术发展突飞猛进，很多新工艺、新技术在新建钢炼钢项目上得到了很好的应用， 如 工艺等。铁水预处理 或电弧炉冶炼 )连铸，已成为越来越多的钢铁企业炼钢厂的典型流程模式。 我公司经过这些年的发展，在炉外精炼领域占有一席之地，但是 随着我国钢铁企业对炉外精炼的重视程度越来越高，我国炉外精炼技术与装备的自主集成不仅将大有可为。同时 ，也带来很多挑战。我国炉外精炼装备亟待突破现存的技术瓶颈，加大技术装备研发力度，满足我国钢铁工业产业结构和产品结构调整的实际需求，其中尤其以 多功能顶枪的不断改进为主要目标。目前多功能顶枪的 问题并非在于设计和制造，主要 是通过参数修正和 实践验证 ，以达到参数最优， 效果最佳， 节能降耗 最经济的目标 。 首先， 建 立 精炼技术装备的工艺控制软件 ，掌握 核心 技术 。 同时引进 软件应用人才 ，缩短制造与 生产技术管理上的差距，提供有效的合理的完整的统计数据给二级系统，让这些数据作为生产 依据。 每次 技术创新和研发密切 地 和工程项目结合，每做一个 项目在已有的基础上都 要有所提高。 其次 根据冶金学的基本原理与 立了 态脱碳模型、温度模型、合金最小成本模型、成分预报模型等过程控制模型。集成式成本 更 低。 20 十年前，我国还在引进精炼技术，现在已经做到完全自主，相信 自主之路 在五年内一定会实现。并从技术引进、消化、创新走向了技术输出之路 ： （ 1） 用独创的核心技术设计生产多功能顶枪等关键设备，技术水平达到国际先进，填补国内空白，满足冶炼业现有和未来的需求 。 要结合 多功能顶枪 自身 的 特点， 创造性地开展 新品开发，在节能和降低噪音方面 创造 出 新的特色。 （ 2） 制定新技术标准， 建 设 生产流水线 ，建立质量保证体系， 实现 项目 产品质量一致性 控制。 强调 “ 好字当头 ” 、 “ 好字优先 ” 、 “ 好中求快 ” 。 使多功能顶枪成为同类产品的佼佼者。 （ 3） 形成填补国内空白的产品企业标准，推进国家行业标准的制定。 要坚持把创新当作灵魂和生命，向创新要发展动力，向创新要发展优势，向创新要发展资源，向创新要发展空间。 （ 4） 本项目实现整套设备和关键部件的批量生产和销售，形成自主的知识产权，再申请专利 5项。 针对目前多功能顶枪的现状，大胆革新 ，极大地提高自动化水平和智能化炼钢的进程， 争当推动科学发展的示范区、构建和谐 部门 的先行区。 4 市场需求情况和风险分析 4 1 国内市场需求规模和产品发展前景 、竞争优势及市场占有率 钢材产品种类繁多，应用范围广泛，其主要应用于城市建设、信息基建、造船、汽车等领域，而本公司之产品 功能顶枪主要应用 于 各大炼钢厂钢材冶炼设 备上。因此钢材产品的市场供需情况将直接影响多功能顶枪的供给。故借 国内钢材市场的用量来分析该产品未来的表现： 2009年中国制造业 国钢铁行业新订单连续多月大幅度回升，其中 1月份指数超过了 60%，逐步逼近该指数公布以来的最高水平（ 70%）。进入下半年后，随着各项刺激需求措施效应的进一步显现，汽车、机械、轻工、造船、房地产等行业振兴规划的实施，使得国内钢材需求回暖，中国钢铁业率先在世界各国复苏。 特别指出的是 ， 由于各级政府在经济危机时实施刺激交易的活跃， 使 前期低迷的商 21 品房在经济危机过后出现“井喷式”增长，极大推动建筑业和建筑钢材需求的率先复苏，这样，整体钢材需求就带动起来了。 同样 国家汽车生产和消费政策的调整，我国汽车产业呈现爆发式增长 ，产销规模在19980年间保持了 20%以上的年均增幅。目前我国已跃居世界第二大汽车消费国和第三大汽车生产国。 2008 年，受国际金融危机的影响，幅低于 2007年。而 2009年以来，汽车市场 迅速 回暖，从2009年 3月起我国汽车产销已连续 9个月超过百万辆水平，创历史记录。 2009 年 1国汽车产销分别为 辆和 辆，同比增长 中国汽车工业总体发展趋好。 汽车市场的刺激也带动国内整体钢材的 需求。 随着科技进步，在信息、通讯 、出行、居住及生活质量 等皆讲求效率与高质化 的 现代社会 ， 中国 钢铁 行业 前景广阔，预计我国 钢铁 产量 2010、 2011 年将持续保持增长，预计增长率在 10%至 16%之间。在 2015年左右国内 钢材市场将 成为第一大 钢材 消费市场。 由此可见 国内 钢材增长必将带动冶金设备的需求与发展， 体设备市场存在着巨大的潜力， 据不完全统计， 未来 一 年到 三 年 国内将投资新建 空循环脱气精炼设备至少 100余项， 按每套设备 3000万元计算，将有 30亿 元 的市场空间。另外，顶枪 属易耗部件 ，需要经常维护和 更换， 按套设备安装 6 把多功能顶枪计算，约需至少 600多把多功能顶枪， 根据目前市场需求推断未来几年可突破 1 亿元， 市场占有量也将从30%提升至 60%左右， 市场前景十分可观。 虽然 也会 有其他厂商进入，但是由于开发该设备较高的技术门槛、较大的资金投入以及需要对整体设备和流程相当程度的了解， 使新的竞争者进入成本会比较昂贵 ，设计开发难度大 。率先掌握该技术的我公司 无论 是在材质 的 选 用 、 制造工艺 的成熟 与稳定 、 检测手段 的 方式方法 ，还是在 对先进技术上的改进与创新，各个 过程较 国内 制造厂均 具有较强的竞争实力 ，竞争优势突出。 4 2 国际市场需求规模和产品发展前景、竞争优势及市场占有率 在 国际市场上，南亚、南美、印度及非洲的区的国家在 炼设备的开发尚处于萌芽时期， 公司计划于 2011 年将 其是东南亚和南美市场。这些国家的炉外精炼设备 也 主要依赖进口，但是发达国家在服务人员的安排上相对较困难，加上服务成本高、设备成本高等因素，我们的顶枪进入这些市场的可能性非常大，公司 将在年终总结会上把此项工作作为明年的主要工作之一来提到议事日程，利用 22 公司的知名度和良好的基础走向技术输出之路。 4 3 风险因素分析及对策 （ 1） 资金风险 本项目风险较小，虽然本项目总计投资 2780 万元，新增投资达 1550万元人民币，通过动态和静态财务分析可知，本项目投资利润率为 财务内部收益率（税后）投资回收期约为 （含扩建期），本项目财务盈利能力较强，能为投资者带来十分丰厚的投资回报。 （ 2） 政策风险 为鼓励、扶持民族制造业快速发展，国家制定出台了一 系 列政策 。公司 也坚持 走 “ 产学研相结合 ” 的道路，以企业为主体， 争取资金支持，开发高新技术产品替代国外同类产品，顺应国家工业 产业政策，为推动地方经济以及民族工业的发展做贡献。 （ 3） 市场风险 由于国内外相关企业和高校及科研机构都在研究开发高效节能冶金装备。 随着国内冶金技术的进步， 会 有 更 新的技术装备来替代本产品。因此，进一步增强研发能力是我们抵卸风险的基本策略，目前我公司正在 建 立 精炼技术装备的工艺控制