某重型设备公司申报国家火炬计划项目可行性研究报告.doc

申报国家火炬计划项目可行性研究报告1 概 述 11 项目背景、技术开发状况、现有产业规模111 项目背景RH多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RH多功能顶枪、顶枪升降装置、密封装置等组成。其中RH多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RH真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RH多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。112 技术开发状况XX股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RH多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RH多功能顶枪的优化设计成为可能。所设计的RH多功能顶枪经上海宝钢集团、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。113 现有产业规模苏州市XX股份有限公司始建于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GE、Heico、KF公司、瑞士苏拉加捻公司等。在多年的服务与创新中，2005-2006年度被苏州市人民政府评为“AA级重合同守信用企业”。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： RH顶枪装置（包括顶枪枪体）、RH预热枪装置（包括预热枪枪体）、事故吹氩枪装置、测温取样装置、脱硫枪装置（KR法）、RH真空泵、真空槽系统及火焰清理整套设备；电炉导电横臂及短网、LF炉顶吹事故氩枪；（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RH多功能顶枪、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RH精炼设备开发基地。12 项目产品的主要用途、性能RH多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0.002%以下；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KTB顶枪为例来说明。图1KTB顶枪1：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。13 投资的必要性和预期经济效益RH法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RH技术的发展，可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IF钢、耐候钢等几乎所有的中低合金钢，个别厂还将类似于RHOB的技术作为在转炉钢厂穿插生产不锈钢的手段。其中，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。RH多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RH真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RH多功能顶枪产品自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RH多功能顶枪300套/的生产能力。经估算，本项目总投资XX万元，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XX万元，年利润总额为XX万元，年税后利润为1465万元。投资利润率为70.92%，全部投资内部收益率（税后）25.43%，说明该项目具有较好经济效益，在财务上是可行的。14 本企业实施该项目的优势141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XX同志从事企业管理十余年，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XX同志长期致力于RH主体设备的开发研究，在RH多功能顶枪、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RH多功能顶枪、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。142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。143产业和价格优势公司在RH精炼设备的设计和开发拥有完善的技术和硬件条件，尤其在RH多功能顶枪方面，已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RH多功能顶枪的中试后，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。144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。145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，XX股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21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211项目的技术路线自2007年开始，XX在第一代顶枪产品的开发基础上，结合LD转炉氧枪设计的成功经验，并认真吸收消化引进的RH顶枪系统设备和工艺技术，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。2111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RH处理过程中，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）RH顶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RH顶枪系统（枪体）的设计图纸。主要技术指标：马赫数 3；加热速率：50/h 2112关键技术（1）氧枪喉口直径确定 氧气流量公式：Q=17.64CDAP0/T01/2 其中：Q氧流量 CD流量系统 CDQ实Q理 CD一般为0.950.95取0.95 A喉口面积（） T0滞止温度 假定为 P0滞止压力 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P0驱动压力比 Pt/P0（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 kw；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 Q6.4510-2DL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)（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=avd2（H0+HC）-1Ak-表观脱碳速度容量系数v-氧气流量或流速d-氧枪直径H0-氧枪距钢水面的距离HC-凹坑深度由此可做如下推理（H0+HC）= （avd2）/Ak2113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。212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用无缝钢管（GB3087-82），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2mm/1000mm，且总长度范围内不大于5mm。枪体圆度偏差在2mm以内。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1.5/1000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0.8/1000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0.5/1000）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。RH多功能顶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RH多功能顶枪，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。RH多功能顶枪工艺参数： 顶枪系统主要技术参数枪杆直径219 mm氧气压力约1.0-1.5Mpa吹氧量Max. 1600Nm3/h升降速度Max.16m/min; Min.8m/min升降行程 8000 mm烧嘴燃料COG量Max. 800Nm3/h烧嘴供氧量Max. 800Nm3/h烧嘴加热范围800-1450加热速率约50/ h冷却水量约50Nm3/h顶枪枪头技术指标铸件密度8.9g/cm3导热系数3.5W/MK铸件水压试验压力1.5MPa，深压30不得有渗漏、冒汗现象，压降不大于1%铸件化学成分Cu99.9% P0.0015% O0.006% S+Fe0.01% Sn+Pb0.007%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30.7-0.8工人经验端面、外圆精车硬质合金0.2-0.30.7-0.80.8m/s喉口粗镗单刃锥度铰刀0.2-0.30.08-0.10.01m/s喉口精镗单刃锥度铰刀0.12-0.20.05-0.080.01m/s枪体性能指标钢管直线度1/1000钢管总长度5mm枪体圆度偏差2mm焊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）Ar+He流量t/min送丝速度m/min型式间隙角度7-8V1-1.570HS2011.2260-27021-23356.5213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RH多功能顶枪的适用效果达到与国际产品相当的技术效果。（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RH多功能顶枪的，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RH多功能顶枪系统技术参数：保证条款保证值脱碳能力(在顶枪吹氧条件下)Cend 15 ppm 20min自然脱碳能力Cend 20 ppm 18min化学加热(在顶枪吹氧条件下)25 oC/1kg -Al 的消耗（吨钢）脱氢能力(在真空条件下)Hend 1.5 ppm 18minHend 2.0 ppm 15min脱氮能力(在真空条件下)Nend 50 ppm脱氧能力(在真空条件下)Oend 20 ppm碳小于30ppm的IF钢N 30ppmO 40ppmRH真空槽的升温速度 ( 用顶枪烧嘴)50oC/RHRH真空槽的最高温度 ( 用顶枪烧嘴)1450 oCRH真空槽的升温速度 （待机位烧嘴）50oC/RHRH真空槽的最高温度 （待机位烧嘴）1450 oC22 产品技术性能水平与国内外产品的比较（1）枪体构造比较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/MPab/MPas/b日本川崎0.81302900.45中国宝钢1.21412890.49中国武钢1.0892770.32表中表明：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CNPSTiSRT/日本ULCS钢SEDDQ级0.0010.00150.0080.0030.051150宝钢0.00140.00300.0090.0080.071255钢种工艺性 能CT/AT/n/%s/MPa日本ULCS钢SEDDQ级7008502.50.2750=52.6124宝钢DT01326907102.120.2380=43.6151.6表中表明：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ULCS钢SEDDQ级。（4）顶枪系统的比较厂 名枪 型流量Nm3/min枪位mm武钢二炼钢80吨（进口）RH-KTB121510501100宝钢300吨（XX公司）RH-MFB33.35000攀钢130吨（XX公司）RH-MFB203000鞍钢三炼175吨（进口）RH-TB3033.340004500日本川崎RH-KTB31.13430表中的指标表明：RH多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。23 项目承担单位在实施本项目中的优势目前，国内的RH主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RH精炼设备的设计、开发和制造拥有完善的硬件条件，尤其在RH多功能顶枪方面，已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XX股份有限公司自主研制，具有自主知识产权。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RH多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。 31成果的技术鉴定文件或产品性能检测报告本项目产品RH多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/320507YBK02-2010多功能顶枪枪体标准”。所检产品标准由相城区质量监督局备案注册。32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ISO9000质量体系执行，质量稳定，性能可靠，获得获国家重点新产品(项目编号：2008GRC10147)，江苏省高新技术产品（产品编号070507G0471N）等，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%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RH多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33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 RH、VOD等工艺等。铁水预处理-转炉复合吹炼(或电弧炉冶炼)-炉外精炼(LF、VD、VOD、RH)-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RH精炼处理的内在原理，建立了RH静态脱碳模型、动态脱碳模型、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RH模型具有广泛的适应性和系统性，且成本更低。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RH的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41 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RH多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PMI指数中的中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1998-2008年的10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，我国汽车产销量分别为934.5万辆和938.1万辆，增幅低于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1-11月，我国汽车产销分别为1226.58万辆和1223.04万辆，同比增长41.59%和42.39%。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，RH主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 RH 真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。 42 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RH精炼设备的开发尚处于萌芽时期，公司计划于2011年将RH多功能顶枪推向国际市场，尤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，利用公司的知名度和良好的基础走向技术输出之路。43 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70.29%，财务内部收益率（税后）25.43%，投资回收期约为3.9年（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软件，掌握其核心技术；同时根据冶金学的基本原理与RH精炼处理的内在原理，建立了RH静态脱碳模型、动态脱碳模型、温度模型、成分预报模型等；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、合理、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完善和提高。（4）原材料风险近年来由于国际原材料(铜、管材等)价格波动起伏剧烈及市场竞争的压力，对于成本的控制及售价的转嫁若未能百分之百及时反应，将使利润下降并产生存货跌价损失。因此对于原材料的规避对策是：加强用料成本管理，做好采购、销售信息的整合、调整销售策略、扩大经济产能的规模，使生产成本有效降低，提升竞争能力，增加营业额，为公司创造最大利润。加强存货量有效的控管及国际经济情势变化对铜原料价格影响之敏感度，以利降低铜原料采购成本，提升竞争优势。对全球经济情势及竞争环境的了解与剖析，发挥风险控管之功能，整合资源，提升管理绩效，在逆境中创新求变以达能降低生产成本，进而达成企业永续经营及持续成长与获利之目标。（4）人才风险近年来大陆沿海缺工严重，人员流动率高，基本工资一直调升，造成人工成本不断增加，使得公司获利受影响。为此公司淘汰部分功耗大且精度与自动化程度低的设备，购买持续采用自动化设备生产，以降低对人力之依赖，提升自动化设备之产能与稼动率，以降低单位人工成本，创造利润。综合本项产品的各项风险因素分析，尽管本项目产品国内的销售成