年产10000t镁合金板材项目可行性研究报告

鹤壁市10000T/A镁合金板材项目可行性研究报告1总论11项目名称及内容项目名称鹤壁市10000T/A镁合金板材初步可行性研究报告。项目内容在河南省鹤壁市新征地，建设熔铸车间、板材车间及配套公用辅助设施，形成10000T/A的镁及镁合金板材生产能力。12建设单位概况鹤壁是全国金属镁发源地之一，主要产品有金属镁、镁合金、镁屑、镁牺牲阳极等。产量占到全省的90以上，为全国镁屑、镁粉生产、加工、出口基地，是中国最大镁粉、镁屑生产、加工基地，高品质金属镁生产基地。国外在鹤壁投资金属镁工业的独资、合资企业已达10余家，是全国金属镁行业中中外合资企业较多的地市之一。目前主要生产企业有维恩克鹤壁镁基材料有限公司、江海冶炼有限公司格兰达公司、维多利有限公司、威尔斯有限公司、鹤煤集团富达镁厂等。除此之外，鹤壁与山西、宁夏相比还有自己独特的优势。（1）资源和品位优势。鹤壁白云岩资源储量大，品位高，现已探明的储量亿吨以上。其MGO含量在2123之间，铁、铜等杂质元素含量低，最适合生产低锰、低铁、高纯镁见表11和表12。符合金属镁深加工产品国际标准要求，在全国同行业产品中具有独特性。而山西、宁夏白云岩的MGO平均含量在1719。清华创业投资公司、美国维恩克集团公司、香港司马特威尔斯公司等选择在鹤壁投资及建设高品质镁生产基地，发展镁工业，重要原因之一是看好我市的高品位资源。如原河南华淇镁业公司、维恩克鹤壁公司生产的低锰镁MN0004和高品质镁MG9998，已获得我国军工部门和日本、加拿大、美国等客商的认可，其售价高于普通镁锭20以上，产品供不应求。特别是维恩克鹤壁公司生产的镁牺牲阳极产品的化学性能已超过了同组的美国ASTM标准，达到了世界领先水平，成为我国镁合金生产的佼佼者。表11白云石平均成分分析CAOMGOSIO2FE2O3AI2O3灼减324920310350240064633表12镁锭化学成份化学成份CHEMICALCOMPOSITION杂质元素IMPURITIESMGFESINICUALCIMNTOTAL99970002300036000370005400003000060000800016000150005400035000580003000075003（2）产业技术优势。鹤壁市镁工业起步早，是硅热法炼镁技术发源地之一，具有独到的硅热炼镁法技术，主要体现在平均单罐产量达2024公斤以上，而山西、宁夏大部分镁厂平均单罐产量为1820公斤。凭借这一技术优势，现已形成优质金属镁生产基地，镁屑、镁粉生产加工、出口基地，是中国乃至世界最大镁粉、镁屑生产地区。2003年中国6种税号镁产品出口前10名地区中，鹤壁位居第四。按销售收入前10名企业排序中，我市两家企业分别位居第四、第六。近几年来，鹤壁市积极和科研院所联姻，推进产学研一体化，建立了与清华大学、上海交大、北京有色金属研究总院、郑州大学和郑州轻金属研究院长期的战略合作关系，并多次举办镁工业发展战略高层研讨。2004年，中国镁协在鹤壁建立了中国镁业人才培训基地，创办了中国首家镁业学院，为鹤壁镁工业的发展提供了强有力的产业技术支撑。（3）区域优势。目前，全国金属镁主要是出口国外市场，出口量占总产量的85，基本上依托天津港出口。鹤壁距天津港550公里，在国内运输距离较山西缩短300多公里，较宁夏缩短500多公里，且交通方便，吨镁销售成本比山西节约150200元、比宁夏节约500元左右。（4）质量优势。利用鹤壁白云岩资源可生产（一次还原成）高品质系列化金属镁，符合金属镁深加工产品国际标准要求，在全国同行业产品中具有独特性。而山西、宁夏大部分产品质量不稳定，多被用作添加剂和钢铁脱硫等初级加工产品。13编制依据1）鹤壁市正在积极发展金属镁下游产品，做大拉长产业链条，并设立了金属镁发展专项基金，引导资金向镁产品研发和深加工方向发展。从实际出发，鹤壁镁工业发展应以打造精品企业为重点，创造条件研发和生产变形镁板材。2）变形镁合金板材的加工变形与焊接应用技术开发是国家“十五”初期提出的变镁资源大国为镁资源生产和开发强国战略目标之一，据估计国家将在“十一五”期间大力发展变形镁合金产业。3）鹤壁市镁业协会（以下简称鹤壁镁协）委托苏州有色金属加工研究院（以下简称苏州院）编制“鹤壁市10000T/A镁合金板材项目初步可行性研究报告”的技术咨询合同。4）鹤壁镁协所提供的燃料和动力价格、产品售价、厂址条件等基础资料。5）鹤壁镁协与苏州院举行的有关本项目的会议及电话商谈意见。14项目提出的理由镁是地球上储备最丰富的金属矿产资源之一。镁合金是目前工业上可应用的最轻的金属材料，由于它具有较强的比强性、比刚性、减震性、导热性和电磁屏蔽性及易切削性等综合性能成为现代汽车、航天、航空及电子通讯等行业的重要新型材料，被誉为21世纪的绿色工程材料，具有广阔的市场开发应用前景。近几年来在全球范围内兴起了一个镁合金材料的发展热潮，各先进工业国家纷纷投入大量人力物力进行相关研究，试图在新的科技竞争和资源竞争中占据一席之地乃至抢占先机，获得巨大的商业利益和政治利益。我国是镁资源大国，储量居世界首位。已探明菱镁矿储量27亿吨，白云石储量70亿吨以上。我国还是原镁生产大国和出口大国，年产量80以上的镁出口到国际市场。但目前我国镁深加工及镁合金生产能力很薄弱，在“十五”初期就提出了变镁资源大国为镁资源生产和开发强国的战略目标，正式启动镁合金技术的攻关。最终目标是充分发挥我国的镁资源优势，通过建立镁合金技术创新体系，建立具有国际竞争力的镁合金高新技术产业群，将镁的资源优势转化为经济优势。根据国内外对镁板、管、棒、带材的需求，需加大产品结构调整力度。除洛阳铜加工集团镁板厂、东北轻合金厂具有专业加工条件外，又有一些企业上镁加工，如重庆镁业、北京广灵、山西精美、青岛金谷、长春华禹、富士康集团的太原、昆山、深圳、东莞宝元科技等台资企业，他们利用国家和引进的压铸机生产交通领域及3C产品的镁合金加工部件在一定程度上推动了中国镁开发应用的进程。目前国外客户纷纷来中国寻求生产汽车、3C产品加工企业，但目前中国镁加工企业的能力水平规模都不能满足国外客户的需求，应大力加强加工企业镁终端产品加工的开发力度，生产高附加值深加工产品，满足国内外两个市场的需要。鹤壁市政府从当地的资源特点和市场需求出发，坚持科学发展观，抓住镁合金发展战略机遇期，做大拉长镁合金产业链条，迎合镁合金及镁板带应用领域扩展的新需求，拟在鹤壁市郊区新征地建设镁及镁合金板带工程。15项目概况151建设规模及产品方案本项目建设规模为镁及镁合金板带材10000T/A。合金牌号为MB1，MB2，MB3和MB8等合金，产品状态为H、O,规格范围为02300MM2001200MM10003000MM（板长）。152主要建设条件（1）原料供应鹤壁当地充足的镁资源及品位优势，足以满足该项目的原料需求。（2）燃料、辅助材料供应该项目采用煤作为燃料，生产用工艺轧制油、设备润滑油、液压油等辅助材料均从市场采购。（3）水、电供应本项目设备安装容量约30000KW，计算负荷20000KVA左右。由附近的110KV变电站进线供电。本项目生产、生活新水用量约25M3/H，由市政自来水管网供应。（4）外部协作配合条件机、电修中小型机械、电气设备故障处理、小型机加工件由公司新建的机修车间承担，机电设备大修以及备品备件制造所需铸件、锻件毛坯通过外协解决。理化分析新建中心试验室拟配有试样制备、化学分析、光谱分析、金相、X光分析等设备仪器，可以承担本项目原料和产品的常规检验以及工艺轧制油、液压油的检测。办公设施新建办公楼，以满足公司行政、管理、营销、生产、后勤工作运行的需要。153设计范围和内容根据鹤壁镁协委托我院编制项目可行性研究报告的要求，本项目拟新建厂房。镁合金铸锭由镁熔铸车间和试制车间提供。镁合金板材由镁板带车间提供。因此，本报告的设计范围是镁板带厂镁板带生产系统。具体内容是分析镁及镁合金板带材的市场情况；确定镁合金板带生产线设计规模和产品方案；确定镁板带生产线生产工艺方案和设备选型；落实与项目有关的外部建设条件；分析项目对环境影响等；计算项目投资和项目经济效益。154总体布置及建设场地本项目将建设熔铸车间（设计产量为23000T/A）、板带车间（设计产量为10000T/A）及配套公用辅助设施等。本工程厂区长500M，宽300M，占地面积150000M2。建设场地的地理位置、地形地貌、交通条件和周边环境待公司初步选址后再定。155投资估算和资金筹措（1）投资估算本项目建设投资28249万元含外汇213万美元，流动资金15650万元。（2）资金来源本项目建设投资及流动资金全部由企业股东出资。156经济效益和社会效益（1）本项目投产后可获经济效益如下年销售收入96838万元（达产年，不含税）年利润总额29799万元（生产期平均）年税后利润19966万元（生产期平均）项目投资回收期67年（包括建设期）投资利税率894投资利润率679全部投资内部收益率306（2）社会效益本工程建成后将进一步调整鹤壁市的产业结构，提高产品档次，对鹤壁市的经济发展具有重要意义。项目投产将增加国家税收；扩大就业机会；带动当地与镁合金板带材相关上下游企业的发展，繁荣鹤壁地区市场，社会效益是良好的。157项目主要技术经济指标主要技术经济指标表表13序号指标名称单位指标值备注1镁合金圆锭设计产量T/A80002镁板带材设计产量T/A100003镁板带综合成品率6674年需热轧坯料T150005用电设备安装总容量KW300006新水用量104M3257职工人数人700其中生产人员人5748厂区占地面积M21500009厂外年运输量运入T23717运出T1950610建设投资万元28249其中外汇213万美元11流动资金万元1565012年销售收入万元96838不含税13年利润总额万元29799生产期平均14全部投资回收期年6715全部投资内部收益率306157主要问题及建议（1）拟建厂址尚未初选，这直接影响建筑工程造价和公用设施费用。在今后可行性研究阶段应就厂址选择作进一步分析和论证。（2）工程上马后，公司需积极开拓国内外镁合金板材市场和镁合金圆锭市场，从而尽快实现最大盈利。2市场预测21我国镁材市场概述我国镁资源非常丰富,地质统计资料显示,我国已探明的菱镁矿储量达27亿T，居世界第一位。白云石矿储量超过70亿T，分布在我国绝大部分地区。盐湖镁资源也异常丰富，仅青海察尔汗盐湖的氯化镁储量就高达165亿T。相比之下，我国镁工业起步较晚，从1957年开始，直到1987年以前，全国只有抚顺铝厂一家生产镁，年产量最高在3000T左右，国内消费的50以上需要进口。二十世纪90年代以来，我国镁工业得到迅猛发展，镁产量不断增加，2000年镁产量达200KT以上。由于近年镁产量远远超过国内消费水平，镁产品大部分外销，使我国由镁进口国一跃成为世界上主要的镁出口国，2000年镁产品出口量达156KT。图21为近十年来我国镁产量趋势图。0510152025303540451995199619971998199920002001200220032004年份产量万吨镁图21近十年来我国镁产量发展趋势在消费水平方面，世界镁的主要消费领域为铝合金、钢脱硫及压铸业，约占整个镁消费量的85以上,其中铝合金约占45,镁压铸件占35,钢铁脱硫占10以上。我国镁的消费与西方发达国家相比还处于较低水平,主要消费领域为传统铝加工行业，汽车工业使用镁合金压铸件还刚刚起步，目前仅上海桑塔纳轿车使用，单车用镁量约85KG。2000年我国镁的消费量约30KT，且每年约以25的速度在增长，预计2010年消费量达250KT以上。表21显示出近几年我国镁产量和消费量的统计及预测。表21中国镁工业预测（万吨）预测量年均增长率年份200020032004201020002010原镁产量1953544575144国内消费量25551266325256镁产品出口量165298383750117目前我国在产镁能力、产镁量、出口量方面均居世界前列，已是世界镁生产大国，但远远不是镁业强国，镁生产厂家多，规模小，产品规格单一，应用领域不宽，特别是镁加工业还相当落后。我国镁加工业起步于20世纪60年代，第一批镁材是1960年由东北轻合金加工厂利用铝加工设备，依靠自己的技术力量试生产出来的。1964年洛阳铜加工厂铝镁板车间建成投产，目前我国镁加工生产专业厂也仅此两家，前者生产镁棒材、型材、锻材，后者生产镁板材，目前由于种种原因两家企业镁材生产已基本处于停产状态。据2000年有色金属工业统计资料汇编，我国镁深加工材2000年产量不到1000T，这一产量远远满足不了国内军工及民用部门对镁材的需求，尤其是近几年，随着镁材价格的降低和高温耐热、高强耐蚀等新型镁合金的发展，镁合金加工材在航天、航空、兵器等国防部门以及汽车、3C等领域的应用逐步扩大，致使镁供求缺口越来越大。如在飞机制造业中，常见的变形镁合金有MB5、MB8、MB15等，多用于操作系统上；MB8、MB15合金的718MM的厚板多用作连杆机构、舱门等材料。在航天工业中常用MB8和MB15合金的带筋壁板制造导弹尾翼及其它结构件。镁合金的异型管材、实心和空心型材已广泛用来制作计算机硬件和纺织设备、印刷设备、包装设备的高速往复运动部件以及兵器设备的框架和手提箱、行李箱的滑架材料。22镁板带材市场分析221镁板带材在军工行业市场分析随着国际经济一体化的逐步深入，各国的经济实力都有不同程度的增强，第三世界中有相当部分国家的经济实力和发达工业国家的差距正在逐步缩小，以美国为首的西方发达国家想完全靠经济垄断和封锁巩固其在世界的统治地位已越来越难以实现，因此，以军事实力辅以雄厚经济基础来和第三世界对话的苗头也越来越见端倪。不可置疑，一个国家经济的发展对军事实力的提高将起着十分重要的作用，以美国为首的西方国家其强大的军事实力一是靠雄厚的资金来保证，二是靠自身所具有的强大的基础工业的支持，一个国家的军事实力强大与否，正由从前的人员、武器数量的对抗演变成目前的基本依赖于高精尖武器装备的较量，而高精尖武器装备的制造离不开高性能的材料。中国想要在世界政治舞台上占据一席之地，要想实现祖国的统一大业，没有一定的经济实力不行，但是离开了一定的军事实力更不行。因此发展尖端武器装备，使之逐渐缩小与西方发达国家的差距，无论从现实还是长远，其意义都将是重大的，而要发展尖端武器装备就必须要有相应的材料工业给予必要的保障。镁材在军事工业上的应用地位在一定程度上对镁工业的发展有着重要影响。镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。镁合金板材在军工方面主要用作飞机蒙皮、导弹和火箭的仓壁、尾翼等结构件、高效电池的电池板等，用以提高结构强度、减轻装备重量，提高武器命中率。从20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。在国外，B36重型轰炸机每架用4086KG镁合金簿板；喷气式歼击机“洛克希德F80”的机翼用镁板，使结构零件的数量从47758个减少到16050个；“德热来奈”飞船的起动火箭“大力神”曾使用了600KG的变形镁合金；“季斯卡维列尔”卫星中使用了675KG的变形镁合金；直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件一个型号的飞机最多选用了300400项镁合金构件；一个零件的重量最重近300KG；一个构件的最大尺寸达2M多。目前我国军事工业用镁板带材的需求量在增长，迫切要求提供质量上乘的镁合金板带材。如航天部3531厂研制生产的HQ7、HQ9导弹用镁合金板带材、上海八院800所预研开发的HQ17型、HAJK16型军舰导弹用镁合金板带材、052B核对潜艇、09工程搜潜系统声纳浮标及军用火箭鱼雷所用高效海水电池用镁电极片等。镁及镁合金板带材的需求有上升趋势，特别是军事工业用镁及镁合金板带材。镁及镁合金板带材用于这些武器型号装备的关键部位，对其性能和质量的要求显得尤其重要。据预测，未来几年内国内军工用镁板带材需求量每年在3000T以上，其中导弹、火箭仓壁、尾翼等用中厚板18002400T，飞机蒙皮、付油箱、尾翼材料用薄板600T以上，军用火箭鱼雷上所用的高效海水电池用镁电极片30T以上，高纯镁带6T以上。但由于种种原因，这些材料大部分从俄罗斯进口，但随着国际形势的变化，这些材料时刻都有停供的可能，这在很大程度上阻碍了我国军工国防事业的发展，使我国处于受制于人、被动挨打的局面。因此形成我国镁板带材批量生产能力，从质量上和数量上满足国防事业发展需要显得尤为迫切和必要。尤其近年来我国国防军工需求有逐渐扩大的趋势，并且高新技术对高效电池的需求也呈急速增长态势，镁板带材的市场前景发展良好，供不应求矛盾更加突出。2223C用镁合金板材的市场分析随着现代电子技术的发展，对电子器件用结构材料及部件的性能提出了越来越高的要求。传统的塑料和铝材已逐渐难以满足电子器件轻、薄、小型化以及安全、环保的发展要求。镁合金由于具有比强度高、导热导电性好、电磁屏蔽性能好以及环境兼容性能，可代替塑料壳体满足3C（计算机、通讯、消费类电子）产品轻、薄、小型化、高集成以及严格的环保要求，成为制造电子器件壳体的理想材料，在IT产业中得到了广泛的应用。表22为06年大陆家电市场镁合金使用量统计及预测。表2206年大陆家电市场镁合金使用量统计及预测项目预测（万件）产品比率单件用镁合金KG预测量吨用变形镁板比率镁板预测量吨笔记本电脑1800700708820302646手机600050002600180相机8500300102550765摄像机及其它8500300102550765合计4356目前日本已经有大量IT产品采用镁合金作为外壳材料。戴尔、惠普和苹果等国际IT品牌大公司已大量采用镁合金制品。其中戴尔公司生产的2003年新款笔记本电脑中超过70比率的电脑，采用至少1片镁合金部件，惠普在2003年下半年推出的新款超低价笔记本电脑，已全面采用镁合金机身构件。目前IT行业镁合金制品大多采用压铸工艺生产，所占比率超过了90。然而，由于压铸技术自身的局限性，导致IT镁合金压铸制品存在4大不足成品率低、薄壁件成型技术不成熟、力学性能差和生产成本过高。如果采用常规的冲压技术，也可以生产IT镁合金产品部件，但该技术对冲压前的轧制镁合金板材有严格的冶金、显微组织和力学性能要求。同时通常的轧制镁合金板材具有1塑性低，韧性差；（2）晶体学各向异性严重，冲压中常出现缺陷，如制耳、穿孔、破裂、尺寸公差大等；（3）有一定的缺口敏感性；（4）在热、冷冲压中表面易损伤等工艺缺陷。因此，本项目在前期开发研究的基础上，拟解决镁合金板材存在的冶金与力学性能的不足，研制出可用于冲压工艺的高强韧镁合金薄板材料，并解决在批量化生产中存在的技术性问题，为冲压IT镁合金成品部件奠定基础。3C产品的外壳既是保护机体的最直接方式，也是影响其散热效果、“体重”、美观度的重要因素。目前市场上镁合金3C产品的制备技术大多采用压铸法。轧制镁合金板及带材具有远高于铸造法的生产率，而薄板冲压件属于薄壁化零件，因而可以大大节约原材料。而且银白色的镁合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，同时可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为3C产品增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因此，开发3C产品的冲压成套技术有其独特的社会和经济效益，而开发可用于冲压的高强韧变形镁合金及其成形工艺技术，进行技术创新是必要的，也是镁合金未来发展的趋势。223汽车工业用镁合金板材的市场分析采用镁合金制造汽车零部件具有一系列优点，如可以显著减轻车身质量、降低油耗、减少尾气排放量、提高零部件的集成度、降低零部件加工和装配成本、提高汽车设计的灵活性等。据估计，机动车辆每减重10可以节省燃料55，相应的也可以减少尾气的排放量。在汽车上使用镁合金零件可以提高汽车抗震及耐碰撞性能，改善汽车的刚度，提高废旧零部件的回收率，提高汽车的安全性和可操作性。在汽车工业中变形镁合金板材可用于制备车身零部件，锻件可用于制备汽车底盘承载件。德国大众（奥迪）汽车公司开发了镁合金汽车覆盖件的热冲压成形技术，成功的加工出了汽车内门板。与钢门相比，采用内镁外铝的混合门可减重50，与铝门相比可减重20。此外，从冲压性能角度考虑，镁合金板材冲压杯行件时在448K时的极限拉伸比可达20，在498K时可达30，超过了钢板和铝板在室温下的极限拉伸比（两者分别为22和26）。224其他领域用镁合金板材的市场分析在办公、家用和体育用品方面，由于经过塑性变形后的镁合金产品高的强度和刚度，以及轻巧、美观、可回收等优点，可替代许多塑料制品，成为近年来变形镁合金材料不可忽视的一个应用领域。在办公设备方面镁合金板材可用于制备磁带卷轴、记录磁盘等；在家庭消费品方面，镁合金板材被用于制造手提箱、化妆品罐、打火机外壳、安全帽等；在运动器械方面，镁合金板材可用于制造淡水用独木舟和船体等。综上所述，镁合金板材具有非常广阔的市场前景。23镁合金圆锭市场分析镁合金挤压材在航空航天、国防军工、交通、3C、办公、家用和体育用品等诸多领域也有着广泛的应用，逐步形成了自己的市场。在航空航天领域，镁合金挤压型材被用于飞机的结构件，挤压管材用于火箭的壳体等；国防军工领域，镁合金挤压件用于制造航空火箭反射器、地面导弹发射器、野外保养隐蔽所和直升机部件等；交通领域，镁合金挤压材用于生产轻便的镁合金自行车、登山车、折叠车、轮椅车和汽车的零部件等；3C领域，镁合金挤压材用于生产照相机的镜头环和三脚架等；在办公设备方面，镁合金挤压材用于制备铅笔刀、打印机卷轴、磁带卷轴等；在家庭消费方面，镁合金挤压材被用于制造手提箱、公文袋、梯子、折叠椅等；运动器械方面，镁合金挤压材可用于制造背包架、登山杖等。因此，本项目的熔铸车间除了为板带车间提供足够的镁合金扁锭外，还拟在其中形成8000TA镁合金圆锭的生产能力，作为外卖产品，为镁合金挤压制品厂家提供高质量的镁合金圆锭，以满足市场在此方面的需求。3建设规模及产品方案31建设规模根据国内镁加工市场的供需现状和发展预测，同时结合鹤壁市的原镁生产状况，本项目设计规模为10000T/A镁及镁合金板带材和8000T/A镁合金圆锭。32产品方案本项目主要产品为热轧镁板、温轧镁板、冷轧镁板等，主要产品详见表31。表31主要产品方案表序号产品名称合金牌号及产品状态规格范围（MM）产量T/A技术条件1热轧板MB1,MB2,MB3,MB8H112,F7030600120010003000500GB/T515420032温轧板MB1,MB2,MB3,MB8O,H24155600120010003000300GB/T515420033冷轧板MB3,MB8H14,H240215200600200GB/T51542003合计1000此外，考虑市场对镁合金圆锭的需求，本项目熔铸车间每年除为板带车间提供镁合金扁锭外，还将生产8000T的镁合金圆锭作为成品外卖，主要产品详见表32。表32圆铸锭产品方案表序号合金牌号计算规格MM单重KG年产量T/A备注1AZ31B120600120110002AZ31B178650286350003AZ31B20380045832000合计80004建设方案本项目设计规模为年产10000T镁合金板材，主要生产设施有熔铸车间、板带车间及相应的公辅设施。41熔铸车间411生产工艺技术4111国内外发展现状目前，国内外镁合金熔炼生产中，有采用煤炭加热的井式坩埚炉熔炼、采用煤气或天然气为燃料的反射炉熔炼、采用电阻坩埚炉熔炼。煤炭加热的井式坩埚炉熔炼，生产设施简陋，建设投资少，生产成本较低，但熔化速度慢，烟尘污染严重，在煤炭资源丰富的我国应用较多；煤气或天然气为燃料的火焰反射炉熔炼，炉子容量大（515T），燃烧速度较快，产量高，适应于大规模生产，但其金属烧损大，国外应用较多；电阻坩埚炉熔炼，所熔炼的金属质量较高，工作环境好，但炉子的熔池深度有限，容量小，生产率较低，适用于小规格镁合金铸锭的生产以及作为静置炉使用。镁合金铸锭的质量与铸造方法关系很大，目前镁合金的铸造方法有铁模铸造、水冷铸造和半连续铸造等。铁模铸造和水冷铸造是陈旧的铸造方法，其铸锭质量较差、生产效率较低，仅用于小规格铸锭或重熔用铸锭的生产。现在已开发出了连续铸锭机，提高了镁合金铸锭的生产效率。半连续铸造法具有如下优点（1）结晶速度高，改善了铸锭的内部组织，减少了化学成分的区域偏析，同时由于合理的结晶顺序性，提高了铸锭的致密度，从而提高了铸锭的机械性能；（2）改善了熔铸系统，减少了氧化夹杂和金属杂质，提高了金属的纯净度；（3）增加铸锭长度，相对减少了切头、切尾等几何废料的百分比，提高了成品率；（4）实现了机械化，改善了劳动条件，提高了劳动生产率。因此目前工业生产中广泛采用半连续铸造法生产镁合金铸锭。在我国，由于镁合金产品开发和应用的滞后，目前仅有东北轻合金厂和洛阳铜加工厂采用半连续铸造法生产镁合金铸棒。随着镁合金产品市场需求的不断扩大，利用半连续铸造机生产镁合金铸棒将会在我国得到广泛应用。由于镁化学性质活泼，极易氧化、燃烧甚至爆炸，因此安全生产始终是变形镁合金生产中的重要问题。为保证安全生产，本设计采用了熔体密闭转注、SF6CO2干燥空气的气体保护铸造等先进技术。为了保证扁铸锭和圆铸锭后续加工质量，扁铸锭在热轧前需要均热、锯切、铣面，圆铸锭需要均热、锯切、车皮，以减少铸锭缺陷对后续产品带来的影响。4112生产工艺选择根据设计规模和产品的技术要求，结合国内外镁合金生产企业的生产实践，熔铸车间采用成熟可靠的生产工艺，即扁锭生产工艺为工频感应熔化炉熔炼电阻坩埚保温炉保温半连续铸造均热锯切铣面检查运送至板带车间；圆锭生产工艺为工频感应熔化炉熔炼电阻坩埚保温炉保温半连续铸造均热锯切检查入库。另外镁合金在熔炼前需要对熔料进行预热处理。4113生产工艺过程熔铸车间的生产工艺过程详见图41和图42。412主要设备选择熔铸车间生产设备的选择是根据生产高质量镁合金扁铸锭、圆铸锭的技术要求，结合国内外镁合金加工设备设计制造水平的现状及发展趋势，在保证生产线整体装机水平先进性的前提下，选用有成熟的设计制造及生产使用经验的先进国产设备。配料中间合金重熔用镁锭返回废料装炉熔炼扒渣、搅拌取样分析、调整成分转炉精炼、静置保温铸造均热锯切、铣面检查扁铸锭图41熔铸车间扁铸锭生产工艺流程方框图配料中间合金重熔用镁锭返回废料装炉熔炼扒渣、搅拌取样分析、调整成分转炉精炼、静置保温铸造均热检查圆铸锭锯切图42熔铸车间圆铸锭生产工艺流程方框图熔铸车间选择的主要生产设备如下1）工频感应熔镁炉容量25T，数量3台。用于扁铸锭生产时的镁合金熔炼。2）电阻坩埚保温炉容量25T，数量3台。用于扁铸锭生产中镁合金熔液的保温、静置。3）丝杠式半连续铸造机载重量25T，数量3台。用于镁合金扁铸锭的铸造生产。4）工频感应熔镁炉容量1T，数量6台。用于圆铸锭生产时的镁合金熔炼。5）电阻坩埚保温炉容量05T，数量12台。用于圆铸锭生产中镁合金熔液的保温、静置。6）丝杠式半连续铸造机载重量05T，数量12台。用于镁合金扁铸锭的铸造生产。7）锯切机数量3台。将扁/圆铸锭锯切成要求尺寸。8）铣面机数量1台。用于铣去扁铸锭外表面的缺陷。9）8T井式均热炉数量8台。用于扁/圆铸锭的均热。10）台车式预热炉容量5T，数量3台。用于重熔用镁锭的预热处理。11）天车6台。用于车间内运输。12）电动平板车2台。用于车间内过跨运输。13）地中衡3台。用于车间进出料的称量。熔铸车间主要生产设备详见表41。表41熔铸车间主要生产设备表序号设备名称性能或型号台数备注1工频感应熔镁炉容量25T32电阻坩埚保温炉容量25T3325T丝杠式半连续铸造机34铣面机列1放置在板带车间5工频感应熔镁炉容量1000KG66电阻坩埚保温炉容量500KG12705T丝杠式半连续铸造机128井式均热炉容量8T89气体保护系统6SF6CO2混合气10台车式预热炉容量5T311锯切机列312天车GN3T6133T地中衡314电动平板车载重量10T2合计7142板带车间421生产工艺技术4211国内外发展现状镁及镁合金板带材生产，通常是将DC铸造的并经表面机械加工的扁锭或将圆锭挤压的扁坯，通过平辊热轧、温轧、冷轧以及表面防腐处理等一系列工序加工成各种板带材产品。生产镁合金板材通常要进行3次或更多次的反复加热与轧制，一般厚板可以在热轧机上直接生产，而薄板一般采用冷轧和温轧两种方式生产。一般镁合金厚板厚度范围为11070MM，薄板厚度为0810MM。目前国内外的镁合金板带材的生产基本上都是采用均匀化退火铸锭加工加热热轧冷轧精整热处理的生产工艺。热轧由熔铸车间提供的铸锭首先在板带车间的双膛铸锭加热炉上加热到轧制温度，然后由叉式吊车送到二辊热轧机上进行915道次的可逆热轧，其间当铸锭宽度小于产品宽度时，可采用23道次的横轧宽展。对于10MM以上的热轧板材，在热轧机上直接轧制到产品厚度。对于610MM的热轧板材（M状态）在热轧机上采用二次热轧工艺，一次热轧的终了厚度控制在3545MM的范围。对于6MM以下的需要经过冷温轧加工的板材，则由热轧机轧到一定的厚度后由热轧尾部剪切机切成定长的板坯以进行下一步的冷温轧制。冷温轧热轧后的610MM左右的板坯经酸洗去除表面的氧化物后在2箱式加热炉中进行加热，然后进行多道次的冷温轧制。对于15MM以上的板材，根据产品的合金和规格，在二联三重轧机上进行13个轧程和相应的中间加热轧到所需要的成品厚度，而15MM以下的板带材，则根据其厚度规格，经二联三重轧机轧制后板坯仍需经过800MM二辊轧机以及四辊镁带轧机等不同轧机的轧制以获得成品所需的厚度，其间根据工艺要求还需进行相应的板坯加热和中断。精整剪切轧制到成品厚度的热轧板材、冷轧板材及镁带材，根据工艺要求成批地在板材退火炉中进行成品退火后，再根据各自不同的厚度范围分别在热轧尾部剪切机、板材精密锯、板材精整机列和带材剪切机组等设备上剪切成成品所要求的尺寸并进行矫直。最后所有的成品板材经过表面处理和涂油，包装后运往成品库。近年来国外新开发的“双辊连铸，温间轧制”的宽幅镁合金板制造技术用直接双辊轧制法将熔融的各种镁合金铸成宽幅板，然后用连续轧制法制造塑性加工性良好的薄板，可用于制造深拉伸制品，该技术生产效率高，使产品生产成本大幅下降。4212生产工艺选择根据国内外镁合金板材生产技术现状，本项目拟采用铸锭加热热轧（定尺剪切）（酸洗）板坯加热温轧加热冷轧（退火）精整这套成熟可靠的生产工艺。4213生产工艺过程铸锭加热热轧（定尺剪切）（酸洗）板坯加热温轧加热冷轧（退火）精整包装、入库。详细工艺流程见图43。422主要设备选择近年来我国加工设备的设计制造部门在引进吸收消化国外加工设备方面已取得了长足的进步，我国自主开发的轧机装备水平与国外相比差距大为缩短。已开发和制造的轧机及其相应辅机的总体结构设计及制造质量过关，装机水平已达到或接近国外先进水平。只是在轧机的关键检测元器件及板形控制系统等方面与国际先进水平相比尚有差距。根据本设计的产品方案、生产规模和生产工艺，同时综合考虑工程的建设条件和国内加工设备的设计、制造现状以发展趋势等诸多因素，拟定采用国产设备。其中镁带轧机的关键部件拟从国外引进，其他设备均由国内配套。本车间主要生产设备详见表42。热轧加热定尺剪切包装、入库加热成品退火精整冷温轧酸洗精密锯切矫直包装、入库精整加热冷温轧酸洗中断冷轧加热包装、入库精整成品退火热轧镁板温轧镁板冷轧镁板图43镁板轧制工艺流程图表42主要设备表序号设备名称数量单位备注1电阻加热炉2台国产2热轧机1台国产3板坯加热炉2台国产4酸洗机组1台国产5温轧机1台国产6箱式加热炉2台国产7镁带轧机1台国产8板材退火炉2台国产9矫直机1台国产10精密锯1台国产11镁带剪切机1台国产12板材精整机列1台国产13板材涂油机1台国产14轧辊磨床2台国产15起重运输设备1套国产16其它辅助设备1套国产43动力设施431供电由拟建场地附近的110KV变电站35KV进线供电，提供本项目电源。项目用电负荷均为低压负荷,大部分属于二级负荷,少量属于三级负荷。用电设备安装总容量约30000KW，计算有功功率约为18000KW,计算视在功率为20000KVA左右。线路敷设采用电缆桥架、电缆沟和穿管暗敷方式相结合。本项目功率因数补偿分别在高、低压侧进行，功率因数补偿到090以上。422压缩空气压缩空气用于压缩空气气动部件、工艺吹扫等，考虑，同时使用系数、磨损增耗系数、管网漏损系数及干燥装置自用气量，压缩空气最大计算负荷约119M3/MIN。压缩空气最大计算负荷及设备用气质量要求，选用5台30M3/MIN喷油螺杆空气压缩机及配套微热再生干燥过滤装置，其中4台（套）运行，1台备用。压缩空气站工艺流程如下大气空气压缩机组前置精密过滤器微热再生干燥器后置精密过滤器储气罐厂区管网。压缩空气站布置在板带车间辅跨，由机器间、配电仪表值班室、变压器室等组成。423给排水4231新水本项目新水主要供生产、公铺设施站房的生产用水、循环水系统的补充水，食堂、车间生活间、浴室用水、消防给水及绿化用水，用水量约25T/H。本项目新水由市政自来水管网供应。4232软化水软化水主要供磨床乳液配制用水，用量约6T/H。软化水系统布置在循环水泵站内，设软化水处理装置1套，处理能力约58T/H。4233循环水本项目用水主要为循环水。用量约为1000T/H。在板带车间辅跨内设循环水泵站1座。站内设备有热水泵、冷水泵、冷却塔、自动排污过滤器、水质稳定处理设备等。循环水系统供由循环水泵房、循环冷水池、循环热水池、水处理设施、循环水管网等构成。其主要工艺流程如下用水设备热水池热水泵冷却塔冷水池冷水泵用水设备补充水杀菌剂4234排水排水系统由生活污水系统、生产废水系统、雨排水系统、含油废水处理系统等组成。生产废水主要是循环水系统的排污水，符合排放要求，可直接进入排水管网。屋面及路面雨水经室外钢筋混凝土排水管管道汇集后排至厂外排水管网。生活污水为车间生活间等处的洗涤排水及粪便污水，排入厂区生活污水处理站,处理达标后与生产废水、雨水合流排放。轧机区域产生的含油废水排至工业废水处理站，经处理达标后入排水管网。424桶装油库板带车间消耗工艺轧制油、设备液压油和润滑油，总消耗量约125T/A。厂区边角上设一个桶装油库。储存周期为20D，油库设计储量为8T左右。425综合仓库在板带车间热处理跨端头以半墙隔出约900M2，作为综合仓库，堆放除油料以外的辅助材料。426燃料及供热本项目为食堂、淋浴间供热，在板带车间辅跨设1T/H的燃气锅炉房。本项目拟用煤作为燃料，当地采购。43总图运输431总平面布置（1）设计依据设计依据工业企业总平面设计规范（GB5018793）、建筑设计防火规范（GBJ1687）等。（2）布置原则厂区总平面布置应符合国家的有关规定及要求，结合场地自然条件及现状，满足生产运输、安全卫生、环境保护等方面的需要；同时考虑企业在生产、交通运输、动力设施、设备维修等方面的协作关系，遵循节约用地的原则，做到生产工艺流程顺畅，通道宽度适中，总图布置合理紧凑，协调统一。（3）布置概况板带车间和熔铸车间分别采用联跨厂房布置在场地中央。高压变电站、压缩空气站深入负荷中心，布置在熔铸车间辅跨。循环水泵站、工业废水处理站、桶装油库、食堂布置在场地边侧，与板带车间辅跨隔路相望。本工程厂区长500M，宽300M，占地面积150000M2。场地标高的设置拟结合厂区道路标高及四周的地势，以利于场地雨水排放及道路的连接。厂区总平面布置图待公司初步选址后再定。432厂内外运输本项目厂外运输总量为43223T/A，其中运入23717T/A，运出19506T/A。厂外运输外协解决。厂内运输采用汽车与叉车相结合的运输方式，需汽车2辆，叉车2辆。厂内新建道路围绕主要生产车间成环行路，其结构拟采用城市性水泥混凝土路面，主干道路宽度为9M，道路转弯半径为9M。各项技术指标符合厂矿道路设计规范（GBJ2287）的要求。44项目所需人员生产人员是按照生产设备正常运转所需要的岗位定员确定的，共计700人。项目所需人员由社会招聘解决。项目所需人员详见表42。表42劳动定员表序号单位名称总计1熔铸车间2072板带车间3173高压配电站94循环水泵站75压缩空气站76综合仓库107补缺勤178非生产126合计70045建设工期根据国内同类项目建设经验，结合本项目设备设计制造、工程设计进度及设备、施工招投标、施工力量等诸多因素确定本项目建设周期，从主要生产设备供货合同生效开始到生产线验收投产，总建设周期估计为2年。（1）设计进度设计工作分为三个阶段进行设计前期、初步设计和施工图设计。设计前期由甲方和设计单位共同对主要生产设备进行考察、询价，确定性能，直止招标签定合同。设计单位同时收集初步设计必要的设备资料。预计该阶段需要大约23个月。初步设计可行性研究报告审批后即可开展初步设计。预计需23个月。施工图设计在主要生产设备定货合同生效并取得初步设备资料后，可先开展主厂房施工图设计。厂房内部设施及辅助生产设施施工图设计依据设备资料到齐陆续开展。在条件成熟的情况下，单台冷轧机基础施工图设计可在253个月内完成。（2）设备制造进度本工程主要生产设备是轧机。轧机的设计、制造周期在1418个月，因此，在条件允许的情况下，主要设备宜及早考察、技术交流、询价、定货。（3）施工、安装进度选择有资质的设备配套、技术力量强的土建施工和设备安装单位，及早开展施工准备,预计单台轧机基础土建施工3个月左右，设备安装调试34个月。（4）为确保工程进度，建设单位应在选择设计、制造能力强，信誉好的设备厂家重视工程设计联络工作建设资金要及时到位，满足工程建设要求组织精干的工程指挥班子，保证设计、施工、设备安装、调试等各环节的紧密衔接，做好项目供电、供水等外部协调工作，从而保证工程质量和工期。5环境影响评价51项目组成本项目主要设施为熔铸车间、板带车间、高压配电站、循环水泵站、压缩空气站、桶装油库等52建设规模本项目设计规模为年产镁及镁合金板带材10000T及镁合金圆锭8000T。53污染源及治理措施本工程产生的主要污染物有油雾、废轧制油、废过滤介质、生活污水、噪声等。531油雾板带车间的热轧机、温轧机、冷轧机在轧制过程中采用以煤油为基的轧制油润滑冷却，有油雾散发。设计中将油雾经排烟罩捕集后，采用油雾净化处理，经过不低于15M高排气筒排放。532废水本项目生产废水主要为循环水系统的排污水，其中净循环排污水属清洁废水，可直接排入厂区排水管网。生活污水来自车间卫生间等处，主要含有机污染物，拟经化粪池处理后排入厂区排水管网，一并外排。轧机周围及其地下室冲洗地面产生含油废水，含油废水将送至厂区废水处理站处理后达标排放，处理工艺如下含油废水均质反应气浮过滤吸附生化排放533废轧制油及废过滤介质板带车间的轧机在轧制过程中采用全油润滑冷却，轧制油循环使用，定期更换并外售处理。板带车间产生的废过滤纸、废硅藻土等废过滤介质因含油，属危险固体废料。拟外售综合利用，例如掺入煤中送入锅炉进行焚烧处理。534废料板带车间车间综合成品率为667，年镁合金边角废料、技术废料量5000T，全部返回熔铸车间。535噪声本工程主要噪声源有风机等。拟将风机配置在单独的风机房内，房屋设隔声门窗，以降低风机设备噪声对外环境的影响。54绿化绿化在美化环境、净化空气及减小噪声污染方面起着重要作用。本工程总图设计将在厂区道路两旁及建筑物之间的空地种植树木、花卉和草皮等，绿化系数将在30以上。6投资估算与资金筹措61投资估算611建设投资估算建设投资估算包括主要生产车间（熔铸、板带）和公用辅助设施的工程费用、其他建设费用、工程预备费和建设期利息等。其中（1）工程费用主要包括上述各建设子项的建筑工程费、设备购置费、设备安装费等，参照近期类似项目进行估算。（2）工程建设其他费用主要包括建设单位管理费、土地使用费、勘察设计费、工程监理费、联合试运转费、职工培训费以及引进设备和技术的其他费用等，参照相关的定额指标并结合本项目的特点进行估算。（3）工程预备费按工程费用和其他建设费用之和的14计算。（4）外汇汇率按1美元81元人民币计。根据上述原则估算结果，本项目建设投资28249万元含外汇213万美元，具体估算结果见表61。612流动资金估算流动资金根据项目的原料来源、生产过程中资金的占用及产品的销售方向，按照分项估算法进行估算。估算结果，本项目正常生产年份需流动资金15650万元，详见表62。613项目投入总资金项目投入总资金包括建设投资和流动资金。本项目投资总额为43899万元，其中外汇213万美元。62资金筹措与使用计划621资金来源项目建设投资28249万元，全部为自有资金。正常达产需流动资金15650万元，全部为自有资金。622资金使用计划本项目建设期计划2年，建设资金根据项目实施计划和进度安排分期投入使用。建成投产后，根据项目产品特点，预计达到设计生产能力需要六年时间，投产第一年达产25，第二年达产30，第三年达产40，第四年达产60，第五年达产80，第六年后达产100。流动资金按照生产需要分期投入使用。表71人民币其中外汇人民币其中外汇人民币其中外汇一工程费用一主要生产设施616818562131048190722131熔铸车间968269518638492压延车间52091612138621523213二公用辅助生产设施6727501241546三总图道路运输63860698四厂区综合管网380380小计7858126621317221696213二其他基建费用30843084三工程预备费34693469合计7858126621317265328249213合计建设投资估算表人民币万元；外汇万美元设备费其他费用序号工程名称及费用建筑工程安装费表62达产年流动资金估算表序号项目周转天数天占用资金万元1流动资产11应收帐款451416012存货4820121原材料201810122辅助材料20200123燃料124在产品101140125产成品101620126备品备件455013现金301570流动资产小计205502流动负债490021应付帐款454900流动资金总额156507财务效益71销售收入与成本费用711销售收入估算根据目前同类产品的国内外市场价格，本项目产品的销售价格在考虑产品的市场竞争力的前提下确定。经计算，项目达产年不含税销售收入为96838万元含税收入为113300万元。达产期年销售收入估算详见表71。达产年销售收入测算表表71产品名称含税单价（元/吨）去税单价（元/吨）销量吨去税收入（万元）挤压圆锭2100017949800014359热轧板7000059829700041880温轧板150000128205250032051冷轧板2000001709405008547小计1800096838712成本费用估算产品总成本费用组成包括原材料