中国工业炉行业分析报告(热处理行业).doc
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1、2010中国工业炉行业分析报告2010.10摘要工业炉是热处理行业的主要设备,而热处理行业是机械工业的重要组成部分,是促进金属材料潜力充分发挥、提高机械零件内在质量和使用寿命的关键加工工序。热处理设备是实现热处理工艺的基础和保证,直接关系到热处理技术水平的高低和工件质量的好坏。中国热处理设备的生产已有40年历史,现已具备一定的规模和能力。“十一五”期末,热处理全行业共有热处理企业(含专业化厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产企业及主机厂的热处理分厂、车间)18000家,其中规模以上专业化热处理企业近6000家,热处理设备制造企业约1200家,工艺材料厂750家。全行业热处理生产设备近10万
2、标准(150kWh)台,装机容量约1500万kW,年耗电约230亿kWh。骨干企业平均单位能耗约500kWh。全行业规模以上企业实现销售收入560亿元。全行业职工约54万,全员劳动生产率约11万元人。随着世界经济的复苏,经济的全球化,世界制造业正在向中国转移,各地纷纷打造承接世界制造业的基地,我国的热处理行业面临巨大的机遇。同时,伴随着我国“十二五规划“的节能减排要求全面出台,我国的热处理行业将迎来一个设备更新换代,技术要求不断升高的阶段,若能抓住这个机会,企业将迎来巨大的发展。当然,这个行业也存在着各种各样的问题,文中会具体阐述。本文2010中国工业炉行业分析报告全面总结以工业炉为代表的热处
3、理行业的发展概况,从竞争环境、行业SWOT分析等方面进行阐述,并对中国工业炉产业的投资价值和风险进行探讨,希望能为公司对于行业把握和项目筛选提供有效参考。一、产品概述51.1产品定义51.2应用分类51.3设备分类61.4专业知识91.5加热方式比较91.6发展趋势10二、行业概况122.1热处理行业规模及发展现状122.2热处理行业目前存在的问题142.3我国和国际先进水平的差距16三、竞争环境173.1行业竞争概况173.2易普森工业炉(上海)有限公司(外资)223.3爱协林热处理系统(北京)有限公司(外资)233.4江苏丰东热技术股份有限公司(外资)243.5应达集团中国独资公司(外资)
4、263.6赛克(北京)工业炉制造有限公司(合资)263.7上海汇森益发工业炉有限公司(合资)273.8中国联合工程公司(国企)283.9重庆工业炉股份有限公司(国企)283.10天龙科技炉业(无锡)有限公司(国企)293.11上海中加电炉有限公司(国企)313.12广东世创金属科技有限公司(民营)313.13南京长江工业炉科技有限公司(民营)323.14沈阳东大工业炉有限公司(民营)333.15金舟电炉(民营)333.16湖州航达(民营)34四、行业的SWOT 分析35五、投资价值分析365.1经济环境良好365.2相关政策鼓励365.3 市场需求旺盛375.4技术力量提升39六、投资风险分析
5、406.1经营风险406.2市场风险406.3政策性风险406.4竞争风险416.5财务风险41一、产品概述1.1产品定义工业炉是热处理行业的主要设备,而热处理行业是机械工业的重要组成部分,是促进金属材料潜力充分发挥、提高机械零件内在质量和使用寿命的关键加工工序。机械产品的性能和寿命不单纯取决于材料的种类和成分,通过热处理加工可以改变材料内部的组织,进而改变材料的使用性能和提高寿命。提高热处理技术装备水平和生产技术水平可实现节能、节材,增强企业竞争能力。热处理设备是实现热处理工艺的基础和保证,直接关系到热处理技术水平的高低和工件质量的好坏。中国热处理设备的生产已有40年历史,现已具备一定的规模
6、和能力。最初是仿苏四、五十年代的在空气中加热的电阻炉,并以箱式炉和井式炉为主。七十年代对主要炉种进行了整顿,品种规格有所增加,性能有所改进,系列化程度有所提高。八十年代又进行了一次产品更新换代,发展了第二代节能系列产品,能生产多用炉、真空炉、离子渗氮炉、流态粒子炉等新型炉种。1.2应用分类 机械工业应用的工业炉有多种类型,在铸造车间,有熔炼金属的冲天炉、感应炉、电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等;有烘烤砂型的砂型干燥炉、铁合金烘炉和铸件退火炉等;在锻压车间,有对钢锭或钢坯进行锻前加热的各种加热炉,和锻后消除应力的热处理炉;在金属热处理车间,有改善工件机械性能的各种退火、正火、淬火和回火的热
7、处理炉;在焊接车间,有焊件的焊前预热炉和焊后回火炉;在粉末冶金车间有烧结金属的加热炉等。工业炉还广泛应用于其他工业,如冶金工业的金属熔炼炉、矿石烧结炉和炼焦炉;石油工业的蒸馏炉和裂化炉;煤气工业的发生炉;硅酸盐工业的水泥窑和玻璃熔化、玻璃退火炉;食品工业的烘烤炉等。1.3设备分类工业炉按供热方式分为两类:一类是火焰炉(或称燃料炉),用固体、液体或气体燃料在炉内的燃烧热量对工件进行加热;第二类是电炉,在炉内将电能转化为热量进行加热。 工业炉按热工制度又可分为两类:一类是间断式炉又称周期式炉,其特点是炉子间断生产,在每一加热周期内炉温是变化的,如室式炉、台车式炉、井式炉等;第二类是连续式炉,其特点
8、是炉子连续生产,炉膛内划分温度区段。在加热过程中每一区段的温度是不变的,工件由低温的预热区逐步进入高温的加热区,如连续式加热炉和热处理炉、环形炉、步进式炉、振底式炉等。 按炉型可分为:箱式炉,台车炉,井式炉,罩式炉,密封箱式炉,输送式炉,推送式炉,振底式炉,滚筒式炉,转底式炉,转筒式炉,辊底式炉等。膛式火焰炉膛式火焰炉的工作室叫做炉膛,由炉底、炉墙和炉顶组成。用作或时,炉底的结构有多种型式,并可按炉底结构称为车底炉、推料式炉、步进炉、辊底炉、链式炉、环形炉等。熔炼用火焰炉(如炼铜)的炉底是凹下的熔池,用以存放熔融金属。熔池的形状,呈长方形、圆形或椭圆形。熔池底部有液体金属的排出口。炉墙上有炉门
9、、窥视孔、出渣口等。炉顶结构有拱顶和吊顶两种;前者用于宽度较小的炉子,后者用于较宽的炉子。在高温火焰炉上,火焰直接进入炉膛。如以块煤为燃料,则需单独设置固体燃料的燃烧室,火焰翻过火口进入炉膛。如以粉煤、煤气或燃料油为燃料,则需用燃烧器。 回转炉回转炉或称回转窑,在冶金工业中用于铁矿石的直接还原、氧化铝矿物的焙烧、粘土矿物的焙烧,以及各种散状原料的焙烧挥发、离析和干燥作业。回转炉的炉体呈圆筒形,用厚钢板制成,筒内衬以耐火材料。炉体横架在支座的滚轮上,稍倾斜(46)。炉体长度与直径之比在12:1到30:1之间。操作时炉体匀速转动。由于炉体的倾斜和转动,炉料由高处逐渐移向低处。炉料在运动过程中逐渐升
10、温,并依次发生物理、化学变化。回转炉的温度一般控制在炉料熔点以下。 电炉电炉利用电热效应供热的冶金炉神光电炉。电炉设备通常是成套的,包括电炉炉体,电力设备(电炉变压器、整流器、变频器等),开闭器,附属辅助电器(阻流器、补偿电容等),真空设备,检测控制仪表(电工仪表、热工仪表等),自动调节系统,炉用机械设备(进出料机械、炉体倾转装置等)。大型电炉的电力设备和检测控制仪表等一般集中在电炉供电室。同燃料炉比较,电炉的优点有:炉内气氛容易控制,甚至可抽成真空;物料加热快,加热温度高,温度容易控制;生产过程较易实现机械化和自动化;劳动卫生条件好;热效率高;产品质量好等。 箱式炉(箱式淬火炉或箱式电阻炉)
11、 箱式炉可分为高温箱式炉、中温箱式炉、低温箱式炉三种类型,主要由炉壳、炉衬、炉门、传动机构、电热元件及电气控制装置组成。炉壳由钢板及型钢焊接而成,炉衬一般由轻质高铝砖、轻质黏土砖、耐火纤维、保温砖以及填料组成。电热元件多为铁铬铝、镍铬合金丝绕成的螺旋体,分别安装在炉膛侧壁搁砖和炉底上。大型箱式炉还在炉膛后壁和炉门上安装电热元件,使炉膛温度保持均匀。高中温炉底部电热元件用耐热钢炉底板覆盖,工件置于炉底板上进行加热。 台车炉(台车式淬火炉或台车式电阻炉) 台车炉是中温箱式炉的一种改进型,主要用于大型工件的正火、退火及淬火加热。主要特点是炉底采用电力驱动,靠机械结构拉出炉外,便于工人使用吊车装卸工件
12、,减轻劳动强度。大型台车炉在炉门和后炉墙装电阻丝,有的还在炉顶设置风扇,使炉温均匀。 井式炉(井式淬火炉或井式电阻炉) 适用于需垂直悬挂加热的长工件。此类设备密封性较好,热损失小,所以应用极为广泛。我国生产的井式炉有高温井式炉、中温井式炉、低温井式炉和井式气体渗碳炉四种。 井式气体渗碳炉 主要用于钢的气体渗碳、氮化和碳氮共渗与重要零件的淬火和退火加热等。其结构与低温井式炉相近。不同之处是井式气体渗碳炉中设置有耐热钢炉罐,并用炉盖密封,将电热元件与炉内气氛隔开。工作时,渗碳剂从炉盖上的滴量器滴入炉中,热裂后经风扇搅动循环,均匀接触工件,废气从炉盖上的排气孔排出。 热处理盐浴炉 盐浴炉是采用熔盐作
13、为加热介质的热处理设备,特点是结构简单,制造容易,加热速度快且均匀,工件氧化脱碳少,便于细长工件悬挂加热和局部加热。盐浴炉广泛用于工件的淬火、正火加热、局部加热淬火、化学热处理、分级淬火和等温淬火、回火等。 盐浴炉按热源方式可分为内热式盐浴炉和外热式盐浴炉两种。内热式盐浴炉以电极式盐浴炉应用最普遍;外热式盐浴炉按热源种类不同有电热式盐浴炉和燃料加热式盐浴炉两种,以电热式坩锅盐浴炉应用为多。1.4专业知识工业炉以单位时间单位炉底面积计算的炉子加热能力称为炉子生产率。炉子升温速度越快、炉子装载量越大,则炉子生产率越高。在一般情况下,炉子生产率越高,则加热每千克物料的单位热量消耗也越低。因此,为了降
14、低能源消耗,应该满负荷生产,尽量提高炉子生产率,同时对燃烧装置实行燃料与助燃空气的自动比例调节,以防止空气量过剩或不足。此外,还要减少炉墙蓄热和散热损失、水冷构件热损失、各种开口的辐射热损失、离炉烟气带走的热损失等。 金属或物料加热时吸收的热量与供入炉内的热量之比,称为炉子热效率。连续式炉比间断式炉的热效率高,因为连续式炉的生产率高,而且是不间断工作的,炉子热制度处于稳定状态,没有周期性的炉墙蓄热损失,还由于炉膛内部有一个预热炉料的区段,烟气部分余热为入炉的冷工件所吸收,降低了离炉烟气的温度。 提高炉子热效率的基本措施是:充分提高燃烧效率,强化对工件的传热 ;尽可能地连续生产和满负荷工作;设置
15、预热器,对空气及煤气进行预热,以回收烟气余热;采用比热容和热导率低的耐火材料,以减少炉墙蓄热和散热损失。 为了使炉温恒定和实现规定的升温速度,除必须根据工艺要求、预热器和炉用机械型式、燃料和燃烧装置类别、工业炉排烟方式等确定优良的炉型结构外,还需要对燃料和助燃空气的流量和压力,或对电功率等可控变量通过各种控制单元进行相互调节,以实现炉温、炉气氛或炉压的自动控制。1.5加热方式比较热处理的能源一般可分为电能和燃料两大类。用电或用燃料,以及用何种燃料取决于生产成本,能源供应条件,操作与控制的难易程度、可靠性,热处理工艺的特性和对生态环境影响等综合因素。电加热干净,温度易控制,辅助设施少,操作简便是
16、其优点。用电阻炉加热理论上可获得70%80%的热利用率,但电是二次能源,考虑到发电的效率,电阻炉的综合热利用率不超过30%。电能价格高,从而生产成本也高。由于科学技术的发展,水电和核电比重的增加,在国际上电能的价格有相对降低的趋向,所以,当前国际上的动向还是采用电能的比重逐步增加。用燃料比用电便宜,但其燃烧过程较为复杂,同时用燃料比用电会造成较多的环境污染。但随着控制技术的进步,使气代电和液体燃料炉温度实现精确控制成为可能。天燃气是一次能源,热处理炉除直接燃烧可获得至少30%的热效率外,烟道气废热还可用来预热燃烧,用空气、回火炉加热、清洗液和淬火油的加热以及其他生活用途,使绝对的热利用率可达到
17、80%以上。目前,先进工业国家的热处理燃料炉占有相当比重。据调查,西欧国家热处理用燃料炉的比重占20%30%,美国占25.5%,而日本燃料炉主要用重油、煤油、液化气和城市煤气总共占61.4%。近10年来,我国天燃资源勘探有重大突破。将为热处理行业创造非常便利的用气条件。1.6发展趋势1.6.1智能化发展运用最新程序和热处理数据库,计算机模拟仿真技术和控制技术,采用高度柔性化、智能化的综合控制和管理系统于工业电炉及其生产线。未来的设备操作者仅需将待处理的工件数量、图样输入计算机,整套设备将自行处理出高质量的产品。目前已实现了整个系统实时多项目操作控制。如控制装料量、运行速度、温度、碳势等,可实现
18、多台群控系统,全屏幕监视及控制分批进料之动态。能完全工艺程序控制,可储存若干个工艺。能完全记录设备运行状况中所检测到的工艺参数(零件号、材料、温度、气氛等),送计算机进行处理并存储记录。可随时调阅和打印。可贮存十年的记录。1.6.2高质量质量分散率为零,热处理畸变为零。质量控制措施:设备温度控制:炉温稳定性1、炉温均匀性5、冷处理温度均匀性5。开关式温度控制将被淘汰。炉内气氛控制:炉内气氛均匀性0.05%C。氧探头、除碳空气泵、碳势控制仪、炉气调节器可靠配合电炉上普遍采用。淬火槽控制:在保证工件硬度均匀性及减少零件变形方面从以往的单纯降低冷却速度发展到致力于提高冷却均匀性,淬火槽添加可调速强力
19、搅拌器,重视淬火槽流场、强调淬火槽温度均匀性。淬火槽温度可控。电脑冷却介质性能检测仪被许多用户所接受。热处理畸变的控制:采用淬火炉预热区加长消除应力。采用全封闭带保温可控分级淬火槽。淬火介质温度均匀性5。为减少零件残余奥氏体量、控制热加工后微量变形。1.6.3低成本:随着我国加入WTO,我国企业将置身于国际化大市场竞争的环境之中,市场将更迫切需要价廉物美的热处理设备。而价廉物美的热处理设备将是低成本的热处理设备而不是低价格的热处理设备。热处理设备的成本由五部分组成:设备采办费、设备运行费、设备维修费、设备停工费、热处理失效处理费。为此,设备制造商将不是力争提供低价格的热处理设备,而是力争提供低
20、成本的热处理设备。1.6.4环保型:世界环境与发展首脑会议通过了“21世纪议程”倡导发展清洁生产,我国在“加速科学进步的决定”中正式将清洁生产列为重点开发推广的共性技术。进一步推广和开发各种清洁热处理技术和清洗、清理技术。目前已较成熟的清洁热处理如:可控气氛热处理、真空热处理、感应热处理、离子热处理、激光热处理、少无污染的冷却技术和清洗技术等。二、行业概况2.1热处理行业规模及发展现状“十一五”以来,热处理行业抓住国际产业转移的发展机遇,以改革、改组、改造为重点,以结构调整为主线,以技术创新为动力,以技术改造和设备更新为手段,提高了产业素质,提升了产业层次,完成了“十一五”规划目标。(一)行业
21、规模有所扩大。“十一五”期末,全行业共有热处理企业(含专业化厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产企业及主机厂的热处理分厂、车间)18000家,其中规模以上专业化热处理企业近6000家,热处理设备制造企业约1200家,工艺材料厂750家。全行业热处理生产设备近10万标准(150kWh)台,装机容量约1500万kW,年耗电约230亿kWh。骨干企业平均单位能耗约500kWh。全行业规模以上企业实现销售收入560亿元。全行业职工约54万,全员劳动生产率约11万元人。(二)专业化生产有所发展。随着改革开放的深入、市场机制不断完善和融入世界经济一体化的发展,我国中小三资制造企业大量出现,热处理专业厂
22、如雨后春笋般涌出,到本世纪初已发展到5000多家。其中不乏资金充足,设备先进,技术起点高,管理有条,经济效益好的佼佼者。中国热协在“十五”和“十一五”期间积极推动热处理企业规范化生产,显著提高了热处理专业厂的生产技术水平、管理水平和市场竞争能力。(三)生产技术有长足进步。少无氧化加热热处理比重已达60以上,真空加热油淬、高压气淬、低压渗碳热处理广为推广,多用炉气体渗碳基本实现碳势自动控制,4米以上特大型齿轮用国产设备实现了深层可控渗碳淬火,高温快速渗碳和氮势可控渗氮也都用于生产,超高频、高频、超音频、中频、工频、双频感应热处理、横向磁场加热、数控模拟感应淬火技术都在生产中应用,铁素体状态下的低
23、温化学热处理、金属和非金属材料的物理和化学气相沉积,激光热处理、等离子热处理和化学热处理都获得较普遍采用或一定程度推广。化学热处理催渗技术处于国际领先水平,已在不少大型骨干企业推广,由于工艺周期的明显缩短,节能效果显著。(四)生产设备有所更新。由于大型国营企业和大量热处理加工企业兴起的技术改造,华东和华南沿海城市轻工、电气产品模具的大量需求,航空制造大量接受飞机零件加工的对外协作,兴起了以购置真空热处理设备和密封多用炉生产线为主的设备更新浪潮。汽车、铁道、造船、风电、兵器、钻探、采掘等行业的汽油机、柴油机、减速箱零件、基础零部件的热处理也基本实现了以推杆炉、辊棒炉、链板炉、网带炉、密封多用炉、
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