宝钢的报告第二部分.ppt
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1、有色金属深加工投资机会研究咨询报告(中),2002年7月,2,铝加工技术、铝加工企业与可能的合作策略对项目开发计划深有影响,目录,3,铝加工技术研究熔铸技术,熔铸生产技术的发展新趋向,对合金凝固理论与过程进行深入研究和电子计算机控制,以预测铸锭的显微组织、表面特征、应力分布和变形规律。开发鉴别和分开废料的方法,以改进和完善废铝回收工艺。优化铝合金的化学成分、主要元素配比和微量元素的含量。强化和优化铝熔体在线净化处理技术,尽量减少熔体中的气体(H2等)和夹杂物的含量,如使氯含量小于0.1ml/kg;Na离子含量小于3mg/kg等。强化和优化细化处理和变质处理技术,不断改进和完善Al-Ti-B、A
2、l-Ti-C细化工艺,改进Sc、Na、P等变质处理工艺。采用先进的熔铝炉型和高效喷嘴,不断提高熔炼技术和热效率。目前世界上最大的熔铝炉为150t,是一种圆型、可倾斜、可开盖、计算机自动控制的燃气炉。采用先进的铸造方法,如电磁铸造、电磁搅拌、油气混合润滑铸造、矮结晶器铸造等。,4,轧制技术的发展新趋向,热轧机向大型化、控制自动化和精密化方向发展。目前世界上最大的热轧为美国的5588mm热轧机组,热轧板的最大宽度为5000mm,最厚为270mm,最长为30m。二人转的老式轧制将被淘汰,四辊式单机架单卷取将被双卷取所代替,适当发展热粗轧+热精轧(即1+1)的生产方式,大力发展1+3、1+4、1+5等
3、热连轧生产方式。连铸连轧向高速高精薄壁方向发展。最近美国研制成功大高速薄壁连铸轧机组可生产宽2000mm、厚度为2mm的连铸轧板材,速度可达10m/s,可代替冷轧机,直接供给铝箔毛料,有的甚至可作为易拉罐的毛坯料。冷轧向宽幅(2000mm)、高速(最大为45m/s)、高精度(2)、高度自动控制方向发展,冷连轧也开始抬头,可大幅度提高生产效率。铝箔轧制向更宽、更薄、更精、更自动化的方向发展,可用不等厚的双合轧制生产0.004mm的特薄铝薄。同时开发了喷雾成形等其它生产铝箔的方法。深入研究热轧时合金强度、变形能力与组织的关系以及冷轧时合金的强度、变形能力与时间、温度、压下率等的关系,探索合金成分加
4、工工艺组织性能的变化规律和最佳组配。,铝加工技术研究轧制技术,5,挤压技术的发展新趋向,铝合金挤压型材是一种永不衰败的材料,正在向大型化、扁宽化、薄壁化、高精化、复杂化、多品种、多用途、多功能、高效率、高质量方向发展目前世界上最大的挤压机为350MN的立式反向挤压机,可生产1500mm以上的管材,俄国的200MN卧式挤压机可生产2500mm宽的整体壁板。全世界共有大约20台左右的80MN的挤压机,主要生产大型薄壁扁宽的空心与实心型材、精密大径薄壁管材。扁挤压、组合模挤压、宽展挤压、等温挤压、高速挤压、高效反向挤压等新工艺不断涌现,工模具结构不断创新,设备、工艺技术、生产管理的全线自动化程度不断
5、提高。高速轧管、双线拉拨技术将得到进一步发展,连续挤压、连铸连挤、半固态挤压等新技术会进一步完善。研究开发挤压模具和大型工具的设计计算机系统,进一步提高工模具的质量和使用寿命。开发测定各种挤压变形性能的方法及相关试验技术,以不断提高挤压生产效率和产品质量。研究相对应变、应变速度、温度、应力状态对铝合金材料挤压变形性能的影响,以优化工艺。,铝加工技术研究挤压技术,6,锻压技术的发展新趋向,铝合金锻件主要用作重要受力结构件。锻压液压机正向大型化和精密化方向发展。俄国的750MN、法国的650MN、美国的450MN以及中国的300MN等属于超重型锻压水压机,最大的模锻件可达3.5m2,最大重量达1.
6、5t以上。无加工余量的精密模锻、多向模锻、等温模锻等新工艺将得到发展。由于铝合金模锻件的品种多、批量小、模具成本昂贵,目前世界上有用预拉伸厚板数控加工的方法部分代替大型模锻件的趋势。,铝加工技术研究锻压技术,7,铝材深加工技术的发展新趋向,铝加工材与铸件和压铸件的表面处理向多元化、多功能、花色品种多样化发展。铝及铝合金的焊接、压接、粘接等接合技术成为扩大铝材应用的关键技术之一。正在研制和开发各种新的焊接方法、焊接设备、焊接工艺以及多种新型结合方法、粘接剂,以扩大铝材在航天航空、铁道车辆、汽车和轮船上的应用。优先开发先进的生产成品尺寸零件与近成品尺寸零件的净成形工艺,如精密压铸、深孔拉伸、半固态
7、成形、超塑性成形、精密连接成形等技术将获得大力发展。开发新型结构的铝合金门窗、幕墙、房屋框架、桥梁等的设计、建设与试验技术。大型全铝轿车、卡车、集装箱、船舶上层建筑以及铝质高速列车和轨道车辆的设计、制造技术。,铝加工技术研究深加工技术,8,高效、高精度、高性能铝合金板带箔材生产技术,随着交通、能源、信息等产业的发展,铝及铝合金材料倍受关注。航天、航空对铝合金带板材提出了高精度、高性能、超簿、高强度的要求。目前,我国易拉罐板、彩色 PS极基板、幕墙板以及防盗盖板等高性能薄板,仍不能满足国内场的全部需求每年仍需花费大量外汇进口.目前,世界交通运输业用铝为产量的26%,而我国仅占7.2%。随着我国国
8、民经济的发展和人民生活水平的提高,开发高强度高韧性、高可靠性的飞机蒙皮板,以及具有优良深冲性能耐蚀性、焊接性的车身铝板和易拉罐板,彩色涂层板,PS基板,幕墙板,防盗盖板等板带材生产技术,是十分必要的。通讯、包装、电器工业的高速发展,对电子工业生产的电解电容器提出了小型化、高性能、低成本的发展要求,日本JCC公司生产的高压阳极箔赋能后400V下的比电容达到 0.57Fcm2。我国在电解电容器铝箔的研制上也开展了大量工作,目前已能生产阴极铝合金箔,比电容达到法国实物水平;所试生产的高压阳极箔400V时的比电容仅为 0.37 0.40Fcm2,仅为JCC公司同类产品的中等水平,大量高纯箔仍需进口。包
9、装用的双零箔,目前国外已从7m减薄到6.5m以至到6.0m以下。开发的关键是解决针孔度和厚差问题,目前国外优质箔的针孔度(双零7箔)已低于200个m2,最好达30个m2水平,而国产箔的针孔度仍高达500个m2以上。厚差国外可控制在15%以内,国产箔为10,且多为上限。而且国内铝箔轧机的产量不到产能的50,开发潜力巨大。,铝加工技术研究其他,9,再生铝加工企业研究上海新格,中国最大的二次铝合金锭熔炼厂,基本情况:地 址:泰和西路2727号邮 编:201907电 话:传 真:访谈人:资材部经理,朱启贤 公司背景 上海新格有色金属有限公司为英属维京群岛新格投资公司和当地政府的合作企业,投资一千万美元
10、,占地近十万平方米,现有员工1,400人,专业生产二次铝、锌、铜合金锭,原料大部从国外进口。目前月产能逾1万吨。新格成立于1993年1月5日,1994年10月投产,经六年多发展、扩建,从最初的一套40吨铝合金锭熔炉增至目前的铝炉四套(分别为40、45、50、10吨),5吨锌炉和铜炉各一台以及回转炉三台,铝合金产量从1995年的1.5万吨猛增为1999年的近8万吨。1999年全年铝合金锭产量为76,805吨。,10,再生铝加工企业研究上海新格(续),中国最大的二次铝合金锭熔炼厂(续),产品与产能新格可按不同的国际标准特别是日本的JPS标准或按客户的需求生产各种牌号之铸造压铸用铝、锌、铜合金锭,主
11、要铝合金产品为ADC10(Y112)、ADC(Y113)、DIN226及其它ADC、AC系列;主要锌合金为ZAMAK3(903),ZAMAK5(925)和ZSG3等,以及含铜量从5882不等之铜合金锭。目前新格可以日生产铝合金锭300吨,月产能万吨,年产能力超过十万吨。目标市场铝合金锭70出口到日本、东南亚的汽、摩及电器等制造工业,一些著名的大公司如丰田、本田、日产、雅马哈、三井、三菱等均是新格的重要客户;30供应国内市场。质量控制为了确保产品质量,新格不惜花费巨资购进国际最先进之检测分析仪器,如金相显微仪,日本,德国和美国的分光仪及以各种物理性能检测仪器,建立并不断完善测试手段。鉴此,新格的
12、铝合金锭享誉海外,于1996年1月14日在伦敦金属交易所(LME)以SIGMA品牌注册,成为中国首家在LME挂牌交易之公司。公司成果及获奖情况从1995年起,新格年年名列宝山区出口创汇第一名,上海市出口创汇前十名,并在9697年度外经贸部和国家统计联合评出的全国500家最大外商投资企业中排名第260位。此外,新格在海关、商检、环保等国家机构的年审与考评中也屡获嘉奖。,11,再生铝加工企业研究上海新格(续),合作态度及其建议,合作态度:新格对本项目的合作不是特别热心第一、产品大量销往国外(70%左右出口到日本);第二、新格企业的大部分原料(废铝)也都是通过进口解决,且其有大量库存;第三、铝产品品
13、种较多,新格主要生产只限于几种牌号,而宝钢国际委托加工的产品要求尚不是十分明确;新格目前对废料的管理新格月产再生铝锭万吨,对废铝的需求量在12000吨左右。为了更好的利用其废铝资源,新格企业目前有800名左右的工人每日对大量的废铝进行分类工作。据朱启贤经理介绍,一个熟练工人一日可分拣废铝500公斤,而对大件的分拣,一个人一日可做三到五吨不等。新格建议行业有分工,新格虽然有十分庞大的废铝分拣队伍,也不是对每一类项都做得十分仔细,有许多东西如电路板他们又转卖给其他人进行分拆。这不是不能做,不是不愿意做,而是因为做了之后投入和产出比不划算。同时,虽然总产量很大(年产量超过十万吨),新格目前专注于极小
14、范围内的产品,他们认为只有这样做才能做好。,12,宝钢国际的有色金属回收深加工项目有几种处理方式,因而可以有不同的的合作策略,合作策略研究合作方式,不进行加工直接处理,委托其他厂商加工处理,同其他厂联合开发处理,单纯的买卖关系,靠买卖合约维系,部分合作关系,更强的合约维系,合作与利益共享关系,自行加工处理,不同其他厂商发生关系,13,不同的的合作策略各有其优缺点,合作策略研究合作方式的优缺点,不进行加工直接处理,委托其他厂商加工处理,同其他厂商联合开发处理,自行加工处理,14,宝钢国际具有如下的有利因素与不利因素,合作策略研究有利与不利因素,15,宝钢国际的策略应该是先从委托加工开始,逐步向合
15、作开发过渡,待条件成熟时再自己进行加工处理,合作策略研究方案评估,综合考虑各处策略的优缺点与宝钢国际自身的有利因素与不利因素,我们建议宝钢国际的废铝回收深加工项目先从委托加工开始,待对市场、技术、管理等有一定程度的把握后再寻找合适的合作伙伴,走合作开发的道路。待条件完全成熟后,如掌握了先进的深加工技术、比较成熟的客户等等,再考虑自己加工处理,考虑到国家对铝加工初级产品的限制性政策,自己加工的实现途径最好是控股某一加工企业。此外,由于铝加工技术的日新月异,宝钢国际还要有对控股企业的技术进行升级与对设备进行改造的心理准备。,16,宏观环境研究,铝加工行业研究,市场机会分析,铝加工技术研究铝加工企业
16、研究合作策略研究,铝加工项目开发计划建议 产品定位 技术选择 企业选择 管理模式建议 项目初步财务测算,铝加工项目开发计划将从产品定位、技术选择、管理模式等方面展开,目录,17,废铝回收再加工的技术决定了宝钢国际不能以制罐用坯料、PS基板、铝箔坯料、超薄铝板等为产品开发对象,项目开发计划建议产品定位(1),废铝回收后是能过反射炉熔炼而得再生铝锭。但在废铝的熔炼过程中,原料部分所含的各种微量元素并不易完全消除。对于再生铝中的各种微量元素,只能通过加入钝铝的办法进行调解,以能符合某一特定牌号铝合金的要求。再生铝也不可能像废铜一样可以通过电解的方法以较低的成本而得到纯铝。而制罐用坯料、PS基板、铝箔
17、坯料、超薄铝板等产品对原料的成分要求相当高,由此决定了宝钢国际的废铝原料不能以它们为加工对象。,18,宝钢国际的产品定位必须考虑其废铝的构成成分,项目开发计划建议产品定位(2),日、美、德汽车用铝合金材料的品种构成(单位:%),19,我们建议宝钢国际废铝回收加工项目的产品定位是先做成汽车用铸造铝锭,以后逐步向更深层次的加工产品发展,项目开发计划建议产品定位(3),为什么选择汽车用铸造铝锭的其他原因?,汽车用铸造铝锭的需求量大,销售不会成为问题。国内一般的铝加工产品生产能力过剩,政府对新建铝加工项目有政策限制。但对再生铝的发展是持鼓励态度。从废铝直接迈入深加工业横跨了两个行业,所涉入的专业知识与
18、技术的掌握需要一定的时间。采取渐进的方法,容易取得项目的成功。真正意义上的国内大量需要的高精尖端产品基本是通过进口解决,目前国内的技术水平还不能满足生产出质量过硬的产品,从而进入深加工业的技术壁垒较高。同时,铝产品深加工业也是资金密集型产业。此外,深加工的高精尖端产品所需原料都是纯度较高的纯铝或有特别要求的合金,废铝作为其原料不能从根本上保证产品质量。,20,按产品牌号分析,北美(美、加等国)汽车工业所用的铸造铝合金大部分都是A380、A356、A319牌号,加工材中用量最大是6061合金。中国汽车工业所用铝合金采取国际标准制定,可参照上述牌号,项目开发计划建议产品定位(4),1999年北美小
19、轿车及轻型卡车按合金分的用铝量,21,国内而言,应用较为广泛的铸造铝合金牌号有ADC12、ADC10、A356等。A356牌号铝合金在汽车工业上有重大用途,以国内生产的A356.2牌号铝合金为例,该产品成分如下,项目开发计划建议产品定位(5),22,如果在铝合金锭的基础上进一步加工,考虑到压铸件和低压永久模铸件几乎占据了汽车用铝的量的80%,应当是宝钢国际下一步产品开发的首选,项目开发计划建议产品定位(6),1999年北美小轿车及轻型卡车按产品分的用铝量,23,进一步考虑铝合金在汽车(以北美小轿车与轻型卡车分析,这也应是中国今后汽车工业的发展方向)上的用途,发动机、传动系统、轮毂及热交换器的用
20、铝量占总量的84%,宝钢国际的产品定位也可参照这一标准进行选择,项目开发计划建议产品定位(7),发动机系统铝合金及铝产品品种制造发动机零件的主要工艺为低压永久模铸造,油盘、电机箱、水泵配件及少数缸体是压铸的;砂模失泡法(lost foam process)用于铸造缸体,而汽缸头为永久模铸件,仅加油管或导轨为挤压铝材。传动系统自动传动系统的平均铝含量为27.22kg/辆,而手动传动系统的平均铝含量约为9.07kt/辆。传动系统的全部铝合金都是压铸的。轮毂1999年北美小轿车与轻型卡车轮毂铝化率达53%,其用铝量达37.32万吨。到2010年,北美汽车铝合金的轮毂的市场占有率会上升到70%以上,其
21、中75%是用低压永久模铸造的。汽车的热交换系统汽车的热交换系统是使用加工铝材最大的领域,小轿车与轻型卡车热交换系统的平均铝含量为14.52kt/辆。实质上,此系统中的散热器、冷凝器、蒸发器、加热器心已100%铝化。,24,如果初步产品定位为加工成汽车用铸造铝锭,则根据宝钢国际目前废铝料的数量(一年不足6000吨),加工技术不一定要选择最好的,项目开发计划建议技术选择(1),对废铝的熔炼为什么不选择最好的技术?,技术越好,对规模经济的要求越是明显。以上海新格为例,他们用的铝炉有四套,分别为40吨、45吨、50吨、10吨日产量达到300吨。而考虑到目前宝钢国际废铝的数量(一年不到8000吨),不适
22、合运用大型的最新设备。高技术含量的企业,其初期资金投入也大,对设备折旧的要求会导致较高的生产成本。相对而言,技术不高的企业,其生产产品的质量却可能更高。规模大的企业,其转换成本也高。,25,项目开发计划建议技术选择(2),半固态成形技术在国内尚有待开发,半固态成形是在金属凝固过程中,进行强烈搅拌、破碎枝晶,在得到液态金属母液中均匀悬浮着近似球形微观结构的固液混合浆料的技术。这种半固态金属浆料具有很好的流动性,可直接流变铸造,也可铸成坯锭后,需要时把流变铸造的锭料先按铸件重量分割,然后重新将每一块锭料加热到一定程度后,进行压铸或挤压成形,这种方法称为触变成形(Thixoforming)。由于具有
23、角交性,铸坯在成形后期具有明显的超塑效应和充填性能,变形抗力小,可以在较高的速度下变形,尤其在汽车工业和航空航天工业中有着重要的应用价值是一种很有前途的加工方法。70代在美国的麻省理工大学开始研究这种成形技术,由于具有许多优点,发展十分迅速。世界上有许多国家都已开始了半固态加工技术的应用开发。国外已经有工厂利用半固态技术生产最大直径为6英寸(约 l50mm)的棒料,并将触变成形工艺应用于成形汽车零件和航空航天上使用部件的生产。譬如,汽车上的铝合金轮毂、制动缸体、操纵转向等。从80年代开始,我国也开始投入力量对半固态金属流变学理论及铸造工艺方面开展了理论实验研究,目前已取得半固态加工技术的进展。
24、半固态技术不仅只应用铝合金,同时也用于铜及铜合金加工中。铜合金加工应用半固态成型技术能较好克服铸合金成分偏析缺陷,并能配制高合金。这对于解决目前高速列车发展中急需的高强度、高耐性和高导电率CuCr-Zr合金的制备有特效,从而解决国民经济的急需。,26,项目开发计划建议技术选择(3),半固态成形技术的经济、社会效益及市场前景(续),半固态成形处术已逐渐成为航空航天、汽车、军工、电器、电子制品等零件生产的重要方法之一,有着巨大的开心开发潜力和竞争力。以汽车用铝合金为例,我国到2000年每辆汽车用铝量已增加到44公斤,其中铸铝件为26公斤。按我国年产270万辆计算,汽车用铝将达到7万吨其中13用半固
25、态加工方法生产,年需求量就达2.3万吨;而用半固态技术生产要比常规压铸同类产品减重20每年能节省金属4680吨,获利润7000万元。与此同时,有的产品基本能实现近净成形,降低加工成本,估计节省人工费、管理费、刀具耗损费5000万元(按每公斤零件节省加工费2元计算)。,27,宝钢国际在选择委托加工企业或是合作伙伴时,要考虑以下原则。仅从汽车用铸造铝锭的角度来考虑,完全可以选择一家较小规模的就近企业,项目开发计划建议企业选择(1),良好的合作态度,保证产品质量,保证交货周期,就近的地域考虑,先选择产品后选择企业,该企业技术的先进性,其他(如渠道能否为我所用),28,如果在再生铝合金锭的基础上进一步
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