【正文】 高速軌道交通運輸專用銅合金導(dǎo)線材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程 可行性研究報告 1 項目簡介 本項目實施單位 XXXXXXXXXXXXXXX是一家采用世界先進的 SCR連鑄連軋生產(chǎn)工藝從事銅產(chǎn)品深加工的高新技術(shù)企業(yè)。在多年的生產(chǎn)實踐中，形成了一套符合自己生產(chǎn)實際的工藝控制方法。經(jīng)過不斷地在設(shè)備、工藝、自動化控制等方面的技術(shù)改造，使產(chǎn)品的質(zhì)量水平不斷得到提高。定期與國內(nèi)、外先進企業(yè)開展技術(shù)交流和技術(shù)合作，使企業(yè)的在技術(shù)水平不斷獲得提升的同時，生產(chǎn)和技術(shù)上也獲得更多有用的信息，公司的技術(shù)優(yōu)勢隨之得以不斷的更新與發(fā)展，緊 跟世界先進技術(shù)的發(fā)展方向。公司在多年來的生產(chǎn)實踐和新產(chǎn)品開發(fā)中，培養(yǎng)了一大批熟悉銅材深加工的技術(shù)骨干，也使公司科技創(chuàng)新能力得到了很大提高。這些都為本項目提供了堅實的基礎(chǔ)條件。 高速軌道交通運輸專用銅合金導(dǎo)線材料產(chǎn)業(yè)化項目是XXXXXXXXXXXXXXX 利用自身技術(shù)優(yōu)勢，將在高速軌道交通運輸專用銅合金導(dǎo)線材料研究開發(fā)方面取得的成果進行產(chǎn)業(yè)化，促進技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。項目的關(guān)鍵技術(shù)為：合金的制備以及合金成分的均勻、關(guān)鍵設(shè)備的選擇和控制以及 SCR連鑄連軋工藝技術(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂等，需要解決的重大難題就 是如何在提高銅合金導(dǎo)線材料強度的同時最大程度地滿足高導(dǎo)電性的需要。項目的技術(shù)創(chuàng)新點是利用先進的 SCR 連鑄連軋生產(chǎn)工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的上引工藝，成功開發(fā)出高速軌道交通運輸專用銅及銅合金導(dǎo)線材料，其合金成分均勻、組織結(jié)構(gòu)致密、性能穩(wěn)定，從而取代傳統(tǒng)的上引工藝而成為主流生產(chǎn)工藝。用該銅、銅合金導(dǎo)線材料生產(chǎn)的接 觸線等產(chǎn)品可以滿足我國鐵路提速和城市軌道交通運輸?shù)男枰?。項目的技術(shù)水平達到國內(nèi)領(lǐng)先，國際先進水平。生產(chǎn)的產(chǎn)品可以與國外高質(zhì)量產(chǎn)品競爭，并替代進口，從而實現(xiàn)西部初級原材料的增值轉(zhuǎn)化。 本產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)內(nèi)容：通過有效 整合，形成一條 120xxt/a 專用銅合金導(dǎo)線坯料生產(chǎn)線、一條 3000t/a 接觸線生產(chǎn)線和一條 3000t/a 合金絞線生產(chǎn)線。實現(xiàn)年產(chǎn) 120xx 噸自主開發(fā)高速軌道交通用接觸網(wǎng)導(dǎo)線、合金絞線材料等和向國內(nèi)外接觸網(wǎng)導(dǎo)線生產(chǎn)企業(yè)批量提供所需的新型高強、高導(dǎo)銅合金導(dǎo)線材料的生產(chǎn)能力。 實現(xiàn)主要技術(shù)指標(biāo)： 銅合金接觸線性能 指標(biāo)優(yōu)于 TB/T28211997 標(biāo)準(zhǔn)、滿足用戶要求并達到德國標(biāo)準(zhǔn)（ 接觸線符合德國 DIN431 DIN43141 標(biāo)準(zhǔn) ），其中銅銀合金接觸線：抗拉強度 ≧ 375Mpa,導(dǎo)電率 ≧ 98％ IACS；銅錫合金接觸 線： 抗拉強度 ≧ 400Mpa,導(dǎo)電率 ≧ 78％ IACS； 新型銅接觸線（輕軌及礦山）： 抗拉強度 ≧ 320Mpa,導(dǎo)電率 ≧ 99％ IACS。合金絞線性能 指標(biāo)滿足用戶要求并達到德國標(biāo)準(zhǔn)（ 合金絞線達到德國 DIN43138 及德國 DIN48201標(biāo)準(zhǔn) ）。 主要經(jīng)濟指標(biāo)：合金導(dǎo)線產(chǎn)品合格率 ≥ 80%； 接觸線和合金絞線產(chǎn)品合格率 ≧ 95％，生產(chǎn)成本比進口國外同類產(chǎn)品低 20%左右。 本項目投資估算： 項目總投資： 萬元 基金來源： 申請國家專項資金支持 1000 萬元 申請云南省專項配套資金支持 1000 萬元 項目承建單位自籌 萬元 (包括 利用原有資產(chǎn) 600 萬元 ) 銀行貸款 萬元 經(jīng)濟效益分析：該項目經(jīng)過計算，年銷售收入 39850 萬元，年總成本 萬元 ,年利潤總額 萬元，年稅后利潤 萬元，財務(wù)內(nèi)部收益率 %（所得稅后），投資回收期 （含建設(shè)期 2 年） （所得稅后）。 綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表 11。 2 項目的意義和必要性，國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 項目意義 本項目實施后將對提升我國西部銅材深度加工的能力和水平，優(yōu)化銅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品競爭能力產(chǎn)生積極的作用。高速軌道交通運輸專用銅合金導(dǎo)線材料實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，可為我國高速電氣化鐵路建設(shè)提供高性能的接觸網(wǎng)導(dǎo)線和承力纜，這將滿足我國鐵路電氣化改造和全面提速的急切需要，并可為城市軌道運輸、礦山軌道運輸提供接觸網(wǎng)導(dǎo)線，再經(jīng)過后序工藝拉制成的銅合金細導(dǎo)線可以廣泛應(yīng)用于電訊 業(yè)。該類材料產(chǎn)業(yè)化后，可代替進口，從而節(jié)約大量外匯。該項目的實施可將我國西部的銅工業(yè)從初級原材料向高附加值的深加工產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，將西部擁有的技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，制造高技術(shù)含量、高附加值銅及銅合金精深加工產(chǎn)品，具有巨大的市場潛力，可將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。因此本項目的實施將實現(xiàn)西部的初級材料的增值轉(zhuǎn)化，對促進西部開發(fā)和國民經(jīng)濟建設(shè)起到重要意義。 項目的必要性 銅在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著非常重要的作用，人均銅消費量可以代表一 個國家 /地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平。銅以其良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性與耐腐 蝕性而得到廣泛的應(yīng)用。在銅的各種應(yīng)用中，銅線材的應(yīng)用占了 50％以上，特別是近些年隨著科技的飛速發(fā)展，對各種新型高性能的高速軌道交通運輸專用銅及銅合金導(dǎo)線材料的需求越來越高。 隨著我國電氣化鐵路提速步伐的加快，對電力機車接觸網(wǎng)導(dǎo)線的質(zhì)量要求越來越高，經(jīng)過四次大提速后，目前雖然 特快列車時速提高到 160 公里，廣州至深圳 和 京廣隴海線 最高時速達 200 公里，秦沈客運專線試驗列車時速 達 公里 ，但鐵路發(fā)展的依然無法滿足 我國經(jīng)濟建設(shè)的需要，鐵路仍 有很大的提速空間 。我國鐵路剛剛完成第五次大提速， 20xx 年我國鐵路還將進行 第六次大規(guī)模提速 。 今后一個時期，我國將要發(fā)展時速≥ 200 公里等級的高速電氣化鐵路。 要實現(xiàn)我國鐵路的全面提速，就離不開高質(zhì)量的接觸網(wǎng)導(dǎo)線和承力纜，而采用傳統(tǒng)上引法生產(chǎn)的銅及銅合金導(dǎo)線坯料加工成的電力機車接觸網(wǎng)導(dǎo)線和承力纜，由于強度低，平直度差、耐磨性差、抗蠕變能力差等，越來越難以滿足我國鐵路提速和安全運行的需要，因此必須采用新型高性能的接觸網(wǎng)導(dǎo)線產(chǎn)品才能滿足鐵路不斷提速的需求。目前國內(nèi)所用的高質(zhì)量、高性能的接觸網(wǎng)產(chǎn)品基本上依賴從國外進口。本項目就是針對云南省銅資源豐富而銅深加工產(chǎn)業(yè)水平較為落后的實際狀況，結(jié)合 國內(nèi)外市場需求，根據(jù)國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略對銅及其深加工產(chǎn)品的需求，利用 XXXXXXXXXXXXXXX 擁有的當(dāng)今世界主流的 SCR 連鑄連軋生產(chǎn)工藝和多年來從事銅產(chǎn)品深加工的技術(shù)優(yōu)勢以及地處有色金屬王國的資源優(yōu)勢和中國西部面對東盟各國的市場優(yōu)勢，在國內(nèi)第一家進行高速軌道交通運輸專用高強、高導(dǎo)銅及銅合金 導(dǎo)線材料系列產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化工作 。這將填補國內(nèi)在該領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)品空白，替代進口產(chǎn)品，使高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)用材實現(xiàn)國產(chǎn)化，大力推動我國高速電氣化鐵路建設(shè)的進程。另外隨著城市規(guī)模的不斷擴大和城市功能的不斷提升，城市交通顯得 越來越擁擠，因此城市軌道交通建設(shè)已成為國內(nèi)外許多城市解決城市交通問題的主要途徑，城市軌道交通對接觸線的質(zhì)量和性能要求非常高，本項目實施對滿足城市軌道交通運輸用接觸線的需要也將起到重要的支撐作用，同時還可以為礦山軌道運輸提供接高性能的接觸線產(chǎn)品。因此根據(jù)高速軌道交通運輸?shù)葘Ｓ酶咝阅茔~合金導(dǎo)線材料的迫切需要，本項目的實施是十分必要的。 國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢 國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前我國大多數(shù)企業(yè)是采用上引法生產(chǎn)接觸線所需坯料桿，經(jīng)一機五模拉拔機拉拔而成，該方法的是隨著我國鐵路電氣化的發(fā)展逐步 形成的。我國第一條電氣化鐵路是寶雞至陽平關(guān)，采用鋁包鋼電車線，由于雨水腐蝕經(jīng)常發(fā)生鋁與鋼分離的事故，逐漸被純銅接觸線所代替。開始的純銅接觸線每根長度不足百米，一個錨段有多處焊點，在焊點處常發(fā)生斷裂造成事故。之后，由國外引進上引法生產(chǎn)坯料桿，其接觸線長度可按鐵路錨段長度生產(chǎn)，一般在 1800～ 2300 米，最長可 3200～ 3500 米。機車的運行速度一般小于 120km/h，在國內(nèi)的市場占有率為 80%，其余為進口材料所占有。而運行速度在 140m/h 以上的電氣化鐵路用接觸線，主要是靠進口。我公司 于 20xx 年成功的開發(fā)出 銅銀合金接觸網(wǎng)系列產(chǎn)品，這種產(chǎn)品因其工藝的高度科學(xué)性和先進性，基本能夠滿足我國鐵路現(xiàn)階段 140km/h－ 200 km/h 建設(shè)和提速的需要，但是目前鐵路 200 km/h 運行速度需要的國產(chǎn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線系列產(chǎn)品仍是空白。而建設(shè) 200 km/h 以上的高速電氣化鐵路將是未來中國電氣化鐵路建設(shè)的方向。 表 1：不同類型的銅及銅合金鐵路接觸導(dǎo)線適用的速度范圍 接觸線類型 純銅接觸線 銅銀合金接觸線 銅錫合金接觸線 銅鉻合金接觸線 適用速度 ≤ 140km/h 140200km/h 200300km/h ≥ 300km/h 目前世界上鐵路電氣化規(guī)模較大，技術(shù)水平較高的有日本、德國、法國、瑞典等。除日本部分采用銅包鋼技術(shù)外，其余國家全部采用連鑄連軋法生產(chǎn)電氣化鐵路用銅及銅合金接觸線，從下表可以看出各國電氣化鐵路發(fā)展的情況，并能看出中國發(fā)展電氣化鐵路的潛力很大。 表 2：各國的電氣化鐵路的建設(shè)情況 國家 電力牽引里程 % 完成運量 % 瑞士 100 100 瑞典 65 95 日本 57 90 意大利 51 90 德國 42 86 法國 32 82 波蘭 37 65 俄國 33 60 英國 20 65 中國 19 30 技術(shù)發(fā)展趨勢 國內(nèi)接觸線傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝為：電解銅熔化 —— 上引鑄造 —— 預(yù)拉 —— 冷拉成形 —— 包裝。近年來利用連鑄連軋工藝生產(chǎn)開發(fā)出接觸線。其主要工藝為：電解銅熔化 —— 制備中間合金 —— 連鑄連軋 —— 表面噴涂保護層 —— 收線包裝 —— 預(yù)拉 —— 冷拉或冷軋成形 —— 包裝，國內(nèi)近年來也開發(fā)出利用連續(xù)擠壓工藝生產(chǎn)接觸線產(chǎn)品的新工藝。 采用上引桿為坯料生產(chǎn)的接觸線，隨著使用年限的延長，上引坯料桿的缺陷，逐步暴露出來，即上引鑄桿內(nèi)部鑄造組織殘余、晶粒粗大、成份 偏析和鑄造組織疏松等缺陷，不能在后續(xù)加工中徹底消除 ，造成斷線事故屢屢發(fā)生。而在鐵路使用中斷線事故往往會造成較嚴重的后果。采用上引法生產(chǎn)銅銀合金桿，由于保溫時間短，不能很好地合金化形成固溶體，合金的添加不能起到很好的作用。特別是用上引法生產(chǎn)時，當(dāng)鑄造溫度、冷卻強度、上引速度稍有偏差，就會造成鑄坯上裂紋產(chǎn)生，形成斷裂的隱患。目前，鐵道部領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)有關(guān)專家已認識到這種弊端，因此采用連鑄連軋桿生產(chǎn)接觸線必將成為今后發(fā)展的方向。 材料種類的發(fā)展趨勢 鐵路電氣化行車速度越快，對接觸線的高溫強度、平直度、耐磨性等性能要求會越高。采用傳統(tǒng)純銅接觸線，只能滿足 140Km/h 以下行車速度的要求，銅銀合金接觸線能夠滿足列車 140Km/h－ 200Km/h 運行的需要，而對于 200Km/h 以上的行車速度，一般采用質(zhì)量更高的銅錫、銅鉻合金或復(fù) 合金屬接觸線，由于電氣化鐵路的不斷提速，接觸線產(chǎn)品的合金化和復(fù)合化是今后的發(fā)展趨勢。 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 本項目實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化將帶動以下相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 （ 1）可帶動上、下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能積累相關(guān)經(jīng)驗；代替進口，促進我國銅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和檔次的調(diào)整。我國銅線材行業(yè)經(jīng)過 40 余年的發(fā)展，取得了長足的進步。 90 年代后期，其生產(chǎn)能力和消費增長迅速，但 卻出現(xiàn)了難以調(diào)和的矛盾，即質(zhì)量水平低的產(chǎn)品嚴重供過于求，而高質(zhì)量、高性能的銅合金線材的缺口越來越大。西部開發(fā)圍繞著資源開發(fā)展開，本項目充分利用西部豐富的礦產(chǎn)資源以及已擁有的技術(shù)優(yōu)勢，將初級原材料轉(zhuǎn)化為具有高附加值的深加工產(chǎn)品，帶動了上游相關(guān)礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、促進了西部銅深加工產(chǎn)業(yè)鏈的延伸；另外，因?qū)崿F(xiàn)了接觸線導(dǎo)線材料的國產(chǎn)化，可帶動國內(nèi)接觸線生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，給下游的加工企業(yè)帶來發(fā)展生機；通過對銅合金系列接觸線的開發(fā)，可以使國內(nèi)的銅加工行業(yè)在增加了新的銅合金品種同時還積累了一定配置合金的實踐經(jīng)驗，為研發(fā)其它相關(guān)系 列的合金打下基礎(chǔ)，有利于國內(nèi)銅合金線材生產(chǎn)的技術(shù)進步，促進銅合金線材規(guī)?；a(chǎn)、促進我國銅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和檔次趨于合理化，打破該類產(chǎn)品長期依賴進口的局面。 （ 2）推動連鑄連軋工藝取代傳統(tǒng)工藝的進程，拓寬 SCR 生產(chǎn)線的應(yīng)用領(lǐng)域。 SCR 連鑄連軋工藝自 20 世紀(jì) 60 年代開始，以其技術(shù)的先進性，高質(zhì)量、低成本風(fēng)靡全球，截止 20xx 年全世界已建成 69 條 SCR 連鑄連軋生產(chǎn)線，其產(chǎn)量占全世界連鑄連軋銅線材的 55%以上。目前，采用傳統(tǒng)的上 引法生產(chǎn)的接觸線由于存在較多的鑄造組織，所以無法滿足因鐵路的不斷提速而對接觸線產(chǎn)品高性能的要 求。這種能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量低、技術(shù)落后的工藝勢必要被先進的工藝技術(shù)所取代。本項目采用合金化技術(shù)和先進的SCR 連鑄連軋生產(chǎn)工藝生產(chǎn)具有高性能的接觸線系列產(chǎn)品，不僅推動了用先進工藝取代傳統(tǒng)工藝的進程，而且拓寬了 SCR 生產(chǎn)線的運用領(lǐng)域。 （ 3）促進鐵路交通業(yè)的技術(shù)進步，帶動行業(yè)技術(shù)進步與經(jīng)濟的發(fā)展。鐵路電氣化是鐵路交通業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，如同內(nèi)燃機車必然取代蒸汽機車一樣，速度快、運能大、效率高、