【正文】 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 24 3. 質(zhì)量與規(guī)模優(yōu)勢 截止 2020 年底，國內(nèi)陰極廠家產(chǎn)量多為 1 萬 t 左右，真正具有規(guī)模優(yōu)勢的廠家很少。該公司按照國外企業(yè)對電解槽使用壽命較長的要求，會采用高品質(zhì)的陰極碳塊，本項目投產(chǎn)后所生產(chǎn)的高品質(zhì)產(chǎn)品可以被采用。 2020 年我國有 23個省有電解鋁工業(yè)，其中產(chǎn)能最大的河南省 (211 萬 t/a)和山東省 (100 萬 t/a)距離華泰公司的距離都比較近，公司周邊有、豫港龍泉鋁業(yè)、焦作萬方鋁業(yè)、包頭鋁業(yè)、東方希望、信發(fā)鋁業(yè)等十多家大型企業(yè) ,這些企業(yè)大多采用大型電解槽，對陰極的質(zhì)量要求較高，在未來幾年可成為產(chǎn)品的主要銷售方向。目前國內(nèi)能生產(chǎn)適用于大型電解槽要求的陰極碳塊，只有 貴州、山西等 少數(shù)幾個企業(yè)。 包括新增電解鋁產(chǎn)能所需陰極碳塊， 2020 年國內(nèi)消耗陰極碳塊10 萬噸左右 , 預(yù)計 2020 年我國電解鋁產(chǎn)量將達(dá)到 760 萬噸。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國鋁行業(yè)連續(xù)幾年保持了快速增長的勢頭。普通質(zhì)陰極碳塊、所謂半石墨質(zhì)陰極碳塊 (石墨碎 10%左右，實際上仍屬無定形炭塊 )很成熟，目前在產(chǎn)量中占主導(dǎo)。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止 2020年底全國共有生產(chǎn)陰極制品的企業(yè) 30余家，陰極制品產(chǎn)能 萬噸 (包括在建和擬建 )。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 21 0100200300400500600700產(chǎn)量（萬t）1998 1999 2020 2020 2020 2020 2020年份圖二 近年國內(nèi)電解鋁產(chǎn)量統(tǒng)計 陰極材料作為鋁電解槽建設(shè)中必須的筑爐材料，緊跟電解鋁工業(yè)快速發(fā)展的步伐，近年來需求量大增。可以預(yù)計到 2020 年國外對高品質(zhì)的石墨質(zhì)陰極碳塊將需要 3萬噸左右，石墨化陰極碳塊需要 8萬噸左右?？梢姡窈髱啄暝趪馐袌鲫帢O碳塊的需求量還將逐步增大。 國外陰極市場 國外陰極生產(chǎn)狀況 近十幾年來，國外在陰極碳塊方面，投入了大量人力、物力，在科研上有了實質(zhì)性的突破，取得了顯著的成效并投入生產(chǎn)實踐，產(chǎn)量不斷提高，極大地推動了鋁工業(yè)的發(fā)展。根據(jù)原料和熱處理工藝的不同，陰極碳塊按工業(yè)界(炭素廠、鋁廠 )經(jīng)驗可分為四類：第一類為無定形，第二類為半石墨質(zhì)，第三類為半石墨化，第四類為石墨化。 6. 在確定重油供應(yīng)廠商時，仍要積極地作周邊焦?fàn)t煤氣供應(yīng)單位的調(diào)研工作，評估可靠性。必須樹立擠市場的概念，既然市場上仍有產(chǎn)品供應(yīng)，而且大部分產(chǎn)品為低品位的 ,說明該產(chǎn)品社會上仍有需求，項目只有靠優(yōu)質(zhì)、價廉與別的產(chǎn)品競爭代替普通產(chǎn)品，擠入市場，占有一席之地，項目才能立于不敗之地。但機(jī)械加工工序必須增加全套的電極本體加工生產(chǎn)線和接頭加工生產(chǎn)線。但此時需要外購電煅無煙煤及人造 石墨碎等，經(jīng)濟(jì)效益要差一些。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表。 (3) 重油 根據(jù)上述情況，暫擬采用重油。因此本工程的電源擬采用介休變電所的 110kVA電源。 (3) 北辛武變電所 在介休北距廠十余公里。 B. 35kV 主變?yōu)?31500kVA， 110/35kVA， 85 年投入運(yùn)行。 500mm 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 12 3. 陰極糊類 (周圍搗固糊、炭塊間搗固糊、炭棒搗固糊、炭膠等 )3000t/a。 生產(chǎn)規(guī)格及產(chǎn)品方案 1. 半石墨質(zhì)陰極炭塊 11000t/a， 3390179。半石墨質(zhì)陰極配入 30%以上的人造石墨，是本工程石墨化陰極的副產(chǎn)品，用量和質(zhì)量均有可靠的保證，比采用外購石墨生產(chǎn)半石墨質(zhì)陰極炭塊的質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定，更要比一般的無定形陰極炭塊質(zhì)量優(yōu)秀了。 近期投產(chǎn)的都是大型預(yù)焙槽，中國電解鋁和世界電解鋁的技術(shù)發(fā)展也迫切需要大量的高檔鋁用陰極炭塊與此配套。實際上，從計算過程中可知，對于任何相同產(chǎn)能，相同槽型的鋁廠，采用石 墨化陰極炭塊作陰極比半石墨質(zhì)陰極炭塊作陰極的電解槽 ，用不到 3 年的時間所節(jié)省的電費(fèi)就可以償還多投入的資金。 =53584895 元 /年≈ /年 從前邊的計算可知， 29 萬 t/a采用 350kA電解槽的電解鋁廠 ,采用石墨化陰極炭塊作陰極的電解槽比采用半石墨質(zhì)陰極炭塊的電解槽多投資 12650 萬元，銀行貸款年利率按 6%計，則可計算出回收期。 采用石墨化陰極比半石墨質(zhì)陰極節(jié)省直流電： 1360013202=398kWh/tAl 整流效率為 98%。 以上計算均忽略了電阻率溫度系數(shù)，兩者的差別趨勢不會有很大的改變。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 10 如果采用石墨化陰極炭塊作底塊，為了減少電解槽散熱，炭塊高度為 500mm。 247。 40179。 179。 則采用半石墨質(zhì)陰極炭塊為底塊的筑爐直接費(fèi)為 : 290000179。 500(h)mm 石墨 化陰極炭塊因為省電減少了發(fā)熱量，因而增厚 50mm，是為了減少熱損失。 國外用石墨化炭塊作陰極的電解槽壽命為 3000d； 國內(nèi)用半石墨質(zhì)炭塊作陰極的電解槽壽命 1500d； 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 8 半石墨質(zhì)陰極炭塊的價格為 8400元 /噸； 石墨化陰極炭塊的價格為 18000 元 /噸 建設(shè)鋁廠的陰極炭塊消耗量為： 35kg/ 茲將兩種炭塊的一次投資，經(jīng)營費(fèi)列于下表 半石墨質(zhì)陰極炭塊與石墨化陰極炭塊的比較 指標(biāo) 類別 投資元 /噸鋁 .年 運(yùn)營費(fèi)元 /噸鋁 單耗 kg/tAl 半石墨質(zhì)塊 294 石墨化塊 700 大型預(yù)焙槽陰極炭塊規(guī)格 : 半石墨質(zhì)陰極炭塊 3390179。 2. 另一種意見是，既然大型電解槽是一個先進(jìn)的設(shè)備，那么陰極炭塊理所當(dāng)然地采用先進(jìn)的石墨化陰極炭塊，它的理由是 (1) 國外預(yù)焙電解 槽已有 40%左右采用石墨化陰極炭塊，特別是大型預(yù)焙槽幾乎全部采用了石墨化陰極炭塊。 石墨化陰極的采用 中國的鋁電解槽目前均采用無定形炭塊或半石墨質(zhì)炭塊，而所謂半石墨炭塊中人造石墨的含量 僅為 10%左右，嚴(yán)格講仍屬無定形炭塊。 K1 8～ 15 30～ 45 30 80～ 120 沖擊強(qiáng)度 MPa 25～ 30 25～ 30 — 15 抗折強(qiáng)度 MPa 6～ 10 10～ 15 6～ 10 10～ 15 拉波波爾 特鈉膨脹率 %(m178。 ● 半石墨化炭塊 — 有兩種含義，一種是指采用石墨作為骨料，在 1200℃ 左右焙燒而制成的產(chǎn)品；另一種是指采用可石 墨化材料 ,整個中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 6 制品在 20202300℃下進(jìn)行熱處理 .但一般情況下 ,半石墨化炭塊均指第一種情況。對華泰而言，就是要以優(yōu)異的質(zhì)量和合理的價格擠入國際市場，特別是在石墨化陰極炭塊方面余地會更大一些。而石墨化陰極炭塊在國內(nèi)僅有個別廠家在試生產(chǎn)，華泰利用自己的技術(shù)優(yōu)勢，引進(jìn)世界上先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，就可生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)良的石墨化陰極炭塊，占領(lǐng)大部國內(nèi)市場。然而國內(nèi)的需中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 5 求量只有 15～ 18 萬 t/a。只有貴州鋁廠等近幾年生產(chǎn)的陰極炭塊力求加入 30%的人造石墨，才真正屬于半石墨質(zhì)陰極炭塊。 2. 中鋁股份公司總體規(guī)劃擬在中國建設(shè)三個鋁用陰極炭塊生產(chǎn)基地。 5. 資金嚴(yán)重短缺，生產(chǎn)經(jīng)營舉步維艱。 2. 設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重老化，運(yùn)行過程中存在著許多安全隱患。 3. 山碳有曾經(jīng)研制大規(guī)格半石墨質(zhì)陰極大 塊的成功經(jīng)驗，華泰又與鄭研院聯(lián)合研制高石墨含量的陰極特大塊，具有一定的工業(yè)性研究能力，對于延長電解槽壽命、降低電解槽維修費(fèi)用的研究與開發(fā)，也有一一定的優(yōu)勢。其中 :預(yù)焙陽極為 萬噸 /年，石墨化來料加工為 萬噸 /年。 2. 設(shè)備現(xiàn)狀 華泰公司租賃山碳的生產(chǎn)設(shè)施，大部分是上個世紀(jì)五、六十年代購建的，設(shè)備已嚴(yán)重老化。 山西華泰炭素有限責(zé)任公司地處能源及化工基地山西省介休市境內(nèi)，原燃料充足，電力條件優(yōu)越，南同蒲鐵路、大運(yùn)公路、 108 國道和祁臨高速公路分別從公司南北兩側(cè)毗鄰而過，交通運(yùn)輸十分便利。 2020年山西碳素廠改制為山西華泰炭素有限責(zé)任公司，現(xiàn)為中國鋁業(yè)股份有限公司控股的專門生產(chǎn)炭素制品的公司。與國內(nèi) 28家進(jìn)出口公司有業(yè)務(wù)往來，產(chǎn)品出口 24個國家和地區(qū)。 (見附件 1) 2. 2020 年 7 月 13 日中鋁國際工程有限責(zé)任公司致沈陽鋁鎂設(shè)計研究院的通知。 ... 72 節(jié)能措施 ........................................ 75 10. 投資估算 ...................................... 76 工程概況 ....................................... 76 工程投資估算 ................................... 76 編制依據(jù)及辦法 ................................. 77 其他 ........................................... 77 11. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 .................................. 81 組織機(jī)構(gòu)及勞動定員 ............................. 81 總資金及資金籌措 ............................... 82 建設(shè)工期及資金使用計劃 ......................... 84 成本費(fèi)用估算 ................................... 84 利潤估算 ....................................... 87 財務(wù)評價 ....................................... 89 不確定性分析 ................................... 92 本項目的競爭力分析 ............................. 93 結(jié)論 ........................................... 94 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .............................. 95 附表 ............................................. 99 附件 ............................................ 111 附圖 ............................................ 119 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 1 1. 總論 預(yù)可行性研究編制任務(wù)的依據(jù) 1. 2020年 7 月 4日中 國鋁業(yè)股份有限公司規(guī)劃發(fā)展部給中鋁國際工程有限責(zé)任公司的委托書。主要產(chǎn)品有鋁用電解陰極炭塊、石墨電極、糊類制品和特種石墨制品，包括高功率石墨電極、普通石墨電極、普通陰極炭塊、預(yù)焙陽極和半石墨質(zhì)陰極炭塊近 30 個品種，100 多種規(guī)格，產(chǎn)品覆蓋除西藏以外的各省、市、自治區(qū)。八十到九十年代山西碳素廠逐步形成了陰極炭塊、石墨電極和糊類生產(chǎn)線。現(xiàn)有員工 500 人，中高級以上技術(shù)職稱的員工占 40%?，F(xiàn)有員工 465人，主要產(chǎn)品有預(yù)焙陽極、陰極炭塊、石墨電極三大系列。綜合生產(chǎn)能力為 /年。 2. 華泰公司是在山碳的基礎(chǔ)上成立的，山碳又是我國最早的陰極制品專業(yè)生產(chǎn)廠家，在生產(chǎn)炭素制品方面技術(shù)成熟、經(jīng)驗豐富，在市場上也享有一定聲譽(yù)。 存在 的問題 1. 企業(yè)多年虧損，債務(wù)拖欠多，人員包袱重。 4. 一直沒有準(zhǔn)確的發(fā)展定位。該項目 的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益都是很顯著的，華泰才能夠繼續(xù)發(fā)展，使中鋁出資支持的山碳脫困才有實際的意義，中鋁公司通過華泰的發(fā)展成長，不僅可以保持山西碳素廠的陣地，建立一個新的鋁用陰極基地，同時又使中鋁在國際國內(nèi)的聲望更加提高。 項目建設(shè)的依據(jù)