【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工程的石墨化陰極采用了高壓浸漬，二次焙燒等新工藝新技術(shù)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的串接石墨化技術(shù)，遠(yuǎn)比國(guó)內(nèi)正在試生產(chǎn)的石墨化陰極質(zhì)量高。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(gòu)石墨生產(chǎn)半石墨質(zhì)陰極炭塊的質(zhì)量?jī)?yōu)良穩(wěn)定，更要比一般的無定形陰極炭塊質(zhì)量?jī)?yōu)秀了。而且 40 萬 t/a的陰極炭塊絕大多數(shù)屬于無變形產(chǎn)品。因此，本工程的產(chǎn)品不論在國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，都具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)能力。 設(shè)計(jì)的 指導(dǎo)思想 按照 2020 年 4 月中旬中鋁股份公司領(lǐng)導(dǎo)的指示“項(xiàng)目起點(diǎn)要高，技術(shù)及裝備水平要世界一流，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”的精神，作為本項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循的原則。 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。 660179。 450mm 2. 石墨化陰極炭塊 11000t/a， 3390179。 660179。 500mm 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： 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。 建設(shè)條件 1. 廠址 :利用現(xiàn)有山西碳素廠的生產(chǎn)廠地，布置陰極生產(chǎn)線。 2. 電源 介休市有 3 個(gè)變電所 (1) 介休變電所 距廠區(qū) 7～ 8km A. 110kV 有 4 條進(jìn)出線，總?cè)萘浚?40000kVA179。 3=120200kVA均已占滿，到山碳的 110kV進(jìn)線為 150mm2，目前只送 30000kVA。 B. 35kV 主變?yōu)?31500kVA， 110/35kVA， 85 年投入運(yùn)行。 C. 10kV 主變?yōu)?31500kVA， 110/35kV，共有 10個(gè)間隔，其中 1 個(gè)為山碳的826 備用電源。 (2) 綿山變電所 距山炭約 3km A. 110kV 容量為 40000kVA，已無空余容量。 B. 220kV 容量 202000kVA。 (3) 北辛武變電所 在介休北距廠十余公里。 容量為 110kV， 40000 kVA179。 2=80000kVA。 (4) 晉中電力分公司 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 13 電力分公司認(rèn)為，北辛武及綿山變電所都有一定的局限性，建議在介休變電所擴(kuò)容，改造到山碳的 110kV線路。因此本工程的電源擬采用介休變電所的 110kVA電源。 3. 水源 擬采用廠內(nèi)打深井供水 4. 燃料 (1) 天然氣 介休境內(nèi)沒有天然氣管路通過，根據(jù)華泰天然氣的用量，省天然氣公司晉南分公司認(rèn)為用量太小，難于接受供氣任務(wù)。 (2) 周圍工廠的煤氣 金昌 公司距廠區(qū) 1km，年產(chǎn)焦炭 60 萬 t，生產(chǎn)焦?fàn)t煤氣 30000Nm3/h,煤氣成分為： H2 CH4 CO CnHm CO2 N2 O2 5459 2328 23 35 % 熱值為： 3600— 4000 kcal/Nm3 但焦化廠生產(chǎn)不穩(wěn)定，受市場(chǎng)影響很大，因此把燃料建立在周邊的焦?fàn)t煤氣上，具有很大的不確定性。在初步設(shè)計(jì)階段再作過細(xì)工作。 (3) 重油 根據(jù)上述情況，暫擬采用重油。但介休地區(qū)沒有重油的經(jīng)營(yíng)部門，需要外購(gòu)。 設(shè)計(jì)結(jié)果 1．本工程的主導(dǎo)方 案為： 11000 t/a石墨化陰極炭塊 11000 t/a半石墨質(zhì)陰極炭塊（含人造石墨 30%以上） 3000 t/a陰極糊。 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 14 生產(chǎn)半石墨陰極炭塊和陰極糊的人造石墨，全部由生產(chǎn)石墨化陰極炭塊的副產(chǎn)品供給，不需外購(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表。 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 1 建設(shè)規(guī)模 t/a 22020 另有 3000t 陰極糊 2 產(chǎn)品產(chǎn)量 半石墨質(zhì)陰極 t/a 11000 石墨化陰極 t/a 11000 陰極糊 t/a 3000 3 主要原材料、燃料年用量 石油焦 t/a 16698 固體瀝青 t/a 7367 煤焦油 t/a 3779 無煙煤 t/a 8337 冶金焦 t/a 1100 重油 t/a 9378 水 t/a 508300 交流電 kW178。 h/a 179。 108 4 勞動(dòng)定員 全廠定員 人 450 全員實(shí)物勞動(dòng)生產(chǎn)率 t/a 人 按四種產(chǎn)品估算 全員產(chǎn)值生產(chǎn)率 萬元 /a人 5 總資金 建設(shè)投資 萬元 建設(shè)期利息 萬元 流動(dòng)資金 萬元 建設(shè)總投資 萬元 含鋪底流動(dòng)資金 建設(shè)總資金 萬元 含全部流動(dòng)資金 6 盈利能力指標(biāo) 全部投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 全部投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn) 值 萬元 ic=8% 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 15 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 全部投資回收期 a 含 年建設(shè)期 自有資金內(nèi)部收益率 % 自有資金財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 ic=8% 投資利潤(rùn)率 % 達(dá)產(chǎn)年平均 投資利稅率 % 達(dá)產(chǎn)年平均 7 負(fù)債能力 第 9年 資產(chǎn)負(fù)債率 % 流動(dòng)比率 % 速動(dòng)比率 % 借款償還期 a 含 年建設(shè)期 2. 本工程可供選擇的過度方案 : 22020 t/a 半石墨質(zhì)陰極炭塊 (含人造石墨 30%) 3000 t/a 陰極糊 如果已經(jīng)建成了原料倉(cāng)庫(kù)、瀝青熔化、煅燒、生陰極制造、焙燒、機(jī)械加工等主要生產(chǎn)工序，高壓浸漬、二次焙燒、石墨化工序等尚未完全建成，先可按該過度方案安排生產(chǎn)。但此時(shí)需要外購(gòu)電煅無煙煤及人造 石墨碎等，經(jīng)濟(jì)效益要差一些。 其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表。 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 1 建設(shè)規(guī)模 t/a 22020 2 產(chǎn)品產(chǎn)量 半石墨質(zhì)陰極 t/a 22020 半石墨質(zhì)陰極糊 t/a 3000 3 勞動(dòng)定員 全廠定員 人 300 4 總資金 建設(shè)投資 萬元 建設(shè)期利息 萬元 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 16 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 流動(dòng)資金 萬元 建設(shè)總投資 萬元 含鋪底流動(dòng)資金 建設(shè)總資金 萬元 含全部流動(dòng)資金 5 成本與費(fèi)用 第 9年 制造成本 萬元 /a 管理費(fèi)用 萬元 /a 財(cái)務(wù)費(fèi)用 萬元 /a 銷售費(fèi)用 萬元 /a 總成本費(fèi)用 萬元 /a 其中：固定成本 萬元 /a 可變成本 萬元 /a 經(jīng)營(yíng)成本 萬元 /a 6 利潤(rùn)估算 第 9年 銷售收入 萬元 /a 增值稅 萬元 /a 銷售稅金及附加 萬元 /a 利潤(rùn)總額 萬元 /a 所得稅 萬元 /a 稅后利潤(rùn) 萬元 /a 盈余公積金及公益金 萬元 /a 7 盈利能力指標(biāo) 全部投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 全部投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 Ic=8% 全部投資回收期 a 含 年建設(shè)期 自有資金內(nèi)部收益率 % 自有資金財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 Ic=8% 投資利潤(rùn)率 % 達(dá)產(chǎn)年平均 投資利稅率 % 達(dá)產(chǎn)年平均 借款償還期 a 含 年建設(shè)期 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 17 從主導(dǎo)方案及過度方案的比較中可以看出 ,主導(dǎo)方案的經(jīng)濟(jì)效益明顯優(yōu)于過度方案 .電解鋁工業(yè)的發(fā)展又迫切需要石墨化陰極炭塊 ,因此應(yīng)優(yōu)先實(shí)施主導(dǎo)方案。 3. 產(chǎn)品拓展 本陰極生產(chǎn)線工程主導(dǎo)方案的技術(shù)采用與石墨化電極類似的技術(shù)，只要變更原料，在浸漬和二次焙燒工序再作些調(diào)整和改造，在串接石墨化工序更換一些設(shè)備，就可以生產(chǎn)高功率石墨電極和超高功率石墨電極。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。 因此，如果一旦石墨化電極市場(chǎng)看好，也是有可能轉(zhuǎn)入電極生產(chǎn)的。 存在問題 1. 對(duì)國(guó)內(nèi)，國(guó)際市場(chǎng)的供需預(yù)測(cè)較粗糙，特別是對(duì)國(guó)際市場(chǎng)，了解很不全面。 2. 從目前掌握的國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)看，從產(chǎn)量上沒有進(jìn)入的空間，需求量遠(yuǎn)小于供應(yīng)量，不存在有市場(chǎng)空間允許本項(xiàng)目簡(jiǎn)單進(jìn)入。必須樹立擠市場(chǎng)的概念，既然市場(chǎng)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(huì)上仍有需求，項(xiàng)目只有靠?jī)?yōu)質(zhì)、價(jià)廉與別的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)代替普通產(chǎn)品，擠入市場(chǎng)，占有一席之地，項(xiàng)目才能立于不敗之地。 3. 由于是在老廠內(nèi)部建設(shè)，因此總平面布置受 到一定限制，為了實(shí)施能夠擺下的大前提下，有些地方在局部看來不盡合理。 4. 由于時(shí)間關(guān)系，沒有簽訂供電意向書。 5. 由于國(guó)內(nèi)沒有成熟的先進(jìn)串接石墨化技術(shù)，需要從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，但該項(xiàng)技術(shù)屬極端保密的技術(shù)，如引進(jìn)該技術(shù)還要做大量的工作。 6. 在確定重油供應(yīng)廠商時(shí)，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(píng)估可靠性。 7. 新建廠區(qū)與生活區(qū)較近，要取得當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門認(rèn)可。 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 18 2. 市場(chǎng)分析 概述 陰極碳?jí)K具有耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電等特性，在鋁電解槽等高溫冶金爐中得到廣泛應(yīng)用。在電解鋁行業(yè)中，陰極材料是 制作電解槽內(nèi)襯和大修時(shí)的重要材料。根據(jù)原料和熱處理工藝的不同，陰極碳?jí)K按工業(yè)界(炭素廠、鋁廠 )經(jīng)驗(yàn)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。其中：無定形炭塊在當(dāng)今國(guó)際市場(chǎng)已屬淘汰產(chǎn)品 ,只有少數(shù)發(fā)展中國(guó)家采用；半石墨質(zhì)炭塊在西歐和北美及其它地區(qū)大中先進(jìn)槽型使用最多的一類，應(yīng)用較廣泛；石墨化炭塊應(yīng)用于現(xiàn)代大容量高效型鋁電解槽，是陰極碳?jí)K的發(fā)展方向，目前國(guó)外的預(yù)焙槽已有 40%采用石墨化陰極炭塊作底塊。 我國(guó)是鋁生產(chǎn)大國(guó)，也是世界鋁用陰極碳?jí)K主要生產(chǎn)國(guó)之一，但我國(guó)批量生產(chǎn)陰極制 品的時(shí)間雖然有 50 多年，但質(zhì)量和研究水平多年來一直落后于國(guó)際先進(jìn)水平。研究和開發(fā)高品質(zhì)陰極碳?jí)K，特別是節(jié)能、長(zhǎng)壽、運(yùn)行穩(wěn)定的陰極碳?jí)K，不論從經(jīng)濟(jì)角度還是從中國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度來看，都是十分緊迫和必要的，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生存的需要。 國(guó)外陰極市場(chǎng) 國(guó)外陰極生產(chǎn)狀況 近十幾年來，國(guó)外在陰極碳?jí)K方面，投入了大量人力、物力，在科研上有了實(shí)質(zhì)性的突破，取得了顯著的成效并投入生產(chǎn)實(shí)踐，產(chǎn)量不斷提高，極大地推動(dòng)了鋁工業(yè)的發(fā)展。國(guó)外高檔碳?jí)K的電解槽壽命目前已達(dá)到 2500 天以上 ,而國(guó)內(nèi) 大部分陰極碳?jí)K的槽壽命在 1500 天以下，顯然這種差距是很大的。 中鋁國(guó)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(jì)階段：預(yù)可研報(bào)告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計(jì) 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號(hào)： CS0519SQ1 19 國(guó)外的陰極碳?jí)K生產(chǎn)主要集中在幾個(gè)大型企業(yè)，下表是國(guó)外主要生產(chǎn)商的供應(yīng)量： 表 1 國(guó)外主要陰極碳?jí)K商供應(yīng)量 公 司 廠 址 產(chǎn)能 (kt/a) Graftech /Carbone Savoie 巴西 /法國(guó) 45 SGL 德國(guó) /波蘭 39 Erftcarbon 德國(guó) 15 Vesuvius Premiere 英國(guó) 12 Alcan 加拿大 13 SEC (Sumitomo) 日本 25 Nippon Electrode (NDK) 日本 10 Indal 印度 合計(jì) 從表 1可以看出，鋁用陰極炭塊的主要生產(chǎn)廠家集中在歐洲，約占總產(chǎn)量的 2/3 以上。 國(guó)外陰極需求狀況 近幾年國(guó)外