【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 共同體向歐洲的汽車生產(chǎn)廠家提議，到2005年為控制汽車廢氣中的CO2含量，汽車百公里耗油量應(yīng)不超過(guò)6L。當(dāng)然，人們可從燃料管理系統(tǒng)等途徑尋求解決的方法，但在這些方法中，汽車輕量化的努力將舉足輕重，而鎂合金無(wú)疑將會(huì)扮演極為重要的角色?？傮w上來(lái)說(shuō)，鎂合金產(chǎn)品主要是鎂合金壓鑄件。從國(guó)際市場(chǎng)上看，鎂合金壓鑄件的前景是樂(lè)觀的，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上看仍屬一種新興材料。原因是鎂合金壓鑄件工藝復(fù)雜，大部分鎂業(yè)生產(chǎn)商對(duì)鎂合金壓鑄件生產(chǎn)有畏懼心理；使用廠商在產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材時(shí)，對(duì)鎂合金壓鑄件成本缺乏認(rèn)真分析，片面認(rèn)為鎂合金比鋁合金價(jià)格高，很少采用鎂合金壓鑄件，影響了鎂合金壓鑄件生產(chǎn)的發(fā)展和市場(chǎng)開拓。目前，國(guó)外鎂合金壓鑄件主要用于汽車工業(yè)，特別是小轎車。隨著汽車輕量化、高速化、節(jié)能化的發(fā)展，鎂合金壓鑄件生產(chǎn)必將進(jìn)一步引起國(guó)外汽車廠商的高度重視，當(dāng)然，也必然會(huì)引起我國(guó)汽車生產(chǎn)行業(yè)的關(guān)注。在航天航海、電力、通訊領(lǐng)域，鎂合金壓鑄件的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。從鎂合金生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，我國(guó)雖有上海乾通汽車附件公司、南京華宏有限公司壓鑄廠、渭南西北林業(yè)機(jī)械廠、昌河飛機(jī)制造公司鑄造廠等鎂合金壓鑄生產(chǎn)廠家，但他們的總產(chǎn)量只有數(shù)萬(wàn)噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。根據(jù)有關(guān)資料對(duì)國(guó)內(nèi)鎂合金壓鑄件利用分析，2000年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)汽車186萬(wàn)輛，摩托車1196萬(wàn)輛，而利用鎂合金壓鑄件僅3064噸，%。綜上所述，鎂合金壓鑄件有穩(wěn)定的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并處于穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展中，尚處于起始階段，有著很大的市場(chǎng)潛力。由于我國(guó)鎂合金產(chǎn)品成本低，在國(guó)際市場(chǎng)上具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。出于環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)成本的考慮，西方發(fā)達(dá)國(guó)家的金屬鎂生產(chǎn)日益萎縮，多家世界大型金屬鎂企業(yè)關(guān)閉。如挪威2003年關(guān)閉了海德魯鎂業(yè)公司的波斯格盧鎂廠；諾蘭達(dá)公司馬格拉鎂廠2003年1月關(guān)閉其63000噸的生產(chǎn)能力；普基公司的馬利克納克鎂廠和美國(guó)鋁業(yè)公司西北合金廠的金屬鎂生產(chǎn)也已關(guān)停；日本更是在上世紀(jì)90年代末期就停止了金屬鎂生產(chǎn)，全部改為進(jìn)口。在最近兩年內(nèi)，西方國(guó)家關(guān)閉的金屬鎂生產(chǎn)能力達(dá)16萬(wàn)噸，相當(dāng)于世界需求總量的40%。20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)政府加大了環(huán)境保護(hù)力度，許多中小金屬鎂廠由于生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋、工藝落后、環(huán)境污染嚴(yán)重，達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)而被迫關(guān)閉。雖然不斷有金屬鎂廠上馬，但金屬鎂的總產(chǎn)量增加不大，隨著國(guó)家對(duì)金屬鎂生產(chǎn)門檻的提高，這種情況還將持續(xù)下去。由于上述原因，導(dǎo)致國(guó)際鎂合金市場(chǎng)將長(zhǎng)期呈現(xiàn)供應(yīng)偏緊，價(jià)格穩(wěn)定的局面。根據(jù)目前市場(chǎng)調(diào)查，用于汽車工業(yè)的鎂合金壓鑄件口岸價(jià)在40000元/噸到45000元/噸之間波動(dòng)。本可研將本項(xiàng)目的鎂合金壓鑄件產(chǎn)品售價(jià)確定為36500元/噸，鎂合金錠為15000元/噸。 第四節(jié) 項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，主要從兩個(gè)方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià)：一是經(jīng)濟(jì)關(guān)系，表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品價(jià)格這兩點(diǎn)上；二是社會(huì)關(guān)系，表現(xiàn)在政治關(guān)系和銷售服務(wù)上。在國(guó)際貿(mào)易上政治關(guān)系具有較大的影響力，但主要是經(jīng)濟(jì)關(guān)系，經(jīng)濟(jì)利益終究起主導(dǎo)作用。本項(xiàng)目產(chǎn)品具有如下競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：一是產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)是由產(chǎn)品成本優(yōu)勢(shì)所決定的。本項(xiàng)目產(chǎn)品成本較低，主要來(lái)源于：白云石MaO含量高，礦區(qū)建選礦廠，離煉鎂廠區(qū)近，水運(yùn)價(jià)格低，基本上是自采自用，成本低；螢石在XX內(nèi)自采供應(yīng)，采購(gòu)成本低。硅鐵廠距離近、采購(gòu)成本低；煤，XX自采供應(yīng)，成本低；電，XX電力充俗，用電成本低；水，采礦用水可選用山間清泉，煉鎂廠用水可從隔河巖電站庫(kù)區(qū)取水，來(lái)源充足，價(jià)格低；選礦廠區(qū)有荒地和舊房可供利用，投資省、攤位費(fèi)用少；采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝，用工少勞動(dòng)定員設(shè)計(jì)用工恰當(dāng)，噸鎂成本用工低。二是產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。本項(xiàng)目產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，主要是：白云石Mgo含量高；煉鎂工藝技術(shù)成熟；生產(chǎn)工藝選擇、設(shè)計(jì)相對(duì)先進(jìn)、合理；主要設(shè)備相對(duì)先進(jìn)、可靠；技術(shù)依托單位技術(shù)力量強(qiáng)，技術(shù)力量設(shè)計(jì)配備較強(qiáng)，生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量保證程度高；質(zhì)檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)完備，質(zhì)量保證手段先進(jìn)可靠；本項(xiàng)目產(chǎn)品，具備產(chǎn)品成本低、質(zhì)量好兩方面的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品必然有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。第五節(jié) 產(chǎn)品市場(chǎng)分析評(píng)價(jià)結(jié)論通過(guò)上述市場(chǎng)分析，從供求關(guān)系上看供不應(yīng)求；從需求趨勢(shì)看，將持續(xù)增長(zhǎng)；從生產(chǎn)發(fā)展上看，跟不上需求步伐；從資源上看，中國(guó)具有資源優(yōu)勢(shì)、本項(xiàng)目資源也豐富；從產(chǎn)品銷售價(jià)格上看，將持續(xù)上升；從生產(chǎn)技術(shù)上看，在不斷提高；從國(guó)際市場(chǎng)看，將不斷擴(kuò)大；從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看，需求將不斷增加；從國(guó)際關(guān)系看，有利因素越來(lái)越多；從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)看，本項(xiàng)目產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢(shì)。故認(rèn)為，本項(xiàng)目開發(fā)市場(chǎng)行情好，前景十分廣闊。 第三章 原輔料、燃料供應(yīng)第一節(jié) 原、燃料供應(yīng)及質(zhì)量一、原料供應(yīng)白云石礦：本地儲(chǔ)量豐富，廠址附近便是白云石礦，運(yùn)輸簡(jiǎn)單方便。當(dāng)?shù)氐陌自剖瘍?chǔ)量豐富，礦床開采最大高度為40m，礦層基本裸露于地表，適宜露天開采。保守估計(jì)總儲(chǔ)量也在數(shù)億噸以上，可充分滿足生產(chǎn)金屬鎂的需要。此地白云石化學(xué)成份如下：表31 白云石化學(xué)成份表化學(xué)成份編 號(hào)含 量（%）CaOMgOK2ONa2OSiO2AI2O3Fe2O3W045936W045937W045938白云石價(jià)格：破碎成所需塊度，到廠價(jià)每噸125元。硅鐵：滿足電解法所需的75硅鐵，在本縣就有生產(chǎn)，可就近購(gòu)買，價(jià)格每噸約7000元。所需的其它原料為鋁錠、鈹、鋅，在我省都可購(gòu)買解決。其價(jià)格如下：鋁錠：18000元/噸，鈹：200000元/噸，鋅：1100元/噸。二、輔助材料供應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中使用的輔助材料有：螢石、精煉熔劑、惰性氣體，還有添加劑、耐火材料等。精煉熔劑可以從武漢購(gòu)買；螢石、惰性氣體在本省采購(gòu)。其它材料所需數(shù)量不多，在我省都可購(gòu)買解決。三、燃料供應(yīng)在本項(xiàng)目中，白云石煅燒用回轉(zhuǎn)窯，所用燃料為煤粉。XX縣是產(chǎn)煤大縣，煤炭資源豐富，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，運(yùn)輸簡(jiǎn)單方便，所以燃料煤不是問(wèn)題。煤炭?jī)r(jià)格：到廠價(jià)每噸280元。第二節(jié) 產(chǎn)品方案和質(zhì)量指標(biāo)一、產(chǎn)品方案 根據(jù)市場(chǎng)供需情況，結(jié)合本廠實(shí)際，確定鎂合金壓鑄生產(chǎn)線在投產(chǎn)初期，生產(chǎn)以下二種產(chǎn)品：1）鎂合金錠 30000噸/年2）鎂合金壓鑄件 20000噸/年其中鎂合金壓鑄件可作為小轎車輪轂、小轎車儀表盤、計(jì)算機(jī)機(jī)箱殼體。產(chǎn)品皆為大路產(chǎn)品，便于批量生產(chǎn)和銷售。生產(chǎn)一段時(shí)間后，再根據(jù)市場(chǎng)需要，調(diào)整產(chǎn)品品種和產(chǎn)量，特別是新、奇、特的產(chǎn)品，以求取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。二、主要產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)本項(xiàng)目鎂合金產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB41381995，還可根據(jù)用戶提出的質(zhì)量要求進(jìn)行生產(chǎn)。第四章 項(xiàng)目實(shí)施方案第一節(jié) 工藝流程的選擇本項(xiàng)目是從最初的原料開始直到生產(chǎn)出合格的鎂合金產(chǎn)品，先生產(chǎn)出金屬鎂，而后再用金屬鎂生產(chǎn)鎂合金。一、金屬鎂生產(chǎn)工藝方案選擇現(xiàn)代生產(chǎn)金屬鎂的方法，主要分為兩種：一是電解法，另一種是硅熱法。而硅熱法又分為兩種：外熱式硅熱還原法（皮江法）和半連續(xù)硅熱還原法。電解法所用原料是白云石，這是當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì)。電解法煉鎂具有投資較少、建設(shè)周期短、連續(xù)性生產(chǎn)、見效快等優(yōu)點(diǎn)。半連續(xù)硅熱法雖然具有工藝流程短、生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單、單體設(shè)備產(chǎn)量大、低污染、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，但一次性投資較大。通過(guò)以上分析，本可研選用電解法生產(chǎn)金屬鎂。二、鎂合金熔煉工藝方案選擇金屬鎂錠只有經(jīng)過(guò)合金化冶煉過(guò)程，使之成為鎂合金，才能大大改善金屬鎂自身的物理性能，從而適宜鑄造成為各種機(jī)械部件。由于鎂金屬具有熔點(diǎn)低、易氣化、易燃燒等特點(diǎn)，在鎂合金化過(guò)程中要精心選擇與熔煉有關(guān)的原材料，注重安全系統(tǒng)和保護(hù)氣體。本設(shè)計(jì)采用外購(gòu)惰性保護(hù)氣體，在熔煉爐附近設(shè)立保護(hù)氣體儲(chǔ)存配置系統(tǒng)，熔煉時(shí)熔液上部覆蓋保護(hù)氣體。鎂合金熔煉爐采用2室爐工藝，即熔煉爐與熔液儲(chǔ)存爐分開，可以有效控制澆鑄和壓鑄溫度，提高熔液提純效率，尤其是解決精確配料問(wèn)題。鎂合金熔煉爐可以使用原煤、煤氣、重油等燃料，也可以用電爐進(jìn)行熔煉。用煤進(jìn)行鎂合金熔煉，既影響鎂合金質(zhì)量，又污染環(huán)境，本設(shè)計(jì)不予考慮。而重油不易解決。本項(xiàng)目電力供應(yīng)充足價(jià)廉，既經(jīng)濟(jì)又清潔，故本項(xiàng)目采用電力作燃料。為滿足生產(chǎn)要求，項(xiàng)目自建電力開關(guān)站，設(shè)計(jì)建設(shè)一座110kv/20000kw開關(guān)站。三、鎂合金澆鑄、壓鑄工藝方案選擇鎂合金鑄錠有人工澆鑄和鑄錠機(jī)澆鑄，本設(shè)計(jì)選用連續(xù)鑄錠機(jī)澆鑄鎂合金錠。目前，常用的壓鑄工藝有熱室壓鑄和冷室壓鑄。冷室壓鑄以液態(tài)金屬為原料，噴射進(jìn)入模具壓鑄成型，模具壁由循環(huán)冷卻水冷卻。熱室壓鑄是將金屬切屑成粉狀，經(jīng)預(yù)加熱后注入模具壓鑄成型，預(yù)加熱和模具加熱一般采用電加熱。冷室壓鑄一般適宜加工較大型鑄件，熱室壓鑄則適宜加工小型鑄件。由于本項(xiàng)目產(chǎn)品定為小轎車輪轂、小轎車儀表盤、計(jì)算機(jī)機(jī)箱殼體，均屬較大型鎂合金壓鑄件，適宜采用冷室壓鑄。而且冷室壓鑄生產(chǎn)設(shè)備少，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，適宜于初建廠以及一般鑄件的生產(chǎn)。本項(xiàng)目鎂合金產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB41381995，還可根據(jù)用戶提出的質(zhì)量要求進(jìn)行生產(chǎn)。 第二節(jié) 工藝流程一、電解法制鎂生產(chǎn)工藝流程本項(xiàng)目工藝流程簡(jiǎn)述如下：電解法制鎂工藝流程完全是連續(xù)作業(yè)，在高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，不用真空。其核心是填充床式氣體—固體反應(yīng)器。在反應(yīng)器中氫氣起到雙重作用，供給反應(yīng)用的熱量和夾帶鎂蒸汽（氫氣是懶性氣體），鎂透過(guò)一種新穎的方法被冷凝下來(lái)，氫氣則循環(huán)使用。將燃燒后的白云石（煅白）和硅（硅鐵）配合成混合料，再壓制成團(tuán)塊，并在填充床中用燃料和過(guò)量空氣燃燒產(chǎn)物的熱量預(yù)熱到1000℃，填充床反應(yīng)器中的物料是自流的，一部分很重，一部分逆流，并設(shè)有備用的內(nèi)加熱裝置，來(lái)解決供熱問(wèn)題。在順流段，當(dāng)劇烈的吸熱反應(yīng)進(jìn)行得非常迅速時(shí)，熱氣流將顯熱傳給團(tuán)塊料，這樣團(tuán)塊料的溫度穩(wěn)定地保持低于其燒結(jié)和燒融的溫度（1450～1500℃），下一階段的反應(yīng)是通過(guò)反應(yīng)器的逆流段在較低的溫度下完成。盡管氫氣流能夠供給還原反應(yīng)所消耗的全部熱量，但在設(shè)計(jì)上仍然考慮了電熱來(lái)保證反應(yīng)器內(nèi)部所需的熱量。為了保證金屬的純度，在還原時(shí)，不讓氧化了的金屬容器內(nèi)表面與反應(yīng)產(chǎn)物接觸，因此金屬純度高，是本工藝流程的主要優(yōu)點(diǎn)。從反應(yīng)器排出的氣體，經(jīng)過(guò)凈化，冷卻到剛剛高于露點(diǎn)的溫度。其主要目的是除去氣體中夾帶的氧化物微粒，但也有少量從反應(yīng)器正常加料中排出的非金屬揮發(fā)物（主要是氟化物）。新的工藝流程中消除了皮江法煉鎂工藝中冷凝工序中的那些缺陷。只要冷凝成液態(tài)鎂就能夠直接澆鑄成錠。本方法是從熔池中把鎂液直接送入一種機(jī)器式噴淋器，當(dāng)噴淋成液滴后立即冷凝成顆粒鎂。采用裝有液體堿金屬的循環(huán)管路，經(jīng)過(guò)余熱鍋爐將熔池中多余的熱量傳走。要把鎂冷凝成液態(tài)鎂時(shí)，就必須將液態(tài)鎂（）時(shí)所產(chǎn)生的鎂蒸汽（相當(dāng)于反應(yīng)器出口氣體中所夾帶的金屬總量的10%）冷凝下來(lái)，這就必須使出口氣體過(guò)冷到熔點(diǎn)以下大約150℃。于是不可避免地會(huì)有一部鎂冷凝成固體，所以根據(jù)技術(shù)角度和市場(chǎng)銷售情況來(lái)考慮，把鎂全部冷凝成固體鎂似乎還跟適宜。為此，生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)了兩種冷凝方式交替進(jìn)行，冷凝成全部固體或液體鎂和固體鎂的混合物。在精煉車間把粗鎂裝入精煉坩鍋，精練后生產(chǎn)出合格金屬鎂，用連鑄機(jī)鑄造成鎂錠。電解法制鎂生產(chǎn)工藝流程圖電解法制鎂工藝完全擺脫了現(xiàn)有硅熱法煉鎂技術(shù)的限制，能夠連續(xù)作業(yè)，可以完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化控制。因此這個(gè)工藝在經(jīng)濟(jì)上是相當(dāng)有吸引力的，其生產(chǎn)成本比皮江法可降低30～40%，降低能耗約一半，減少勞動(dòng)力約1/3。電解法制鎂工藝配備了完善的熱回收系統(tǒng)，從而大大地節(jié)省了熱能。該工藝可保證大約回收45%的升華熱。這45%也正好是當(dāng)循環(huán)氣流按冷凝范圍從露點(diǎn)冷卻到反回溫度時(shí)，氫氣中含熱量的回收率。循環(huán)氫氣氣流中的余熱通過(guò)直接熱交換器可回收90%以上。將液體金屬作為熱交換器，換熱介質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用于金屬冷凝是很有發(fā)展前途的。二、鎂合金生產(chǎn)工藝流程將金屬鎂錠、鋁錠、鈹、鋅和其它輔助材料用天車送入熔煉爐高架配料倉(cāng)，然后由配料倉(cāng)送入熔煉爐；熔煉爐由煤氣加熱，熔液表面覆蓋有惰性保護(hù)氣體；熔煉后，合金化的鎂合金熔液進(jìn)入熔液儲(chǔ)存爐內(nèi)存儲(chǔ)，并取樣化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果再精確配料。合格的鎂合金熔液入鎂合金鑄錠機(jī)鑄成鎂合金錠，或者將鎂合金熔液用泵經(jīng)管道輸送到壓鑄機(jī)，噴射進(jìn)入模具壓鑄成型，然后脫模、精整、氧化上色、包裝入庫(kù)。鎂合金生產(chǎn)工藝流程如下圖所示： 鎂 錠精煉渣精煉爐煤 氣鈹鋅鎂錠鋁錠熔煉爐煤 氣連鑄機(jī)配粒倉(cāng)熔液儲(chǔ)存爐精 整上 色包裝脫 模冷室壓鑄機(jī)第三節(jié) 工藝設(shè)備一、煅燒設(shè)備1）60m回轉(zhuǎn)窯 6臺(tái)2）28m冷卻機(jī) 6臺(tái)3）926No5A鼓風(fēng)機(jī) 6臺(tái)二、煤粉制備設(shè)備1）3m風(fēng)掃式鋼球磨 6臺(tái)2）φ1900mm粗粉分離器 3臺(tái)3）φ2300mm旋風(fēng)分離器 3臺(tái)4）M729No11D煤粉風(fēng)機(jī) 3臺(tái)5）472No5A引風(fēng)機(jī) 3臺(tái)三、原料制備車間1）7m