【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 槽結(jié)構(gòu)。 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 限于本人水 平有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)及時(shí)的給予批評(píng)指正。 第一章 市場(chǎng)分析 鋁的性質(zhì) 鋁是銀白色的輕金屬，較軟，密度 ，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) 2467℃ ，鋁和鋁的合金具有許多優(yōu)良的物理性質(zhì)，得到了非常廣泛的應(yīng)用。 鋁對(duì)光的反射性能良好，反射紫外線比銀還強(qiáng)，鋁越純，它的反射能力越好，常用真空鍍鋁膜的方法來(lái)制得高質(zhì)量的反射鏡。真空鍍鋁膜和多晶硅薄膜結(jié)合，就成為便宜輕巧的太陽(yáng)能電池材料。鋁粉能保持銀白色的光澤，常用來(lái)制作涂料，俗稱(chēng)銀粉。 純鋁的導(dǎo)電性很好 ，僅次于銀、銅，在電力工業(yè)上它可以代替部分銅作導(dǎo)線和電纜。鋁是熱的良導(dǎo)體，在工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和民用炊具等。 鋁有良好的延展性，能夠抽成細(xì)絲，軋制成各種鋁制品，還可制成薄于 的鋁箔，廣泛地用于包裝香煙、糖果等。 鋁合金具有某些比純鋁更優(yōu)良的性能，從而大大拓寬了鋁的應(yīng)用范圍。例如，純鋁較軟，當(dāng)鋁中加入一定量的銅、鎂、錳等金屬，強(qiáng)度可以大大提高，幾乎相當(dāng)于鋼材，且密度較小，不易銹蝕，廣泛用于飛機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶、人造衛(wèi)星、火箭的制造。當(dāng)溫度降到 196℃ 時(shí)，有 的鋼脆如玻璃，而有些鋁合金的強(qiáng)度和韌性反而有所提高，所以是便宜而輕巧的低溫材料，可用來(lái)貯存火箭燃料液氧 和液 氫 。 鋁的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史 鋁是我們非常熟悉的金屬，早在公元前 5 世紀(jì)就有了應(yīng)用明礬作收斂劑、媒染劑的記載。 1825 年，丹麥化學(xué)家和礦物學(xué)家厄斯泰德（ Oersted .， 17771851，丹麥）用鉀汞齊還原無(wú)水鹵化鋁，第一個(gè)制備出不純的金屬鋁。 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 1827 年，德國(guó)化學(xué)家維勒（ Wohler Friedrich， 18001882，德國(guó)）用金屬鉀還原無(wú)水氯化鋁，制備出較純的鋁，并用它的許多性質(zhì) 。 由于維勒制取鋁的方法不可能應(yīng)用于大量生產(chǎn)，在這以后的一段很長(zhǎng)時(shí)間里，鋁是珠寶店里的商品、帝王貴族的珍寶。直到 1886 年兩位青年化學(xué)家分別獨(dú)立地用電解法制鋁獲得成功，使鋁成為普通商品。這兩位年輕的化學(xué)家一位是 21 歲的美國(guó)大學(xué)生豪爾，另一位是大洋彼岸的 21 歲法國(guó)大學(xué)生埃羅。他們的工作奠定了今天電解鋁的方法。 鋁的命名源自拉丁文 Alumen，這一名詞中世紀(jì)在歐洲是對(duì)具有收斂性礬的總稱(chēng)，它的英文名稱(chēng)是 Aluminium，元素符號(hào)為 Al，我國(guó)從它的第二音節(jié)譯為鋁。 我國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展近況 鋁業(yè)背景 中國(guó)鋁工業(yè)經(jīng)過(guò) 50 年的發(fā)展，到 20xx 年已建立了龐大的產(chǎn)業(yè)群，涵蓋了鋁礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工等門(mén)類(lèi)齊全的鋁工業(yè)體系。鋁及鋁加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，鋁材的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 20xx 年，我國(guó)電解鋁產(chǎn)量約 1240 萬(wàn)噸，其中型材 660 萬(wàn)噸，壓鑄材 40 萬(wàn)噸，板帶箔約 540 萬(wàn)噸。作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，鋁工業(yè)以展現(xiàn)出十分誘人的發(fā)展前景。 制約瓶頸 盡管我國(guó)已穩(wěn)居全球鋁業(yè)大國(guó)的寶座，但受以下因素制約，中國(guó)遠(yuǎn)非鋁業(yè)強(qiáng)國(guó)！ 我國(guó)是鋁礦資源相對(duì)缺乏的國(guó)家。盡管現(xiàn)存的鋁礬土礦保有量約 7 億噸，但含量大 多是鋁硅比為 47 的鋁石礦，與國(guó)外鋁硅比 10 以上的鋁土礦相比，選礦成本高出 2 倍以上。低品位的 礦產(chǎn) 資源，將會(huì)逐步制約鋁工業(yè)的發(fā)展； 電解鋁能耗太高，與先進(jìn)的工藝相比，能耗高出約 30%； 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 建筑型材所占百分比太高，型材產(chǎn)能過(guò)剩，過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)，利潤(rùn)太低，嚴(yán)重制約了技改、創(chuàng)新及環(huán)保投入； 合金研發(fā)投入不足，嚴(yán)重制約了鋁 金屬 在工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)有； 大型鋁加工設(shè)備嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，加大 管理 及產(chǎn)品成本。 發(fā)展前景 雖然我國(guó)鋁工業(yè)的發(fā)展遇到上述種種困難，但經(jīng)許多同仁和專(zhuān)家的不斷探索，許多領(lǐng)域取得不錯(cuò)的進(jìn)展，展現(xiàn)出十分誘人的發(fā)展前景。 國(guó)家已把低品礦脫硅技術(shù)列為 973 重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，由中南大學(xué)張 天明教授帶領(lǐng)課題組研發(fā)，一旦工業(yè)化，將使我國(guó)的鋁礦資源多使用 50 年！ 已有不少關(guān)于電解鋁惰性電極的研究，一旦突破，電解鋁成本將大幅下降； 20xx 年，我國(guó)鋁壓鑄業(yè)廠家約 20xx 家，年產(chǎn)量達(dá) 40 萬(wàn)噸，產(chǎn)值約 200 億元； 以河南為中心的板帶箔得到較大發(fā)展，開(kāi)始打破 了以 鋁材為重點(diǎn)的格局； 佛山市南海區(qū)鋁型材行業(yè)協(xié)會(huì)于 20xx 年底組建技術(shù)專(zhuān)家委員會(huì)，為南海鋁型材的發(fā)展提供技術(shù)支持。 中國(guó)鋁型材行業(yè)的概況 中國(guó)鋁型材工業(yè)經(jīng)過(guò) 50 多年的發(fā)展，成為了世界上鋁型材生產(chǎn)大國(guó)。截 至 20xx年，中國(guó)在產(chǎn)的鋁擠壓廠 600 多家，擠壓生產(chǎn)線約 3500 條企業(yè)數(shù)量、生產(chǎn)能力、產(chǎn)量均居世界第一，已成為世界鋁擠壓材生產(chǎn)大國(guó)；經(jīng)過(guò)近幾年產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和市場(chǎng)調(diào)節(jié)，鋁加工廠數(shù)減少，分布在逐步分散；產(chǎn)品出口增加，成為世界上最主要的鋁型材生產(chǎn)和凈出口國(guó)家。 產(chǎn)量： 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 20xx 年中國(guó)鋁加工材快報(bào)產(chǎn)量 萬(wàn)噸，與 20xx 年快報(bào)數(shù) 萬(wàn)噸相比增加 %。估計(jì)型材為 660 萬(wàn)噸，比 20xx 年增長(zhǎng) ％。 表 1－ 1 中國(guó)近年來(lái)鋁加工材產(chǎn)量 單位：萬(wàn)噸 表中所有數(shù)據(jù)均來(lái)自中國(guó)有色 金屬 工業(yè)協(xié)會(huì)信息統(tǒng)計(jì)部，除了 萬(wàn)噸為快報(bào)數(shù)外，其他數(shù)據(jù)為實(shí)際產(chǎn)量。 從鋁加工行業(yè)來(lái)看，珠江三角洲、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海等三地區(qū)，以河南為代表的中部地區(qū)發(fā)展較快 。新世紀(jì)以來(lái)，全國(guó)鋁加工材產(chǎn)量前 10 位省區(qū)總產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的所占比率在逐漸上升， 20xx 年為 %， 20xx 年為 %， 20xx 年達(dá)到 %，20xx 年 %。廣東和河南兩省產(chǎn)量排位繼續(xù)保持前兩名，所占比例仍在上升。產(chǎn)量增幅較快的省份是山東和湖南，山東排位由 20xx 年的第六上升到第三，產(chǎn)量接近100 萬(wàn)噸，達(dá)到 萬(wàn)噸，比 20xx 年增加 %。湖南省以 萬(wàn)噸的好成績(jī)后來(lái)居上，把產(chǎn)量增幅相對(duì)不大的河北省擠出前十名。 廣東省的建筑鋁型材業(yè)在國(guó)內(nèi)具有突出的地位，具有絕對(duì)的優(yōu) 勢(shì)。廣東省是中國(guó)鋁型材加工、制造的大省，同時(shí)又是鋁的消費(fèi)大省。目前，廣東省的鋁加工量超過(guò)300 萬(wàn)噸 /年，綜合產(chǎn)值超過(guò) 1000 億元，已形成具有明顯規(guī)模優(yōu)勢(shì)和品牌優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國(guó)有色 金屬 工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)， 20xx 年全國(guó)獲得生產(chǎn)許可證鋁型材廠有 560 多家，廣東省有 210 余家；全國(guó)鋁擠壓材產(chǎn)量前 10 名的企業(yè)中廣東省占了 6 家，廣東省鋁型材生產(chǎn)量占全國(guó) 55％左右，市場(chǎng)占有率超過(guò) 全國(guó)的 45％。全國(guó)擁有中國(guó)名牌的鋁加工企業(yè)共有 17 家，廣東省有 10 家單位，其中 9 家為鋁型材廠， 1 家為板帶箔生產(chǎn)企業(yè)。 出口 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 20xx 年，中國(guó)鋁材凈出口量增加了 %（見(jiàn)表 2）。其中，平軋產(chǎn)品的貢獻(xiàn)明顯。型材出口 萬(wàn)噸，比 20xx 年僅增加了 %,增幅同比下降 %。主要受歐美 房地產(chǎn) 業(yè)不景氣和國(guó)家 7 月 1 日取消出口退稅的影響。 表 1－ 2 中國(guó)鋁材進(jìn)出口情況 （ 1）中國(guó)鋁加工企業(yè)積極上市融資 ， 鋁加工企業(yè)利用國(guó)內(nèi)外資本市場(chǎng)，積極開(kāi)展多種方式進(jìn)行融資，為企業(yè)的發(fā)展壯大獲得必要的資金支持。已經(jīng)上市的鋁加工企業(yè)有中鋁西北鋁，山東南山、浙江棟梁、常熟鋁箔、新疆眾和等。正在準(zhǔn)備上市的企業(yè)有河南明泰、廣東興發(fā)、閩發(fā)、山東魯豐鋁箔、廈順、蘇州羅普斯金等。 （ 2）高速列車(chē)車(chē)體型材成功應(yīng)用在我 國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 300km/h 列車(chē)上，標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)跨入世界上能夠生產(chǎn) 300km/h 高速列車(chē)型材國(guó)家的行列。 （ 4）工業(yè)型材、高檔節(jié)能型建筑型材產(chǎn)品比例增加。 （ 5）各種新技術(shù)在鋁加工生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。 二、鋁型材行業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題和機(jī)遇 主要問(wèn)題： 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 雖然我國(guó)已成為鋁型材生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但與世界鋁型材生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)間的差距還很大。我國(guó)鋁型材消費(fèi)還主要集中在建筑業(yè)，占總消費(fèi)量的 75%左右，而世界發(fā)達(dá)國(guó)家如日本和北美，其建筑型材消費(fèi)量分別占總消費(fèi)量的 %和 %。這種差距一方面反映了 我國(guó)建筑業(yè)的篷勃發(fā)展，另一方面也反映出我國(guó)在工業(yè)鋁型材的生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面的不足，同時(shí)也預(yù)示著我國(guó)工業(yè)用鋁型材存在著巨大的市場(chǎng)和發(fā)展空間。當(dāng)前鋁加工業(yè)發(fā)展的突出問(wèn)題表現(xiàn)在： （ 1）我國(guó)是鋁工業(yè)大國(guó)，但不是鋁工業(yè)強(qiáng)國(guó)。我國(guó)鋁工業(yè)的特點(diǎn)是總量大，但整體發(fā)展水平偏低，資源和環(huán)境代價(jià)較高。鋁加工企業(yè)數(shù)量較多，技術(shù)力量相對(duì)薄弱，自主創(chuàng)新能力較差。經(jīng)過(guò)近幾年激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和淘汰，鋁加工企業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，出現(xiàn)了一定程度的的集中，例如 20xx 年，全國(guó)鋁擠壓型材廠產(chǎn)量位居前 10 家的產(chǎn)量占全國(guó)的 15％左右。目前，在技術(shù)、 設(shè)備水平，競(jìng)爭(zhēng)白熱化的市場(chǎng)環(huán)境和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略及政策措施等方面正在形成前所未有的壓力下，迫使企業(yè)從產(chǎn)量增長(zhǎng)型向質(zhì)量效益型，進(jìn)而向技術(shù)創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變，我國(guó)迎來(lái)了加快邁向世界鋁加工強(qiáng)國(guó)的發(fā)展機(jī)遇。 （ 2）資源消耗嚴(yán)重，環(huán)保壓力大，節(jié)能減排任務(wù)繁重。 20xx 年 15 月我國(guó)電解鋁平均綜合耗電為 14456 千瓦時(shí) /噸，同時(shí)，氧化鋁在生產(chǎn)過(guò)程中能耗也是很高的，每噸耗能 噸標(biāo)準(zhǔn)煤。鋁加工企業(yè)不規(guī)范的生產(chǎn)方式，造成一定程度的環(huán)境污染。中國(guó)鋁加工業(yè)能耗指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平還存在較大差距，對(duì)業(yè)界既是挑戰(zhàn)，又是發(fā)展的機(jī)遇。 （ 3）國(guó)家政策調(diào)整帶來(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)，企業(yè)達(dá)標(biāo)任重道遠(yuǎn)。我國(guó)目前已開(kāi)始限制高污染、高能耗、資源型產(chǎn)品的出口。 20xx 年 7 月 1 日起，取消了鋁加工產(chǎn)品的出口退稅，在 20xx 年 8 月 1 日起，取消了原鋁的進(jìn)口關(guān)稅。鋁作為高能耗材料，同時(shí)也是高儲(chǔ)能材料和綠色材料，是推動(dòng)社會(huì)前進(jìn)的一種不可替代的材料。中國(guó)經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)保持較高的增長(zhǎng)性，由此一方面對(duì)鋁工業(yè)的發(fā)展提供巨大的需求空間，另一方面也增加了鋁工業(yè)發(fā)展的重要性和緊迫性，社會(huì)發(fā)展需要大力發(fā)展鋁工業(yè)。根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，我國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展以滿足內(nèi)需為主，不鼓勵(lì)并限制利用一般 貿(mào)易 、加工 貿(mào)易 等方式出口電解鋁等高能耗初級(jí)產(chǎn)品。在政策上將繼續(xù)鼓勵(lì)技術(shù)含量和附加值高的鋁產(chǎn)品的出口。目前國(guó)家通過(guò)取消原鋁進(jìn)口關(guān)稅， 20xx 年 12 月海關(guān)總署將鋁型材加工列入出年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車(chē)間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 口禁止名單，上述措施主要是為了抑制鋁資源的大量出口。在國(guó)內(nèi)需求十分旺盛的情況下 ，采取 “堵 ”和 “疏 ”兩種手段的并用，一方面控制電解鋁增量，控制出口；另一方面積極擴(kuò)大內(nèi)需，大力發(fā)展高附加值的鋁材產(chǎn)品，增加國(guó)內(nèi)存鋁量，引導(dǎo)我國(guó)鋁工業(yè)實(shí)現(xiàn)又好又快的發(fā)展。國(guó)家發(fā)改委 20xx 年第 64 號(hào)公告發(fā)布了《鋁行業(yè)準(zhǔn)入條件》，進(jìn)一步提高了準(zhǔn)入門(mén)檻，而且要求現(xiàn)有企業(yè)的 能源 消耗、 金屬 消耗和成品率等指標(biāo)在20xx 年底之前達(dá)到門(mén)檻水平。在未來(lái)短短 3 年之內(nèi)，使我國(guó)鋁加工業(yè)達(dá)標(biāo)，難度是相當(dāng)大的，充滿了挑戰(zhàn)。 （ 4）企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈短，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，受上下游控制，抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)下滑，風(fēng)險(xiǎn)加大。近年來(lái)，人民幣匯率持續(xù)走高，原鋁的價(jià)格波動(dòng)較大，鋁加工企業(yè)受到很大的影響。 （ 5）技術(shù)水平低，研發(fā)實(shí)力弱。體現(xiàn)在絕大多數(shù)企業(yè)都是在從事低檔的建筑型材生產(chǎn)，產(chǎn)品研發(fā)不夠，相互抄襲，相互競(jìng)爭(zhēng)，造成整體水平低下。 （ 6）專(zhuān)業(yè)人才缺乏。鋁加工專(zhuān)業(yè) 管理 、技術(shù)人才薄弱，不利于鋁加工行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)發(fā)展。 （ 7）社會(huì)的發(fā)展對(duì)鋁型材行業(yè)提出了更高的要求。為適應(yīng)我國(guó)鋁行業(yè)的發(fā)展，隨著鋁表面技術(shù)處理技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)鋁合金表面處理更高的要求，有新的鋁及鋁合金相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基本上與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家接軌，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高和新的要求，也將進(jìn)一步規(guī)范鋁行業(yè)的生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。此外，歐盟、北美等地對(duì) 六價(jià)鉻、鎳、鉛、鎘、汞等重 金屬 的使用也做出了嚴(yán)格的限制，對(duì)此，國(guó)內(nèi)鋁加工企業(yè)必須積極應(yīng)對(duì)，采取相應(yīng)措施。 發(fā)展機(jī)遇 （ 1）鋁業(yè)是朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。從市場(chǎng)需求來(lái)看，中國(guó)建筑門(mén)窗中，鋁窗約占 60 %左右，塑窗（ PVC）約占 30 %左右、鋼窗 5 %左右，木窗在城市幾乎沒(méi)有使用。中國(guó)鋁型材有 75 %左右是使用在建筑行業(yè)上用于制作建筑門(mén)窗和幕墻。 2