来源: 更新时间:2023-07-10 11:25:23
年产18万吨镁锭及20万吨镁合金高端产品生产线
一、项目名称
年产18万吨镁锭及20万吨镁合金高端产品生产线
二、招商单位基本情况
(一)单位名称:山西振华国为科技有限公司
(二)单位地址:山西省吕梁市交口县双池镇(交口经济技术开发区双池园区)
(三)单位简介:山西振华国为科技有限公司经营范围包括一般项目:常用有色金属冶炼;有色金属合金制造;有色金属合金销售;有色金属压延加工;高性能有色金属及合金材料销售;有色金属铸造;锻件及粉末冶金制品销售;新材料技术研发;锻件及粉末冶金制品制造;新型金属功能材料销售;冶金专用设备销售;货物进出口;机械电气设备制造;机械设备销售;仪器仪表销售;机械零件、零部件销售;再生资源加工;再生资源销售;再生资源回收(除生产性废旧金属);金属基复合材料和陶瓷基复合材料销售。(除依法须经批准的项目外,凭营业执照依法自主开展经营活动)
三、项目内容:
(一)建设背景:随着现代科技的不断发展,金属材料的消耗与日俱增,金属矿产资源逐渐趋于枯竭。镁是地球上储量最丰富的元素之一,在地壳表层金属矿的资源含量为2.3%,位居常用金属的第4位,此外在盐湖及海洋中镁的含量也十分可观,如海水中镁含量达2.1×1015吨。在很多金属趋于枯竭的今天,加速开发镁金属材料是实现可持续发展的重要措施之一。
镁合金密度低,是实际应用中最轻的金属结构材料,具有比强度和比刚度高、电磁屏蔽效果好、抗震减震能力强、易于机加工成形和易于回收再利用等优点,在航空、航天、汽车、3C 产品以及军工等领域具有广泛的应用前景和巨大的应用潜力。
随着“绿色,环保,可持续”的世界发展的主旋律,以轻质和可回收使用为应用特点的镁合金,日益成为现代工业产品的理想材料,其市场需求也一直呈现稳定增长的趋势。现代科技和相关产业技术的发展,各国对镁合金应用的推广,不仅消除了人们对使用镁合金的疑虑,而且使其各项独特优点更加完美,应用范围迅速扩展,特别是汽车零部件的大量应用,电讯产品向轻、薄、短、小方向发展,以及相关行业的密切合作与技术整合,更使这种新兴材料的市场发展呈现极为乐观的前景。
在行业巨大需求背景下,抓住市场机遇、促进产业发展,山西振华国为科技有限公司,拟在交口经济技术开发区双池镇园区建设年产5万吨镁合金高端产品项目。
(二)建设地点:交口经济技术开发区双池镇园区
(三)建设内容及建设规模:200万吨/年白云石矿山开采,18万吨镁锭及20万吨镁合金高端产品,配套白云石煅烧、硅铁、萤石磨粉,粉料成球,原煤粉磨站,粉煤气化发生炉系统,金属镁还原炉、粗镁精炼、镁合金熔炼铸锭,镁合金挤压、铸压、锻压、轧制产品生产线;辅助设施有水冷却系统,真空系统,还原罐生产车间,变电站,自动化控制系统,仓库、办公楼、食堂宿舍、环保、消防、废渣处理、厂区绿化等。项目进行分期建设:
第一期建设5万吨镁锭 5.5万吨镁合金深加工产品,总投资约15亿元(不含白云矿煤矿资源价款及开采费用),占地500亩。2023年6月底前完成全部审批手续,取得立项批复文件。2023年7月-2024年7月完成设计、土建施工、设备采购、安装。
2024年8月-2024年11月完成生产调试、工程验收。2024年12月正式投产运行,一期工程达产后每年可完成销售产值35亿元,公司利润5亿元,上缴税金2亿元。
第二期建设5万吨镁锭 5.5万吨镁合金深加工产品,总投资约16亿元,占地500亩,工期两年,视市场占有方向设计深加工生产路线。
第三期建设8万吨镁锭,总体补齐20万吨镁合金深加工,投资约26亿元,占地700亩,工期两年,视市场站位设计深加工路线。
(四)产品名称和类型:
1.高强韧、低成本镁合金材料
主要开展高强韧、低成本新材料合成与制备,各类铸造镁合金、变形镁合金,主要产品有:
开发适合于商用车的低成本镁合金、航空航天军工用高强韧镁合金。
2.镁合金压铸件
主要进行镁合金复杂零件的压铸生产,用于汽车、电动工具、3C等产品,各类镁合金压铸件,主要产品有:
车用各种镁合金压铸件、电动工具、3C等镁合金压铸件。
3.镁合金大截面管型材
主要进行镁合金棒材、型材、大型无缝管材的挤压生产,各类镁合金管型材,主要产品有:
镁合金棒材、大截面型材、大口径无缝管材。
4.镁合金带材
主要进行镁合金板、带材的轧制生产,年消耗镁合金1.5万吨,主要产品有:
镁合金板材、3C用镁合金板带材。
5.高性能镁合金锻造构件
主要进行高性能镁合金构件的锻造成形,年消耗镁合金1万吨,主要产品生产线有:
镁合金汽车零部件锻造生产线、航空、航天、军工等类高端构件锻造生产线。
6.镁合金构件连接及表面处理
主要对某些复杂构件进行连接加工及后续表面处理技术的开发,主要方向:
镁合金复杂构件的连接加工、成形构件的表面处理。
(五)技术工艺和技术路线:
本项目以交口县优质白云石为原料,外购硅铁(还原剂)、萤石(催化剂),主要用煤做燃料(煤粉气化与发生炉煤气)加热生产出原镁锭,然后按不同产品的不同需求添加其他合金元素(铝、锌、锰、锆、稀土等)熔炼成不同规格的镁合金锭,再进一步按客户需求生产出各种挤压、压铸、锻压、轧制型材及产品。
1、镁锭生产工艺流程(皮江法)
白云石煅烧生成氧化钙和氧化镁为原料,以75号硅铁为还原剂,萤石为催化剂,在真空状态下(0.1毫米汞柱),用1200℃的温度经横罐11个小时(或竖罐9小时)还原成粗镁晶体,然后加二号熔剂(氯化镁)、硫磺700℃温度精练成为99.5%镁锭。
还原反应:
MgO+CaO+Si→Mg↑+CaSi03↓
吨镁消耗:
白云石10T、硅铁(外购)1.15T、原煤5T、不锈钢还原罐0.25个、萤石粉少量、电1500度、水10T、工资约1500元,辅助材料、折旧费、财务费用等根据规模另算。
吨镁污染排放:二氧化碳5T、废渣6T、无废液。
2、镁合金锭生产
首先将熔炼坩锅用煤气或电加热到500-600℃,然后投入适量熔剂、镁锭或粗镁,当熔化镁液温度达700℃左右时静置15-20分钟后除去杂质,然后加入按配方设定的合金元素(铝、锌、锰、铍、稀土等)进行搅拌合金化,再静置15-20分钟后得到纯净的合金液体,采用泵转移到保温炉,然后由保温炉转移镁合金液浇铸,浇铸前模具上喷涂氮化硼脱模剂以便容易脱模和保护模具,连铸机进行的慢速移动,经冷却段完全冷却后脱模,然后将出模后的镁合金锭进行表面清理、盘点入库,供下游工序挤、铸、锻、轧等深加工,镁锭、镁合金锭或粗镁熔炼、浇铸过程均须有惰性气体保护。
镁合金深加工
镁合金深加工分为挤、铸、锻、轧四大类别,在专用设备和对应配套模具的共同作用下成型。
①镁合金挤压产品生产工艺流程
铸锭加热到470℃左右 ??一次挤压 ??切头去尾 ??二次加热 ???二次挤压 ???时效 ???拉伸矫正 ???切头去尾 ???二次矫正 ???检验 ????打号 ????上色 ???成品检查 ???包装入库。
②镁合金压铸件生产工艺流程
将镁合金锭送入镁合金熔炉加热到700℃左右,使之成为液态,然后导入载有模具的压铸机合模成型,冷却定型后出模,切头、修边、检验、包装入库,镁合金熔化压铸过程需用SF6、CO2等保护气保护以防燃烧爆炸。
③镁合金锻压工艺流程
将镁合金铸锭或挤压坯料加热至350℃-450℃,然后导入预热后的锻模内进行热态锻造成型,根据不同产品的不同造型选用平砧、异形砧、辊轮环锻锻造成型,然后在220℃-250℃温区内剪切俢边,检验入库。
④镁合金轧制,一般在挤压型材基础上精深加工,需要有相应的模具与工艺配合。分为热轧(370-510℃)、温轧(250℃稍高)、冷轧(100-200℃),可以选择小变量、多道次轧制成0.5mm-10mm的不同板材以派上不同用场。
(六)项目总投资及资金来源:
项目总投资55亿元,全部由企业自筹。
四、项目优势分析
(一)企业优势
山西振华国为科技有限公司依托山西鼎耀恒瑞集团及山西宏图恒建建筑工程有限公司等公司的人力资源和资本运作能力,拟在白云石、原煤资源非常丰富的交口县开发金属镁冶炼及镁基轻合金深加工系列化产品。山西振华国为科技有限公司项目筹建办公地址设在交口县县城工商银行正对面,现已筹建了16人的领导班子,有从事金属镁行业多年的高级工程师,有土建、设备、电器、环保等方面的专业人员,公司还与山西银光镁业、府谷县镁工业协会、太原理工大学、中北大学等单位建立了产学研合作关系。
(二)资源优势
本项目地区境内有丰富优质的白云石资源,而且蕴藏着丰富的煤炭等矿产资源,得天独厚的地理条件为镁合金的生产提供了基本的原料和能源,降低了生产成本,提高了本项目在市场上的竞争力。
交口县白云岩矿石资源丰富且质量优良,白云石矿储量约3.2亿吨,区内矿石为白云岩矿,灰色,主要为微晶方解石组成,微晶结构,豹皮状构造。显微镜下观察:含生物碎屑、粉屑,微晶结构,缝合线构造,含微晶方解石75-80%左右,粉晶方解石5%,粉屑5-10%,生物碎屑小于5%,白云石4%以下,铁质1%,呈质点状、细脉状零星分布。
白云石矿体MgO含量最高22.78%,最低17.51%,一般20.12%~21.23%,平均品位21.25%,变化系数3.21%;CaO含量最高34.00%,最低28.20%,一般在30.03%~31.19%,平均品位30.53%,变化系数2.28%
矿石用途类型广泛,主要应用于冶金、化学、建筑及其他工业。矿石区域比重2.58-2.68t/m3,平均为2.60t/m3。抗压强度111.74-181.35 Mpa,抗剪强度(凝聚力值):4.21Mpa,抗拉强度1.5-2.3 Mpa,抗折强度4.4-12.7Mpa,该矿石压碎指标为11.9%,其针、片状颗粒含量均小于15%。
(三)技术优势
为了提高企业的综合经济实力及竞争能力,本项目注重环保与节能及资源的合理配置与利用,并采用当前镁行业成熟先进的生产工艺及技术,主要体现在以下几方面:
1.采用先进的机械化装料技术及气力出渣系统
采用机械化装料及气力出渣技术可使还原周期中的辅助作业时间缩短为目前的1/2~1/3左右,提高产能10%~15%左右;同时该技术可减少还原炉出镁时的能源浪费,稳定炉温,提高还原炉热效率,延长还原罐使用寿命;该技术使还原车间的劳动强度、环境温度和环保条件大大改善,劳动生产率大大提高。该技术所带来的社会效益与经济利益是不言而喻。
2.回转窑的节能
回转窑采用新型节能回转窑,新型节能型回转窑采用竖式预热器预热物料,充分利用回转窑燃烧产生的高温烟气,使物料在预热器内发生部分分解,热效率提高30%,使系统产量提高40%,出料端采用竖式冷却器回收余热,窑屋烟气温度低于280℃,节能效果显著。
3.采用新型压球机
采用镶嵌辊皮压球机,成球平高,含粉量少,更换辊皮方便快捷,提高压球工序生产和经济效率。
4.采用竖罐还原工艺
竖式底出渣工艺还原炉内还原罐竖立放置,一台炉可放置30根大直径竖罐;还原罐的直径大,是横罐的3倍以上(内要放置中心管);装料量大;料镁比高;单台炉产量是横罐还原炉的5倍以上。单位产品综合能耗可以显著降低。可以采用机械化作业,出渣方式靠重力自动出渣,没有人工扒渣。
能耗降低的原理是:1.竖罐工艺的还原罐的放置密度增加,从传统的单罐与炉墙比是1: 1. 3-1. 6.减少到1:0. 6,大大减少了窑炉的热消耗;2. 强化对还原罐的辐射对流传热,产量可以提高20%以上;3.竖罐有中心管,实际料层传热厚度低于横罐;4.横罐底部放置在耐火炉台上,而竖罐时还原罐四面都均匀受热。
5.采用新型蓄热式镁还原炉
蓄热式镁还原炉可以充分回收烟气余热,大幅度节能降耗,减少污染排放,提高炉窑产量。同时蓄热炉采用高温空气预热技术,可使用低热值燃料等清洁能源,经济效益显著。
6.镁合金炉采用大型密闭设备
综合借鉴国内外各镁合金生产企业的先进技术及成熟经验,采用大型密闭设备、机械化流水线作业和自动控制。以技术、装备和控制的高起点,保证产品的高质量。
7.设计完善的自动控制系统
提高镁还原率,减少硅铁消耗。
8.设计当中注重环保。减少粉尘及河染物的排放
生产线设计时充分考虑“三废”的治理,设置必要的除尘。“三废”的治理,设置必要的除尘,隔音降桑,气体回收、余热回收及降温除尘装置,减少环境污染,努力实现清洁文明生产。
五、项目市场前景
(一)行业概况:
1、产业政策符合性分析
本项目主要建设内容包括炼镁工序、镁合金制造和镁合金高端产品深加工,项目与《产业结构调整指导目录》(2019 年本)》符合性分析见下表。
项目与国家产业政策相符性分析
国家产业政策要求 本项目分析判定情况 分析结果
根据《产业结构调整指导目录(2019年本)》,其中鼓励类提到:“九、有色金属”中“2、高效、低耗、低污染、新型冶炼技术开发”、“5、交通运输、高端制造及其他领域有色金属新材料”中第一小条,“(1)交通运输:高性能镁合金及其制品”属于鼓励类 ①、本项目年产5万吨镁合金高端产品符合《目录》中第一类鼓励类中第九条第5款:交通运输、高端制造及其他领域有色金属新材料,属于鼓励类项目。②、项目采用大型竖罐底出渣双蓄热镁冶炼技术,实现超低排放,属于《目录》中第一类鼓励类中第九条第⒉款有色金属的高效、低耗、低污染、新型冶炼技术开发项目。 属于鼓励类
因此,综合上表分析,本项目年产5万吨镁合金高端产品,项目的建设符合国家产业政策要求。
2、项目与《镁行业规范条件》符合性分析
对照工业和信息化部于2020年2月28日发布的《镁行业规范条件》(中华人民共和国工业和信息化部公告2020年第8号),项目与《镁行业规范条件》符合性分析见下表。
项目与《镁行业规范条件》相符性分析
《镁行业规范条件》要求(仅节选与本项目相关的条款) 本项目分析判定情况 分析结果
一、总体要求 (一)镁矿山、冶炼企业应靠近具有资源、能源优势地区,须符合国家及地方产业政策、矿产资源规划、环保及节能法律法规和政策、矿业法律法规和政策、安全生产法律法规和政策、行业发展规划等要求。 本项目属于镁冶炼企业,利用交口县的白云石矿,矿区距离拟建厂区直线距离约15km,靠近资源优势地区,项目符合国家产业政策及相关法律法规要求 符合
二、质量、工艺和装备 (二)镁矿山、冶炼企业应建立、实施并保持满足GB/T19001要求的质量管理体系,并鼓励通过质量管理体系第三方认证。原镁产品质量应符合
《原生镁锭》(GB/T3499) 项目建成后将建立、实施并保持满足GB/T19001要求的质量管理体系,拟通过质量管理体系第三方认证。项目原镁产品质量符合《原生镁锭》(GB/T3499)产品质量要求 符合
(三)镁冶炼企业须选择符合要求的白云石资源,采用生产效率高、能耗低、环保达标、资源综合利用效果好、安全可靠的先进生产工艺系统。须拥有资源综合利用,节能,还原和精炼车间的冶炼尾气余热回收,收尘,二氧化硫、氮氧化物尾气治理等工艺及设备,不得采用国家明令禁止或淘汰的设备、工艺。配备的工艺及设备须
满足国家《节约能源法》、《清洁生产促进法》、《环境保护法》等法律法规的要求。 本项目采用的白云石矿资源符合生产要求,项目采用的先进的生产工艺,生产效率高、能耗低、环保达标、资源综合利用总体效果好、安全可靠,还原和精炼车间的冶炼尾气进行了余热回收;项目的收尘,二氧化硫、氮氧化物尾气治理等工艺及设备不采用国家明令禁止或淘汰的设备、工艺,各生产工艺、污染治理工艺等均能满足配备的工艺及设备须满足国家《清洁生产促进法》、《环境保护法》等法律法规的要求 符合
(四)煅烧系统应采用节能环保型回转窑,以气体为燃料的可控竖窑等先进煅烧设备。配料制球系统应采用自动控制配料,实现机械化操作,物料输送系统全封闭。还原系统应采用蓄热式高温空气燃烧技术还原炉,用能有计量,进料、出渣实现机械化。精炼系统应采用坩埚熔化,用气体燃料;用电炉或煤气保温,连铸机浇注。 项目煅烧系统采用节能环保型回转窑,配料制球系统采用了自动控制配料,实现机械化操作,物料输送系统全封闭。
本项目还原系统采用蓄热式高温空气燃烧技术还原炉,用能有计量,进料、出渣实现机械化。
项目精炼系统应采用坩埚熔化,用气体燃料;用电炉保温,连铸机连续浇注。 符合
三、能源消耗 (六)镁企业应建立、实施并保持满足GB/T23331 要求的能源管理体系,并鼓励通过能源管理体系第三方认证。能源计量器具应符合《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB17167)的有关要求,鼓励企业建立能源管控中心,所有企业能耗须符合国家相关标准的规定。 本项目建成后将建立、实施并保持满足GB/T23331 要求的能源管理体系,拟通过能源管理体系第三方认证。能源计量器具应符合《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB17167)的有关要求能耗须符合国家相关标准的规定。 符合
(七)镁冶炼企业吨镁综合能耗在4.5吨标准煤及以下。 本项目吨镁综合能耗在3.09吨标准煤 符合
(八)禁止用原煤直接加热各种炉窑(部分企业回转窑喷煤粉除外)。 本项目回转窑为喷煤粉; 符合
四、资源综合利用 (十)镁冶炼企业的吨镁白云石用量在10.5吨及以下,硅铁(Si>75%)用量在1.05吨及以下,新水消耗在10吨及以下。 本项目吨镁白云石用量在10吨,硅铁
用量在1.0吨,新水消耗在8.5吨 符合
(十一)镁冶炼企业的还原镁回收率应不低于80%、硅利用率不低于5%、粗镁精炼回收率不低于96%。 本项目粗镁收率为82.5%,硅利用率约76%,粗镁精炼回收率约97.5% 符合
(十二)鼓励镁冶炼企业积极研发镁还原渣综合利用技术,利用镁还原渣生产镁渣硅酸盐水泥等建材产品,镁还原渣综合利用率应不低于70%,
减少废渣排放。 镁还原渣经冷却、辊压、风选后作为水泥添加材外售,综合利用率 100% 符合
(十三)提高还原炉、回转窑等主要工序的生产全过程余热利用水平,包括高温烟气的余热等。 项目对还原炉、回转窑等主要工序的生产全过程余热均加以利用 符合
五、环境保护 (十四)镁矿山、冶炼企业须遵守环境保护相关法律、法规和政策,应建立、实施并保持满足GB/T24001 要求的环境管理体系,并鼓励通过环
境管理体系第三方认证。 本项目建成后将遵守环境保护相关法律、法规和政策,建立、实施并保持满足 GB/T24001 要求的环境管理体系,建成后拟通过环境管理体系第三方认证。 符合
(十六)镁冶炼企业须按《排污单位自行监测技术指南有色金属工业》(HJ 989)等相关标准规范开展自行监测,应安装、使用自动监测设备的,
须依法安装配套的污染物在线监测设施,与生态环境主管部门的监控设备联网,保障监测设备正常运行,鼓励开展厂内降尘监测;须依法领取排
污许可证后,方可排放污染物,并在生产经营中严格落实排污许可证规定的环境管理要求。物料储存、转移输送、装卸和工艺过程等环节的无组
织排放须加强控制管理,制定相应的环境管理措施,满足有关环保标准要求。 本项目建成后将按《排污单位自行监测技术指南有色金属工业》(HJ 989)等相关标准规范开展自行监测,评价制定企业自行检测方案,提出了企业依法安装、使用的自动监测设备应与生态环境主管部门的监控设备联网,保障监测设备正常运行。
企业开展厂内降尘监测;
项目建成后将依法领取排污许可证,并在生产经营中严格落实排污许可证规定的环境管理要求。
建议项目建成后在物料储存、转移输
送、装卸和工艺过程等环节的无组织排放须加强控制管理,制定相应的环境管理措施,满足《镁、钛工业污染物排放标准》(GB 25468-2010)表 6 中企业边界大气污染物浓度限值标准要求。 符合
(十七)镁矿山、冶炼企业废水、废气等污染物排放不得超过国家或地方的相关污染物排放标准,排放总量不超过生态环境主管部门相关管理要求。 本项目废气等污染物排放不超过《镁、钛工业污染物排放标准》(GB 25468-2010)及其修改单中大气污染物特别排放限值要求,项目废水不外排,项目总体污染物排放总量不超过生态环境局管理要求。 符合
(十八)固废不具备资源化条件的企业应设有专用的废渣堆存处置场地,并符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599)。危
险废物的产生、收集、贮存、运输及处置应严格执行危险废物相关管理规定。 本项目设置有专用的废渣堆存处置场地,并符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599)要求。危险废物的产生、收集、贮存、运输及处置严格执行危险废物相关管理规定。 符合
(十九)厂内噪声符合国家或地方相关排放标准要求。采用低噪音设备和设置隔声屏障等进行噪声治理。 经预测,本项目厂内噪声符合国家排放标准要求。各噪声源采用了低噪音设备和设置隔声屏障等进行噪声治理。 符合
(二十)推行清洁生产,降低产污强度,镁生产企业应依法定期实施清洁生产审核,并通过评估验收。 项目将清洁生产,建成后将定期实施清洁生产审核,并通过评估验收。 符合
综合上表分析,本项目在总体选址布局、质量、工艺和装备、能源消耗、资源综合利用、环境保护等方面均满足《镁行业规范条件》,因此,项目符合行业政策要求。
3、根据山西省工业和信息化厅bwin,bwin真网,bwin登录注册印发《山西省新材料产业集群打造2022年行动计划》的通知中明确:“(三)实施关键技术攻坚行动,提升产业核心竞争力 ?......依托镁合金材料国家级企业技术中心的人才技术优势,与中北大学强强联合,攻关镁合金大型承力构件控制成形技术、航空航天/国防用高强度大尺寸复杂精密合金铸锻造技术等项关键技术,推动镁合金材料在汽车轻量化结构件领域的广泛应用;”本项目建设公司与山西银光镁业、府谷县镁工业协会、太原理工大学、中北大学等单位建立了产学研合作关系。
(二)行业发展状态分析
1、国外镁产业发展趋势
(1)原镁产业:西方国家企业受环保等因素的影响,不可能采用硅热法(皮江法)大规模生产原镁,中国仍将是世界成本最低的原镁生产国,国外依赖中国原镁供应的格局不会改变。
(2)镁合金产业:基于国家安全考虑,以及国防产品的保密性,国外政府不会完全依赖别国供应特殊镁合金,国外镁合金生产企业仍会占有较高比重。
(3)镁加工产业:镁加工产品主要作为汽车和3C行业产品的零部件,欧美日等国该类产业的研发水平仍将处于领先地位。
2、国内镁产业发展趋势
我国是世界上镁矿资源最丰富的国家,矿石种类齐全、分布广,总储量居世界第一,在我国发展镁产业具有明显的资源优势。我国菱镁矿储量占世界的60%,白云石资源遍及我国的各省区,特别是山西、宁夏、河南等省区,现已探明白云石储量40亿吨以上。我国所特有的四大盐湖区(内蒙古、新疆、青海、西藏)镁盐矿产资源的远景储量数十亿吨,特别是青海湖区的柴达木盆地,镁盐资源居全国之冠。我国镁盐资源总量估计达65亿吨,其中氯化镁和硫酸镁储量分别达到了31.43亿吨和16.73亿吨,而海水储镁量更是无法估量。
镁的主要生产工艺包括电解法和硅热法(皮江法)两种,其中电解法的主要原料包括卤水、菱镁矿、光卤石等,硅热法主要原料为白云石,由于我国白云石矿产资源十分丰富,几乎各省都有分布,目前中国主要采用硅热法。
经过多年的发展,我国镁冶炼技术工艺有了较大提升,如竖罐技术的应用和推广,从能耗和产量来看都较横罐有更大优势,但面对新形势、新要求,镁冶炼技术工艺发展仍较为滞后,机械化、自动化水平还需提升,工况条件需更好的改善。
多年来,一些大中院校,科研院所在探索冶炼新技术、现有工艺技术提升等方面做了大量而富有成效的工作,但这些工作大多较为独立,缺乏有效的联合和协同。“十四五”期间将进一步加强行业引导和协调,整合行业资源和技术,有效提升行业机械化、自动化水平,增强竞争力,改善工况条件,推动行业冶炼技术进步,适应时代发展的新要求。同时,鼓励借鉴其它行业先进技术和经验,推动现有冶炼技术实现革命性突破,最终实现规模化连续生产。中国作为全球原镁供应第一大国,近年来原镁生产规模持续扩张。预计2022年我国原镁产量有望超过100万吨,预计未来几年国内产量呈现波动变化趋势。
镁及镁合金作为一种轻金属材料,具有比强度高,比刚度高,电磁屏蔽性、阻尼减震性好以及抗辐射能力强等诸多优异性能,广泛应用于航空航天、汽车、节能、环保以及通讯、电子等战略性新兴产业,被誉为“21世纪最具开发和应用潜力的绿色工程材料”,美国、日本等许多发达国家均将其作为战略性原材料,全球原镁消费量总体呈持续上涨的态势。据测算2022年我国原镁镁实际消费量有望达到60万吨左右。
2019年我国原镁市场规模为77.35亿元,2020年受产品价格下降的影响,我国原镁市场规模下滑至72.05亿元,2021年随着镁的价格上涨,原镁市场规模随之增长。
经过多年的发展,我国镁冶炼技术工艺有了较大提升,如竖罐技术的应用和推广,从能耗和产量来看都较横罐有更大优势,但面对新形势、新要求,镁冶炼技术工艺发展仍较为滞后,机械化、自动化水平还需提升,工况条件需更好的改善。
(三)国内镁合金产业发展趋势
(1)镁及镁合金产业发展现状
镁合金作为最轻的金属结构材料,在航空、航天、汽车、高铁、通信等领域有着巨大的应用潜力,成为最具发展前景的金属结构材料之一。中国是镁资源大国,拥有大量的镁矿资源和含镁盐湖资源。2003年以来,我国已连续18年成为世界上最大的原镁生产国与出口国。大力推进镁合金工业化应用,不仅是结构材料轻量化、保护环境的重要举措,也是充分利用我国丰富的资源、缓解对铁铝矿资源进口依赖的重要举措,特别是在复杂多变的国际形势下具有极其重要的战略意义。
据中国有色金属工业协会统计,2019年我国原镁产量96.9万吨,同比增长12.2%。目前,全球原镁约有45%用于生产镁合金,70%用于汽车行业,20%用于3C电子产品,10%用于军工等领域。如图7-6所示,2019年我国出口原镁和镁制品45.16万吨,出口量占全球总产量的53%。镁合金深加工产品以压铸方式为主,但存在一定局限性,制约了镁合金应用的大规模扩展。变形镁合金产品需进一步从加工技术到应用技术进行攻关。
自2000年起,我国政府、科技界和企业界开始高度重视镁产业发展:以师昌绪为代表的五位院士发表了“加速中国金属镁工业发展的建议”;国家科技部、工信部、发改委等在镁合金应用开发及产业化方面进行了总体战略部署,初步建立了镁合金技术研发到产业化的技术研发体系,突破了一批前沿核心技术和产业化关键技术,在全国建立了一批产业化示范基地。全国很多省市,特别是中西部地区,积极争取国家支持,以占领金属镁工业高地,并形成新的经济增长点及支柱产业。
(2)合金产业发展加速
近年来在国家科技部和工信部的大力推动下,镁合金产业发展迅速,以压铸件为例,产量年均增长20%以上,并吸引了以美国、加拿大、日本等国家和地区的世界镁加工一流企业到国内投资办厂,在一些地区已形成了不同产品种类和规模的镁合金产业群体,中国镁世界制造工厂的地位已基本成形。目前已形成以珠江三角洲、长江三角洲地区、华北地区、环渤海地区、重庆地区等为代表的镁合金产业群体。
在珠江三角洲一带集中了一批台资和港资镁合金压铸生产企业和设备供应商,如:台资企业富士康、港资企业嘉瑞/力劲等,以生产计算机、通信和消费类电子产品部件为主的富士康已成为全球最大的3C镁合金供应商。深圳力劲生产的系列镁合金专用压铸机以及辅助装备,在国内外多次招标中多次击败许多国外著名的压铸机生产公司,现已成为国内镁合金压铸的首选机型,市场占有率已达到70%以上。
长江三角洲地区主要分布在上海、江苏、浙江等地,其中上海镁镁压铸厂,主要生产汽车和摩托车用镁合金压铸件,产品主要供给通用汽车,已成为中国最大的镁汽车零部件供应企业。台湾敬得是台湾地区镁合金压铸件生产资深企业,在太仓建立了敬得科技公司,主要生产3C镁合金产品和汽车、手动工具零部件。浙江万丰新材料科技收购了加拿大镁瑞丁公司的镁合金压铸业务,在浙江新昌开始大规模生产镁合金汽车零部件,主要供给奔驰、宝马和奥迪等汽车品牌。浙江泰普森集团专注于镁合金在休闲产品上的批量应用,产品销往欧洲和美国。
华北地区、环渤海地区还有瞄准变形镁合金市场的企业群体,重点开展变形镁合金板材轧制、型材挤压和锻件加工。华北地区以山西银光华盛镁业、北京广灵精华、西部钛业、焦作高招镁业、河南德威等为代表,主要进行镁合金板型材和镁轮毂等产品加工。环渤海地区的国营企业主要是东北轻合金有限公司,主要进行镁合金型材的加工。上述两家企业的产品主要供应给军工应用。民营企业主要有辽宁中旺铝业公司、山东丛林公司、山东华盛荣等。
重庆地区的镁产业由于地方政府的大力支持,企业和院校的积极参与,走出了一条政、产、学、研、用通力合作的成功道路,不但形成了完整的设备制造、材料制备、产品加工、废料回收完整的产业链,而且研发、装备、加工、应用等方面长期处于国内前列。重庆目前有重庆长安、博奥镁铝、仟和镁业、昱华新材料等三十多家企业在研究、生产、加工、应用镁合金产品,镁合金汽车零部件、纺织机械镁合金产品等在行业中影响很大,且石油钻采等新型镁合金发展十分迅速。
(3)工程化产业布局
镁合金轮毂和镁合金挤压材被列入新版《 重点新材料首批次应用示范指导目录》。工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录》(2019 年版),自2020年1月1日起施行。新版《重点新材料首批次应用示范指导目录》包括了两种镁合金材料,即“镁合金轮毂”和“非稀土高性能镁合金挤压材(应用于汽车、轨道交通、航空航天,也包括镁合金棒材)”。将“镁合金轮毂”和“非稀土高性能镁合金挤压材”列入重点新材料,符合当前镁合金市场开发的方向和趋势。当前,镁合金轮毂和挤压材正处在产业化应用的关键阶段,将是镁合金应用的亮点和市场规模化的重要突破口。此项政策将为镁行业积极拓展新应用领域提供导向支持和重要保障。
(四)市场需求分析:
镁被誉为“21世纪绿色工程材料”,镁合金是工业应用中最轻的结构金属,随着经济的发展,资源的紧缺越来越显现,受益航空工业和汽车工业的快速发展,镁合金将成为“十三五”期间最有潜力的合金材料。当镁合金的性能达到450MPa以上,其强度水平将与普通结构钢相当,但其重量仅是钢铁的1/4。根据国家镁协专家预测,汽车上可以采用镁合金的构件能够达到150-300kg,镁合金加工件将达到100万吨,新增产值1000多亿元。如打入国际市场,经济效益将更加可观。镁合金高性能构件的应用,是实现交通运输、航空航天、武器装备等行业轻量化及节能减排的最有效的技术途径,同时还将提高我国在这些领域的竞争能力。
1.镁合金在汽车领域应用前景广阔
国家工业和信息化部长期积极推进轻材料工业与下游产业合作计划,要求加强行业之间、专业之间的横向联系,特别是对国民经济有重要影响的一些行业。
镁合金由于其比强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、耐有机物和碱的腐蚀性能好等特点,现已广泛应用于航空、航天、运输、化工、火箭等领域。随着结构轻量化和轻量化技术的发展,轻型产品的优势得到了充分的发挥,获得了镁铝、钢铁行业的重视和用户行业的青睐。
镁合金是制造工业中可使用的最轻金属结构材料之一,其性能特点决定了众多的应用优势:一是减轻资源压力,镁合金产品的应用可以缓解铁矿和铝矿资源短缺的压力;二是镁合金产品减震性能优越;三是减轻能源和环境压力,以汽车为例,镁合金大规模应用可降低10%~15%的油耗和排放。
我国汽车产业已连续多年保持高速增长,随之带来的汽车的油耗及排放也不断增加,对我国的能源及环境产生了不良影响。在二氧化碳排放方面,我国碳排放年约占全球1/3,位列榜首,单位GDP能耗是世界平均水平的1.77倍。2020年9月中国政府明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标,即到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,减少碳排放量已经成为了我国迫在眉睫要解决的问题。
由于全球超过15%二氧化碳排放都来自于道路交通,因此,如何减少汽车能源消耗与降低排放成为各国政府和汽车行业面对的主要问题,开发替代能源、发展公共交通和智能交通、推广电动汽车等手段可以在一定程度上减少能源消耗和污染物排放,但传统的汽油和柴油汽车目前仍是绝对主流,并将在很长一段时间内占据主导地位,如何降低传统汽车油耗、二氧化碳排放是目前的重要课题,各国政府也纷纷制定了相应的减排方案和汽车油耗及排放标准。
汽车轻量化是实现汽车节能减排的重要途径,减小汽车自身质量是汽车降低燃油消耗率及减少排放的有效措施之一。研究表明,汽油乘用车重量每降低100kg将节油0.64L/100km。世界铝业协会报告也指出,汽车质量每降低10%,可降低油耗6%~8%,排放下降4%。除此之外,轻量化还可改善发动机性能,提高燃烧效率,提升汽车的空气动力学性能,降低滚动阻力;提高动力传动效率,减小功率或动力传递损失,所以轻量化是目前汽车行业的重点研究内容,汽车轻量化技术包括产品结构、材料和制造三方面轻量化技术,即轻量化结构技术、轻量化材料技术和轻量化制造技术。
汽车轻量化结构设计技术通过优化设计汽车结构,大量应用高强精密型材,减少车身重量和钢板厚度,使部件薄壁化、中空化、小型化及复合化达到轻量化目的。作为汽车轻量化的重点板块,高强精密型材在汽车尤其是乘用车上的需求快速增长趋势,且今后的发展趋势将紧紧围绕着精密、高强、集成、高效这四个主题。总体而言,在未来,高强精密型材的市场前景将持续利好。
2.镁合金在交通运输工具中应用节能减排效果显著
在目前世界能源紧张的情况下,如能在交通运输行业有效实现“以镁代铝”,则可有效实现轻量化的目标,缓解日益严重的能源问题。由于镁合金性能的不断改善及加工技术的显著进步,加上人们对产品轻量化的要求日益迫切,镁合金的用量显著增长。特别是人们对乘用车及商用车提出了进一步减轻重量、降低油耗和排放、提高驾驶安全性和舒适性的要求, 各大汽车制造厂商,加快镁合金汽车零件的应用。而车体重量每减少100kg,百公里油耗可减少0.7L,节能减排的效果十分显著,因此汽车用镁合金零件产量在工业发达国家出现了持续快速增长的势头,国产汽车厂商也已经开始关注,并付诸实施。
3.国防军工行业应用前景广阔
目前铝合金在武器装备方面已达到较为广泛的应用,相比之下镁合金除具有密度小,比强度高等特性外,同时还有很强的高阻尼性能(为铝合金的10-25倍)和特殊的电磁屏蔽效果,加之镁合金价格比复合材料低。随着镁合金强化技术和表面防护技术的逐渐成熟,在武器装备上同时发挥镁合金轻量化和高阻尼二者的优势成为可能。如穿甲弹弹托由镁合金代替铝合金,可使起其无效质量减少20%,初速提高10%,穿深能力可提高15%。为实现武器装备的轻量化和高性能,当前航空、航天、兵器、船舶等军工部门都提出了新一代高性能武器装备所需镁合金材料与产品,如:弹箭类构件(巡航导弹、火箭弹的弹体)、军用车辆构件(装甲车负重轮、战车轮毂)等。
4.航空航天领域
在航空、航天、交通等高端装备制造领域,有“一克重就是一克金”的说法,材料越轻结构工作效能越高。从某种意义上说,航天装备的竞争就是材料的竞争、制造能力的竞争。航空材料减重带来的经济效益和性能改善十分显著,商用飞机与汽车减重相同质量换来的燃油费节省,前者是后者的近100倍。而战斗机的燃料费节省又是商用飞机的近10倍,更重要的是机动性能提高可极大提升战斗机的战斗力和生存能力。在航空器上,镁合金已用于飞机引擎的部件,如美国定期短途航空公司航线上使用的BAL146飞机就有200多个不同的镁合金部件。美国军方、飞机和发动机制造商联合研究结果表明,镁合金除了通常提到的优点外,还有一定的耐高温能力,可以与液体燃料接触,可以防止高空臭氧腐蚀和空间射线辐射,防止短电磁波、高能粒子和流星体的轰击,由其制备的零部件因质量降低可带来巨大经济效益(如商用机、战斗机、航空器质量每降低0.45kg,可分别节约$300、$3000、$30000)。为此,美国、以色列、欧共体投入巨资,研究开发超高强度镁合金以及其在航空航天领域的应用。超高强度镁合金的零部件通过压力成形和机械连接制成,如今已被美国和以色列应用于飞行器推进器冷室的多种关键零部件上。
5.日用品、旅游镁合金产品的开发与产业化
高性能低成本镁合金日用品的开发尚处于起步阶段,主要产品有镁合金炊具、帐篷支架、行军床、攀登器具等。产品具有绿色环保、重量轻等优势,属于新型行业,对拉动市场内需有重要作用。
使用可回收合金替代其它难以回收的材料是保护环境和节能减排的有效举措。镁的废弃物做到100%回收再利用。如镁合金机壳和相同厚度的碳纤维机壳等重,但镁合金具备可回收﹑散热等碳纤维所缺乏的特性,且成本更低;此外与塑料类材料相比,镁合金更具有优良的可回收性,这对降低成本、节约资源、改善环境都有益。
(五)产品(项目)市场竞争力分析:
1.满足市场需求
随着全球镁合金应用领域的不断发展,以及中国在汽车、3C、航空航天领域的不断进步,镁合金精密零部件的生产与消费也随之不断发展。本项目的产品市场需求稳定增长,项目的建设符合国家、行业的规划。
2.生产技术设备先进可靠
本项目的生产工艺成熟、可靠。主要设备都采用国内先进设备,控制手段齐全,设备装机水平高,具备生产高品质产品的能力。项目建设在技术上是可行的。
3.良好的经济效益
本项目具有良好的经济效益,税后项目投资回收期适中,投资效果较好。综上所述,本项目产品市场前景广阔,选用的工艺和技术装备先进,自动化程度高,保措施得当,经济效益合理,社会效益显著。因此,本项目建设是可行的。
六、项目的配套要素
交口县交通发达,交口至离石、石楼、霍州、灵石、临汾等五条干线公路覆盖交口县,此外尚有乡镇级公路多条,连接着交口县各个乡镇。
七、项目进展情况
目前项目正在具体筹备当中,准备前期相关手续办理。
八、项目效益分析
目前世界镁合金使用总量为100万吨/年数量级,随着轻量化革命,据全球专家和学者判断十年内会发展到500万吨/年数量级,凭交口县优质资源优势与我们定位的规模,该项目会成为国内最大的镁合金及深加工产品基地。20万吨镁合金深加工项目完全投产运营后公司每年利润超10亿元,上缴税金超5亿元,从业人数超3000人,可带运输等行业发展,能产生明显的社会经济效益,有效促进交口县县城经济发展。
九、招商目标
招商主体为山西振华国为科技有限公司,拟引资金57亿元,全部由公司自筹。
十、招商引资优惠政策及服务措施
(一)优惠政策
1.项目可享受《交口经济技术开发区招商引资优惠政策》
2.具体摘录、列举3-5条较为特色的优惠政策。
(1)在开发区投资的用地企业,优先纳入供地计划,优先安排用地指标,优先办理用地手续,土地出让年限可以按国家规定的最高期限办理,并可预留一定弹性指标,保障入区项目后续产业发展用地需求。
(2)对固定资产投资总额在10亿元至20亿元(含本数),投资强度200万元/亩以上的工业项目,比照项目缴纳的土地出让金中县级财政净收益部分的70%给予奖励;投资强度达到300万元/亩的,追加20%奖励。
对于产业发展带动性强的先进制造业项目、高新技术项目和固废综合利用项目,比照项目缴纳的土地出让金中不超过县级财政净收益部分的100%给予奖励。
(3)固定资产投资20亿元以上的项目,包括延伸本地主要产业链条和补链工业项目,从企业投产达效年度起五年内,县财政比照当年企业对县财政贡献额度县级留成部分的60%给予奖励。
(二)服务措施
负责成立专班,为企业提供全程服务,做好协调工作,及时解决项目建设运营过程中的问题,为项目的顺利实施营造良好的环境。
十一、招商项目联系人信息
姓名:殷继峰
单位:交口经济技术开发区管理委员会
职务:招商引资部部长
联系方式:13935883229
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