纳米非晶体软磁合金新材料生产线建设项目可研报告731Word文件下载.docx

纳米非晶体软磁合金新材料生产线建设项目可研报告731Word文件下载.docx

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第一章基本情况

1.1项目概况

1.1.1项目名称

纳米非晶体软磁合金新材料生产线建设项目

1.1.2项目场址

项目建设场地选定在XXXXXB-6地块内，建设场址在文苑路以东、纬五路以南、振兴路以西。

场址邻近206国道、沪蓉高速公路和安庆火车站，地理位置优越，交通便捷。

1.1.3建设内容和投资规模

项目拟建设标准化厂房约50000m2，新购置纳米非晶体软磁合金新材料生产线工艺设备，以及绿化、车道等附属工程。

项目总投资为22424.91万元，其中固定资产投资为20031万，大于国家规定的投资强度控制指标。

1.1.4项目建设规模

项目正常年份年产纳米晶、非晶带材3460吨，年销售收入估算为35185万元。

1.2项目法人

单位名称：

XXXXX

单位地址：

安XXXXXB-6地块内

法定代表人：

方章泽

项目建设单位概况：

XXXXX为XXXXX的全资子公司。

1.3编制依据和研究范围

1.3.1编制依据

（1）《产业结构调整指导目录》；

（2）国家计委、建设部发布的《建设项目经济评估方法与参数》；

（3）国家发改委关于建设项目可行性研究报告编制内容和深度的有关规定；

（4）技术人员现场勘察资料、市场调查资料；

（5）安庆市建设领域的相关规定、文件；

（6）项目建设单位提供的有关资料。

1.3.2研究范围

本项目可研报告研究范围为：

项目建设背景和建设的必要性的论述，项目产品市场分析，建设条件分析，项目主要建设内容论证，公用工程及环境保护、消防、安全卫生措施研究，项目实施计划的拟定、组织机构和人员配置，投资估算和资金筹措，项目财务分析和可行性研究结论及建议。

第二章项目背景和建设的必要性

2.1项目背景

纳米技术是近几年来崛起的一门崭新技术，它是在现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生的，是一门基础研究与应用探索紧密联系的新型科学技术。

纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域，现已成为当今世界活跃的研究热点之一。

铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B等元素所构成的合金，它通过采用全新的超快速冷凝技术，将熔融的高温合金钢水以每秒一百万度的冷却速度进行快速急冷，一次凝固形成为20~40微米厚度的金属薄带。

它是一种新型的精密软磁合金材料。

纳米非晶软磁合金是一种优良的软磁材料，用于代替硅钢、坡莫合金和铁氧体，可广泛应用于计算机、通讯、医疗、电子设备和汽车电子、家用电器、工业自动化控制、精密仪器仪表等领域，用于制作大功率开关电源、逆变电源、等离子电源、磁放大器、电力配电和高频变压器、高频变换器、扼流圈、电流互感器、传感器、漏电保护开关用零序电流互感器、共模电感等，具有非常广泛的用途。

随着生产规模的扩大，公司现有的生产设备已不能满足生产需要，为此，经公司董事会研究决定公司决定投资建设纳米非晶体软磁合金新材料生产线，以满足日益扩大的市场需求，提高经济效益。

项目建设对于促进地区经济发展、促进企业自身发展具有重要意义。

2.2项目建设的必要性

2.2.1是适应纳米非晶软磁合金材料产业发展的需要

纳米非晶软磁合金材料具有优异的综合性能，在300kHz的频率以下，它将取代硅钢、坡莫合金和铁氧体而成为软磁材料的重要的未来型材料；

同时由于它极佳的性能价格比，将会使它以快速发展的势头，迅速进入经济社会的各行各业。

更由于其节能、降耗的绿色环保特质，在低碳经济发展的当代世界，未来的发展趋势更是不可估量。

由于该材料制作的电子变压器出众的节能效果，美国早在20世纪80年代就大规模开始了用非晶变压器取代硅钢变压器的电力行业配、变电设备的升级改造工作。

至90年代基本完成了推广和普及非晶电力变压器的巨大工程。

非晶态软磁合金材料用于制作各种电机的技术在美国已得到突破，对于如何缩小电机体积，减轻电机重量，提高电机工作频率，降低电机温升，提高电机功率，这是各行业长期不懈的奋斗目标。

尤其是当今全世界面临的石油能源的逐步沽竭，都在研究开发的新能源汽车，纯电力汽车的动力电机更是非它莫属。

在中国，据有关部门测算，仅将我国现行电力变压器升级换代成非态软磁合金材料制作的变压器一项，其节省的电力，就相当于三座三峡水电站的发电能力。

但是，我国由于纳米非晶软磁合金材料的研发起步较晚，虽然国家每年都要投入大批资金扶持该产业的发展，但仅依靠国家财力来建设是很难满足国民经济对该行业的巨大需求的。

到目前，还没有形成大规模生产能力。

按十二五规划，我国每年需要纳米非晶软磁合金材料20万吨以上，而目前国内实际生产能力一年不足三万吨。

全行业仅为技术研发和小规模试产所需的材料，基本要靠每年从日本和美国进口。

面对如此形势，如何加快对纳米非晶软磁合金材料的开发成为我们的当务之急。

XXXXX用自筹资金的方式来加速纳米非晶软磁合金材料的开发，必定是对国家经济发展的有力支持。

纳米非晶软磁合金材料生产线项目建设，对国家、对企业都是具有非常重要的、现实的意义的，促进了国家纳米非晶软磁合金材料产业发展。

2.2.2是适应安庆经济发展的需要

“十一五”期间，安庆市经济继续平稳快速发展，“十一五”规划目标任务顺利完成，到2010年，全市生产总值988亿元，年均增长12.4%，高于“十五”平均增速3.4个百分点；

财政一般预算收入达到121亿元，年均增长25%，比“十五”末增长2.2倍；

固定资产投资年均增长42.4%，五年累计投资2418亿元，是“十五”时期的5倍；

三次产业比例由“十五”末的21.2：

40.4：

38.4调整为15.7：

53.0：

31.3，经济和社会发展呈现良好局面。

XXXXX是安庆市大桥开发区重点发展企业，在企业翻番计划中，企业近期发展目标到2015年实现销售收入、上缴税费力争再翻一番，因此本项目建设是适应了安庆经济发展的需要。

2.2.3是企业实现跨越式发展的需要

按照党中央关于全面贯彻落实科学发展观的总体要求，拟订了本公司的发展规划，决定充分发挥自身的技术优势，购进更加先进、更加高效的设备，以满足未来发展的需要。

项目建成后，每年将新增产值35185万元，实现利润总额15295.56万元，上缴增值税费3876.44万元，项目建设是企业自身发展的需要。

第三章市场分析

3.1纳米非晶软磁合金材料简介

所谓纳米技术是指在纳米尺度上，研究物质的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科相互渗透的高新技术。

它使人类的认识和改造物质世界的手段和能力延伸到分子和原子水平，其最终目标是一物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品，使之微型化，实现生产方式的跨越式发展。

将对人类产生深远的影响，改变人们的思维和生活方式。

纳米技术的领域主要为纳米材料学、纳米物理学、纳米电子学、纳米机械学、纳米制造学、纳米生物学、纳米显微学、纳米计量学、纳米摩擦学和微电子机械系统等。

在磁性材料中，纳米技术可用于纳米晶软磁材料、纳米晶永磁材料、纳米磁流体、纳米信息存储材料、纳米吸波磁性材料、纳米巨磁致伸缩材料等。

铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B等元素所构成的合金，它通过采用全新的超快速冷凝技术，将熔融的高温合金钢水以每秒一百万度的冷却速度进行快速急冷，一次凝固形成为20~40微米厚度的金属薄带。

其材料中原子呈长程无序、短程有序的特殊排列形式，形成了一种类似于玻璃内部原子的长程无序、短程有序的排列方式的微观形态。

故人们形象地把它称之为金属玻璃。

在物理学中，我们称其为非晶态。

由于采用快速冷却凝固工艺所形成的非晶态，材料中晶粒尺寸减小到纳米量级，经热处理后可获得直径为10-2-nm的微晶，弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、超微晶材料（也叫纳米晶软磁合金材料），我们通称其为纳米非晶软磁合金材料。

由于纳米非晶软磁合金的特殊微观结构形式，从而使该材料获得高起始磁导率和低矫顽力。

在Fe-B-Si基合金中加少量Cu和Nb的作用，分别可用于增加晶核数量和抑制晶粒长大以获得超细（纳米级）晶粒结构。

纳米非晶软磁材料由于其特殊的结构，其磁各向异性很小，磁致伸缩趋于零，且电阻率比晶态软磁合金高，具有高磁通密度、高磁导率和低铁损的综合优异性能。

具有用常规冶炼、加工工艺生产出来的材料无法达到的、优异的物理、电磁性能参数。

与传统软磁材料如：

硅钢、坡莫合金、铁氧体相比，纳米非晶软磁合金材料具有更优异的综合性能，如：

高饱和磁感（1.2T）、高初始磁导率8*10^4）、低矫顽力（0.32A/M），高磁感下的高频损耗低（PO.5T/20KHz=30W/kg）,电阻率为80μΩ/cm，比坡莫合金（50-60μΩ/cm）高，经纵向或横向磁场处理，可得到高低不同的Br值及良好的稳定性、耐磨性、耐蚀性。

同时具有较低的价格，在所有的金属软磁材料中具有最佳的性能价格比。

是目前市场上综合性能最好的软磁材料。

适用频率范围:

50Hz-300kHz。

同时，该材料的制造过程对环境不会造成污染。

其产品是可再生的节能、降耗的绿色环保型材料。

3.2纳米非晶软磁合金材料应用市场概况

　非晶态软磁合金材料为20世纪70年代问世的一种新型材料，因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点，引起了人们的极大重视，被誉为21世纪新型绿色节能材料。

其技术特点为：

采用超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型；

采用纳米技术，制成介于巨观和微观之间的纳米态（10-20nm）软磁物质。

非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特殊的组织结构，非晶合金中没有晶粒和晶界，易于磁化；

纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度，导致平均磁晶各向异性很小，并且通过调整成分，可以使其磁致伸缩趋近于零。

表3-1列出了非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域。

表3-1非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域

材料

铁基非晶

铁镍基非晶

钴基非晶

铁基纳米晶

饱和磁感（T）

1.56

0.77

0.6-0.8

1.25

矫顽力（A/m）

<

4

2

Br/Bs

--

>

0.96

0.94

最大磁导率

45×

104

200,000

铁损（W/kg）

P50Hz,1.3T<

0.2

P20KHz,0.5T<

90

30

磁致伸缩系数

27×

10-6

15×

1×

2×

居礼温度（℃）

415

360

300

560

电阻率（mW-cm）

130

80

应用领域

配电变压器

中频变压器

功率因子校正器

磁屏蔽

防盗标签

磁放大器

高频变压器

扼流圈

脉冲变压器

饱和电抗器

互感器

近年来，随着信息处理和电力电子技术的快速发展，各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。

在电力领域，非晶、纳米晶合金均得到大量应用。

其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。

由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5～1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60﹪～70﹪。

因此，非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。

纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。

电力互感器是专门测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。

近年来高精度等级（如0.2级、0.2S级、0.5S级）的互感器需求量迅速增加。

传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求，虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求，但价格高。

而采用纳米晶铁芯不但可以达到精度要求、而且价格低于玻莫合金。

在电力电子领域，随着高频逆变技术的成熟，传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代，而且为了提高效率，减小体积，开关电源的工作频率越来越高，这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。

硅钢高频损耗太大，已不能满足使用要求。

铁氧体虽然高频损耗较低，但在大功率条件下仍然存在很多问题，一是饱和磁感低，无法减小变压器的体积；

二是居礼温度低，热稳定性差；

三是制作大尺寸铁芯成品率低，成本高。

目前采用功率铁氧体的单个变压器的转换功率不超过20kW。

纳米晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗，且热稳定性好，是大功率开关电源用软磁材料的最佳选择。

采用纳米晶铁芯的变压器的转换功率可达500kW，体积比功率铁氧体变压器减少50﹪以上。

目前在逆变焊机电源中纳米晶合金已经获得广泛应用，在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域用开关电源中的应用正在积极开发之中。

在电子信息领域，随着计算机、网络和通讯技术的迅速发展，对小尺寸、轻重量、高可靠性和低噪音的开关电源和网络接口设备的需求日益增长、要求越来越高。

例如，为了减小体积，计算机开关电源的工作频率已经从20kHz提高到500kHz；

为了实现CPU的低电压大电流供电方式，采用磁放大器稳定输出电压；

为了消除各种噪音，采用抑制线路自生干扰的尖峰抑制器，以及抑制传导干扰的共模和差模扼流圈。

因此，在开关电源和接口设备中增加了大量高频磁性器件。

非晶、纳米晶合金在此大有用武之地。

在电子防窃系统中，早期利用钴基非晶窄带的谐波式防盗标签在图书馆中获得了大量应用。

最近利用铁镍基非晶带材的声磁式防盗标签克服了谐波式防盗标签误报警率高、检测区窄等缺点，应用市场已经扩展到超级市场。

可以预见，随开放式服务方式的发展，作为防盗防伪的非晶合金带材和线材的应用会急剧增加。

在家用产品中，变频技术有利于节约电能、并减小体积和重量，正在大量普及。

但负面效应不可忽视，如果变频器中缺少必要的抑制干扰环节，会有大量高次谐波注入电网，使电网总功率因素下降。

减少电网污染最有效的办法之一是在变频器中加入功率因子校正（PFC）环节，其中关键部件是高频损耗低、饱和磁感大的电感铁芯。

铁基非晶合金在此类应用中有明显优势，将在变频家电绿色化方面发挥重要作用。

目前在变频空调中使用非晶PFC电感已经成为一个焦点。

在漏电保护器中，近年来大量使用的漏电保护器中的零序电流互感器的铁心是由软磁材料制成的，该互感器对漏电保护器的灵敏度、可靠性、体积和成本影响很大。

由软磁材料制成的互感器作为检测组件，其作用是当互感器初级有毫安级漏电电流或触电电流产生的弱磁场作用时，在互感器次级产生足够大的感应电势，通过执行机构动作，达到保护人体及设备安全的目的。

允许的漏电电流的大小，即关系到漏电保护器的灵敏度，铁心在其中起重要作用，对铁心材料的要求主要是：

（1）在漏电电流作用下，具有高的交流磁导率；

（2）铁心随温度、时间的变化性能要稳定；

（3）互感器平衡特性好。

坡莫合金是国内外漏电保护器中互感器铁心的基本选用材料，它虽然有不少优点，但生产工艺复杂、价格昂贵、对应力较为敏感，在运输及装配时要轻拿轻放，避免震动。

而非晶态材料具有很多优异的特性，是一种超高导磁材料，使用于互感器铁心，不仅能提高漏电保护器的性能，降低产品成本，而且由于非晶铁心简单，从原材料到铁心成品，可节约大量人力、物力和财力，节时、节电，经济效益显著。

另外非晶态材料与坡莫合金相比，不仅直流磁导率高，而且交流磁导率也高。

非晶态材料的电阻率是坡莫合金的2倍。

它的硬度和强度也比坡莫合金高得多。

经过长时间和高低温试验表明它还有较高的稳定性。

总之，非晶、纳米晶合金不仅软磁性能优异，而且制程简单、成本低廉，正成为一项具有市场竞争优势的基础功能材料。

可以预见，非晶、纳米晶材料对传统产业转型和高科技迅速发展将发挥越来越重要的作用。

3.3行业状况

（一）国内行业状况

国内具有规模的生产单位主要是有国家重点扶持的行业领跑单位：

安泰科技股份有限公司非晶制品分公司（国家非晶微晶合金工程技术研究中心）其生产能力建设目标为年产4万吨，2011年实际完成在2万吨左右。

国内其他厂产量较大一点的有：

北京冶科，2011年总产量为1500吨左右。

北京新大科，年产量在千吨级水平。

其他厂大都在几百吨级，更多的是在年产200吨以下，其数量不超过50家。

（二）国外发展及进口情况

目前国外产量较大的主要是美国和日本。

美国：

美国是非晶、纳米晶材料发明国。

2010年，美国的总产量是5万吨。

其中1.5万吨销往中国。

日本：

日本自购买美国专利和设备后，大力扩大生产。

目前从已知信息看，是非晶、纳米晶材料的最大生产国。

2010年，日本的总产量是6万吨。

其中3.5万吨销往中国。

其他国家：

其他国家产量规模较小，没有较准的数据来源。

如;

德国：

技术水平较高，但产量准确数目不详。

俄罗斯：

正在积极发展，但产量准确数目不详。

曾到中国寻购喷带机。

综合上述情况，我们可以看出，寻求高技术、低碳模式发展，是全人类的共同的目标。

先进国家已跑在了前面，我们已落后了20-30年，现在正在急起直追。

更多的国家，应该说是其他所有的国家必将迎头赶上。

除了中国市场的需求外，更大的国外市场同样等待着去开拓。

未来30年内，该市场是不可能饱和的。

故此，在纳米非晶软磁合金材料这个舞台上，我们具有足够的发展空间和时间。

3.4市场需求分析

纳米非晶软磁合金材料可以广泛应用于电力、电子、交通、通讯、机械、冶金等行业和各类军事装备。

十二五期间，国内总需求预计为120万吨。

平均每年需求超过24万吨。

其在电力行业主要用途为：

电力输、配电变压器；

高低压电流、电压互感器；

功率因素补偿电抗器和自动控制系统中的电感、变压器、传感器等元件。

同时，纳米非晶软磁合金材料正沿着高频、多功能方向发展，其应用领域将遍及软磁材料应用的各方面，如功率变压器、脉冲变压器、高频变压器、矩形功率变压器、扼流圈、可饱和电抗器、非晶电抗器、非晶块状电抗器、高压电流互感器、磁屏蔽、磁头、磁开关、共模电感和传感器等，它将成为铁氧体的有力竞争者。

计算机、通讯、医疗、电力设备和汽车电子、家用电器、工业自动化控制、精密仪器仪表等领域，产品需求量以每年50%的速度递增。

目前国内生产量远远满足不了市场要求。

本项目主要产品的纳米晶、非晶带材，通过以上的市场分析，产品销售市场将非常广阔，项目会给公司带来巨大的经济效益。

第四章场址选择与建设条件

4.1场址选择

4.1.1建设场址

项目建设场地选定在XXXXXB-6地块内。

4.1.2场址概况

建设场址在文苑路以东、纬五路以南、振兴路以西。

4.2建设条件

4.2.1区位条件

安庆市位于安徽省西南部，长江中下游北岸，市域地理座标介于东经116°

57′17″～119°

14′15″、北纬30°

28′28″～30°

42′42″之间。

地处皖、赣、鄂三省结合部。

安庆市区位条件优越，长江过境流程243公里，占皖江岸线的61％，东临沿海江、浙、沪等发达地区，西衔汉、渝等中西部较发达地区，位于国家重点开发的沿江、沿海“T”型轴线上，是安徽省沿江经济带重要组成部分。

安庆自古就是沟通南北，贯穿东西的交通要道和商埠要津。

安庆作为东南沿海与中西部地区的“黄金跳板”，其“东进西出”、“承东启西”的纽带作用日益加强。

同时，安庆地处黄山、九华山、天柱山、庐山等旅游胜地的中心位置，是我国中部旅游热线的中转基地，安庆长江公路大桥将长江两岸的黄山、庐山、天柱山风景名胜区连成一片，凸显了安庆交通枢纽的地位。

4.2.2基础设施条件

（1）公路

安庆是105线（北京至珠海），206线（烟台至汕头），318线（上海至聂拉木）三条国道交汇处，横贯中国东西部的沪蓉高速公路在安庆境内有188公里。

长江南岸沿江高速已于2002~2003年全面动工，安徽省连接大江南北的第三条通道——安庆长江大桥使长江南北两岸高速有机衔接。

公路交通便捷。

（2）铁路

大京九铁路东侧分流线——合九铁路贯穿境内，已开通至全国各地货运业务及至合肥、北京、上海、苏州、广州客运线路。

（3）民航

安庆机场可起降波音747、麦道等大型飞机，机场规划将由4-C提高到4—D级标准。

民航现已开通至北京、上海、广州、厦门、温州等大中城市航线，其他新航线将陆续开通。

（4）水运

安庆港是国家一类口岸，现已建有各类码头70多座，年吞吐能力1200多万吨，可常年通航5000吨级货轮和万吨级油轮。

已开通至香港、日本、韩国等地国际航线，以及中转世界各地的江海联运。

已经具备海关、商检、卫检、动植检、边防站、港监、航检等查验机构，船代、货代、理货等完备的口岸管理与服务体系。

（5）通讯

全市联网开通了程控电话、移动电话、无线寻呼系统。

2003年末市内电话户数32.6万户，农村电话户数63.8万户，移动电话户数117.6万户。

邮政已同世界上100多个国家和地区开办了国际信函、特快专递业务。

肖坑电信分局现有3万门程控电话网络，且线网已敷设至开发区，完全满足项目通讯要求。

（6）供电

全市现发电装机（含小水电）70多万千瓦，拥有35千伏以上变电所27座，35千伏以上主变46台，110千伏以上输电线路50条，共计1756.76千米，年供电量33.29亿千瓦时。

经国家批准兴建的4×

30万KW安庆大电厂一期工程于2005建成投产，年发电量达30亿千瓦时。

110KV肖坑变电所（主变容量2×

40MVA）在开发区内，为项目用电提供了保障。

（7）供水

城镇自来水生产能力为110万m3/d，市区现有公用水厂三座，日供水能力41.5万m3。

安庆市自来水第三水厂作为开发区的水源，其管线铺至206国道北侧，最低点水压为2×

105Pa。

本项目水源由三水厂提供。

第五章工艺和设备方案

5.1工艺方案及工艺流程

5.1.1工艺方案

非晶合金是一种新型合金，通过将熔融态合金超急速退火而制得。

因为降温急速，合金在熔融态时长程无序的内部结构被“冻住”，从本质上说保留了液体的结构特征，但本身又为固态，和玻璃类似，因而被称为“金属玻璃”。

从技术层面讲，这是一种全新的工艺技术，因为相比非金属而言，金属原子在液态时具有很高的自由度，在冷却时能迅速排列，形成晶格，所以需要极快的冷却速度才可能绕过结晶过程。

目前制造非晶合金的降温速度约每秒100万摄氏度，为了达到快速冷却的目的，非晶合金的厚度必须非常薄（微米级），但同时带材几何形状仍