铁道车辆轻量化用大型铝合金型材配用焊丝产业化可行性分析报告.docx

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铁道车辆轻量化用大型铝合金型材配用焊丝产业化可行性分析报告

铁道车辆轻量化用大型铝合金型材

配用焊丝产业化可行性研究报告

1、总论

1.1项目概况

1.1.1项目名称:

铁道车辆轻量化用大型铝合金型材配用焊丝产业化

1.1.2项目建设单位:

XXXX新材料有限公司

A．XXXX新材料有限公司,由XXXX铝业有限公司（以下简称XX铝业）和XX大学材料科学与工程系（以下简称XX大学）合资组建。

XXXX新材料有限公司注册资金为3000万元，XX铝业以资金占82%,XX大学以技术占18%的股份。

XX大学材料科学与工程系是集教学、科研和开发为一体的实体单位，1995年10月被批准为全国有色金属和稀有金属材料科学与工程的重点学科，主要从事有色金属和稀有金属的研究与开发。

拥有熔炼铸造、加工、热处理、性能检测、显微组织分析等九个实验室，是湖南省和教育部直属的有色金属材料重点实验室。

具有较强的科技攻关能力，新型铝合金及焊丝的研制与开发是其主攻方向之一，已完成各项小批量试验。

该单位拥有500kg级铝合金半连续铸造机组、800t卧式挤压机、线材拉伸机等工艺装备，以及各种材料组织和性能的检测设备。

XX铝业是上海XX投资发展有限公司在湘的投资实体，注册资本10,000万元人民币，1999年12月整体收购原XX起重电磁铁厂，并在该厂现有场地、厂房和基础设施的基础上投资新建铝合金型材生产基地，获湖南省经贸委湘经贸投资[2001]77、78号立项批准，并列入XX市2001年重点工程项目，由我国权威设计单位——洛阳有色金属加工设计研究院设计。

在2001年~2002年将形成以工业和交通运输业用大中型铝合金型材为主，年产铝型材18000吨的生产加工能力。

该公司拥有铝合金熔炼炉3台，各种规格的铝型材挤压机4台，均质炉、加热炉、时效炉10台，以及氧化、着色、电泳生产线和粉末静电喷涂生产线等先进的工艺装备，其中从德国引进的32/36MN大断面铝型材挤压机，具有现代世界先进水平，可用于车辆轻化用铝合金型材的批量生产。

此外，还拥有适用于铝合金型材产品检验和对生产过程进行监控的各种检测仪器及设备。

上述工艺装备和检测设备同样也适用于焊丝坯料的生产和产品的检测。

由该公司实施本项目，不仅可有效利用目前企业的存量资产，大大降低投资金额，而且能缩短项目建设期从而早见效益。

此外，实施本项目生产大断面工业铝材的配用焊丝，还有利于该公司完善产品结构，实现工业铝材与配用焊丝的配套生产和销售，从而提高企业的综合竞争能力。

B．项目开发人员情况

表2合作承担本项目的主要技术人员一览表

单位

XX大学

XX铝业

姓名

尹志民

汪明朴

姜

峰

宋练鹏

郭飞跃

朱

蕾

冷智勇

杨章晖

田小平

熊乐宝

潘小龙

周梦雄

职称

教授

教授

副教授

副教授

研究生

研究生

高工

高工

高工

工程师

工程师

工程师

合作承担本项目的主要技术人员如表2所列，其中两位技术负责人简要情况如下：

尹志民，男，55岁，教授，博士导师，享受国务院颁发的政府特殊津贴待遇的专家，“材料物理”博士点学术带头人。

多年来，先后主持完成了国家863高技术项目“多级快速冷凝铝锂合金研究”、国家计委九·五攻关项目“汽车散热器用铝合金复合箔的研制”、国家自然科学基金项目“微量钪在Al-Mg合金中的存在形式和作用机制”、有色总公司军工新材料项目“高强高韧可焊含钪铝合金的研制与开发”、科技部中小型企业创新基金项目“铁路列车用大功率异步牵引电动机导条、端环和扩环中试”等九项国家级、省部级重大科研项目。

目前正主持承担国家计委“九·五”重大攻关项目“车辆用大型铝型材产业化前期关键技术研制与开发”中的大型铝型材配用焊丝研究。

冷智勇，男，37岁，85年毕业于XX工业大学材料系，高级工程师，多年来一直从事铝型材加工方面的技术工作。

曾参与湖南振升铝材有限公司的筹备与建设直至建成，并作为该公司总工程师组织完成了产品开发、工艺优化、质量管理等技术工作及技术管理工作，对湖南省新型铝加工企业的掘起作出了较大的贡献。

1999年被评为“长沙市优秀乡镇企业科技工作者”。

他具有丰富的生产实践、产品开发及技术管理经验。

1．2项目背景

我国属原铝生产大国，原铝产量居全球第三位，仅次于美国、俄罗斯。

据调查，目前，我国人均用铝消费量仍处于较低水平，约为发达国家的1/10、世界平均水平的1/2。

改革开放20多年来，随着人们物质生活水平的持续提高，加之一些新技术在铝合金、铝制品领域的不断应用，从而大大改善了生产领域、生活领域的用铝结构，同时也使人们的用铝理念发生了根本性的变化，极大地扩张了铝制品在工业与民用领域的应用范围。

从“人类发展共性”理论的角度出发，随着国民用铝理念的迅速变化和铝制品在工业与民用领域的广泛应用，我国人均用铝消费量赶上世界先进及发达国家水平，将会随着中国加入WTO而进入倒计时。

改革开放以来，我国经济快速发展，尤其是交通运输业高速发展。

地铁列车、城市轻轨列车、高速列车及其他交通车辆的轻量化，对于增大车辆的运载量，提高其运行速度，以及降低能源消耗，具有十分重大的意义。

采用铝合金车体是未来交通运输工具制造业的方向。

采用铝合金车体，与原来的钢制车体相比，车体自重减轻了50%左右；铝合金车体的制造分有型材镶嵌焊接和框体铆接两种工艺方案。

采用型材镶嵌焊接工艺可以使车体制造工作量减少40%，从而大大降低制造成本，因此，这种制造工艺与后者相比得到了更加广泛的应用。

由于采用这种制造工艺，制造铝合金车体除需要大型特种铝合金型材外，还需要与大型铝合金型材配套使用的焊丝。

随着我国铁道轻轨车辆轻量化进程的深入，对大型铝合金型材及配用焊丝的需求越来越迫切。

据了解，“十五”期间，国内有18个城市将修建地铁、城市轻轨列车，按每年新增200辆铁道铝合金列车，每辆列车需用铝合金型材15吨计，每年国内大型铝合金型材的需求量在3000吨以上。

就配用焊丝而言，按国内已确定的车型，制造每节铝合金车厢需用300—500kg，每列列车有20节车厢，则每列列车需要量为6—10吨，因此，五年内配用焊丝的年需求量为1200-2000吨。

加之大型豪华大巴、轻型集装箱用焊丝的需要量在2000吨以上，估计2002~2005年市场每年需求配用焊丝不低于3500吨。

目前国内尚无该类焊丝的专业厂家，加上我国地铁车辆的国产化还在起步阶段，车辆试制用焊丝全部依赖进口。

根据担任铝合金车体试制任务的铁道部长春客车厂的介绍，进口焊丝不仅价格昂贵，而且供货周期很长，不利于我国批量生产铝合金车体制造成本的降低，制约着列车轻量化的国产化进程。

因此有必要在国内实现大型铝合金型材国产化的同时实现其配用焊丝的产业化。

为了适应上述新兴产业的需要，国家计委已确立车辆轻化用大型铝合金型材的生产为“九五”攻关项目，该项目由特大型国有企业西南铝加工厂承担实施。

该厂为此而进行了8000吨挤压机等装备的技术改造，为加速大型铝合金型材国产化的进程提供了必要条件。

目前该项目已近尾声，在2001年6月以前，国产的大批大型铝合金型材可用于铁路车辆轻量化铝合金车体的试制。

与此相对应，作为该项目的配套项目，“九五”期间，国家计委亦已立项安排了大型铝合金型材配用焊丝的研制，由XX工业大学（现已更名为XX大学）承担，为此该校投入了一批高水平的科技人才，在理论探讨和实验研究方面做了大量工作，试制出了综合性能已达到国外同类产品水平的焊丝样品，为该产品的批量生产提供了技术方面的依据。

1．3项目研究依据

1．4主要技术经济指标

指标名称

单位

指标值

备注

2．市场预测与项目建设规模

2．1行业发展思路及战略部署

随着经济的发展、技术的革新与人们生活水平的提高，交通运输业正在向高速、节能、安全、舒适豪华、美观耐用、轻量化、环保方面发展。

铝合金因具有比重小、强度高、成型性优良、耐腐蚀等优点，已成为实现现代化交通的首选材料。

近几十年来世界各经济发达国家愈来愈普遍地采用铝合金车体以达到车辆轻量化的目的。

据统计，目前全世界铝的消费在建筑方面为23%，包装应用为22%，而交通运输业的用量已达到37%——交通运输业已成为铝及铝加工材的第一大用户。

从20世纪60年代中期开始，以轻量化为目标的铝合金系列列车车体的出现，导致了世界经济发达国家铁道运输业的一次新的革命。

进入80年代后，发达国家铁路客、货车的制造技术、管理水平提高更快，呈现出更加高效和节能的发展趋势，对于客车而言主要通过减轻客车自重来降低机车牵引能耗。

地铁列车、城市轻轨列车、高速列车及其他交通车辆的轻量化对于增大车辆的运载量，提高其运行速度，以及降低能源消耗，具有十分重大的意义。

据有关资料介绍：

内燃机车牵引的列车每减重一吨，每年可节约运输成本费用近万元；电力机车牵引的列车，每减轻一吨，运行三十年便可节约28万元；另外，车辆轻量化还减轻了对线路的磨损，延长了线路的使用寿命；采用铝合金车体，与原来的钢制车体相比，车体自重减轻了50%左右；铝合金车体的制造有型材镶嵌焊接和框体铆接两种工艺方案。

采用型材镶嵌焊接工艺可以使车体制造工作量减少40%，从而大大降低制造成本。

因此，型材镶嵌焊接工艺与框体铆接相比得到了更加广泛的应用。

而采用这种制造工艺，制造铝合金车体除需要大型特种铝合金型材外，还需要与大型铝合金型材配套使用的铝合金焊丝。

随着我国铁道轻轨车辆轻量化进程的深入，对大型铝合金型材配用焊丝的需求越来越迫切。

据了解，“十五”期间，国内有18个城市将修建地铁、城市轻轨列车，按每年新增200辆铁道铝合金列车，每年国内大型铝合金型材的需求量在3000吨以上（每辆列车需用铝合金型材15吨计）。

就配用焊丝而言，按国内已确定的车型，制造每节铝合金车厢需用300—500kg，每列列车有20节车厢，则每列列车需要量为6—10吨。

因此，五年内配用焊丝的年需求量约为1200-2000吨。

加之大型豪华大巴、轻型集装箱用焊丝的需要量在2000吨以上，估计2002----2005年市场每年需求配用焊丝不低于3500吨。

目前国内尚无该类焊丝的专业厂家，加上我国地铁车辆的国产化还在起步阶段，车辆试制用焊丝全部依赖进口。

根据担任铝合金车体试制任务的铁道部长春客车厂的介绍，进口焊丝不仅价格昂贵，而且供货周期很长，不利于我国批量生产铝合金车体制造成本的降低，制约着列车轻量化的国产化进程。

因此有必要在国内实现大型铝合金型材国产化的同时实现其配用焊丝的产业化。

为了适应上述新兴产业的需要，国家计委已确立车辆轻化用大型铝合金型材的生产为“九五”攻关项目，该项目由特大型国有企业西南铝加工厂承担实施。

该厂为此而进行了8000吨挤压机等装备的技术改造，为加速大型铝合金型材国产化的进程提供了必要条件。

目前该项目已近尾声，在2001年6月以前，国产的大批大型铝合金型材可用于铁路车辆轻量化铝合金车体的试制。

与此相对应，作为该项目的配套项目，“九五”期间，国家计委亦已立项安排了大型铝合金型材配用焊丝的研制，由XX工业大学（现已更名为XX大学）承担，为此该校投入了一批高水平的科技人才，在理论探讨和实验研究方面做了大量工作，试制出了综合性能已达到国外同类产品水平的焊丝样品，为该产品的批量生产提供了技术方面的依据。

应当指出，目前世界上只有德国VAW、美国Alcoa、日本KOK等四家公司，能够进行配用焊丝的批量生产，但是，这些公司在技术方面是严格保密的。

因此，我国直接通过引进国外的已有技术来加快产业化的可能性很小，且代价极高。

若以XX大学的科研成果为技术基础，辅以有良好技术装备基础的生产企业通过试生产而转入大批量生产，产业化可以在较短时间内得以实现。

就本项目的企