最新版3万吨每年超高功率空心石墨电极项目可行性研究报告.docx
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最新版3万吨每年超高功率空心石墨电极项目可行性研究报告
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年产3万吨超高功率空心石墨电极项目
可
行
性
研
究
报
告
附表附图
第一章总论
1.1项目概述
1.1.1项目名称及承办单位
项目名称：
3万吨/年超高功率空心石墨电极项目
项目建设单位：
河北国英碳素制品有限公司
企业性质：
有限责任公司
法人代表：
边太国
项目拟建地点：
武邑冀衡循环经济工业园
1.1.2项目申报单位概况
河北国英碳素制品有限公司是一家新成立的公司，注册资本金2000万元人民币。
投资人为边太国和严春燮，边太国投资1400万元人民币，占投资总额的70%；严春燮投资600万元，占投资总额的30%。
1.2项目可行性研究编制的依据及原则
1.2.1编制依据
1）河北国英碳素制品有限公司提供的有关装置供水、供电及现有场区地形条件等有关资料。
2）河北国英碳素制品有限公司提供的工艺技术。
3）河北国英碳素制品有限公司提供的基础资料和数据。
5）依据国家有关法律、法规和相关规范。
1.2.2编制原则
1）采用先进、成熟、可靠的生产工艺技术，保证安全生产和产品质量。
2）贯彻节能方针，充分利用资源和能源，力求以较小的投入获取较大的经济效益、环境效益和社会效益。
3）设计中充分考虑消防、劳动安全卫生和环境保护，使之符合国家的有关规范和规定。
4）总图布置尽量紧凑合理，以求减少占地和投资。
1.3研究范围
根据国家产业政策和行业政策，就项目投资的必要性，市场预测，产品方案及生产规模，工艺技术方案，建厂条件和厂址方案，公用工程和辅助设施方案，节能，环境保护，劳动保护和安全卫生，投资估算，财务评价等进行研究，以便得出结论，为企业提供决策依据。
1.4研究结论
⑴直径550毫米以上超高功率石墨电极生产列入国家发改委发布的产业结构调整指导目录（2007年本）鼓励类项目，所以河北国英碳素制品有限公司的3万吨/年超高功率空心石墨电极项目符合国家的产业政策和行业政策。
⑵本项目产品的主要用途为：
石墨电极是采用石油焦为原料，煤沥青为粘结剂，经破碎、配料、混捏、成型、烧结、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺制造的一种耐高温抗氧化的导电材料。
广泛应用于炼钢电流炉、精炼炉、生产铁合金、工业硅、黄磷、刚玉等矿热炉及其利用电流产生高温的熔炉中。
⑶本项目采用的工艺技术先进、成熟、安全、可靠、节能。
⑷本项目充分考虑了“三废”治理和综合利用措施，不会对环境造成污染。
⑸本项目经济效益较好，有较强的抗风险能力。
本项目在技术上、经济上可行。
1.5主要技术经济指标表
主要技术经济指标表见表1-1
表1-1
主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模
1
年产550mm以上超高功率石墨电极
吨
30000
二
年操作日
天
300
三
新增定员
人
1200
四
占地总面积
m2
133400
（合约200亩）
五
全厂建（构）筑面积
m2
61300
六
项目总投资
万元
20000
七
年均销售收入
万元
58800
八
年均销售成本
万元
45335
九
财务评价指标
1
投资回收期
年
3.76
税后
2
投资回收期
年
3.42
税前
3
盈亏平衡点
%
16.46
4
所得税前财务内部收益率
%
55.18
5
累计所得税前净现值
万元
130225
6
所得税后财务内部收益率
%
43.70
7
累计所得税后净现值
万元
85839
十
用地指标
1
容积率
70.69
2
投资强度
万元/公顷
1500
第二章市场预测
2.1项目提出背景
2.1.1产品用途
石墨电极是采用石油焦为原料，煤沥青为粘结剂，经破碎、配料、混捏、成型、烧结、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺制造的一种耐高温抗氧化的导电材料。
广泛应用于炼钢电流炉、精炼炉、生产铁合金、工业硅、黄磷等矿热炉及其利用电流产生高温的熔炉中。
根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。
（1）普通功率石墨电极。
允许使用电流密度低于17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
（2）抗氧化涂层石墨电极。
表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。
（3）高功率石墨电极。
允许使用电流密度为18～25A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。
（4）超高功率石墨电极。
允许使用电流密度大于25A／厘米2的石墨电极。
主要用于超高功率炼钢电弧炉。
2.1.2项目提出背景
目前，中国石墨电极市场存在以下特点：
1、普通功率石墨电极产量很大，供过于求，基本为一种激烈的价格竞争，特别是市场对普通电极的需求逐年递减，普通功率石墨电极的市场竞争将愈来愈残酷。
2、高功率石墨电极的产量供略大于求，价格大战已经开始，特别是在海外市场，中国高电极自相杀价，国内高功率石墨电极需求基本不会有太大变化，预计各个炭素厂家将会把普通功率石墨电极生产能转为高功率石墨电极生产能力，高功率石墨电极的价格战将会旷日持久。
3、超高功率石墨电极由于技术含量高，管理要求高，非一般厂家所能生产，现国内仅有3—4家可以生产中小规格超高功率石墨电极，因此超高功率石墨电极有着良好的发展前景，特别是中大规格超高功率石墨电极的生产将成为以后的发展方向和国家的扶持对象。
2007年国家发改委发布的《产业结构调整指导目录》将普通功率石墨电极、高功率石墨电极及直径550毫米以下及2万吨/年以下的超高功率石墨电极生产线纳入限制类项目；将直径550毫米以下及2万吨/年以下的超高功率石墨电极生产线纳入鼓励类项目。
本项目所生产的超高功率550毫米以上空心石墨电极，其结构是由石墨电极的中心为空心管状。
该空心石墨电极和现有技术相比，可缩短了生产周期，降低了能耗，提高了产量，由于电极设计成空心管状，使电极的表面积增大，在使用中可使电极承受较大的电流密度，提高电极的利用率和使用寿命，据测算，空心电极与同型号、同规格的实心电极相比，可节约20-30（重量计），其产品的原材料成本也相应降低20%-30%，因此，在产品售价相同的情况下，可大幅度提高产品的附加值，具有很好的推广使用价值。
2.2市场预测
2.2.1市场现状
石墨电极的产量主要集中在中国、印度及一些欧美国家，中国总量为70-80万吨左右，中国石墨厂家分布较零散，主要生产厂家分布在东北和西南地区，河北、河南等地区石墨电极厂家虽多，但是大多数为中小型企业。
全国主要生产厂家有：
北京方大炭素科技有限公司，其主导产品石墨电极的产量为18万吨，其中50%出口海外，50%供应国内主要钢厂；中钢集团吉林炭素股份有限公司，年产石墨电极15万吨；南通江东碳素股份有限公司，年产石墨电极5万吨，以超高功率石墨电极为主。
2008年，炭素行业的主导产品炼钢用石墨电极产量为58.66万吨，同比增长16.81%。
其中，超高功率石墨电极产量为15.41万吨，同比增长26.19%，高功率石墨电极24.02万吨，同比增长19.13%，普通功率石墨电极19.24万吨，同比增长7.77%。
2008年以来，我国炭素工业通过科技创新和技术改造，产品结构不断优化，超高功率石墨电极增长率比普通石墨电极的增长率高出18个百分点，在石墨电极中所占比重又有所加大，既适应了炼钢电炉大型化的要求，又能够获得相对理想的经济效果。
2.2.2市场预测
1、国际市场
2008年以石墨电极为主的炭素产品呈现了十分火爆的市场行情，中国出口石墨电极24万吨，而2007年的出口量是22万吨，2008年比2007年增长8.46%。
随着以石油焦为主的原材料价格大幅上涨，石墨电极更是以空前的幅度上调价格，调价成了上半年石墨电极市场的主调。
即便如此，石墨电极仍然货源紧张，供不应求，炭素行业利润也大幅增长，炭素行业经历了前所未有的繁荣。
2008年8月份国家取消了出口退税，在此之前，石墨电极退税率为13%。
出口退税的取消会传导至出口价格的提高上，在短期内会大幅提高产品的出口价格，对出口销售会产生一定的影响。
但实际上13%的税率调整对目前供不应求的石墨电极市场来说，基本上没有什么影响，国外客户对于这一幅度的价格调整应该可以较容易接受。
但石墨电极价格未出现大的拐点，2008、2007年出口情况见图2-1、2-2。
图2-1
图2-2
2、国内市场
中国石墨电极市场状况随着国民经济的发展，作为支柱产业的钢铁行业发展迅速，超高功率炼钢电炉陆续建成投产，超高功率电极需求大增。
经济的发展要求实现资源和合理配置，为了保证经济可持续发展，国家实施了“控制总量、调整结构、加强管理、提高竞争力”和关停小钢铁（重点是关停10吨以下小电炉、小转炉和年产10万吨以下规模的小企业）的产业政策，造成普通功率电极用量的锐减，超高功率石墨电极的需求将随之大增。
第三章产品方案和生产规模
3.1生产装置规模
根据产品的市场情况和国家产业政策，确定生产规模如下：
超高功率空心石墨电极：
3万吨/年；
规格：
550mm-850mm;
3.2产品方案
年生产超高功率空心石墨电极3万吨。
3.3产品质量指标
所生产产品规格在550mm-850mm之间，质量指标符合
3.4年操作时间
年操作时间为300天。
第四章工艺技术方案
4.1工艺流程
主要工艺流程参见下图：
3.2主要工艺说明
3.2.1煅烧
C）热处理的过程称为煅烧。
煅烧是石墨电极生产的第一道热处理工序，煅烧使各种炭质原料的结构和物理化学性质发生一系列变化。
石油焦都含有一定数量的挥发成份，需要进行煅烧。
沥青焦的成焦温度比较高（1000°C以上），相当于炭素厂内煅烧炉的温度，可以不再煅烧，只需烘干水分即可。
但如果沥青焦和石油焦在煅烧前混合使用，则应与石油焦一起送入煅烧炉煅烧。
3.2.2压型
压型即挤压成型。
挤压过程的本质是在压力下使糊料通过一定形状的模嘴后，受到压实和塑性变形而成为具有一定形状和尺寸的毛胚。
挤压成型过程主要是糊料的塑性变形过程。
糊料挤压过程是在料室（或称糊缸）和圆弧式型嘴内进行的。
装入料室内的热糊料在后部主柱塞的推动下。
迫使糊料内的气体不断排除，糊料不断密实，同时糊料向前运动。
当糊料在料室的圆筒部分运动时，糊料可看作稳定流动，各颗粒料层基本上是平行移动的。
当糊料进入到具有圆弧变形的挤压嘴子部位时，紧贴嘴壁的糊料前进中受到较大的摩擦阻力，料层开始弯曲，糊料内部产生不相同的推进速度，内层糊料推进超前，导致制品沿径向密度不均匀，因此在挤压块内产生内外层流速不同而引起的内应力。
最后糊料进入直线变形部分而被挤出。
3.2.3焙烧
焙烧是压型后的生制品在加热炉内的保护介质中，在隔绝空气的条件下，按一定的升温速度进行加热的热处理过程。
焙烧的目的在于：
（1）排除挥发成份，使用煤沥青作粘结剂的制品，经焙烧后一般排出约10%的挥发成份。
因此，焙烧成品率一般在90%以下。
（2）粘结剂焦化，生制品按一定的工艺条件进行焙烧，使粘结剂焦化，在骨料颗粒间形成焦炭网络，把所有不同粒度的骨料牢固地连结在一起，使制品具有一定的理化性能。
在相同条件下，焦化率越高，其质量越好。
一般中温沥青的结焦残炭率为50%左右。
（3）固定几何形式。
生制品在焙烧过程中，发生软化，粘结剂迁移现象。
随着温度的升高，形成焦化网，使制品僵化。
因此，温度再升高，其形状也不改变。
（4）降低电阻率。
在焙烧过程中，由于挥发分的排除，沥青焦化形成焦炭网格，沥青发生分解和聚合反应，生成大的六角炭环平面网等原因，电阻率大幅度下降。
生制品电阻率大约10000×10-6Ω·m,经过焙烧后降至40--50×10-6Ω·m，称为良导体
（5）体积进一步收缩。
焙烧后制品直径收缩1%左右，长度收缩2%左右，体积收缩为2-3%。
3.2.4浸渍
经压成型后的生制品孔度很低。
但是生制品在焙烧后，由于沥青在焙烧过程中一部分分解成气体逸出，另一部分焦化为沥青焦。
生成沥青焦的体积远远小于沥青原来占有的体积，虽然在焙烧过程中稍有收缩，但仍在产品内部形成许多不规则的并且孔径大小不等的微小气孔。
如石墨化制品的总孔度一般达25-32%。
由于大量气孔的存在必然会对产品的理化性能产生一定的影响。
一般说来，石墨化制品的孔度增加，其体积密度下降，电阻率上升，机械强度减少，在一定的温度下的氧化速度加快，耐腐蚀也变坏，气体和液体更容易渗透。
浸渍是一种减少产品孔度，提高密度，增加抗压强度，降低成品电阻率，改变产品的理化性能的工艺过程。
3.2.5石墨化
石墨化是把焙烧制品置于石墨化炉内保护介质中加热到高温，使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重叠转变为三维空间的有序重叠，且具有石墨结构的高温热处理过程。
其目的是：
（1）提高产品的热、电传导性。
（2）提高产品的耐热冲击性和化学稳定性。
（3）提高产品的润滑性、抗磨性。
（4）排除杂质，提高产品强度。
3.2.6机械加工
机械加工主要是基于以下几方面的需要：
（1）整形的需要
具有一定的尺寸和形状的压型后的炭素生制品，在焙烧和石墨化过程中发生不同程度的变形、碰损，同时其表面还粘结着一些填充料，如果不经过机械加工就不能使用，因此必须对产品整形，加工成规定的几何形状。
（2）使用的需要
按照用户的使用要求进行加工。
如电炉炼钢的石墨电极需要连接使用，必须在产品两端车制成螺纹孔，然后用特制的带螺纹的接头将两根电极连接起来使用。
（3）工艺上的需要
有的产品要根据用户使用上的工艺需要，加工成特殊的形状和规格，甚至要求较低的表面粗糙度。
3.3消耗定额
本项目建成后，年生产3万吨超高功率空心石墨电极，需原材料见表3-1
表3-1项目所需原材料一览表
序号
原材料名称
年需求量（吨）
单价（元）
金额（万元）
1
石油焦
8000
9000
7200
2
沥青
16000
12000
19200
3
沥青焦
8000
10000
8000
4
其它原材料
2000
36400
3.4主要设备
根据生产工艺，选定如下设备作为本项目主要生产设备，参见下表3-2。
项目所需设备一览表
序号
设备名称
数量
单价（万元）
金额（万元）
1
对辊式破碎机
10
1
10
2
油压成型机
10
90
900
3
煅烧炉
10
3
30
4
焙烧炉
1
2000
2000
5
浸渍炉
1
1200
1200
6
石墨化炉
2
1500
3000
7
高速数控床
1
800
800
8
破碎机
10
1
10
9
混捏锅
20
0.5
10
10
电极接头加工机组
1
800
800
11
1500KVA变压器
1
120
120
12
其它配套设备
50
120
合计
117
9000
第四章原材料、辅助材料和燃料的供应
4.1原料、辅助材料
本项目建成后，年生产3万吨超高功率空心石墨电极，需原材料见表4-1
表4-1项目所需原材料一览表
序号
原材料名称
年需求量（吨）
单价（元）
金额（万元）
1
石油焦
8000
9000
7200
2
沥青
16000
12000
19200
3
沥青焦
8000
10000
8000
4
其它原材料
2000
36400
上述原材料及辅助材料，均来自国内生产厂家，河北省市场也有销售，原材料及辅助材料来源有保证，可充分满足本项目正常运营过程中的原材料及辅助材料消耗，原材料市场有保证。
4.2燃料、动力供应情况
4.2.1燃料供应情况
本项目建成后，从业人员将会增加1200个就业岗位。
本项目生产生活过程中，需要的燃料主要是生活用煤，主要用于职工食堂。
参照同类项目燃料用煤量，本项目建成正常运营后燃料用煤量为74吨。
本项目建成后，所需燃料用煤为52.86吨标煤／年，燃料用煤衡水市市场供应充分，就地购买，用煤量有保证。
4.2.2动力供应情况
本项目建成后动力供应为电力，主要是设备用电（动力用电）和厂区及生活区用电（生活照明用电）。
用电负荷等级为三级。
该项目设备装机总容时约为1000KV，采用需要系数法对项目用电负荷进行计算，需要系数为0.60,全厂功率因素为0.95，项目全年用电量约为1800万kwh。
项目拟建地冀衡循环工业园内的110kv变电站可保证用电。
第五章建厂条件和厂址方案
5.1建厂条件
5.1.1厂址地理位置
该项目厂址的地理位置：
该项目拟建于衡水市武邑县县城西南。
该厂址离衡水市中心约20公里，远离市区，并处于衡水市桃城区主导风向的下风向，环境影响较小。
该厂址西距106国道30米，南距衡德高速公路5公里，交通十分方便。
5.1.2水文地质概况
衡水市武邑县境内有滏阳河、滏阳新河、滏东排河、索泸河等，后两条河为人工排洪河道，纵贯全县。
境内地下水均属松散孔隙承压水，依据含水层水质、水力性质及开采现状分成浅层地下水和深层地下水。
前者含盐较高，水温较低，一般为15-17℃，埋深在50-80米；深层水水质较好，水资源丰富。
5.1.3地形地貌及工程地质概况
该厂区大部分为平地，少量为取原来的土坑，坑深一、二米不等，工程建设的土方量不大，对工程建设影响很小。
该场地地下无不良地质构造，建筑物持力层为粘土和亚粘土层，承载力为100KPa。
5.1.4当地气象条件
（1）气温
衡水市武邑县处于温热带，属于大陆性半干旱气候，干燥度为1.57，气候特征四季分明，光热充足。
年平均气温12.7℃
历年平均最高气温27℃
历年平均最低气温-4.3℃
历年极端最高气温42.7℃
历年极端最低气温-23.0℃
（2）相对湿度
历年平均相对湿度64%
（3）风向、风速
全年主导风向S
年平均风速3.4m/s
历年最大风速28.0m/s
南风频率最大为14%，偏西风最频率为2%。
（4）降雨量
历年平均降雨量519mm
历年最大降雨量918mm
（5）降雪量
一日最大降雪量12.3mm
最大积雪深度1.1m
（6）冻土深度
历年最大冻土深度820mm
（7）地震烈度
根据国家地震局、建设部发办[1992]160号文件，“中国地震烈度区划图（1990）”和“中国地震烈度区划图（1990）使用规定”，该厂所在地区的地震基本烈度为7度。
5.1.5交通运输情况
衡水是京南第一大站，被誉为“京南明珠”。
国家大动脉京九铁路穿越市区全境，石德铁路横贯东西，衡水市被誉为“黄金十字”。
106国道纵穿南北，307国道贯穿东西，石黄高速公路及衡德高速公路穿越衡水市并连接两翼的京深和京福高速公路。
该项目拟建于衡水市武邑县县城西南。
该厂址离衡水市中心约20公里，远离市区，并处于衡水市桃城区主导风向的下风向，环境影响较小。
该厂址西距106国道30米，南距衡德高速公路5公里，交通十分方便。
5.1.6当地社会经济现状
衡水市地处京九铁路和石德铁路的交汇处，青（岛）太（原）高速公路，106国道和307国道从市内穿过，交通运输十分便利。
衡水市的工业主要有机械、化工、轻工和建材等。
1996年5月衡水地市合并，改为地级市，同年9月，京九铁路通车，为衡水市经济的发展提供了极为有利的条件。
近几年来，衡水市发生了很大变化：
①经济实力显著增强；全市完成国内生产总值451亿元，五年中年均增长率10.5%。
②经济结构更适合市场经济的发展需求：
第一产业比例下降，二三产业比例上升，农业内部结构中农业比例下降，牧业比例上升，农业产业化取得丰硕成果。
③投资率逐年提高，工业规模逐渐扩大，竞争力增强。
④电力交通，电信问题得到根本解决，装机容量120万千瓦电厂落户衡水。
衡水公路通车里程达47600多公里。
全市电话用户达33.3万户以上。
对外开放程度不断扩大。
投资条件及环境得到大大改善。
⑤财力增强显著，居民生活水平大幅提升，城市面貌发生巨大变化。
武邑县共辖9个乡镇，545个行政村，总人口32万人，其中农业人口29万人，全县土地总面积830.1km2,耕地面积89万亩。
2001年被国家定为全国扶贫开发工作重点县，全县有贫困村141个，贫困人口达78000多人。
改革开放以来，武邑县国民经济和社会各项事业迅速发展，综合经济实力显著增强。
特别是近年来在“谋求新跨越、打造新武邑”目标指引下，以科学发展观为指导，坚持“一三四四”总体发展思路，以项目建设统揽工作全局，各项工作取得实质性进展，开创了经济社会发展的新局面：
主要经济指标明显优化，综合实力跃上新台阶，2008年完成地区生产总值33.85亿元，同比增长20.9%；财政收入“井喷式”增长，完成2.17亿元，同比增长114.6%，增幅位居全市第一，总量跻身全市中等县市行列；全社会固定资产投资11.46亿元，同比增长36.6%；城镇固定资产投资9.14亿元，同比增长38.8%；社会消费品零售总额14.08亿元，同比增长31.6%；出口总值607万美元，同比增长144.8%；城镇居民人均可支配收入6878元，同比增长3.4%；农民收入稳步增长；节能减排目标任务圆满完成。
5.1.7公用工程设施及配套设施情况
该项目拟建于衡水市武邑县县城西南。
该厂址离衡水市中心约20公里，西距106国道30米，南距衡德高速公路5公里，交通十分方便。
其选址是合理的。
电源由园区110kv变电站提供。
另外，项目配套的生活服务设施将相继落户，为企业的建设和发展提供可靠保证。
5.2厂址方案
本项目占地面积200亩，厂址选在武邑县冀衡循环经济工业园内。
该工业园位于衡德高速公路、040省道附近，对产品及原材料的运输极为有利，且远离衡水市区，处于衡水市主导风向的下风向、武邑县主导风向的侧风向。
厂区附近没有大的湖泊和河流，厂区及附近地下水资源丰富，厂区周围无大的居民区和自然村庄，厂区四周也无自然保护区、文物、景观和其它环境敏感点。
项目放于工业区内，符石墨项目只能放在工业区的规定，同时这里交通方便，处理后达标污水排放方便。
本项目通过建设方、设计院和政府有关部门对厂址进行了实地勘察后认为适于本项目的建设，是比较理想的厂址选择方案。
第六章公用工程和辅助设施方案
6.1总图运输
6.1.1总平面布置
总平面布置的原则
（1）满足工艺生产流程的要求，使工艺线路短捷、顺畅。
（2）与相邻化工装置互不干扰，以保证生产安全
（3）符合有关防火规范的要求，合理确定通道宽度。
（4）在满足消防、防火等规范要求下，尽可能布置紧凑，节约用地。
（5）合理组织人流物流，使人流、物流分开，并尽可能使运输线路短捷、通畅。
总平面布置的确定
根据建设单位，对厂区布置生产车间、成品库、原料库及相关的办公楼、动力站等公用配套设施，按照生产工艺要求和流程，速个厂区分为生产区和办公生活区，生产区位于厂区的南部，布置生产车间、成品库、原料库等，呈平行布置，办公区位于厂区北部。
厂区设有2处进出口。
总平面布置参见平面布置图。
总平面布置的主要技术经济指标
主要技术经济指标表
指标名称
单位
数量
备注
本期工程占地面积
m2
133400
（合2
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