山西蒲县镁旗镁合金厂文档格式.docx

1、由于镁合金是工业应用最轻的金属材料并拥有良好的阻尼减震性能，为减轻汽车质量以降低油耗和污染，提高安全性能，镁合金材料在汽车工业中的应用与日俱增。从20世纪90年代起，汽车镁合金零件使用的年增长率达20%，北美高达35%，欧洲为60%。2006年全球压铸镁合金零件产量约20多万吨，其用于汽车零部件的比重高达74%。国外目前至少已100余种镁合金压铸零件用于汽车工业，预计2010年汽车镁合金使用量将超过100kg/辆，届时全球镁合金在汽车产业中消费量将高达5000 kt/a。汽车工业已成为镁合金应用增长的主要驱动力。（2）镁合金在3C电子产业中的应用镁合金在电子工业中的应用也具有很大的潜力。众所周

2、知，电子工业是当今发展最为迅速的行业，数字化技术的发展导致各类数字化电子产品的不断涌现。电子元器件越来越趋向于高度集成化和小型化方向发展，便携式电脑、数码摄录机、数码照相机、手机等日新月异，更新速度之快令人膛目结舌。镁合金所具有的优异的薄壁铸造性能及良好的比强度、比刚度和抗撞能力，能充分满足3C产品高度集成化、转薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽、散热和环保要求，在信息产业中得到了广泛应用。近十年来，世界上电子工业发达的国家，特别是日本和欧美一些国家在镁及其合金产品的开发方面开展了大量工作，并取得了重要进展，一大批重要电子产品使用了镁合金，取得了理想的效果。笔记本电脑、手机、数码产品采用镁合金外壳

3、的比重呈逐年递增态势。（3）镁合金在航空航天领域的应用镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著，商用飞机与汽车减重相同质量带来的燃油费用节省，前者是后者的近100倍。而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍，更重要的是其机动性能改善可以极大提高其战斗力和生存能力。正因为如此，早在20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了应用。随着镁合金制备技术的发展，材料的性能如比强度、比刚度、耐热强度、蠕变等性能不断提高，其应用范围也不断扩大。目前其应用领域包括

4、各民用、军用飞机的发动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构以及火箭、导弹、卫星的一些零部件。如用ZM2制造wP7各型发动机的前支撑壳体和壳体盖；用ZM3镁合金制造J6飞机的WP6发动机的前舱铸件和WP11的离心机匣；用ZM4镁合金制造飞机液压恒速装置壳体、战机座舱骨架和镁合金机轮；以稀土金属钕为主要添加元素的ZM6铸造镁合金已扩大用于直升机WZ6发动机后减速机匣、歼击机翼肋等重要零件；研制的稀土高强镁合金MB25、MB26已代替部分中强铝合金，在歼击机上获得应用。我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件：一个型号的飞机最多选用了3

5、00-400项镁合金构件；一个零件的重量最重接近300kg；一个构件的最大尺寸达2m多。（4）镁合金在其它领域的应用在冶金行业，镁被用于铸铁熔体的脱硫和石墨的球化，生产强度和韧性得到大幅度改善的球墨铸铁。镁也被广泛用作钢的脱硫剂。另外，在铜基和镍基合金的生产过程中，镁通常被用作脱氧剂或净化剂。在冶炼钛、锆、铍、铀、铪等过程中，可用镁作还原剂。迄今，镁的最大应用领域是作为铝合金提高强度和抗腐蚀能力的合金化元素。铝镁合金既轻又硬，抗蚀性能好，可焊，可表面处理，是制造飞机、火箭、快艇、车辆等的重要材料。据统计，美国每年有45以上的镁用于铝合金的添加元素，镁作为铝合金的添加元素在我国的用量也很大。另外

6、，镁被加入锌的压铸合金中，提高其强度和改善尺寸稳定性。镁还用作镍基合金、镍一铜合金、镍一铜一锌合金的合金化元素，提高合金材料的性能。镁的化学性质活泼，可作为牺牲阳极对阴极材料进行保护。镁合金阳极性能更加优化，主要用来保护浸泡在海水中的钢结构件，如轮船船体，或者保护埋在土壤里的石油管道，镁阳极大量用于热水槽的保护，目前，大多数家用热水器的胆都采用镁合金阳极保护。目前用作各种牺牲阳极的镁合金每年为5万ta左右，并以5左右的速率增长。此外，镁合金在化学工业、核工业、电力工业、家庭消费品、家具、车床设备、办公室设备、光学设备、运动器械和医疗器械等众多领域，也有非常广泛的应用前景。1.2.2 中国原镁及

7、镁合金产量现状中国是世界上镁资源最丰富的国家，储量居世界首位。中国是当今全球原镁和镁合金的第一大生产和出口国，其产量和贸易量占世界的75%以上。近年中国原镁及镁合金产量见表1-1。2006年中国原镁产量52. 56万吨，比2002年增长96.12%，在市场拉动下，镁合金产量同比增长125.9% 。 表 1-1 近年中国原镁及镁合金产量 单位：万吨年份产量20022003200420052006原镁26.8035.4045.0046.7652.56镁合金16.6824.9531.1034.8137.68中国又是世界上第一大镁出口国，连续10年保持增长，成为全球镁市场最大的供应方。近年中国镁产品出

8、口量变化见表1-2及图1-1。2005年中国原镁出口量18.19万吨，比2004年的22.83万吨下降20.11%，而同期的镁合金及其深加工产品却有大幅度增长。 表1-2 近年中国镁产品出口量 单位； 年 份项 目200020012005/2004同比增长%原镁（锭）9.499.2211.5416.2022.8318.1920.111.882.514.277.048.059.2915.40镁屑、粉、粒4.454.326.006.947.142.88镁合金加工材0.480.510.370.170.070.16128.57镁及镁合金制品0.040.100.150.140.2042.86合计16.1

9、916.7420.6029.5638.0334.988.10图1-1 2000-2005年中国镁产品出口量1.2.3 近年镁及镁合金消费结构变化 由于镁的密度小，强度高，并能与铝、铜、锌等金属构成高强度合金，因此镁是重要的合金元素。截止2000年，国内外镁的应用主要集中在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域，还用在稀土合金、金属还原及其他领域。从2001年开始，压铸业中镁的消费成为最大的消费领域，这主要是由于汽车的大量生产引起。有关统计数据表明，过去10年里，镁合金压铸件在汽车上的使用量上升了15%左右，而且这种发展趋势还会继续，见表1-3。近几年国内市场对镁的需求量大幅增长。国内镁的消费量

10、在2005年已突破10万吨，2006年为15.65万吨，同比增长高达50%，表1-4，图1-2。表 1-3 2000-2004年世界镁消费结构铝合金16.5114.2814.5613.70压铸件15.4715.1116.7817.9023.10炼钢脱硫5.164.195.747.508.00其他3.953.782.833.74.141.0937.3639.9142.8051.40表 1-4 2000-2006年中国镁消费结构1.011.351.742.012.303.014.100.400.470.611.021.802.595.100.110.450.500.801.201.922.80金属

11、还原0.300.650.75稀土合金0.350.380.600.700.310.410.641.102.553.404.015.127.0510.5515.65同比增长%9.9133.3317.9427.6837.7049.6550.002006年2000年图1-2 2000年和2006年中国镁产品消费结构1.2.4镁及镁合金价格分析2005年4月至今，欧洲压铸镁合金价格为2.55欧元/Kg,美国为140170美分/磅。我国镁合金价格与镁锭关联紧密，2006年1至11月，国内镁锭价格在1350016600元/吨区间波动，2007年1至12月，国内镁锭价格在1800032000元/吨区间波动，常

12、用镁合金比镁锭高约20002500元/吨。受出口退税取消，并有可能征收出口税；人民币升值；能源及劳动力价格上涨压力日增；环保要求日严；国内外市场消费趋旺等影响，原镁和镁合金价格有机会向上拓展。而镁合金制品依其加工工艺及使用领域不同，其经济效益则更加显著。1. 项目的意义及必要性我国是世界上金属镁生产大国。上个世纪八十年代以来，由于当时世界镁的需求量激增，而电解镁建设的一次性投资高，建厂周期长，菱镁矿原料短缺，“三废”问题不易解决；皮江法炼镁在短时期内适应了世界镁市场的需求，皮江法炼镁在我国得到了长足的发展。我国从一个镁进口国一举成为镁出口国。同时，必须注意到，由于我国镁合金增长速度远远跟不上镁

13、产量的增长速度，我国的镁合金80%依赖于世界镁合金市场。我国镁合金工业在布局、产业结构、技术装备和产品品种等方面，与世界发达国家相比，还需进一步调整、提高。从我国镁工业现状看，主要问题是结构性矛盾突出，低水平重复建设严重。其主要表现在：一是企业结构不合理，规模小。我国的镁企业，多数为5005000t/a的中小厂家。5000t/a以上的大厂家，为数不多。小型企业过多，带来的影响自然是规模的集中度不够，投资分散，市场竞争能力弱。二是能源利用不合理。我国有相当一部分的镁厂，用煤直接作燃料，这种技术虽然具有生产工艺简单、投资省、见效快的优点，但技术装备水平较低，能耗高，环境污染严重。三是我国镁产业结构

14、不合理，镁产品结构单一，附加值低，缺乏高品质、高附加值、高科技含量的镁合金深加工产品，使我国的镁产业在国际市场上缺乏竞争能力。因此，急需以新技术和先进装备改造和提升镁合金冶炼及加工产业水平，建立科技型、环保型、效益型的机械化、自动化的“新型镁合金示范企业”，生产优质镁合金，以带动和影响镁冶炼行业健康有序地发展。 本项目在技术方案上充分总结我国镁工业发展取得的经验，在镁冶炼和镁合金生产部分采用最先进的技术和设备方案，降低生产能耗，提高生产效率；在产品结构上，注重高品质镁合金及其加工制品的生产，适应我国镁产业发展方向，利于我国镁产业结构的优化与健康发展。本项目充分考虑资源与能源的合理配置与利用，在

15、能源的利用上，配套相应的热值更高的焦炉煤气用作粗镁和镁合金生产的原料，实现能源高效益和高效率的利用，生产过程中的余热全部回收利用，减少能源的浪费；本项目注重环保与循环经济的建立，生产中产生的大量镁渣，除供水泥厂为辅助原料外，还可建立蒸养砖生产线，此循环经济模式，既解决了环保问题，又产生可观的经济效益，利于经济的可持续发展。项目的实施不仅对地区经济发展具有重要作用，同时对我国镁产业水平升级，促进其优化发展也具有重要意义。1. 本项目市场竟争力优势分析本工程在资源利用上，力求构建节约型、资源循环型产业结构，变废为宝。同时，以科学为依据，找好突破点，搞好新工艺的试验研究工作。另外，在本设计中还采用了

16、如下新技术、新工艺：、气力出渣系统采用该技术可使还原周期中的辅助作业时间缩短1/3左右；同时还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的。、新型节能型回转窑煅烧系统是镁合金生产粗镁冶炼的重要环节。多年来,绝大多数金属镁冶炼企业采用普通回转窑利用煤粉为燃料来煅烧白云石。新型节能型回转窑利用引进技术的消化吸收，在钢铁冶金上取得了成功，但还没有在镁冶金过程中应用。这不论是从国家产业政策还是从能源综合利用来看，必将起到积极的作用；虽然中国是煤炭生产大国，但能源综合利用是造福子孙的千秋大业，采取节能型回转窑或其他更节能的煅烧方式本身

17、就是一种进步，该类窑充分利用回转窑燃烧产生的高温烟气，将预热器内的物料预热，使物料在预热器内发生部分分解，使系统产量提高40%，热效率提高30%。、采用新型压球机用Q=10 t/h镶嵌辊皮压球机代替目前Q=35t/h普通压球机，成球率高，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。、采用气流提升技术可大大减少粉尘污染，提高粉尘治理效果，降低对劳动危害。、采用均化技术提高镁还原率，减少硅铁消耗。、采用新型蓄热炉与普通还原炉相结合的创新设计理念既保证了还原炉的低能耗，又可以使用较先进的蒸汽喷射泵技术，投资少经济效益好。、采用先进的机械化装料技术降低了劳动强度和劳动定员，还原辅助作业时间

18、缩短，提高劳动生产率，改善了工人的劳动条件。、使用较先进的蒸汽喷射泵技术蒸汽消耗低，真空度高，提高镁还原率，减少硅铁消耗。、设计完善的自动控制系统、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。综上所述，本项目建成后较现有镁合金生产企业在节能、环保和机械化生产方面具有较大的综合优势。1.5 设计依据临汾市发改委“关于蒲县镁旗镁合金有限责任公司建设年产1万吨镁合金深加工项目备案的通知”的批复； 设计委托书； 1.6 设计原则根据国内现有生产技术与设计技术，本研究按以下原则进行

19、：1 在保证生产设施完善、保证产能的前提下，尽量减少投资；2 采用国内最先进的生产装备配置；3 建设高效率的余热回收设施，尽量节能降耗；4 环保设施建设，尽量做到综合利用，确保“三废”达标排放。5 技术经济指标选用国内同类厂已实现的先进指标，并在理论分析可行的基础上提高。1.7 设计规模 根据山西蒲县镁旗镁合金有限责任公司的可行性研究委托书，本项目镁合金厂设计规模为10kt/年镁合金。其中高品质铸造镁合金牺牲阳极4kt、普通镁合金牺牲阳极或普通镁合金锭4kt、挤压镁合金牺牲阳极2kt。1.8 设计内容 经我院与山西蒲县镁旗镁合金有限责任公司商定，镁合金厂的设计内容包括：原料堆场及渣场锻烧车间制

20、球车间还原车间精炼及合金车间还原罐回收车间蒸养砖车间机修及炉修变配电所及电修衡器房计控室（包括化验室、环保监测站及仪表维修）全厂循环水加压泵房厂区道路、总平面及竖向设计围墙、大门、警卫室综合管网仓库（成品、器材、备品备件库）厂前生活区厂外供电线路及燃气站及输送管路委托其他有关部门设计。1.9 外部建设条件建设用地：山西蒲县镁旗镁合金有限责任公司计划用地180亩，已得到蒲县县人民政府的批准。 交通：本项目所选厂址距临汾市60多公里，距蒲县城30公里，此处毗领临汾火车站，紧邻大运高速公路，交通便利。 供电：镁合金厂的用电负荷为5300kw，年用电量为2.45107kWh。本项目距已建成投入使用的2

21、2万伏变电站约1.5公里，由其敷设110kV线路，其供电能力6500KVA能满足本项目要求。 供水：本项目所选厂址距区域的地下水资源丰富，是非常理想的建厂用地。1.10主要原材料及燃料的供应 白云石：为镁合金厂的主要原料年需求量为107910吨，本项目离矿区仅20公里，矿区年开采白云石140000吨。硅铁：本项目所用硅铁由市场采购；山西硅铁生产厂较多，可以保证本项目的供应。燃料：本项目工艺燃料以废焦炉煤气为主，由临近的焦化厂供给。1.11 建设地点蒲县镁旗镁合金有限责任公司位于山西省蒲县太林乡西开府村。蒲县位于吕梁山南部，东经11116451111746与北纬361536361636之间。厂址

22、建在山沟里，东西方是荒山，距离厂区最近的是太林乡牛腰村，位于厂区的西方，西南方是是东风煤矿，东南方是太林乡东开府村。厂区靠近洪水公路，物料主要靠汽车运输。1.12 主要技术方案我国镁合金生产起步于90年代，本世纪初，在外资企业的示范和推动下，镁合金厂数量和规模发展很快。生产过程中的熔化、合金化、搅拌、精炼、取渣、气体保护、浇铸和环保治理等技术已经成熟，生产设备已实现了国产化，并锤炼出了一支技术精、能熟练操作的职工队伍。多年的镁合金生产经验和教训已为新的镁合金生产线设计和建设打下雄厚的技术基础，镁合金厂采用短流程工艺具有突出的技术和成本优势，已被业界认可。本研究为年产镁合金10kt，均采用国内成

23、熟的工艺并加以完善和提高，提高机械化作业水平和劳动生产率。合金生产采用主要技术方案:综合借鉴国内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。 本项目通过技术进步和强化管理，配有健全的质量管理体系。从入厂原料、中间产品到终端产品要有完善的检测手段，严格的检测制度并有完善的统计体系。在能源和原材料消耗、劳动生产率和成本等经济指标上，达到国内领先水平。 本项目合金精练采用清洁无害的电为能源，同时加大对生产过程中污染源和污染物的关注度，采用先进可行治理措施，实现污染物的治理，改善环境，达标排放。 本项目以清洁生产为目标，采用二高二低一少（高技术、高品质、低投资、

24、低成本、少污染），为我国镁合金生产提供新鲜经验。粗镁生产采用主要技术方案: 白云石煅烧采用节能型回转窑。利用回转窑的尾气预热白云石。 制球采用大型压球机并采用均化技术。 还原工序采用国内最大的370mm还原罐；还原炉选用蓄热还原炉，结构更加紧凑，回收余热，降低燃料消耗；采用我院开发的气力清渣机，提高机械化作业水平，减轻劳动强度。还原罐回收采用国内成熟技术，厂内部回收再生循环使用，降低生产成本。1.13 投资与资金筹措本项目基建投资总额为9756万元。其中，建设投资为7537.0万元，流动资金2219万元。本项目投资通过企业自有资金来解决。1.14 主要经济技术指标表表1-5 主要经济技术指标表序号指 标 名 称单位数量备注1建设规模1.1t/a100002设计规模2.1实际产能11320t/a4吨镁合金消耗指标白云石t/t9.544.2硅铁1.026实际单耗1.051.134.3熔剂0.1454.4萤石4.5还原罐只/t0.24.6焦炉煤气m3/t6630.0指每吨精镁4.7铝锭0.064.8锌锭0.0084.9铝锰合金0.02合金熔剂0.0254.11新水