基于铜加工企业现代生产技术发展的研究及对策

时间:2022-10-24 11:51:52

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基于铜加工企业现代生产技术发展的研究及对策

摘 要:通过中国铜加工企业的发展现状,就如何提高产业升级、技术创新等问题进行研究,并提出“十二五”规划中铜加工企业在产业结构、技术装备、技术创新、节能减排等方面的发展对策。

关键词:铜加工企业 发展 对策

中图分类号:F270 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2011)11-048-02

中国铜加工业历经近60年的创业和发展,已经成世界上重要的铜材生产、消费和国际贸易大国,特别是“十五”期间发展迅速。2010年是“十一五”规划的最后一年,这一年我国铜加工材总产量达100927万吨,同比增长13.60%,再创历史新高,突破1000万吨大关,已连续8年居世界第一位,产量已占世界总产量的1/2以上。

铜材服务于人类已有相当长的历史,然而随着人类社会进入信息化时代,铜材的应用也进入现代技术各主要领域,众多高精尖铜材逐步形成现代铜材群体,从而出现代铜材概念。其广泛应用于电子、电气、通讯、交通运输、半导体产业和机械制造等各个领域。其具有高表面质量\高尺寸精度\性能稳定一致\环境友好\适应高科技术各种功能要求等显著特点,铜材大致在上个世纪50年代进入现代铜材时代,现代铜材的出现得益市场需求和现代技术进步。

一、现代铜材类别概述

现代铜材以集成电路引线框带材和空调散热管为代表,首先在发达国家出现。

中国铜加工产品已基本摆脱传统产品系列,而跨进现代铜材领域,高强高导电材料、高速列车用铜材、现代汽车用铜材、高精尖功能材、复合材料等已成为企业重要生产方向,诞生出一大批热点产品,如高速列车接触线、引线框架、变压器带、电缆带、光伏铜带等,这些产品均已产业化生产。

中国铜加工材品种已发生了巨大的变化,在紧密结合市场和科学技术发展需求中,传统铜加工材已经逐步完成了向现代铜加工材的转变,其重要特点是向高精度、高性能、环保、节能方向发展,许多产品已成为国内外知名品牌,在国内外市场上享有盛誉;产品质量已稳步提高,产品标准水平已处国际先进行列。

中国各主要铜材生产厂家除按国家标准生产外,还可以直接接受世界主要发达国家标准订货,这表明我国铜加工材生产进一步国际化;为了满足国民经济和科学技术对铜材的多方面需求,各铜加工企业还相应制定了许多内部供货技术标准。铜加工材应用方向主要是电力、电子、机械制造,近年来交通运输用铜在迅速增长,主要铜材品种是大长度接触线,产品消费领域已接近发达国家,电力和电子领域消费铜材己达50%以上;主要现代铜材举例见表1。

二、铜材制造基地分布趋势

从目前产能利用率上看,国内铜加工行业产需总体保持平衡,但行业存在集中度低、分布不均匀的情况。据中国有色金属加工协会的统计,1200万吨产能中,铜加工生产企业达1200家,产量大于10万吨的企业只有8家,企业多分布于东南沿海和广东地区,中西部铜加工业相对落后。

以市场为主配置的铜加工产地在沿海区域逐步形成。东南沿海、长江三角洲、珠江三角洲已成为中国铜加工基地,其产量己占全国1/3,环渤海、长江铜加工地带迅速发展。中国铜加工材主要产地集中于经济发达的东南沿海地区,其中浙江省一直处全国第一位,全国领军的铜加工企业也多位于此,代表企业有宁波金田铜业集团、海亮铜业集团有限公司、浙江宏磊铜业集团、宁波兴业盛泰集团有限公司、绍兴力博铜材有限公司、宁波博威有色合金材料有限公司等;江苏、上海地区铜材增幅很大,该地区虽然未新建大型铜加工项目,但在原企业基础上扩产改造取得很大成功。

三、铜加工业现状

1.铜资源短缺。铜是一种人类社会进步不可缺少的宝贵金属材料;它的资源有限与需求旺盛,迫使人们接受如下的现实:铜作为普通材料已成往事,它将以稀缺材料粉墨登场,铜价的推高、铜工业精密化已不可逆转。

我国铜的资源严重短缺,国内资源供给率不足25%,我国精铜(电解铜)产量已居世界第一位,但生产电解铜用原料中铜精矿粉、再生铜等主要依靠进口,国产矿产铜只占1/4,铜原料短缺已成为我国经济发展的严重制约因素,充分利用国外资源,节约铜的消费、做好铜的综合利用,推进技术创新等已迫在眉睫。

精铜90%被加工成各种铜材,因此精铜消费量最大的行业就是铜加工行业,因此如何节省铜的消耗、降低金属消耗指称、开展以铝代铜、充分利用再生铜原料直接生产铜加工材等重要课题。

2.铜加工材市场竞争日趋激烈。中国铜加工业将面临激烈市场竞争,其原因有三:(1)中国铜加工业在近10年经历了大发展时期,其产能迅速扩大,这在世界各国铜加工发展史上都是史无前例的,据不完全统计新建铜板带产能约计120万吨、管棒型产能45万吨、铜线杆和线产能150万吨,全国铜加工产能将新增315万吨,这些新建项目将在2015年前建成,这些项目投产将增加市场竞争;(2)国外发达国家一直以技术、装备优势和高精尖产品抡占中国国内市场,德国、日本是向中国主要出口国;(3)国际铜材市场萎缩,使我国铜材生产企业转向主要开发国内市场。

市场是企业的生命线,是企业的出发点和归宿,市场竞争归根到底取决于产品质量、价格,最终取决于技术。

3.铜加工业正面临结构调整和产业升级。我国国民经济2011年将保持稳定增长,结构调整和产业升级将是经济工作主线,也是铜加工产业的重点,本行业与世界发达国家相比主要差距是大而不强,具体如下:企业数量众多、生产规模小,生产集中度不高,亟待整顿、兼并、重组。据不完全统计全国共有1200多家铜加工材生产企业,产量大于10万吨企业共8家,企业多分布于东南沿海和广东地区,主要铜材生产省份为浙江和江苏;中国铜加工材产地集中于经济发达的东南沿海地区,其中浙江省一直处全国第一位,中西部铜加工业相对落后。

4.生产技术装备落后。我国铜加工技术、装备先进与落后并存,传统经典的生产技术仍然占主导地位,其加工工艺仍然是:合金熔炼、半连续铸造―热加工―冷加工,因此工艺流程长,能耗高,成品率低,环保条件差,迫切需要技术和装备创新。

我国铜加工技术与制备总的评价应该是:先进与落后并存,代表性铜加工企业如中铝洛铜集团等,技术与装备已进入国际先进行列;而广大的中小企业,其技术与装备还停留在上个世纪60年代水平,由此形成了我国铜加工工业大而不强、大而不精的现状,造成了国民经济所需高、精、尖产品主要依靠国外进口解决的被动局面。

5.品种质量水平发展不平衡。在众多铜加工材品种中,空调内螺纹管质量己处世界领先水平,这是中国铜加工行业的骄傲,但其它板带、管棒、型、线等品种质量水平都处于中等水平;产品质量波动、产品精度不高、表面光洁度低、性能一致性和稳定性差。如用于电线电缆生产的铜线杆中铜含量在98.0%~99.90%之间波动,铜含量低将导致电阻增加,导致导体发热,致使电力输送中浪费能源,影响电器安全,缩短使用寿命。大宗产品生产能力过剩,高端产品生产能力不足,部分产品尚需国外进口,如集成电路引线框架用铜合金带,国外正在产业化生产和应用的第二代材料铜-镍-硅合金,而我国目前只能生产第一代引线框架材(铜-铁-磷系合金);国外发达国家正在迅速发展的可提高散热率3倍以上的外翅片铜管,广泛用于加热装备、化工、舰船、电力等部门,而我国这类管材的开发则刚开始。

6.提高技术经济指标和节能排的任务艰巨。技木经济指标是铜加工整体水平的综合反映,中国铜加工技术经济指标中成品率、金属消耗、电耗明显落后于国外发达国家,这表明我国铜加工还没有摆脱高能耗和高资源消耗的被动局面。

铜加工主要能耗工序有合金熔炼与铸锭、热加工、冷加工各工序所占比例为40%、30%、30%;金属消耗所占比例分别为45%、45%、10%。

铜加工排放物主要:炉渣、烟尘、金属氧化物、工业废水等主要来自熔炼和热加工,约占铜加工全过程的98%,热加工约占全部排放物的20%,某厂的能耗及排污指标如下:熔铸533.4度/吨,板带768.2度/吨,管棒型981.5度/吨,So20.15克/吨,烟尘0.048克/吨,氧化锌0.25克/吨。

节能减排是国家长久方针大计,铜加工产业也是耗能和排污重点,其指标明显落后于国外发达国家,具有节能减排的潜力很大。

四、加快铜加工材技术创新的对策

展望“十二五”期间中国铜加工业发展,做为以导电为特征的最大功能材料加工业―铜加工业来说,新型材料的发展趋势是:高、精、尖、功能化和智能化;产品发展向高精度、高表面、性能高度一致化方向发展;新工艺正向节能、环保、低碳、连续化、短流程化、利用再生铜的资源直接生产铜加工材技术方向发展。我国铜加工业发展战略建议如下:

1.充分利用中国市场经济迅速发展为铜加工提供的资金和市场的历史机会,打造以东南沿海、长三角、珠三角、环渤海、国企改型、原料产地为主体的铜加工产业基地。

2.加快产品结构调整、淘汰落后设备。随着国民经济对有色金属加工材的需求增加,有色金属加工行业迅速壮大,有色金属加工材产能、产量、产品品种都大大增加,在这种背景下,产业结构和优化升级十分重要。因此要有计划的淘汰一批落后的产能,对一些落后的设备进行技术改造。并且要引进新装备新技术,进行装备方面的创新,促使有色金属加工装备朝着自动化、智能化方向发展,满足产品质量提高和新材料、新产品对生产装备技术的要求。未来的有色金属设计研究工作要更加重视产业政策和市场规律,要满足新型产业对有色金属材料、新产品的需求。

3.采用新工艺,进行技术攻关。建立工艺技术的创新管理机制,发展以短流程、节能、环保、高效的生产技术,建设连续化、自动化、专业化生产线;重要产业创新技术有:潜流式铸造、连续挤压、管材行星轧制等。

重点技术攻关方向有:再生铜直接利用技术、合金管材盘管拉伸,高效传热铜管生产技术及品种、环保铜合金开发、引线框架带材生产技术和品种开发;高性价比铜加工装备及整条生产线装备开发。

4.树立低能耗、低排放的设计理念,发展低碳循环经济。为推动节能减排,大力发展低碳经济和循环经济,有色金属加工设计将以低能耗、低排放的设计理念带动有色金属加工行业走上低碳循环经济之路,在工程设计的各个环节的物质和能源消耗,建设低能耗、低排放的有色金属加工企业,从而有限减少温室气体的排放,达到节能减排的目的。

参考文献:

王碧文.铜加工产品和生产技术发展方向[A].2010年中国铜加工技术创新及产业升级大会[C].2010

(作者单位:长沙理工大学经管学院 湖南长沙 410076)

(责编:贾伟)

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