激光熔覆装备再制造及激光强化截齿项目可行性研究报告.docx

1、激光熔覆装备再制造及激光强化截齿项目可行性研究报告激光熔覆装备再制造及激光强化截齿项目可行性研究报告目 录第一章 总 则 1一、项目概况 1二、项目背景 1三、企业简介 3第二章 项目建设的必要性及市场分析 3一、可行性研究依据范围 3二、项目建设的必要性 4三、市场分析 6第三章 项目建设条件 8一、建设规模 8二、场址选择 8第四章 技术路线与方案 9一、工程技术方案 9二、生产工艺流程 12三、主要设备方案 16第五章 环境保护与安全生产 18一、环境保护 18二、劳动卫生与安全 19第六章 组织管理、人力资源配置 20一、组织管理 20二、人力资源配置 21第七章 投资估算 22一、建

2、设投资估算 22二、设备资金估算 22第八章 效益分析 23一、成本分析 23二、销售收入分析 24三、社会效益分析 24第九章 结论及建议 25一、可行性研究结论 25二、建议 25第一章 总 则一、项目概况（一） 项目名称：激光熔覆再制造及激光强化截齿项目（二） 项目建设性质：新建（三）承办单位：双鸭山双煤机电装备有限公司（四）项目负责人：李刚（六）项目拟建地址：双鸭山双煤机电装备有限公司院内（六）项目建设内容：1、生产车间建设工程2、原材料及产成品库房建设工程3、设备购置及安装工程4、环境绿化建设工程5、其他设施建设工程（七）项目建设规模：1、本项目占地面积3700m2。其中：改建厂房面

3、积324m2，新建厂房面积816m2，道路占地面积72m2，其余为绿化用地。2、本项目厂房总建筑物面积1212m2。（八）项目总投资：本项目建设需投资约500万元人民币。二、项目背景当前，资源短缺、能源匮乏、环境负荷加重已成为制约全球经济发展的瓶颈，同时大量废旧机电产品正成为全世界增长最快的废弃物，造成了严重的现代垃圾污染、资源浪费和安全隐患。因而再制造产业也随之受到了全社会的越来越广泛关注，被称之为“蓬勃向上的朝阳产业”。在我国，尤其是“十一五”以来，随着机电产品淘汰加速，加之资源环境问题越发突出，以废旧机电产品再利用为核心内容的再制造受到普遍关注。2005年国务院相继出台了国发200521

4、号国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知和国发200522号国务院关于加快发展循环经济若干意见两份文件，提出将大力支持废旧机电产品再制造，并把再制造技术列为发展循环经济的关键、共性技术，对再制造技术的研究与开发予以支持。2008年，循环经济促进法将再制造纳入法律范畴进行规范。2010年5月国家发改委等11部委联合印发了关于推进再制造产业发展的意见，从9个方面入手，做好推进我国再制造业发展的具体工作。2010年中央11部委联合发布的关于推进再制造产业发展的意见也明确指出：组织编制再制造产业发展规划、制定发布再制造产品目录、推动再制造产业发展。“十二五”规划纲要也明确把“再制造产业化”作为

5、循环经济的重点工程之一。一方面依托国家对再制造产业的政策扶持的契机，在把成熟的再制造技术应用到再制造产品生产的同时，加快研发现代先进再制造工艺和技术，在循环经济“减量化、再利用、资源化”和节约成本、节能、节材的前提下，延伸产业链，推动企业产品向着高速、高效、高质方向升级换代，进而提升企业核心竞争力；另一方面建立再制造工业管理体系，提升后续服务质量，探索再制造产品服务模式；从而实现包括再制造产品在内的企业产品性能、质量、配套服务的系统升级，企业品牌价值的提升和公司整体实力的跨越式发展。三、企业简介双鸭山双煤机电装备有限公司厂区占地面积21.9万平方米，建筑面积6.5万平方米，下设铸造、锻造、铆焊

6、、铆焊二、机加、修理、综机、综合、三机，设备维修、机电安装、锅炉安装公司等12个生产单位。主要经营业务有矿山机电设备、设施和工矿配件的设计及制造、矿山机电设备修理、特种设备维修、工业与民用设备安装等。具有5种煤矿主要设备检修资质、三级机电设备安装资质、起重机械设备（门式、桥式）安装改造维修资质、锅炉压力容器安装检修资质。主要大修项目有采煤机、掘进机、运输机、压风机、转载机、变频机车、破碎机、各种电动机、移动变电站、变压器等设备。设备修理业务平均年产值6300万元其中三机、综机、修理及设备维修公司多年来一直为矿山设备维修服务，经常因一些核心零部件损坏无法修复，只能购买新配件，造成了很大的资源浪费

7、。第二章 项目建设的必要性及市场分析一、可行性研究依据范围再制造是指以先进的表面工程技术为修复手段，在达到甚至超过与原有新品相同质量和性能的前提下，将废旧设备零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的生产过程。再制造不但能延长机电产品的使用寿命,提高机电产品技术性能和附加值，与制造新品相比，再制造产品可节省成本、节能节材，是循环经济“再利用”的高级形式。因此无论是毛坯来源还是再制造过程，对能源和资源的需求、对废物废气的排放都是极少的，是真正意义上的绿色制造，有力地促进了资源节约型、环境友好型社会的建设。激光熔覆是产品再制造最好工艺之一，它是以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经

8、激光幅照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。 二、项目建设的必要性实施矿山机械再制造项目，是把握国内煤机行业、企业政治、经济和经营形势变化，推进可持续发展战略的重要手段。1、矿山设备再制造正在起步，发展前景十分乐观。国外矿山设备再制造发展很

9、成熟，仅美国矿山再制造的产值就达650亿元。我国是煤炭大国，煤炭产量已达到37亿吨，全国煤矿报废采煤机200余台，约10000余吨，掘进机600台，约25万吨，刮板运输机达到近20万吨，矿山设备再制造潜力很大。国内矿山设备再制造经过5年的发展，已经初具规模，但仍没有形成区域垄断。在国家政策的引导和省市政府的支持下，结合自身优势，加快建设适合黑龙江实际的再制造产业化运行机制和管理模式，实现再制造规模化、市场化、产业化发展。2、矿山设备再制造作为黑龙江省和龙煤集团绿色制造的亮点，具有重要的战略意义。我国的再制造工程在技术上摒弃了国外主要采用的换件修理法或尺寸修理法，即制造一个新零件去替换磨损的零件

10、。我国的再制造则是通过以先进的表面工程技术为支撑的再制造关键技术，准确恢复废旧零件尺寸，以达到原有性能，甚至能显著提升原有性能，即“修旧如新”，最重要的是资源利用率高，能源消耗少，具有显著的节能环保特色，这些技术在国际上都是处于领先水平。3、矿山设备再制造作为绿色制造的最佳体现方式，是国家循环经济和资源综合利用的发展趋势。2009年出台的中华人民共和国循环经济促进法明确指出:“支持企业开展机动车零部件、工程机械、机床等产品的再制造”。2010年，国家发改委、科技部、工信部、公安部、财政部、商务部等11个部委联合下发关于推进再制造产业发展的意见，指导全国加快再制造的产业发展，并将再制造产业作为国

11、家新的经济增长点予以培育。2011年，工信部发布的2011年第一批再制造产品目录明确认定矿山机械零部件再制造产品。随着我国进入机械装备报废的高峰期，再制造产业在社会、资源、环境效益等方面的优势决定了发展再制造产业势在必行。截齿是采掘机组上直接切割煤岩的关键零件，属易损件。一般的国内普通截齿抗磨损性能较差和较短的使用寿命较短的特点。采用激光熔覆技术后，激光合金化截齿的平均显微硬度为HV1099，洛氏硬度为70HRC。激光熔覆和合金化工艺涂层与基体为冶金结合，结合强度高。激光强化截齿端头表面硬度、耐磨度有明显提高，截齿使用寿命显著延长。与普通截齿相比，表面合金化截齿寿命延长5-6倍。应用抗磨损新型

12、激光强化截齿，可以减少截齿更换检修时间、提高生产效率，同时又能节约大量的资金，对于建设节约性社会有着广泛而深远的意义。该项目的建设将会大大提高生产能力，提高生产工艺水平，提高产品质量，同时可加强新产品开发力度，适应市场的需要，满足用户的迫切要求，提高企业的规模经济效益、科技含量以及市场竞争能力，占领、站稳市场，增强企业的辐射带动能力。可以预计，随着政策扶持力度的加强、产业技术的成熟、消费者的逐渐认同，我国再制造产业定能走出一条新路，发挥出资源效益、环保效益和社会效益，推动循环经济形成较大规模，进而培育新的经济增长点。三、市场分析矿山设备的再制造是在2007年首先提出，目前已初具规模。矿山机械是

13、煤矿安全生产的必要保证，设备使用率高，要求安全系数大，有些主要安全设备在使用年限到达时强制报废。特别是井下采掘设备，工作面条件恶劣，设备磨损快，维修周期短，为保证设备的正常运转，充分发挥设备的效能和延长机器的使用寿命，必须对工作面设备进行强制检修。全国每年有15万台左右的矿山机械以各种形式，如报废、闲置、技术性和功能性淘汰等对再制造和提升提出需求。再制造一台矿山设备（或主要功能部件）的费用可比购置新设备（或主要功能部件）节约40%至50%，因此不但盘活了废旧矿山设备资源，同时还将节约大量的矿山设备制造成本，经济效益显著。十二五”期间，预计平均每年需求采煤设备180220套，刮板输送机6万8万米

14、，液压支架2万3万架，掘进设备11002000套。全国煤机年产值将达到1500亿1600亿元。按照新品价格30%40%折价计算，预计维修市场每年市场容量为450亿640亿元。目前，在我省还没有矿山设备再制造企业，因而，本项目建设规模确定为年再制造各种主轴及轴孔类零件200台/套能力与市场容量是切合的，而且可以预见，具有能源消耗少、科技含量高、设备工艺先进的矿山设备再制造产品规模将达到并超过500台/套的规模。目前国家相关产业政策明确要大力发展机械装备再制造产业，本项目符合国家产业发展政策。项目实施受外界影响及自然灾害的影响程度较小，基本无自然风险。第三章 项目建设条件一、建设规模本项目建成后将

15、形成再制造矿山机械零部件500台/套，激光强化载齿12万支的生产能力。项目建设期6个月，预计2013年10月建成投产。二、场址选择1、场址选择原则本项目场址选择遵循如下原则：（1）交通方便，便于开展建设及项目实施；（2）节约用地，不占良田，不占耕地；（3）地势干燥，通风良好，便于排除雨水及生活污水；（4）水源可靠，水质良好，有可靠的电力供应。2、场址位置项目选址于双煤公司厂区内，原废弃铸造木型库，占地面积3700m2。地势平坦，环境优美，该址位置适中，交通方便，无其它因素对其构成环境污染影响。第四章 技术路线与方案一、工程技术方案按照专业化、规模化、效益化的要求。保证激光熔覆再制造生产占用面积

16、，再结合截齿熔覆技术工艺流程，合理调整生产布局、扩容生产能力。一是新建激光熔覆再制造分厂，对机械核心零部件进行再制造，使其具备一定规模，并为后续发展打下基础；二是采用激光强化截齿技术，提高产品科技含量及市场竞争力。对原有工艺布局进行调整，提高效率，扩大产能；（一）总平面布置本项目位于区内，项目用地地块呈矩型，南北最长处为46m，东西最长处为80m，占地面积约3700m2。1、总平面布置和竖向布置的原则（1）在满足规范和产业规划要求的条件下，结合物流因素，合理确定各建、构筑物的位置，并且要求功能分区明确、物流短捷、顺畅。（2）总体规划上要兼顾发展用地，总体规划不仅要合理，而且要保证为可延续发展提

17、供空间。（3）利用建筑红线内、道路转弯内等边角零星空地进行工厂的绿化、美化设计，充分合理地利用每一分土地。（4）车间道路地接与厂区主干道相通，以方便人流和物流及火灾事故时，消防车辆的出入。（5）在技术上可行的单体建筑尽量合并组成联合厂房，以节约用地，降低造价，而且要兼顾考虑建筑立面、街景效果。（6）采用平坡式竖向设计，厂区雨水采用暗管排出厂外至城市排水管内。2、总图方案项目总图布置由激光熔覆加工区、截齿生产区、装配区及仓储区构成，布局沿东西轴线由东向西依次展开。车间的办公室及员工休息室设置在厂房东侧。车间设置一个出入口，作为物流运输通道。路宽4.5米与厂区主干道路相接，以满足物流运输车辆通行顺

18、畅要求。（二）土建工程方案本项目拟在进行建设，厂区占地3700m2。总建筑面积1212m2，主要改扩建部分包括：新建激光熔覆生产车间、改建截齿生产线、材料库、成品库、办公室、员工休息室、变配电等动力配套设施在内的联合厂房。具体措施如下：1、土建部分利用废弃铸造（原）木型库(见附图1)，将西侧未损毁部分保留并改造成12.5m27m厂房，将其东侧倒塌部分拆除并新建24m30m钢结构厂房及4m12m 办公室(见附图2)。（1）改造部分拆除破损的原屋顶，采用轻型钢，彩钢保温板110mm；外墙体抹灰并加附50厚E型保温板；内墙体抹灰涂刷表面；在原有的混凝土地面基础上，再加厚50mm混凝土；所有窗户都换成

19、塑钢窗；照明供水、供暖系统安装等；（2）新建部分 新建厂房和办公室（24m30m）+（4m12m）=768m2，厂房跨度24m，柱距6m，包含土建工程、水暖、电气照明工程等。新建两个冷却水箱长宽深=2.5m2.5m2m；内部新建材料库和成品库房；2、给排水工程（1）给水工程水质要求：生产、生活用水符合生活饮用水卫生标准GB5749-2006卫生要求；车间内的循环补给水质应符合循环水水质标准，配以过滤装置，即可满足生产的需要。（2）排水工程本项目排水主要来自于生产废水以及循环冷却水排水，道路绿化浇洒水等。生产废水进入厂区污水管网处理。而循环排水，道路绿化浇灌下水等，因无污染，故纳入厂区雨水管网排

20、出。整个工程排水实行清污分流。排放方式和管材：厂区内的排水管网采用环状结构，经污水处理设施后排入污水管网。室内排水管采用UPVC排水管，承插胶粘接口；室外采用混凝土预应力管，水泥沙浆接口。3、供电工程本项目用电负荷等级为三级，供电电压6KVA，变电压为380/220伏。电源来自厂内供电网，6kV架空引至厂区围墙边后改用电缆引至厂房高压配电柜室，经隔离开关引入高压开关柜，再经变压器降压为220V/380V后，由低压开关柜分若干回路采用电缆直埋式引至各用电场所。增设容量为400KVA的变压器，变配电室以放射式向动力配电箱供电，动力配电箱以放射式和树干式相结合的方式向各用电器具供电。动力和照明分开。

21、生产区，包装区等处照度不小于300lux。其余区域照度在2002501ux之间。4、通讯设施车间内设程控自动交换机，供通信使用，行管办公室配置电脑并接入电信宽带网，确保企业生产经营按照现代企业模式进行信息化标准化管理。5、厂区绿化厂区绿化是环境保护的重要措施，有调节空气、美化环境的作用。工厂的绿地率一般要求在满足绿化需求的基础上不大于20%。项目建设中，拟在厂房四周，道路两侧广植树木、花草，使道路和场地不露裸土，尽量增大厂区绿化面积，营造优美的工厂环境，以保持良好的生态环境和厂区卫生标准。二、生产工艺流程激光再制造工艺包括:激光熔覆、激光表面淬火、激光重熔、激光表面合金化等手段。激光再制造工艺

22、不同于传统大修工艺，再制造是一种对废旧产品实施高技术修复改造，经激光再制造后的产品质量达到或超过新品标准。激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理-预置熔覆材料-预热-激光熔化-后热处理。同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预

23、处理-送料激光熔化-后热处理。按工艺流程，与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。 激光熔覆目前能够做的几个方面工作：熔覆孔、轴表面、齿轮齿侧面、断齿再植、熔覆平面、特殊表面。应用于维修中的：设备主要件主要工艺采掘机械内齿圈 目前，采掘机械 内齿圈大部分5-6个月密封就发生磨损：齿和主体基本完好，只是密封止口处磨损，导致漏油。采用激光再制造技术在密封止口处进行激光熔覆，熔覆后经机械加工密封面硬度为 HRC38 左右，基体组织没有发生变化，没有发生变形，使用寿命可提高一倍。主轴 轴类大部分报废情况为：均为轴承安装处和密封处磨损，采用激光再制造技术在轴承处

24、、密封面进行激光熔覆，后经加工恢复新件的机械性能，甚至比新件性能高出1倍。滑靴、导向滑靴 滑靴、向滑靴均为铸造件，较频繁，给生产效率带来很大的影再制造技术熔覆后（针对滑靴、导配置上，采用超硬超耐磨的合金HRC65以上），使用寿命提高到原来于生产效率的提高。刮板输送机机头、机尾、过渡槽、槽帮、护帮、链轮、 拨链器 刮板机、转载机主要损坏部位：中板链道磨损，槽帮上沿磨损，链轮链窝磨损，拨链器磨损，破碎机破碎头磨损，采用激光再制造技术修补磨损部位，分别根据不同零件的使用工况，配置不同的金属粉末，进行熔覆强化，使修复件使用寿命比原来的更长。液压支架不锈钢立柱 推移千斤顶 平衡千斤顶 侧推千斤顶 不锈钢

25、千斤顶是采用激光熔覆工艺，在千斤顶表面熔覆一层不锈钢熔覆层，熔覆层与基体属于冶金结合，不会出现剥落、分离现象。不锈钢千斤顶在支架使用期间实现5年免维护。支架报废后不锈钢千斤顶经简单维修可继续在其它支架上使用；这种制造工艺不管在保护环境、提高工作效率、 还是资源的循环利用上都是最好的手段。乳化泵乳化泵曲轴 乳化液泵曲轴，轴瓦处磨损，采用激光再制造技术熔覆磨损部位，不影响各部尺寸，再制造的曲轴已安装在乳化液泵上使用正常。减速箱轴孔、轴面、齿轮 减速箱壳体报废的主要形式是孔磨损过大，传统工艺无法修复，目前采用先进的再制造检测手段，检测箱体无裂纹、无内部应力，然后利用激光再制造技术在孔位置熔覆，再用专

26、用刀具加工，实现箱体的再利用。球磨机主轴齿轮、大齿轮 大型齿轮件的齿部激光修复和断齿再植技术，已在大型球磨机轴齿轮齿整体修复过程中得到应用和验证，修复后的齿轮已装到设备上运行6个月，使用效果很好。砖机破碎机搅拌轴、搅拌叶片、破碎机锤头 搅拌轴缺陷熔覆修复、搅拌叶片表面强化、破碎机锤头表面熔覆强化校平机校平辊缺陷修复 校平机校平辊因材质特殊 ， 在最终热处理工艺时容易出现缺陷放大现象，采用激光熔覆技术将缺陷修复，避免了校平辊因热处理工艺问题造成的报废。应用于新品中的：采掘机械采煤机和掘进机截齿输送运输机头、机尾、过渡槽、槽帮、链轮、拨链器、破碎机锤头液压支架不锈钢立柱、推移千斤顶、平衡千斤顶、侧

27、推千斤顶钻探设备钻探耐磨套、颊板卷板机上下压辊表面淬火公司研制的新型采煤机、掘进机用截齿生产线，经激光熔覆后截齿寿命提高45倍，生产成本降低60%、节省一半劳动力。本产品的生产工艺中所采用的截齿仿型感应加热技术和设备在国内居领先地位。该技术将硬质合金刀头与齿体的焊接和齿体的热处理集成在同一台机器上一次性完成，实现了淬、焊一体化处理。采用“一体化”技术与未采用时相比，生产成本将大幅度降低，一般可节约生产成本30%-50%，改善了工作环境，大大减轻了环境污染。激光强化截齿采用先进工艺技术，并根据机械设备的结构特点进行布置。其工艺流程如下： 下料中频加热冲头中频加热锻成形机加工（平头、钻孔、车外圆）

28、加热焊接合金头盐浴炉激光强化表面表面喷丸装配挡圈包装入库三、主要设备方案1、主要设备选型原则主要设备选型的原则是技术先进、可靠和经济合理。具体包括：（1）主要设备选型的原则应与选择的项目建设规模、产品方案和工艺技术方案相适应，满足项目的要求，可获得最大效益；（2）适应产品品种和质量的要求；（3）提高连续化、大型化程序，降低劳动强度，提高劳动生产率；（4）降低原材料、水、电、汽单耗，满足环境保护要求；（5）强调设备的可靠性、成熟性，保证生产和质量稳定。不允许将不成熟或未经生产考验的设备用于建设方案设计；（6）符合政府或专门机构发布的技术标准要求；（7）主要设备及辅助设备之间相互配套。2、设备方案

29、本项目的建设采用了新技术及新工艺。根据以上原则，本项目设备选择参考国内同行的装置设备运行情况，以安全可靠、通用匹配为原则，以节省投资。厂房内从锻造、综合分厂搬迁入2台数控车床、2台普通车床、1台250KW中频感应加热系统、1台160T双核固定分式压力机、截齿钎焊、热处理一体化设备、履带式抛丸清理机及一些工位器具等。新投入1台激光熔覆机及其附属设备、1台50KW中频感应加热炉、1台80T双核固定分式压力机、1台10T单梁吊车等设备。使用设备清单序号设备名称规格型号单位数量备注1数控车床CKA6140/1000台1搬迁2数控车床CAK50135NJ台1搬迁3普通车床CA250台1搬迁4精密车床CX

30、616A-1台1搬迁5截齿钎焊一体化设备台1搬迁6履带式抛丸清理机Q236台1搬迁7双核固定分式压力机JL21-160A.160T台1搬迁8中频感应加热系统50KW/4kHI台1搬迁9激光熔覆机套1新增10中频感应加热系统250KW/4kHI台1新增11冷却水箱20立方台1新增12双核固定分式压力机JL21-80A.80T台1新增13变压器S11-M-400KVA台1新增14高压配电柜台1新增15低压配电柜台1新增16单梁吊车10T跨度22米台1新增第五章 环境保护与安全生产一、环境保护1、设计依据地表水环境质量标准 GB3838-2002；环境空气质量标准 GB3095-1996；污水综合排放标准 GB8978-1996。认真贯彻执行国家的有关环境保护法律法规，做到污染防治工程与主体工程同时设计，同时施工，同时投入使用。2、治理措施大气环境质量执行：GB3095-1996环境空气质量标准的二级标准；环境噪声质量执行：GB3096-93城市区域环境噪声标准的2类标准。废污水执行：GB8978-1996污水综合排