山西蒲县镁旗镁合金厂.docx
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山西蒲县镁旗镁合金厂
山西蒲县镁旗镁合金有限责任公司
年产10kt镁合金工程
可行性研究报告
二OO八年一月
目录
1、总论1
1.1项目的来源及背景1
1.2市场预测2
1.3项目的意义及必要性8
1.4本项目市场竟争力优势分析9
1.5设计依据11
1.6设计原则11
1.7设计规模11
1.8设计内容11
1.9外部建设条件12
1.10主要原材料及燃料的供应13
1.11建设地点13
1.12主要技术方案13
1.13投资与资金筹措14
1.14主要经济技术指标表15
1.15可行性研究结论19
2、镁及镁合金生产工艺20
2.1生产方法的选择20
2.2主要原材料及成品20
2.3工艺流程22
2.3.1粗镁制备工艺流程22
2.3.2镁合金生产工艺流程23
2.4主要生产技术指标26
2.5物料平衡计算27
2.6主体设备的选择27
3、供电35
3.1电力负荷35
3.1.1计算负荷35
3.1.2负荷性质35
3.2电源及供电方案35
3.2.1电源35
3.2.2供电方案35
3.3主要车间的电气及控制36
3.4功率因数补偿36
4、总图运输37
4.1地理位置，经济及交通37
4.2自然条件37
4.2.1气象37
4.2.2地震37
4.3总平面布置37
4.3.1总平面布置原则37
4.3.2总平面布置38
4.4工厂运输38
4.5竖向布置39
4.6厂区绿化、消防及警卫39
4.6.1消防39
4.6.2警卫40
4.6.3绿化40
5、给排水41
5.1给水系统41
5.2循环水系统41
5.3排水系统41
5.4消防用水41
6、自动控制42
6.1概述42
6.2计算机控制系统42
6.3各车间主要检测内容45
6.4仪表选型45
6.5控制室设置45
6.6仪表维修室45
7、热力46
7.1煤气站46
7.2锅炉房46
7.3厂区热力管网46
8、机修47
8.1概述47
8.2还原罐回收车间47
8.3检修车间47
8.4仓库设施47
9、土建48
9.1设计依据48
9.2设计原则48
9.3建筑结构形式49
9.4建筑设计49
10、通风除尘50
10.1通风除尘设计50
10.2空调设计50
11、环境保护51
11.1环境概况51
11.2工程概况51
11.3环境保护51
11.3.1设计依据及采用标准51
11.3.2主要污染源与主要污染物51
11.3.3控制污染的初步方案52
12、职业安全卫生55
12.1设计依据及采用标准55
12.2生产过程中的职业危害因素55
12.3有害物质危险性分析57
12.4劳动安全卫生设计中采取的防范措施59
13、劳动安全62
13.1设计依据62
13.1.1设计依据62
13.1.2设计遵循的标准、规范62
13.2工程概述63
13.2.1设计范围63
13.2.2工程性质和地理位置63
13.2.3主要工艺设备及主要职业危险、危险因素概述。
64
13.3建筑及场地布置64
13.4生产过程中职业危险危害因素的分析67
13.5劳动安全设计中采取的主要防范措施68
13.6工业卫生设计71
13.7劳动安全卫生机构设置及人员配备情况75
13.8预期效果及评价76
14、生产组织及劳动定员77
14.1劳动岗位和定员77
14.2职工工资77
14.3劳动生产率77
14.4人员培训78
14.5项目实施计划78
15、投资估算79
15.1工程概况79
15.2投资估算79
15.2.1投资估算编制依据及说明79
15.2.2建设总投资估算79
15.3流动资金估算82
15.4资金筹措83
16、技术经济84
16.1概述84
16.2成本估算84
16.3财务评价86
16.3.1销售收入估算86
16.3.2税金86
16.3.3利润总额及分配86
16.3.4财务盈利能力分析87
16.4不确定性分析87
16.4.1盈亏平衡分析87
16.4.2敏感性分析88
17、结论90
附表：
1－1 财务现金流量表（全部投资）
1－2 财务现金流量表（自有资金）
2、损益表
3、资金来源与运用表
4、资产负债表
5、投资总额和资金筹措表
6、借款偿还计算表
7、流动资金估算表
8、原材料、燃料、动力消耗和成本估算表
9、生产成本和费用估算表
10、固定资产折旧费估算表
11、无形资产及递延资产摊销估算表
附件：
委托书
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临发改审批发[2008]7号文
附图：
1、区域位置图
2、总平面布置图
1、总论
1.1项目的来源及背景
进入21世纪，资源和环境已成为人类可持续发展的首要问题。
随着很多金属矿产资源的日益枯竭，镁以其资源丰富而日益受到重视，特别是结构轻量化技术及环保问题的需求更加刺激了镁工业的发展。
镁合金作为最轻的工程金属材料，具有高比强度、比刚度，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、航天、航空和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料。
镁合金已成为21世纪最令人瞩目的绿色环保金属材料。
近年来，随着各国对镁应用技术开发力度的加大，镁合金应用消费增长迅速，可以预见在今后几年，镁合金产品将在很多领域以其独到的性能和价格优势更多地替代铝合金和塑料制品，镁合金的开发应用将会在全球范围内得到快速发展。
从2001年起,国家发改委和科技部就将镁合金列入优先发展的产业；科技部将“镁合金应用开发及产业化”列入“十五”科技攻关重大专项；2005年12月21日国家发改委公布的《促进产业结构调整暂行规定》和《产业结构调整指导目录》中，把高品质镁合金铸造及板、管、型材加工技术开发项目列入鼓励类发展项目。
2006年，国家科技部又公布了“十一五”“镁及镁合金关键技术开发及应用”的重大支撑项目，国家再投入5000万元人民币作为导向资金，用于镁的关键技术开发及镁的应用。
国家政策的高度导向，有利于我国镁工业由原镁生产向高技术含量、高附加值深加工产品转变，加速我国镁产业从资源优势向经济优势转变，把我国从镁生产大国发展成为镁合金工业强国。
目前正是发展镁合金产业的良机。
山西镁旗镁合金有限责任公司经过大量市场调查和论证，决定建设一座规模为年产10kt镁合金、节能与环保技术领先、企业具有现代化工业特色和生产成本具有市场竞争力的镁合金示范工程。
2008年1月委托我院进行可行性研究报告的编制，我院依据《有色冶金行业可行性研究的内容和深度的原则规定》，组织有关专业技术人员对国内同行业技术的发展与现状分析总结，提出了较为合理的方案，并与甲方交换意见，完成了本可行性研究报告的编制。
1.2市场预测
1.2.1镁合金应用前景
（1）镁合金在汽车工业中的应用
20世纪末，能源危机日趋严重，环保法规日益严格，使现代汽车减重节能的需求不断高涨，轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。
据研究发现，汽车重量每降低100kg，每百公里油耗可减少0.7L；汽车自重每降低10%，燃油效率可以提高5.5%，随着发达国家不断加强对汽车等交通工具能源消耗和废气污染的限制，促使汽车制造厂重视汽车的轻量化发挥。
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5000kt/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300-400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，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t／a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
产量
2002
2003
2004
2005
2006
原镁
26.80
35.40
45.00
46.76
52.56
镁合金
16.68
24.95
31.10
34.81
37.68
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；万吨
年份
项目
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2005/2004同比增长%
原镁（锭）
9.49
9.22
11.54
16.20
22.83
18.19
—20.11
镁合金
1.88
2.51
4.27
7.04
8.05
9.29
15.40
镁屑、粉、粒
4.27
4.45
4.32
6.00
6.94
7.14
2.88
镁合金加工材
0.48
0.51
0.37
0.17
0.07
0.16
128.57
镁及镁合金制品
0.04
0.04
0.10
0.15
0.14
0.20
42.86
合计
16.19
16.74
20.60
29.56
38.03
34.98
—8.10
图1-12000-2005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1-32000-2004年世界镁消费结构
单位：
万吨
产量
2000
2001
2002
2003
2004
铝合金
16.51
14.28
14.56
13.70
16.20
压铸件
15.47
15.11
16.78
17.90
23.10
炼钢脱硫
5.16
4.19
5.74
7.50
8.00
其他
3.95
3.78
2.83
3.7
4.1
合计
41.09
37.36
39.91
42.80
51.40
表1-42000-2006年中国镁消费结构
单位：
万吨
产量
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
铝合金
1.01
1.35
1.74
2.01
2.30
3.01
4.10
压铸件
0.40
0.47
0.61
1.02
1.80
2.59
5.10
炼钢脱硫
0.11
0.45
0.50
0.80
1.20
1.92
2.80
金属还原
0.37
0.40
0.37
0.30
0.50
0.65
0.75
稀土合金
0.35
0.37
0.38
0.40
0.45
0.60
0.70
其他
0.31
0.35
0.41
0.50
0.50
0.64
1.10
合计
2.55
3.40
4.01
5.12
7.05
10.55
15.65
同比增长%
9.91
33.33
17.94
27.68
37.70
49.65
50.00
2006年
2000年
图1-22000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140～170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13500～16600元/吨区间波动，2007年1至12月，国内镁锭价格在18000～32000元/吨区间波动，常用镁合金比镁锭高约2000～2500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。
1.３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500～5000t/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。
1.４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如下新技术、新工艺：
㈠、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。
㈡、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%。
㈢、采用新型压球机
用Q=10t/h镶嵌辊皮压球机代替目前Q=3～5t/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。
㈣、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。
㈤、采用均化技术
提高镁还原率，减少硅铁消耗。
㈥、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。
㈦、采用先进的机械化装料技术
降低了劳动强度和劳动定员，还原辅助作业时间缩短，提高劳动生产率，改善了工人的劳动条件。
㈧、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。
㈨、设计完善的自动控制系统
提高镁还原率，减少硅铁消耗。
㈩、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
⑴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；
⑵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：
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：
⑴原料堆场及渣场
⑵锻烧车间
⑶制球车间
⑷还原车间
⑸精炼及合金车间
⑹还原罐回收车间
⑺蒸养砖车间
⑻机修及炉修
⑼变配电所及电修
⑽衡器房
⑾计控室（包括化验室、环保监测站及仪表维修）
⑿全厂循环水
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