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1、年产年产 5050 万吨高质密碳化硅万吨高质密碳化硅 冶炼项目可行性研究报告冶炼项目可行性研究报告第一章第一章 项目背景及产品概述项目背景及产品概述1.01.0 项目背景项目背景中国是世界碳化硅原材料的最大生产国，总产量 40 万吨，占世界产量的 35-40%。宁夏的太西煤固定碳含量高、灰份低，硅石资源丰富且 SiO2含量在 98%以上，电力供应充足，三者相组合构成了宁夏碳化硅产业发展的优势资源基础。我区碳化硅起步于上世纪 80 年代后期，90 年代中后期的产能最高时达到 30 万吨，产量最高时达到年产 18 万吨。2002 年底的产能为 18 万吨，产量近 10 万吨，产量占全国 1/4，是
2、中国碳化硅最主要产区之一。碳化硅具有仅次于金钢石的硬度、分解温度（2400） 、优良的化学稳定性，较强的韧性、良好的抗热震性、显著的电学性能和高导热性能等诸多优良特性，因而被广泛用磨具磨料、耐火材料、耐蚀材料、结构陶瓷等产品的生产原料，也可用作电热原器件、半导体器件等产品生产的原料。碳化硅深加工制品具有很高的附加值，但其产品制造的核心技术为境外企业所掌握，目前我国除引进的碳化硅烧结制品生产线和宁夏协成冶金制品有限公司（以下简称协成公司）自主研发的烧结制品的基本技术以外，其它单位尚处于研发之中。由于近两年来碳化硅的价格大幅上扬，大型碳化硅生产企业忙于为长期订单客户供货，小型碳化硅生产企业的质量不
3、稳定且成本较高，导致我国碳化硅深加工企业的原材料质量无法保证。协成公司为了解决优质原材料的来源问题，拟建设一条年产 2.4 万吨的高质密碳化硅生产线。项目建成后将无疑为企业进一步壮大，形成规模，增强市场竞争力，创造更好的经济效益提供了保障和坚实的基础。根据对碳化硅冶炼炉的不断摸索与研究，经多方调研论证，采用新工艺生产高质密碳化硅具有以下特点：（1） 、可以避峰冶炼。避峰冶炼正好符合碳化硅生产工艺，由于这种炉子炉体大，保温性能好，间断停电时炉内温度下降不多，变化很小，所以炉子可以采用避峰送电冶炼，每炉可避峰 29 次，每次 4 小时，则可避峰 116 小时（每炉冶炼 15 天） ，若按照峰值电价
4、0.447 元/度，谷值电价 0.34 元/度计算，则每吨碳化硅产品可节省电费成本 600 元左右。（2） 、生产高质密碳化硅，采用新工艺冶炼的高质密碳化硅占全炉产品的 45%，这部分按每吨售价比普通一级品多 500 元计算，平均每吨产品可增加销售收入 225 元。综上所述，建立一条年产 2.4 万吨的高质密碳化硅生产线可以降低产品成本，提高产品品位，为协成公司的碳化硅深加工制品提供稳定可靠的原料，增强我公司在市场竞争中的地位。2.02.0 承办企业的基本情况承办企业的基本情况宁夏协成冶金制品有限公司是一家以碳化硅深加工制品为主的民营科技企业，位于石嘴山河滨工业园区，公司成立于一九九七年，公司
5、自成立以来一直致力于碳化硅制品的研究、开发，并取得了较好的效果。公司先后开发出了碳化硅磨头、碳化硅砖、碳化硅塔盘、碳化硅窑具等碳化硅烧结制品。公司历时两年开发出的“高性能复相结合碳化硅窑具”项目于 2003 年通过了自治区科技成果鉴定，并获得了自治区科技成果三等奖，2003 年经国家新材料发展战略咨询委员会专家组的实地考察和评估，确定为自治区发展战略的重点项目，并于 2003 年被自治区发展和改革委员会确定为“自治区高技术产业化示范工程” ，同年由自治区科技厅确定为“火炬计划项目” ，2003 年获“科技部科技型中小企业创新基金”无偿资助。现已先后建成了年产 2400 吨碳化硅制砂生产和粘土结
6、合碳化硅制品的生产线，年产 400 吨碳化硅窑具产能生产线，碳化硅窑具产品于 2004 年上半年推向市场，已经多家瓷业公司试用成功，替代了进口产品，质量达到了国内领先水平。公司与北京科技大学、北京钢铁研究总院、轻工部陶瓷研究所，宁夏大学等高校及科研院所有着密切合作，公司还是宁夏大学化工学院实习基地，宁夏化工能源重点试验室产、学、研基地。2006 年我公司获国家民营促进会创新奖，2007 年公司通过了ISO90012000 质量体系认证和 ISO14001:2004 环境管理体系认证。3.03.0 碳化硅产品概述碳化硅产品概述碳化硅（）最初的用途是作为磨具、磨料和耐火材料，后发展到作为加热元件硅
7、碳电阻棒的原料使用。直到世纪中叶，特别是年代以后，独特的性能才被人们逐渐认识。因为它具有耐高温、耐磨耗、耐腐蚀及高的热传导率等特点，被开发的用途越来越多，应用面越来越广，作为一种新型的精细陶瓷材料，受到了人们极大的关注。日本对的开发研究起步较晚，但取得的成绩十分突出，年仅年的时间就有个企业在日本申请了项有关生产技术的专利。目前日本在粉体生产工艺和商品化方面属世界领先地位。和其它精细陶瓷制品的销售额占世界精细陶瓷制品总销售额的以上，取得了非常显著的成绩。 目前，我国绝大多数碳化硅生产企业的都是普通一级碳化硅，普通碳化硅含量最高达到 97%，体积密度为 2.7g/cm3。莫氏硬度为9.2，新莫氏硬
8、度为 13，高质密碳化硅含量在 98.5%以上，且各项指标很理想，体积密度为 3.0g/cm3。莫氏硬度为 9.5，新莫氏硬度为15。由于高质密产品比普通产品硬度高、韧性好、抗压强度大的优点，正逐渐被国际上许多国家和行业认可，在应用范围上更加广泛，发展前景更加广阔。正是由于高质密碳化硅优于普通碳化硅的特点，用途极为广泛，还有很大的市场潜力。目前美国海军正在把碳化硅应用于许多先进的军用电子系统,例如海军的高性能雷达系统等。第二章第二章 碳化硅碳化硅生产现状及生产现状及市场需求预测分析市场需求预测分析1.01.0 世界世界碳化硅碳化硅生产状况生产状况分析分析由于碳化硅的硬度高、抗高温性能好，因而广
9、泛地适用于各种工业领域。又因其热导率高、高温稳定性好，所以用于工业陶瓷时，可使材料具有良好的抗热震性能；另因其抗化学、钢水的侵蚀性能好，又被广泛地应用于耐火材料领域。从数量上来看，冶金领域的碳化硅用量最大，在钢铁生产中，纯度为 90%的黑色碳化硅通常作为添加剂使用。据有关部门 2001 年的统计数字，全世界的碳化硅年产量由高到低依次为：中国 45.5 万 t、挪威 8 万 t、巴西 7.2 万t、荷兰 6.5 万 t、日本 6 万 t、美国 5 万 t、委内瑞拉 4 万 t、墨西哥 3 万 t、法国 1.6 万 t、印度 5000t。北美碳化硅市场对中国和南美的出口商来说是最具有吸引力的。19
10、97 年2000 年间，该地区 82%的粗碳化硅从中国进口，另外有 12%从加拿大进口。但是，自 2001 年以来，随着加拿大碳化硅的停产，其地位也被中国和南美所替代。另外，该地区碳化硅砂的进口情况也不同，中国依然是最大的供应商(占了市场总额的 57%)，其次是巴西(12%)、挪威(10%)和德国(6%)。1.11.1 美洲美洲Electro 磨料公司：Electro 磨料公司是一家碳化硅加工厂。该公司在纽约布法罗的一家生产厂从事水力分选黑色、绿色碳化硅粉料的生产。他们生产的碳化硅含量为 98%的粗、细粉用于磨料，耐火材料及其它行业，年生产能力为 2.4 万 t。Superior 石墨公司：S
11、uperior 石墨有限公司是生产 -碳化硅的厂家，它们采用连续电热炉工艺在美国肯塔基的 Hopkinsville 厂生产。产品适用于制造碳化硅细粉和超细陶瓷级碳化硅粉料。BPI 有限责任公司：BPI 公司分别在匹兹堡,宾西法尼亚，贝塞默和阿拉巴马州有碳化硅废料加工厂。大多数废料都来自北美，包括回收的碳化硅耐火材料，这些产品主要用于冶金市场。而且，这些产品的市场需求量很大。Elmet 公司：Elmet 公司在墨西哥北部的蒙特雷有一家年生产能力为 2 万 t 的碳化硅生产厂，该厂生产的冶金级(SiC 88%)和黑色(SiC 97%)碳化硅主要用于钢铁、铸造、磨料和耐火材料工业。该公司投资了 30
12、0 万美元用以降低成本和提高成品质量，这些资金主要用于破碎、筛分生产线及成型设备。Elmet 公司的产品主要用于国内市场，但也出口至中美和北欧。自 2000 年以来，该公司就已看到当地铸造工业和海外某些耐火材料的发展前景。同时，由于受到了象金刚石这种超级磨料竞争的冲击，使得磨料部门的需求量下降，但是，耐火材料工业的需求仍保持稳定。巴西：在巴西，圣-戈班集团公司所属的碳化硅生产厂将其生产能力增至 6 万 t/年。早在 20 世纪 90 年代初期，Alcoa 世界化工公司就兼并了巴西圣保罗洲萨尔托的 EMAS 碳化硅生产厂，该厂的年生产能力为 1.2 万 t 左右。1.21.2 欧洲欧洲ESK-S
13、IC 公司：ESK-SIC 在荷兰(世界最大的碳化硅生产厂)每年可生产 6.5 万 t 的冶金碳化硅和晶体碳化硅，并在德国的 Frechen-Grefrath 厂进行加工。该公司的产品大约占了全球市场份额的10%。ESK-SIC 生产的碳化硅产品主要用于冶金、磨料、耐火材料和高级陶瓷领域。Navarro SIC 公司：自 1958 年以来，Navarro SIC SA 公司主要生产磨料和耐火材料工业用碳化硅细粉。虽然该公司目前的年产量约为 1.8 万 t，但有望达到 2 万 t。他们生产冶金级碳化硅(SiC 90%/92%)，三种耐火材料级碳化硅(SiC 92%,SiC 95%和 SiC 98
14、%)，磨料级碳化硅(SiC 97%和 SiC 99%)。其中，冶金级碳化硅的市场领域最大，占了总额的 45%，其次是耐火材料级(30%)和磨料级(25%)。近几年,Navarro 已开始扩大生产绿色和黑色碳化硅微粉，年产量为8001000t 左右。自 2000 年以来，Navarro 的产品在国内和欧洲的市场销量虽然有所上升，但在亚洲、非洲和大洋洲的销售额却在下降。从产品类型来看，冶金、耐火材料工业的用量在增长，而磨料工业的用量在减少。ZAC 公司：ZAC 公司是东欧著名的磨料生产厂，年生产能力为 3万 t，主要用于冶金、磨料、耐火材料和微粉工业。该公司的产品主要出口捷克，从那里再销往西欧。另
15、外，在欧洲的其它国家，如俄罗斯、罗马尼亚、捷克、瑞士也都有碳化硅生产厂。其中，瑞士的 Timcal 有限公司每年生产 8000t 的碳化硅生产石墨的副产品。1.31.3 亚洲亚洲1.3.1 日本除了中国，亚洲的碳化硅产量主要集中在日本，Yakushima Denko 和 Pacific Rundum 有限公司是日本两大著名的碳化硅生产厂，年产量分别为 2,000t 和 7,000t。其中，Pacific Rundum 生产的碳化硅适用于半导体加工的特种领域，以及磨料和耐火材料工业。1996 年，它在美国的俄勒冈成立了合资公司(AGPR)，主要生产高纯度碳化硅材料。1.3.2 中国中国是碳化硅生
16、产大国和出口大国，碳化硅年产量约 600,000t左右，受出口许可证限制其中 40%左右出口到世界各地，主要出口国为美国和日本。因碳化硅冶炼属于高耗能行业，生产一吨碳化硅耗电在 6,000-6,500kwh 左右，占碳化硅生产成本的 50%以上，国内生产碳化硅的冶炼工厂主要集中在电力资源相对比较便宜和供电比较充足的西北地区，如宁夏、甘肃、青海、四川和新疆等省，而制粒和制粉的生产厂家主要集中在河南、山东、江苏连云港等省市。其中宁夏是碳化硅原料块生产大省，年产能力达 150,000-180,000t左右，厂家有宁夏天能天昊，宁夏辛迪电力等企业。其中天能天昊有一台 8,000kva 和三台 12,500kva 的电阻炉，年产碳化硅自然块40,000t 左右，并且配有制粒，制砂等生产线。宁夏辛迪是宁夏第二大碳化硅工厂，该工厂有一台 4,600kva,两台 8,600kva 和一台12,500kva 的电阻炉，年产碳化硅自然块 30,000t 左右，并且于200
