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1、*有限公司碳化硅线切割粉体材料、高级研磨材料生产项目可行性报告一. 前言1. 碳化硅性能和生产自从美国人阿奇逊在 1891年偶然发现 SiC材料以来，SiC 已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料。因其具有很大的硬度、耐热性、耐氧化性、耐腐蚀性，它已被确认为一种磨料、耐火材料、电热元件、黑色有色金属冶炼等用的原料。现在又被应用在机械工程中的结构件和化学工程中的密封件等。并已被世人证明这种材料用在包括腐蚀、磨蚀和高温以及航天等极端条件下是非常成功的。1.1 碳化硅的晶体结构SiC是以共价健为主的共价化合物，由于碳与硅两元素在形成 SiC晶体时，SiC 原子中 SP 电子的迁移导致能量稳定的 SP3
2、杂化排列，从而形成具有金刚石结构的 SiC。因此它的基本单元是四面体。所有SiC均由 SiC四面体堆积而成，所不同的只是平行结合或反平行结合。1.2. 碳化硅的性能SiC以其高硬度、高磨削能力、耐高温性、耐氧化性、高达1500以上高耐磨性和高耐蚀性而引人注目。高的热传导率和低热膨胀率说明了为什么这种材料具有如此好的抗热震稳定性。3、碳化硅的应用3.1 SiC的主要用途见下表：工业 使用环境 用途 主要优点石油工业 高温、高液压 研磨 喷嘴、轴承、密封、阀片等 耐磨化学工业 强酸、强碱、 密封、轴承、泵零件、热交换器、等 耐磨、耐蚀、气密性，耐高温腐蚀机械工业 高温氧化 研磨气化管道、热偶套管、
3、发动机 燃烧器部件、轮机叶片、转 子、喷嘴、喷砂嘴、内衬、泵零件耐磨、高强度、耐热震轻工业 高温纸浆废液、纸浆 密封、轴承、成型板、棚板、窑具、传热、大功率散热 封装材料、基片等耐磨、耐蚀等 耐热、传热快、高热导、高绝缘核工业、激光 含硼高温水、大功率 密封、轴套、反射屏等 耐辐射、高强度、稳定性冶金工业 高温气体 耐火材料、热交换器、燃烧元件 耐热、耐蚀、耐氧化、半导体行业、硅材料线切割研磨、抛光 切割、研磨、抛光介质 高硬度、高锋线性钢铁工业 炼钢高炉 脱氧剂 化学性质其它 加工成型 拉丝、成型模、纺织导向 耐磨、耐蚀散状、粒状 SiC用作切割和磨削用精密和半精密砂轮以及金属和光学玻璃的精
4、磨和抛光。德国#工厂已生产出 SiC辐射转子，在自旋试验机上达到速度为 400450ms，同时该厂在汽车瓦斯透平机中已大量使用热等静压 SiC陶瓷，在汽车发动机中用 SiC做转子也已经受了行驶试验的考验，目前正准备进入规模生产阶段。以 Sialon作为结合相的 SiC耐火材料越来越被人们重视，美国和西欧地区及日本等国均在冶金高炉底部、腹部使用 Sialon结合的SiC并取得良好效果，目前这些国家 6 070的高炉均已使用 SiC炉衬。同时用它作轻薄新型窑具材料可降低窑具制品比，降低能源消耗。它还是核反应堆和热核反应堆的理想材料；铝重熔炉采用 SiC热交换器可节省燃料 38。利用 SiC颗粒弥散
5、在 Al2O3基的复相材料（Y-TZP）中，能使这种材料表现出很好的高温性能而应用于发动机的活塞；SiC 陶瓷还可以应用等静压氮化处理工艺而制成功能梯度材料（FGM） ，使其一面具有金属功能，而背面具有陶瓷功能，其强度可达到 900Mpa，断裂韧性可达到 8Mpa/m2。据日本最近报道发现有晶内分布型 SiCSiC 纳米复合陶瓷的强度可保持到 1500左右的温度，更为惊人的是这种材料的可加工性和金属材料相似，另外还发现有些 Si3N4SiC 纳米复合材料在1600左右显示出超塑性。二、 市场综述分析碳化硅线切割粉体材料、高级研磨材料是国计民生不可缺少的工业产品,广泛应用于航天、电子、陶瓷、耐火
6、材料等领域。随着科技发展用途越来越广泛，用量也逐年增加，近两年在太阳能电池极板的切割上用微粉达 30000-50000吨/年，目前电子行业线切割用微粉用量20000吨/年左右，研磨用微粉 10000吨/年。当前碳化硅的生产量满足不了市场需求，有 30000吨/年缺口。目前，碳化硅超微粉（d50=3.0-53.0µm、F230-F1200，国际标准#-1996，光电沉降仪测定值）国际市场上的年需求 12万吨，主要需求国家是日本、美国、法国、俄罗斯、南韩，这些国家注重环境保护，生产成本高，以前主要是依靠进口碳化硅特级等或碳化硅砂，回国加工，现在为了降低生产成本，基本上是直接进口成品碳化
7、硅超细粉，其主要用于生产碳化硅陶瓷、高档耐火浇注料、橡胶工业添加剂、金属陶瓷的复合材料等。随着世界经济的快速发展，国际市场对碳化硅超细粉的需求量不断增加。据有关资料预测，今后国际市场对碳化硅超细粉产品需求走势仍趋坚挺。特别是 F800以细的产品。因此要把握住这一良好的契机，大力发展碳化硅超细粉产品立足国内，开拓国际市场，增加出口，扩大产品覆盖面，碳化硅各类产品的生产销售前景将会十分乐观。近两年来国外芯片制造商加工厂向大陆转移以及中国政府对于太阳能源的综合利用的认识，在国内长三角、珠三角以及河南河北大量筹建硅片加工厂，其工程材料线切割专用料就是碳化硅粉体。尤其是现今世界各国及中国政府对环境保护的
8、关注以及能源危机对人类的威逼，太阳能产业来势凶猛。因此，把握住这一良好的契机，大力发展碳化硅电子工程及工程陶瓷材料，立足国内，开拓国际市场，增加出口，扩大产品覆盖面，生产、销售前景将会十分乐观。三.碳化硅粉体项目策划1. 规模设计1.1 产品结构：半导体材料线切割、研磨、抛光专用碳化硅粉体材料 30-40%；碳化硅超微粉体材料-碳化硅陶瓷粉体材料 10-20%。精细机械加工研磨材料 30%40%。1.2 原材料：主要原材料有碳化硅砂（粉） 。1.3 标准：粉体标准大都采用日本标准（JIS 标准） 、国标（W 标准） 、行业标准，类似标准还有 FEPA标准（欧洲用） ，以及非标（客户具体需求订制
9、） 。1.4 工艺思路本设计根据流体动力学的原理，前期采用目前国内较为成熟的巴马克综合配置进行粉碎分级，并结合公司自主研发设计、具有自主知识产权的独创工艺设备进行生产，然后用水洗、沉降法进行分级得到适宜的目标成品（技术储备为机械粉碎粗分加沉降分级与机械式强制离心分级相结合以大幅度提高产成品品质及效率） ，获得不同粒度段的碳化硅微粉，再根据不同粒度段指标要求进行相应的化学处理，最后进行成品烘干、筛松、包装。1.5 工艺流程A、原料（碳化硅粒度砂）-巴马克粉碎分级机-沉降分级-精细分级-目标产品分类烘干、筛松、包装2. 环境保护2.1 设计依据与标准2.1.1 2.1.2 TJ36-792.1.3
10、 GB3095-822.1.4 #-92.2 环境治理2.2.1粉尘回收碳化硅超细粉体在破碎、包装过程中产生大量的碳化硅游离粉粒，平均每生产一吨超细粉体产品要收回 5%，可使用大面积淘汰管沉淀池进行回收。2.2.2噪声处理噪声污染主要是粉碎分级机运转过程中的污染，其它设备基本噪音，降低噪声对外界环境的影响，主要措施有：降低声源噪声，选择机械设备加工精度高，装配质量好的产品；利用建筑物、构筑物来阻隔声波，使噪声最大限度地随距离而自然衰减。2.3 废渣：无废渣2.4 上清夜：经沉淀池沉淀澄清压滤后，再次利用。废水：酸洗与碱洗水经沉淀池中和沉淀后进行过滤，抽到高位恒压水箱再次利用。四、投资方案预算根
11、据我们自身情况，本着节约、资源嫁接的原则，制订本方案。在前期对我们来讲是一个资金积累阶段，除了原材料、电能耗、客户占押资金等一些必须的投资，尽可能利用社会资源，比如，不自备变压器而采用周边协议供电；厂房等部分基础设施采用租赁的方式等等。目的就是把有限的前期投入最大限度的有效利用到项目上来。1.主设备名称及价格预算（1）FF700 巴马克粉碎分级机（定购） 11.5万/套 1套-11.5万（2）沉降溢流强制离心分级收集系统 4.0 万/套 1 套-4.0 万（3）5.0m3/h 软化制水机 2.5 万/套 1 套-2.5 万（4）煤热烘干系统 3.0 万/套 1 套-3.0 万（5）超声波筛松系
12、统 3.0 万/套 1 套-3.0 万（6）国产粒度检测系统 9.0 万/套 1 套-9.0 万（7）厂房年租金等预算 5.0 万（8）流动资金预算 40.0 万合计 78 万2. 人力资源配置及薪金水平仅需要磨料行业中专文凭的操作人员 8-12人，月薪 1200-1800元/人3. 硬件需求本项目主厂房建筑面积 600m2，厂房挑高 5-7米，厂区面积1500m2（参考） ；动力配电 120KVA；水源供应 8m3/h。4. 效益分析按上述配置核算，综合粉碎能力为 150公斤每小时，根据分号不同比例进行联动分级。其有效粒度段占 65%左右（其中部分作为高附加值产品进行软化水处理后进入市场）
13、。目标产品产量为 90-100公斤/小时，每天按 20小时、每月按 22天计算，折合月产能为碳化硅电子工程材料-晶体材料线切割、研磨、抛光专用粉体材料 45吨；碳化硅超微粉体材料-碳化硅陶瓷粉体材料 2吨。平均利润晶体材料线切割、研磨、抛光专用碳化硅粉体材料毛利润按 5000元/吨计算（成本控制在18000-19000元） ；碳化硅超微粉体材料-碳化硅陶瓷粉体材料毛利润按8000元/吨计算（成本控制在 22000-24000元） ，则目标产品月总毛利润为 24万元人民币（根据市场开发状况确定，相对保守一点） 。项目建成投产后，实现年销售收入 900-1000万元，年净利润 160-190万元。一年内销售量达到设计能力的 80%，0.4-0.6 年收回投资。5、从考察厂房计算，45-60 天开始调试生产。
