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1、贵阳高新三占新材料科技有限公司重点技术创新项目产业化可行性研究报告项目名称：新型重型钎杆产业化生产线建设 编制单位：贵阳高新三占新材料科技有限公司(公章)2006年2月23日贵阳高新三占新材料科技有限公司重点技术创新项目产业化可行性研究报告 一、项目背景和必要性 (一)国内外重型钎杆状况和技术发展趋势： 重型钎杆作为大型凿岩台车的主要工具，广泛应用于水电、铁路、高速公路、港口、采矿、采石等凿岩工程中。具有钻进速度快、冲击能量传递损失小、凿岩效率高、易于实现机械化钻凿和改善凿岩条件等优点。在世界上发达国家，重型钎杆无论在品种、规格，还是在质量、数量上都居于其亡钎具之上，是经济效益最佳的钎具产品。
2、 目前世界钎具行业占据主导地位的是瑞典Sandvik、Atlas，它们占有60左右的市场份额，技术上起着领头羊的作用。国外重型钎杆大多采用20CrNi3Mo材料，热处理工艺采用渗碳淬火加低温回火，钎杆寿命在岩石硬度为：f=916时，约为4500米左右。虽然我国在上世纪五十年代开始凿岩钎具的研究和应用，并在七十八十年代形成一定产量供应国内用户，但在质量上(使用寿命)只有世界领先水平的13110，价格也相差510倍，产量不及3。在重型钎杆方面，虽经历了30余年的努力，由于投入不够，产品质量处在初级阶段踏步，仍采用35SiMhMoV钢种在钢的冶炼、中空钢的轧制、制钎技术等方面一直沿用70年代的工艺和
3、结构，技术进步不大，品种不齐全，其寿命只有国外的14，一些生产厂即使购买国外制钎用中空钢材，因没有掌握其制钎工艺，产品质量无法提高，不能满足重型钎杆的使用条件。所以，国内重型钎杆90依赖于进口，年需求量约合25亿元人民币，并呈逐年上升趋势。(二)产业技术及其关联度 重型钎杆是服役条件较苛刻，技术含量高的大量消耗性细长杆具，其破坏形式主要为疲劳损伤、断裂、磨损等，因而要求其机械性能具有较高的疲劳寿命、耐磨性和韧性。国外采用20CrNi3Mo材料，成本价格较高，且不符合我国的资源条件。因此，选用新型材料及其相配套的加工工艺来满足机械性能要求，以取得良好的性价比是未来重型钎杆的发展趋势。 重型钎杆属
4、于工具类产品，在没有重型凿岩机前，重型钎杆使用较少，且凿岩效率低，随着重型凿岩机及气液联动凿岩机的引进开发成功，中深孔钻凿是地下矿山采矿，中小型露天矿、采石场及工程爆破施工的主要手段，凿岩效率大大提高，矿山开采的机械化程度明显增强，这就要求重型钎杆能承受高频冲击、耐疲劳、耐磨及较大扭矩。国家“十五”重点科技攻关项目“中深孔无底柱分段崩落采矿工艺，就把重型钎杆作为该项目的子项目列入了科技攻关内容，从而显示出重型钎杆在钻凿设施配套中的重要作用。 我公司前期中试产品在国家“十五”重点攻关项目(中深孔无底柱分段崩落采矿工艺)的试验现场山东鲁中冶金矿业集团小官庄铁矿地下一350m采掘面试用了20余天，在
5、钻进速度、拆卸性能、凿岩寿命等指标方面都取得了极其满意的效果(见附件：T38，12mmMF钎具现场试验情况报告、检测报告及产品试验信息反馈表)。为此，国家“十五”重点科技攻关项目承担单位长沙矿冶研究院已与我公司达成了长期合作协议，将重型钎杆列入此项“十五科技攻关重点项目的滚动计划，共同完成中深孔无底柱分段崩落采矿工艺中凿岩钎具装备的研制工作。 该项目是一个“产、学、研”合作项目，高强韧微变形GDL材料是由贵州大学材料学院进行研究，将GDL材料用于凿岩钎杆的研制取得进展后，贵州大学与贵州三占集团实业有限公司合作，进行GDL材料重型钎杆的小试研究开发，经过双方长达三年的合作，贵州大学以GDL材料专
6、利技术入股，与贵州三占集团实业有限公司以股份制的形式成立了贵阳高新三占新材料科技有限公司，注册资本为152万元，贵州大学股份比例为35%(技术成果)，贵州三占集团实业有限公司为65%(货币)。 本项目在技术方面已经成熟，已有定型的产品设计、技术标准，中试生产已获国家中小企业创新基金无偿资助，公司生产经营场地分为两处：一处是金阳知识产业园，以无污染的机械加工为主；另一处是有轻微气体污染的热处理及其表面处理，建设在集团公司内(贵阳市白云区白云北路)。现正在进行批量生产的前期准备工作，急需解决的是产业化建设资金缺口问题。 (三)本项目经过了小试、中试生产，历经材料成分、熔炼工艺、轧制工艺、原材料及轧
7、材的力学性能检测、微观组织结构、热处理工艺、机械切削加工性能、试验台测试、实际工况考核，经用户使用表明新材料制造的重型钎杆与国内外其它材料生产的重型钎杆进行了对比，使用寿命明显优于国内同类钎杆，并接近或达到了如Atlas、Sandvik等国际名牌钎具的寿命水平。该重型钎杆经国家冶金工业钎具质量监督检测中心检测，产品合格；经贵阳白云连义矿业有限公司在贵阳市白云区麦架工业园试验，使用ECN一580机型，岩石硬度中硬，单轴抗压强度100Mpa时，平均钻凿深度为4336m；经贵阳市白云区格郎砂石厂在贵阳市白云区麦架镇下堰村试验，使用901C机型，岩石硬度中硬，单轴抗压强度100Mpa时，平均钻凿深度为
8、4262m。 二、项目实施方案 (一)项目实施期的主要内容如下： 1、根据前期试制经验，摸索和确定批量生产时轧钢最佳加热温度、加热时间、孔型设计、道次变形量控制、钢坯加热过程中的表面保护等技术。从而确保生产出优良的重型钎杆用中空钢材。计划完成时间：2006年2月2006年6月。 2、依据中试获取的整体渗碳热处理工艺的设置和控制参数，解决整体渗碳和热处理的关键设备和工艺技术集成，针对该新型材料的要求，对钎杆生产设备进行科学的配备和完善，同时对主机设备与电、水系统等配套工艺设备合理配置，确定与之相适应的技术参数。完成时间：2006年9月一2006年11月。 3、解决整体渗碳及热处理工艺的关键技术。
9、针对重型钎杆生产工艺的具体要求，结合本项目新型材料的特性，实现整体渗碳和热处理工艺的可控性，从而确保新型重型钎杆批量生产工艺的顺利实现。2006年10月2006年12月。 4、确定批量生产的工艺参数和应用技术，为开发不同需求不同档次的系列产品进行充分的技术储备。计划完成时间：2006年11月2007年2月。 5、通过解决以上技术问题，形成完整的批量生产工艺参数及批量生产能力，使本项目生产出的新型重型钎杆符合国家标准凿岩用波形螺纹连接钎杆(GBT648294)。计划完成时间：2009年2月。 (二)技术关键及设备： l、技术关键：该项目采用贵州大学专利技术(专利号：zL 99 1174585)，
10、“GDL高强韧微变形材料”应用于重型钎杆。技术关键表现在以下几个方面：(1)材料的选取。(2)钢的冶炼。(3)中空钢的轧制。(4)热处理渗碳及冷却控制。(5)表面处理。 2、拟采取的主要措施有： (1)材料：该GDL新材料其基本性能指标具有高强度高韧性微变形特点，能满足钎杆的服役条件。 (2)冶炼：采用电炉+LF精炼+VD真空，实现了钢质的纯净化和均匀化。可由三占集团公司组织生产供应。 (3)轧钢：采用专用中空钢轧机，大轧比、表面扒皮、一火成材、内外表面防护、控轧控冷等技术，实现中空钢材组织的均匀化和晶粒细化，内外表面质量优良，几何尺寸稳定，心正孔圆。可由三占集团公司的专业凿岩钎钢轧机生产。
11、(4)渗碳：钎杆的渗碳过程是在高温(880920)条件下进行的，通过特制的渗碳剂控制渗碳工艺的加热速度、加热温度、前期和后期碳势、强渗阶段和扩散阶段的时间使钎杆内外表面碳渗层达1-2mm，需新建专用深井式渗碳炉，在精确控制的渗碳工艺下完成整体渗碳。 (5)冷却：钎杆经过整体渗碳后，由于新材料的特性，使之可以采用易控冷却的工艺。但在渗碳后的冷却要进行冷速控制，以缩短冷却时间，避免高温下过长时间导致的表面氧化和生产效率降低。因此采用新的工艺，如控制风冷流速、强度和采用冷却专用装置等，最终完成重型钎杆的热处理工艺。 (6)表面抛丸：采用细小钢丸，高速抛向钎杆表面，使钎杆表面形成压应力，强化钎杆表面。
12、可由三占集团钎具制造公司已有抛丸机完成重型钎杆表面抛丸。3、拟投资一览表：新增投资预算表 单位：万元 序号工程或费用名称型号数量单价价值估算合计占建设投 资比例建筑工程设备购置 及安装其他费用一固定资产投资0001458OOOOO1458007291非圆仿形车床FFC-120425OO11200112002专用数控车床23200700070003普通车床CA61401060072 OO72 004卧式铣床X62W285021OO21 OO5立式铣床Z52K26001 50015OO6钻床Z35250013OO13007外圆磨床M1312900220022008多功位液压锻钎机128OO31 0
13、031OO9高频感应淬火装置1250028OO28OO10检测设备75OO75OO75OO11深井式渗碳炉、回火炉123000240002400012井式渗碳炉、回火矿190 OO960096OO13介质槽19 OO9 O9O14风冷槽185085085015校直机W56201150017OO17OO16无心磨床M1083230006500650017行车225OO550055OO18箱式炉112OO150015 0019土地及设施4935049350二无形资产投资O00000000000OOO三递廷资产投资000OOO95OO95OO4 751产业化生产工艺研究310031OO2工艺参数稳定性优化170017003设备安装及试车130013004性能分析及测试研究25 OO25 OO产业化工艺技术系统5集成9 OO9OO四铺底流动资金447OO447OO2235新增投资合计2000OO4、资金筹措计划表： 本项目计划总投资2000万元，由企业自筹1100万元，外
