一、概述
超硬材料及制品主要是指金刚石和立方氮化硼(CBN)以及以这两种材料为主要成分的复合材料,金刚石是目前最主要的超硬材料,由于天然金刚石价值昂贵,因此工业生产中普遍使用人造金刚石。
金刚石因其具有最高强度、最高硬度、高耐磨性而广泛的应用于石材开采工具、机床加工工具、建筑装修工具、高速公路施工工具、煤田、油田挖掘工具、精密仪器仪表等各个领域。金刚石及其工具是迄今为止人类发明的最坚硬的材料及工具,层出不穷的各种硬质新型材料只能用它们才可加工,它们对高新技术材料及各类制成品的发展提供强力支撑,对国民经济的发展有数百倍的杠杆撬动作用。金刚石及工具已成为国民经济、国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分,其消耗量成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志,西方发达国家甚至将金刚石及工具作为一种战略性储备物资。
在全球经济一体化条件下,我国已成为世界人最大的石材、陶瓷生产、消费与出口大国,这些有利条件有力地促进了我国超硬材料一个最重要分支人造金刚石及工具的迅速发展,中国在世界超硬材料工具市场中已占有重要地位。但我国人造金刚石及工具的质量与性能和国外发达国家相比,仍有一定差距,高品级率低,品牌少,还不能大量进入国外市场,每年还需进口一些优质的人造金刚石及工具,而出口的只是中低档产品。因而进一步提高与发展我国人造金刚石及其工具制品具有非常重要的意义。
二、国内外市场情况 (一)人造金刚石
1、国内外市场状况
据统计,2008年我国的人造金刚石单晶总产量约51亿克拉,约占世界总量的80%以上,与2007年比约增长20%。在品级方面,以中低档产品为主;在粒度方面,除5-10%的为超细颗粒和人造金刚石单晶外,其余为粗颗粒和中粗颗粒的人造金刚石单晶。目前国内人造金刚石年需求量在50 亿克拉左右,基本都以中低档需求为主,高品级人造金刚石较少,约占总量的20%。
随着人造金刚石新的应用领域的不断开发,市场需求量将更加旺盛,专家预测国内人造金刚石单晶市场需求一直是持续以年均增长率在20%以上快速增长。而国外人
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造金刚石生产厂家的生产规模增长缓慢,在中国人造金刚石生产厂家的巨大冲击下,许多不但不扩大规模,甚至转产,因此国内人造金刚石出口量也将迅速增长,国外市场相对国内需求量增长是5倍以上的放大效应。所以在这种国际背景下,我国人造金刚石的需求年均增长率即使在国际金融危机冲击下,也将在20%以上。
现中国超硬材料及制品直接出口的国家和地区已达104个,若加上经香港等地的转口贸易,几乎遍及世界各地。这充分说明中国超硬材料及制品被越来越多的国家所接受,国际市场越来越好。中国金刚石已占美国进口总量的59%、占日本进口总量的40%。
金刚石材料应用的大门尚未真正打开,随着金刚石产品品牌增多和品级提高,作为新材料的一个重要分支,其未来极具发展潜力。据专家预测,未来5年对优质粗颗粒和中粗颗粒人造金刚石单晶的需求日益增加,其需求量占市场份额的40%以上。
2、项目产品的市场定位和确定目标市场
本项目采用国内先进的φ650mm缸径铰链式六面顶液压机合成人造金刚石,可根据市场需求调整粒度,生产以30#~100#为主峰和优质粗颗粒和中粗颗粒人造金刚石单晶;产品用于地质、石油、天然气等能源产业和石材、建筑、汽车制造、航空航天及精密加工行业。
3、市场中主要竞争者及其产品情况、产业格局及竞争趋势
国外人造金刚石生产以GE公司和Element Six公司(元素六公司)为领军。GE公司人造金刚石单晶的质量和产量在西方国家中名列前茅;Element Six公司是包括英国、南非、爱尔兰、瑞典、德国等国在内的世界最大的金刚石跨国集团,控制着全世界天然金刚石的80%以上,又是人造金刚石单晶和立方氮化硼最大的科研和生产公司之一,采用两面顶压机,合成腔体其人造金刚石单晶生产周期长,质量优但生产成本昂贵。
国内人造金刚石单晶生产多采用铰链式六面顶液压机,人造金刚石单晶产量约占世界总量80%。国内两大产业巨头为中南金刚石有限公司和黄河旋风股份有限公司。中南公司现有六面顶液压机约1700台,主打机型为φ500mm和φ550mm缸径,人造金刚石单晶年产量约15亿克拉,在国内超硬材料行业占据龙头地位。河南黄河旋风股份有限公司是上市公司,有1200台左右的六面顶液压机,机型以φ460mm缸径为主,人造金刚石单晶年产量约8亿克拉,位居国内第二。国内第三位为山东昌润集团,现
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六面顶液压机约160余台,机型以φ460mm和φ500mm缸径为主,人造金刚石单晶年生产能力2亿克拉以上。
本项目采用的φ650mm缸径六面顶液压机,是目前国内生产规格最大、控制方式最先进的设备,其单位产出效率是φ460mm缸径压机的5倍多,φ500mm缸径压机的近3倍,φ550mm缸径压机的2倍多,具有十分显著的竞争优势。据有关专家预测,随着项目φ650mm缸径大吨位压机的投入,国内人造金刚石单晶制造装备格局将会被更新,在未来5年,预计φ500mm缸径以下的小缸径、小吨位压将被逐步淘汰,转向φ650mm缸径大吨位压机的投入是超硬行业发展的趋势和必然。 (二)金刚石工具
1、国内外市场状况
金刚石工具由于充分利用并有效发挥了金刚石本身超硬、超耐磨、耐高温、耐腐蚀等优异的综合工具材料性能,已成为切割与保工花岗岩、大理石等各尖矿石,砖、耐火材料等各种建筑材料及钢筋混凝土建筑、沥青路面、机场跑道等不可替代的新型工具。目前全球金刚石工具约为100亿美元,其中金刚石钻、切工具的应用最为广泛,约占市场容量的70%。
随着世界各国经济的复苏,特别是亚洲地区中国与印度经济的飞速发展,对能源的需求日益增长,油田钻井格外繁荣,PDC钻头供不应求,全世界钻井工业约需使用3亿美元的PDC钻头,国内市场仅石油钻井和天然气田钻探就有约4亿元人民币的市场需求。
切削用刀具复合片是金刚石工具的另一个重要分支,主要用于生产各种切削工具,包括车刀、铣刀和镗刀等,用来加工铜、铝等有色金属及其合金、硬质合金以及碳、石墨、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃钢等非金属材料切削加工。不仅是加工高硬度材料的理想刀具,而且适用于高速、精密和自动化加工,尤其是在以车代磨、以铣代磨方面,具有高效、低耗、适应性强、制造周期短等优点。目前广泛应用于汽车制造、航空航天及精密加工行业,每年有近百亿元人民币的市场需求。
2、项目产品的市场定位和确定目标市场
项目将重点研发系列优质钻井用PDC复合片和切削用刀具PDC复合片。 优质钻井用PDC复合片应用于硬地层、夹层、深井层井位或风险较大的地区油田及天然气田的开采和钻探。如国内新疆油田及四川天然气田等,地质条件相对复杂,现国产PDC复合片不能满足其要求,采用部分价格昂贵的进口PDC复合片。
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切削用刀具复合片主要制作成各种车刀、铣刀和镗刀,用于汽车、摩托车、航空、矿山、电子、玻璃等行业的高精密和高难度的机械加工。
3、市场中主要竞争者及其产品情况、产业格局及竞争趋势
美国合成公司于1983年进入PDC市场,1997年成为了钻井PDC市场份额的领先者,如今世界上钻井用高品质PDC的主要供货商是合成公司DI(Diamond Innovations 即原来的GE公司),E6(Element 6 即原来的De Beers)公司,其次是梅加金刚石公司。
现国内PDC复合片生产厂家有郑州新亚复合超硬材料有限公司和深圳市兆丰达复合片开发有限公司,郑州新亚复合超硬材料有限公司是国内最大的,与国际同行相比,处于第四位,其产品规格与国外产品已基本接近,产品质量及可靠性也进一步提高,基本上能满足国内外钻头客户用于钻进软—中硬地层钻头的技术要求,大大促进了我国能源工业的发展与技术进步。
4、本企业在市场中所处的地位
湖南航天泰山工业有限公司(原湖南泰山机械厂,内部代号7803厂)是○六八基地长期致力于超硬材料行业主要装备----六面顶液压机和人造金刚石单晶科研和生产重要企业。自1986年加入超硬材料行业以来,其产品和生产能力在超硬材料行业中有着较高的地位,压机制造就素有“南有航天,北有大连”称号,“华鹏”人造金刚石产品在国内大型制品单位为免检产品。公司先后自主开发研究出40余种不同产品投放市场,先后为公司也获得了不少名誉,其中“HTDS-030 6×8MN六面顶液压机”获得航空航天部科技进步一等奖,“CZX928-B 车钻铣机床”获得航空航天部科技进步一等奖,粗颗粒高强度人造金刚石单晶合成工艺研究获航空航天部科技进步一等奖,“HTDS-034DM 6×21MN铰链式人造金刚石六面顶液压机”通过了湖南省新技术、新成果鉴定,并认定为新产品,还获得了省国防工办科技成果推广一等奖。
基地所属的湖南航天泰山工业有限公司(原湖南航天7803厂)从事超硬材料已经二十多年,是国内较早从事超硬材料及制品制造和铰链式六面顶液压机研制生产的企业之一,生产的人造金刚石单晶及其制品和铰链式六面顶液压机在国内同行业中具有较高的知名度。人造金刚石单晶生产规模在国内同行业名列第九,且单晶质量、单位产出和设备使用挖潜能力一直是国内其他规模化厂家仍无法超越的。 三、国内外技术发展现状及趋势 (一)人造金刚石
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1、国内外技术发展现状
人造金刚石生产工艺是通过高温超高压条件,使得石墨片层局部形成C-C 键,完成石墨晶格结构向金刚石结构的转变。世界上人工合成金刚石的专用超高压设备,在工业生产中实际应用的主要有3类:年轮式(环带式)两面顶压机,欧美及日韩等各国在广泛使用;凹模式(双面凹)两面顶压机,俄罗斯等独联体国家使用;六面顶液压机,主要在中国使用。
国外比较著名的几大公司多使用大吨位两面顶压机合成人造金刚石,腔体利用空间大(可采用70-80mm合成腔体),单次产量高,高品级金刚石所占的比例高,可以达到50%~60%左右。但生产周期长,对操作的技术要求高,制造成本非常昂贵。
随着我国科技人员的不断研究开发和改进,国内人造金刚石制造工艺也突飞猛进,人造金刚石的品级及其性能得到大幅度提高,达到了世界前列。如最高品级人造金刚石冲击韧性TI(Toughness Index)值由原来的85(筛上物%:表示未破碎颗粒的百分比)提高到95以上;从TI和TTI(Thermal Toughness Index)检测标准来衡量,水平基本达到发达国定最高档产品指标,TI-TTI值≤3%,次高档产品的TI-TTI值≤10%;最高品级金刚石的静压强度(单颗粒静压破碎负荷值)已经远超过100kg(原来是50kg);合成腔体由18mm到现有的52mm,产次单量由原来的40克拉提高到现在的250克拉。这些粗粒度、高韧性、高强度的重要指标都达到了美国MBS900系列和英国、德国的SDA系列、SDB系列、和DSN系列产品的水平。
这一变化引起了全世界超硬材料行业的极大关注。之所以取得历史性进展,其主要原因在于,在装备(压机大型化智能化)、原材料(石墨和合金触媒的成分和含氧量、合成块的组装结构)、合成工艺(高压高温的控制方式)等3个最基本、最重要的方面都取得了全方位的长足进步,解决了以前长期存在的的问题,突破了技术的瓶颈。
但现六面顶吨位仍赶不上两面顶,所以合成腔体利用空间也与国外两面顶有一定的差距。人造金刚石制造技术其源头材料产业与国外相比也有差距,主要制造控制和检测技术也有待进一步提高。所以国内高品级人造金刚石所占的比例不高,约占总量的20%左右,与国外相比有一定的差距
2、发展趋势
(1) 进一步提高六面顶液压机吨位和控制精度,并使其更智能化,将是国内外人造金刚石单晶专用制造技术设备的发展方向和趋势。
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中国六面顶及其成套技术的强势发展,将使其成为未来人造金刚石生产的主要专用设备。预计金刚石单晶的发展存在这样一种可能,即两面顶压机可以做的工作用六面顶压机来做也可以全部实现。
随着我国科技人员的不断研究开发和改进,六面顶液压机已经超越国外先进的两面顶液压机。主要表现为:压机主机和高压模具的结构合理、设计巧妙,有效解决了国外两面顶压机存在的不可避免的高压变形难题;同时,具有造价低廉、操作方便、使用寿命长的优点,致使六面顶压机生产的超硬材料产品生产成本大幅度降低,远低于两面顶压机的生产成本,产品的市场竞争力超过两面顶产品。
(2)原材料检测技术进一步完善。 (3)人造金刚石生产将集约化确。
人造金刚石单晶生产,集约化发展是最适合这种产品的发展道路的。因为金刚石单晶的产能主要集在几个比较大的企业,另外集约化发展在技术发展方面也是非常有利的,对企业在行业的竞争方面也就更加有利。
(4) 提高批生产控制技术,扩大单次产量的提高高品级人造金刚石比例,是金刚石生产工艺技术发展趋势和追求目标。
人造金刚石生产工艺技术,因其制约的因素过多,其生产工艺技术控制一直采用较原始的现场“面对面”控制,效果还往往背道而弛,实得其反。未来发展将通过现代化信息中心的现场信息采集对其生产工艺进行远程有效控制,不仅能提高控制效率,而且有效提高控精度。
3、当前产业、技术存在的问题
现国内粉末原材料与国外相比仍存在一定的差距,石墨和合金触媒的成分和含氧量,合成柱的成型处理方式和过程控制、粉末一体化块的各组装结构件材料选择等等都有待进一步改进和提升。当前产业技术存在的主要问题是对原材料的检测手段和检测标准不完善,影响批生产质量稳定,这也是国内人造金刚石批生产中存在的瓶颈问题。金刚石高档产品比例低、名牌少、难以满足国内外市场需求。 (二)PDC复合片
1、国内外技术发展现状
最早PDC复合片是由美国的通用电器(G.E)公司于1972年研制成功的,应用于机械加工工具,其商品名称为“Compax”。1973年美国克里斯坦森(Christensen)
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公司与G.E公司合作研制成功PDC石油钻头。随后,日本、前苏联也相继在八十年代前后研制成功PDC,并在国际市场上销售。
我国对复合片的研究是从上世纪六十年代开始,1982年郑州磨料磨具磨削研究所与第二砂轮厂合作研制成功PDC材料,1987年通过部级鉴定。近年来,我国复合片在数量上迅速增长,而质量上的提高并没有得到充分重视。国产PDC钻井复合片相对国外复合片相比,主要的磨耗比、抗冲击强度性能不稳定,价格只有进品PDC复合片的一半,产品质量基本处于中低档次,在技术含量高的复合片产品方面与国外存在较大差距。
同时PDC复合片直径的差异表明了超高压技术及PDC材料复合机理方面的研究水平的距离。现在的PDC尺寸规格,其外径主要有8mm、10mm、13.44mm、16mm、19.5mm以及25.4mm。目前国外最大的金刚石复合片的直径已超过50mm,投放市场的主流产品的直径为10~40mm;国内生产的PDC最大直径已达到37mm,PDC高度主要有4 mm、8mm、13.2mm、16.31mm、19mm等,硬质合金厚度的增加,提高了PDC整体的抗折断强度,抗冲击强度及钻头上的焊接强度。
在PDC复合片刀具方面目前国内尚无比较成功的生产企业,可以说在国内尚是空白,国外以美国G.E公司与美国合成公司等复合片刀具在技术较为领先。
2、国内外技术发展趋势
PDC产品性能不断改进,在过去的几年间,由于混合工艺与制造工艺的变化,根据使用中所暴露的PDC性能不足之处以及市场的新要求,归纳起来钻井用复合片和刀具用复合片技术发展呈现出以下几个趋势:
(1)非平面界面的PDC
通过模拟计算分析,优选出金刚石层残余应力相对较小和分布相对合理的非平面的齿槽结构。金刚石层与硬质合金层通过非平面界面结合,有效降低了因金刚石层与硬质合金层热膨胀系数不同而产生的残余应力基本解决了残余应力所引起的分层,有效提高了PDC的抗冲击、抗疲劳强度。
(2)规格尺寸日益大型化
随着装备的大型化,其PDC的规格尺寸也日益在型化,充分满足了钻头结构设计的需要。
(3)金刚石层的厚度增加
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金刚石层厚度增加,可明显提高其耐磨性,对于强磨蚀性地层台致密的泥沙岩、胶质沙岩的钻井特别有利。
(4)金刚石层结构的多样化
采用表层为较细粒度的金刚石,下层即与硬质合金层接触的采用相对较粗粒度的金刚石。这种产品表层更耐磨,而下层更耐冲击。
(5)金刚石晶粒细化、质量优化、性能均一化
增加耐磨性和减少钻进地层时其PDC与地层的摩擦,提高进尺速度。 (6)形状结构的多样化
可满足不同地质和不同钻井要求。 3、当前产业、技术存在的问题
目前, 国内PDC 产品跟欧美发达国家相比, 差距是多方面的, 包括PDC 烧结理论的研究、大腔体高精度的压机、高温高压腔体的控制技术、PDC毛坯的切割和加工技术、高精度的机床、焊接技术和PDC 刀具切削理论方面的研究等等。近年来, 随着我国经济的快速发展和科技水平的不断提高, 我国PDC 刀具产业的外部环境不断改善, 除了与超硬材料行业直接相关的前三个因素外, 在其它方面都得到了快速的发展。换句话说, 目前制约PDC 刀具发展的关键因素还是在超硬材料行业的自身。在尺寸上, 国外最大的复合片直径已超过100mm,目前的主流产品直径为60~80mm左右,国内产品由于设备的限制,在可预见的将来,很难达到国外的水平。 四、产业政策研究
超硬材料及制品不仅能解决普通磨料磨具无法胜任的各种新型难加工材料的加工问题,而且是高效、高精、节能、绿色环保型产品,完全符合国家的产业政策。逐步取代高耗能、重污染的传统刚玉和碳化硅磨具是世界新兴的发展方向,而且在多方面取得了重大成就。例如:轿车曲轴、凸轮轴等零部件的先进加工,数控机床已超硬材料磨具化;飞机制造业的有色金属及复合材料加工已向金刚石(PCD)刀具化发展;国家正在建设的高速铁路客运专线的轨基加工,同样也非金刚石砂轮莫属。 超硬材料产业的发展与国家安全息息相关,超硬材料在军事工业中必不可少,广泛应用,因此被称为战略物资。金刚石工具用于加工导弹头罩,实现精确的红外或激光制导;金刚石工具还可用于加工坦克防弹装甲多层复合板,加工太阳能电池板,加工原子能反应堆的反应速度控制棒,还有飞机的发动机和火箭的一些部件也只有用超硬材料工具才能加工。
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超硬材料及制品是世界范围的热门研究领域,新技术新产品层出不穷,应用领域不断拓展,被称为朝阳产业,方兴未艾。 五 、项目的优劣势分析 (一)金刚石
湖南泰山工业有限公司是一家国有中型改制企业,是○六八基地长期致力于超硬材料行业主要装备----六面顶液压机和人造金刚石单晶科研和生产的重要企业。现有一条国内领先成熟的人造金刚石和六面顶液压机制造生产线。有一支高素质经验的研发团队。公司现有50余台φ450mm(含)缸径以上六面顶液压机,并选用公司自行研制的φ650mm缸径六面顶液压机,该压机是国内用于批生产吨位最大,控制精度最高的设备,并采用超高压泵实现超压功能,进一步提高了压力控制精度,用于人造金刚石单晶生产,提高了人造金刚石单晶生产的稳定性和一致性,2008年高品级人造金刚石占总产量的26.3%,为国内先进水平。
项目设计选用φ50mm腔体,设备负荷在92%左右,安全性能较高。粉末棒芯高径比接近1:1,确保合成时粉末棒芯轴向、径向温度梯度基本一致,能有效提高单位产量和质量。并按环境温度、湿度设计制定了对应叶蜡石和加热、绝缘件的焙烧工艺,同时选用框架式焙烧设备,保证气流的通透性,并通过工业以太网对整个焙烧工艺过程进行远程有序控制,提高组装块的稳定性和质量。
湖南泰山工业有限公司是一家国有中型改制企业,是○六八基地长期致力于超硬材料行业主要装备----六面顶液压机和人造金刚石单晶科研和生产的重要企业。现有一条国内领先成熟的人造金刚石和六面顶液压机制造生产线。有一支高素质经验的研发团队。公司现有50余台φ450mm(含)缸径以上六面顶液压机用于人造金刚石单晶生产,自主创新完成对所有与压机配套的组装结构件设计,产品质量高, 2008年高品级人造金刚石占总产量的26.3%,为国内先进水平。
项目采用的人造金刚石单晶生产技术属自主创新技术,人造金刚石单晶生产实现过程可控、节能环保,符合国家产业化政策,其生产技术为国内领先水平。项目能按市场和客户需求提供各粒度和型号产品,并对人造金刚石产品实现磁化率、抗静压强度、TI、TTI检测、形貌分析检测,形成内控标准,产品技术性能指标稳定,一级品率高,与国际接轨。
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人造金刚石生产,从环保和能源来讲一直是个老大难的问题。人造金刚石生产是个高温压过程,电耗高;人造金刚石提纯需用大量的酸、碱,并消耗大量的水,能耗高且环保方面一度成为各地产业化生产的瓶颈。
项目人造金刚石生产采用旁热式加热,其电耗只有传统的直接加热的1/3,同时生产过程采用信息采集远程监控,可有效降低人为顶锤和其他原材料消耗,实现节能降耗。项目提纯化学处理采用电解和反应釜,电解应用大型电解槽和电解极板,并采用FR-2环保电解液,一是可以缩短电解周期,提高生产效率;二是其电解电压低,电耗也低;三是可有效提高金属触媒的回收率。在环保方面一是其电解过程添加起泡剂,在电解液表面形成约20mm厚的泡沫层,有效减少了电解废气排放;二是电解槽上加装槽盖,两边带风道,将电解废气抽入室内喷淋塔处理成含弱酸的废水,废水再由喷淋塔返回电解池,实现电解液的右循环再使用。项目化学净化处理采用反应釜,在节能方面一是单次生产效率约提高5倍,而电耗减少2/3;二是酸的利用率高,耗酸量减少3/4。在环保方面用硝酸盐代替硝酸对金刚石进行化学净化处理,产生的废气用喷淋装置处理成弱废酸,产生的三酸废液更少,一部分可用钠盐中和处理,一部分也可用消石灰中和处理,经压滤机过滤,化学净化处理用水即可循环利用,唯一的废渣是石膏粉——硫酸钙,可以用做建筑材料,真正实现工业废气零排放,工业用水可循环使用,既节能又环保。
3、项目劣势分析
公司现有的超硬材料生产场地狭小,厂房破损陈旧,空间及工艺布局受限,严重制约了新项目产业的发展,必须拓展新的发展空间。 (二)
六、项目发展思路及发展目标
1、项目发展思路
坚持以科学发展观为指导,围绕建设国际一流的航天防务公司的战略目标,以高新技术为先导,以新材料产业企业为主体,以先进制造业为基础,做大现有新材料企业规模,提升传统材料技术、品质和用途,努力延伸新材料产业链,促进传统产业结构调整和升级,提高经济效益,打造全国一流的、面向国内外市场的区域经济新材料产业带。
2、发展目标
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到“十二五”期末,新材料的开发、应用和产业化水平总体处于国内先进水平;基地形成区域经济新材料产业带;加强产学研合作,建成一批装备良好的产学研一体化的新材料应用企业技术中心和新材料创新平台,建成一批服务社会的技术创新服务中心。在高新材料产业带中,建成一批有技术含量、有生产规模和较高市场占有率、有特色的新材料产业基地;完善技术创新的投入机制、运行机制、激励机制,应用新技术、新装备、全面推动新材料与传统应用产业的技术改造,促进新材料产业的发展。
实现基地打造军民融合、自主创新的“50亿企业”战略目标,进一步加快基地整体产业升级,提升自主创新能力。 七、项目发展实施方案及措施
主要阐述项目发展战略定位、项目发展的经营措施及运作模式。 1、项目发展战略定位
项目将新建一条中粗颗粒人造金刚石生产线,并建有信息化控制中心、研发中心、检测中心,项目达产后可实现人造金刚石单晶年产量15亿克拉,年销售收入6.8亿元的经营规模,位居国际超硬材料前三。
项目引进国外技术,计划发展PDC钻井复合片和PDC刀具复合片生产线,拉大产业链。达产后实现年产值2.84亿元。年产系列石油钻井用复合片30万片,产值0.84亿元;年产系列切削刀具用PDC复合片40万片,产值2亿元。
项目后期计划新建一条上游制棒产业,成为南部人造金刚石单晶生产原料基地,实现年产值1.5亿元。
2、经营措施及动作模式 ① 信息控制中心建设。
进行信息化条件建设,创建生产信息化控制中心,对人造金刚石及工具制造过程进行远程和集中现代化控制。通过信息采集、远程干预等,实现生产过程有序可控化。同时建立办公区域网,提高管理效率和工作效率,确保经营目标顺利完成。
② 营销网络建设
建立销售办事处:公司人造金刚石单晶及PDC复合片主要销往国内广西、广东、福建、浙江、上海、山东、四川及新疆等地,项目将在这些省的主要城市设立销售办事处,完善服务体系,为客户提供本地化的面对面、点对点的有效服务和应用支持。
成立国际贸易部,招聘有经验的外贸营销人员,大力开拓国际市场,实现年出口创汇1000万美元以上。
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创建公司信息网,加强情报收集。及时了解国内外产品市场及与产品有关的上游产业、下游产业市场、竞争对手、产品技术现状等相关信息,通过对情报的收集、整理和分析,使市场信息的变化能够及时传递到公司并且做出快速反应,并高效运行,形成较强的市场营销能力。
③ 研发中心建设。公司通过引进和培养高科技创新人员,建立研发中心,增强自主创新能力,通过新产品研发带动技术、工艺、装备进步,以科研带动发展,通过科技进步和成本管理,进一步提高金刚石的性价比。
与高校进行“产学研”结合,借助周边中南工业大学、国防科技大学等高校在国内材料前沿的技术优势,与高校合作,将研究成果工厂化、产业化。
④ 检测中心建设。对主要原材料进行成份检测和使用性能分析,对人造金刚石单晶进行形貌分析、TI、TTI检测、静压强度检测、磁性含量检测、粒度组成等检测,建立与国际接轨的企业检测标准,成为其他生产厂家仿效和追从对象,彻底改变现国内行业标准体系混乱、无序状态,将企业标准转化为国内统一规范的行业标准。 八、经济效益和社会效益分析
经济效益分析要预计每年销售收入和主要成本项目;推算年新增长销售收入、利润等指标;推算盈亏平衡点、投资收益率、投资回收期等。 (一)人造金刚石
① 产品销售入估算
项目建成投产后,生产运营期年平均销售收入15亿元。 ② 产品税金估算
生产运营期年平均缴纳增值税3493.6万元,年平均缴纳城建税 244.4万元,年平均缴纳教育费附加157.2万元,年平均所得税1230.8万元。
③ 产品成本估算
经测算,本项目生产期内平均年经营成本费用3.2124亿元。 ④ 成本费用估算
经测算,本项目生产期内平均年总成本费用3.4472亿元。 ⑤ 产品利润估算
本项目生产期内平均年利润总额4922.4万元,平均年净利润3691.8万元。 ⑥ 产品投资回收估算
项目投资财务内部收益率(所得税后)=11.07%;
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⑦ 项目投资财务净现值(所得税后i=10%)=1814 项目投资静态回收期(所得税后)=6.6年(含建设期) 项目投资动态回收期(所得税后i=10%)=9.3年(含建设期)
项目完成后,2012年实现年产9.6亿克拉人造金刚石单晶,年销售收入4.03亿元,净利润2742万元、缴税总额4487万元、利税总额7229万元,位居国内超硬材料前三; 2015年,实现人造金刚石单晶年生产12.1亿克拉,年销售收入5.2亿元,净利润5204万元,缴税总额7122万元,利税总额12326万元。项目在收益期内共计上缴税金5.2亿元。 (二)PCD复合片
项目达产后可实现年度新增销售收入2.84亿元,利润总额9793万元,上缴税金3000万元,经济效益可观。
主要成本计算表: 序数量单价(元金额(万产值(万利润总名称 号 (片) /片) 元) 元) 额 一 石油钻头复合片原材料成本 1 硬质合金基体 7 43.24 2 高品级金刚石微粉 8 49.42 3 金刚石磨料 20 123.55 4 金刚石砂轮 24 148.26 5 顶 锤 12 74.13 6 其它材料 17 105.02 小计 300000 88 543.63 8400.00 2896.55 二 切削刀具复合片原材料成本 1 硬质合金基体 15 463.32 2 高品级金刚石微粉 35 1081.08 3 金刚石磨料 65 2007.72 4 金刚石砂轮 50 1544.40 5 顶 锤 13 401.54 6 其它材料 80 2471.04 小计 400000 258 7969.10 20000 6896.55 三 制造成本 1 人工工资 400 2 水电费 220 3 折旧费 240
其他销售、 管理费 四 用 1800
合 计 11172.73 28400.00 9793.10
3、社会效益分析
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项目完成后,公司将成为本行业内规模大、技术强、质量优、利润高、持续发展能力强的企业,具有他人不能复制、模仿的核心能力和优势,成为中南地区人造金刚石科研制造开发中心、生产销售中心、质量检测中心和商务信息中心。项目的投入和发展,对于推动行业技术进步具有重要意义和积极作用。 九、风险分析及对策
从技术、市场、财务、政策、供应链等方面对项目发展进行风险分析,并制定相应的对策。
公司现有一条成熟的人造金刚石单晶生线,其材料供应和产品销售服务链良好。 项目采用的人造金刚石单晶生产技术属自主创新技术,处于国内领先水平,主要生产粗颗粒和中粗颗粒人造金刚石单晶,产品市场需过于求,并根据市场可快速调节产品结构形式。同时公司将在国内主要销售城市设立销售办事处,完善服务体系,培养一批高素质的营销人员,及时收集反馈客户信息及市场需求变化,为客户提供本地化面对面、点对点的有效服务和应用支持,扩大产品的知名度,最大限度地占领市场。
项目达产后,公司将计划发展上游制棒产业和开发PDC钻头等超硬材料系列制品下游产业,拉大产业链,实现集约化发展规模,提高企业的发展竞争力。
项目既有良好的基础优势和技术优势,项目产品又有广阔市场发展前景,投资回收期短,投资风险小。 十、结论
本项目各项财务评价较好,有较强的盈利能力,为公司后续发展奠定了一个坚实的基础,项目十分可行。建议集团公司将本项目列入集团公司民用产业“十二五”专项规划中优先发展的项目,并尽快批复实施。
国内人造金刚石单晶制造技术将向着提高设备吨位和控制精度,提高单位产出量,减少制造成本,提高高品级人造金刚石含量,提高产品品质的稳定性和一致性方向发展。通过提高六面顶液压机吨位、技术领先设备,全新设计和优化改造加热控制系统和主机,为项目人造金刚石单晶生产合成工艺技术的提高提供了强有力的支撑和后盾。同时通过对组装腔体和扩散场进行全新设计,并借助现有可控设备,对合成温度和压场实现过程控制,实现了晶型的可控生长,将单晶温度和压力场控制在Ⅱ区,生长的单晶70%以上为六八面体单晶,产品质量高,平均强度性能指标在2520以上的高品级人造金刚石单晶产量不少于总产量的30%,为国内领先水平。
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