水泥窑热电偶投资项目报告

'耐磨热电偶可行性报告书编制单位：安徽晋源仪表成套贸易有限公司时间：二0一三年贰月 一、项目简介（一）项目概况1、项目名称：纳米耐磨热电偶产业应用项目2、承办单位：安徽晋源仪表成套贸易有限公司3、建设地点：安徽晋源集团厂区4、建设内容及规模：在现厂区内新建厂房2920平方米，购置设备20台，年产10000支纳米结构耐磨热电偶。5、建设年限：2年6、概算投资：项目总投资2329.4万元7、预期经济效益：年销售收入5000万元、利润总额1089万元，投资回收期2.年。联系人及联系方式：朱长余TEL:MP:1381382311E-mail:573821853@qq.com1.1项目背景1.1.1项目提出的背景在现代仪表制造加工工业中，很多仪器仪表设备和传感器部件对诸如耐高温、耐腐蚀、降低磨擦磨损等性能提出了很高的特殊要求，完全依靠选择材料和结构来满足这些要求，是有很多困难的，是需要付出很高代价和成本的。特别是功能性温度传感器，常应用于煤化工、电力、水泥等锅（窑）炉工况时，经常损坏，未能达到预期使用寿命，造成企业采购成本很高，同时影响工艺生产时重要参数不能连续性监测，从而影响制造合格产品的质量，甚至造成高温危险事故。目前，水泥窑炉与电力锅炉的温度传感器（热电偶）经常损坏，特别是水泥行业（温度1150摄氏度运行），最高使用寿命不超过30天，最短的几天就得更换，而电力行业稍微好点（温度低于水泥窑正常980摄氏度运行）特别是 CFB锅炉最好的也是6个月必须更换。在此基础上国内外很多从事仪表行业的专家都公关过该课题，都没有成熟的结，果而告终。主要原因，是他们都定位于仪表概念及采用高铬铸钢类材料，通过所谓增加套管硬度及传感器套管壁厚，来达到使用寿命长点。同时有仪表工程师通过表面喷涂具有微米级晶粒尺寸的传统工业材料但最终还是失败，原因是温度过高，超过850摄氏度后，涂层容易脱落，不再起到耐磨作用。而具有纳米数量级晶粒尺寸的高性能纳米涂层材料则赋予产品以许多重要而超强的性能，以及优异的耐磨性和抗蚀性等特点。以纳米材料为代表的新型高性能精细涂层材料的研制成功和工程应用，使材料许多重要特性有了实质性的重大变革，给喷涂工艺赋予新的生命力，为仪表新材料的工程应用和表面工程技术的发展带来革命性的变化，具有广泛的应用前景。应用现代等离子喷涂和纳米渗透及电脉冲烧结技术，制造高性能的强韧纳米结构金属陶瓷涂层，主要赋予材料具有耐腐蚀、耐高温、耐磨擦、防辐射等表面特种强韧化和防护功能，适合于高温易损温度仪表部件的再制造技术，可使产品获得所需要的性能和尺寸。赋予基体表面各种有效需要的性能，如耐磨、耐蚀、耐高温氧化等。近年来，随着科学技术的进步和生产规模的扩大，高性能喷涂材料、现代热喷涂装置及喷涂工艺技术都有了长足的发展，现代热喷涂技术的应用范围有了很大的扩展。现代热喷涂技术己成为一项迅猛发展的新兴的高科技产业，这在我国和国外发达国家均得到高度重视。在我国，连续四个五年计划将它列入重点发展领域。值得注意的是，在工业发达国家，现代热喷涂技术在军事工业方面的应用进展很快。以美国海军为例，虽然早已在水下航行体、潜水艇、航空母舰、雷达等方面广泛成功采用热喷涂（如已取代很大部分镀铬处理），但是仍然在投巨资组织多个学科协同攻关，对这一技术应用和工艺进行深入研究，并在纳米合金化喷涂材料的研制和工程应用等方面取得了革命性的突破，首次将纳米合金化陶瓷涂层应用于海军装备，成倍地提高了装备的关键零部件的抗磨损、耐腐蚀和耐热冲击等性能，有效地提高了海军武器的作战能力，大幅度延长了维修期，提高了舰船的续航能力，节约材料装备研制和维修成本，受到高度重视。该项目创新后的技术已申请国内发明专利。该专利批准后，其技术所有权归属安徽晋源仪表成套贸易有限公司，发明人为国内外知名仪表材料—公司总工程师朱长余。朱长余曾经在艾默生过程控制及炼化企业贸易计量装车方面 获得中石化及中海油项目的成功业绩，做出过公认的改写定量装车与计量装车方面的重要贡献。在2005年成功完成德士古气化炉热电偶的开发业绩与攀枝花钢铁氮化钒煅烧炉热电偶业绩，2006年完成壳牌气化炉热电偶的方案，同时在2008年成功的开发了钢铁厂热风炉专用热电偶业绩（太钢），是国内第一家打破日本冈崎公司在该领域的垄断。在水泥窑热电偶开发方面，采用先进的纳米合金化改性技术，成功地解决了长期困扰陶瓷材料应用的问题—韧性低和抗热冲击能力差两大难题，圆满地完成了这一高科技项目的首期任务。后来又通过调整热处理规程和致密化处理，进一步提高了纳米金属氧化物陶瓷再造粒粉末和涂层的产品性能和质量。产品试验效果的各种性能优异。以他为首席专家的课题组开发出的纳米结构金属陶瓷涂层比目前广泛使用的商用美科130涂层有着高出4至8倍的耐磨性，高出1倍的韧性，高出1至2倍的结合强度和抗热冲及耐磨性能。国内大多数制造热电偶企业，很多不知道定位于功能性材料学的应用，因为作为传感器本身来说，技术目前处于一般水平，与国外高端产品比，工艺及材料还达不到要求，但尽管如此，一般国内的产品还能常规应用通用行业，并被客户及市场接受，唯一困扰制造热电偶企业的是保护管经常损坏，需要更换，这样造成浪费较大，同时不能让使用企业在生产中连续监测温度参数。纳米涂层粉体再造技术和工程应用尚处于概念炒作和实验室研究阶段。该项技术成果通过我们的试验样品检测又一次得到证实（详见附件检测报告及使用业绩）。我们在原产品研制技术基础上，加强了纳米合金化等技术的研发，利用国产原料和国产设备，制备金属/三氧化二铝/二氧化钛纳米陶瓷涂层材料颗粒再造技术及所掌握的合金化改性技术，改进并优化工艺流程和工艺参数，使产品性能和质量达到了预期的目标，产品成本也有较大幅度的降低，更适合中国市场的实际情况和大规模的工程应用。目前正在和有关部门协商利用关键产品进行进一步试验验证并进行国家级的技术鉴定。该技术拥有完整的国内自主知识产权，技术成果已具备广泛的工程应用价值和良好的市场前景。目前，前来咨询和商谈应用合作的单位和厂商络绎不绝。1.1.2项目优势分析1、国内外现状特种陶瓷作为一种新材料，近十几年来得到了迅速的发展。西方主要国家特种陶瓷的销售额1995年为156亿美元，2000年为280亿美元，1995－2000 年平均年增长率为10％左右，今后十年仍将维持这个速度增长。目前世界发达国家基本垄断了特种陶瓷的国际市场，我国1995年特种陶瓷的产值约为80亿元人民币（约10亿美元），这相当于日本的九分之一、美国的五分之一，与欧洲的水平相当，为了满足国内的需要，我国每年还不得不从国外进口大量的特种陶瓷产品，其中陶瓷涂层及结构陶瓷进口额估算约20亿人民币以上。由此可见，我国特种陶瓷的发展空间大，而陶瓷涂层仍处于初始开发阶段。国内生产类似产品的厂家仅有两家四平市高斯达纳米材料有限公司和湖南百富瑞材料有限责任公司，但他们的技术都远比我们落后，投资规模不大，至今未取在高温领域的进展，对我们构不成威胁。国外较大的有美国美科、美国大发和美国的英佛曼公司，它们的成本、销售价都是我们两倍，并且前两者生产不了纳米陶瓷材料，它们的陶瓷涂层性能比我们差，我们的粉体及后续处理工艺有很强的市场竞争力。2、技术发展趋势热喷涂技术是表面工程领域中应用十分广泛的技术之一。如今，纳米材料热喷涂技术已成为热喷涂技术新的发展方向。刚刚进入二十一世纪，美国政府就发表了《国家纳米技术规划领导下的一次工业革命》报告，并在2001年联邦预算中将用于纳米科学技术研究开发的经费对比2000年增加了84%之多，近期在材料科学和表面工程领域传出捷报：一种革命性的热喷涂纳米结构金属陶瓷涂层技术已经远远超过美国海军技术标准1687A的要求，获得了美国海军应用证书并被广泛应用于军舰、（核）潜艇、扫雷艇和航空母舰设备上的近百个零部件，这是纳米结构的热喷涂涂层首次获得产业化实际应用。美国纳米材料企业（英佛曼高科技公司）是纳米材料应用在热喷涂工艺上的国际首创者。美国康州大学的斯托特教授和罗格斯大学的卡尔教授都是英佛曼高科技公司的创始人，他们首先研究出纳米粉末的再造粒方法，使具有纳米结构的粉末材料能够用于传统的热喷涂喷枪上，从而使生产纳米结构的热喷涂涂层成为可能。2002年起，在美国海军的资助下，由美国康州大学和英佛曼高科技公司等七个单位共同组成的课题组开始了一项纳米结构热喷涂金属陶瓷涂层的研究项目，这项第一期近40万美元的海军项目，其目的在于用高性能的纳米结构金属陶瓷涂层取代美国海军舰船及潜艇上使用的常规陶瓷涂层。 美国海军使用的陶瓷涂层主要有氧化锆系列的热障涂层；氧化铝/氧化钛系列的耐磨、抗蚀涂层和碳化钨/钴系列的耐磨涂层等。陶瓷材料具有十分优异的强度和化学稳定性，并被广泛应用于各种耐磨抗腐蚀领域；还被作为涂层材料用来提高整体材料的表面性能。陶瓷材料普遍存在着脆性大和热冲(热震)抗力低这两大缺点，限制了陶瓷材料的使用范围。作为涂层材料使用，还要考虑到陶瓷涂层与基体材料间的结合强度以及涂层本身的致密性。在我国，由朱长余工程师参与的电厂及化工长锅炉表面处理后的陶瓷涂层，使用后，寿命提高了5倍（耐磨、耐高温、耐腐蚀），不再有煤高温高压后的结垢现象，并通过黑体辐射原理，使原来的热效应提高了20%，通过调整在热电偶套管处理上，进一步提高了纳米金属陶瓷粉末和涂层的质量，喷涂的样品和部件的各种性能非常优异。3、本项目产品与国内外同类产品相比具有的优缺点一般来说，市场的竞争环境可以分为四种形式，即完全垄断、寡头垄断、垄断竞争和完全竞争。其中，完全垄断和完全竞争的市场竞争环境属于比较极端的情况，在大多数市场经济中是比较少见的，而垄断竞争是指为数众多的企业同时在生产相似的但略有差别的产品，市场上有很多买者和卖者，各企业把其他企业的产品价格作为既定的参考，同时，企业进出该行业相对比较容易。本项目的技术是温度传感器套管，在原有金属套管基础上使用陶瓷材料配方和工艺的基础上，进行了功能性的改进，利用纳米材料的优点进行了工艺改造，使产品具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等性能。然而，作为一种新材料必然与商业上耐磨热电偶（高铬铸钢类材料）之间存在一定的竞争关系。在我国热电偶制造行业中，生产企业超过几百家，数量众多，产品在技术上差别不大；但大多数企业已经与若干用户形成稳定的供货关系，具备与某一设备配套部件的生产能力，因此各自的市场份额相对稳定，但他们都遇到同样的问题，在水泥，电厂使用热电偶套管经常损坏，客户单位经常要求他们提高产品质量，但都未能解决，特别是水泥行业，使用最好的30天不到，最差的4-5天就得更换，这些制造热电偶企业，特别苦恼，一直在寻找能有如此性能的套管，但都没有进展。国外几家大型生产企业如美国美科、美国大发和美 国的英佛曼公司等既垄断了市场上近90%的份额，他们之间又存在此消彼长的竞争关系。同时，因为他们也不是制造热电偶的企业，也不是制造套管的企业。因此本项目在市场环境下不面临竞争，也可以凭借自身的功能优势形成一定的垄断能力。目前国内市场上以有2家具有与本项目所采用的技术较相似功能的新产品，仅从短期来看，本专利技术产品的竞争对手局限于用于热喷涂陶瓷涂层。在赢得目标客户信任、占领市场、构建完整的销售渠道等方面，还需要根据竞争对手的具体情况设计市场策划方案。而在本项目长期发展过程中，代表国外同行业先进水平的陶瓷涂层等高技术产品已逐渐进入国内市场。而且国内具备新技术开发力量的企业也会陆续推出类似或改进型产品。因此激烈的竞争局面应出现在两到三年后，竞争对手也转变为在功能、结构方面包含高科技因素在内的新产品。4、本项目产品的竞争趋势热电偶套管表面纳米陶瓷材料作为一种新型材料用于热喷涂领域，结构陶瓷领域等在国内外均受到高度重视，但我国陶瓷生产企业因缺乏技术、资金投入，产品的开发研制能力十分薄弱。因此，我国陶瓷行业的未来竞争压力将主要来自于国外的先进技术和产品。可以说，本项目产品的技术优势将很难被其他产品突破。当然，随着国内外陶瓷产品的不断开发，未来完全有可能出现新型陶瓷材料、但在表面处理的核心技术及应用于热电偶上。短时间内不会有竞争。5、产业带动关联性本项目产业化的实施将带动机械加工和机械加工产品维护的一次技术革命，对促进军工、航空航天、造船修船、交通、能源、换热器、冶金、电力、风机、石油化工、电子、纺织、造纸、印刷、建材等相关产业的升级换代，相关产品的可持续利用将产生积极的作用，是实施可持续发展战略的重要方面，特别是在改造传统产业的同时，将大幅度提高传统工业产品的附加值，为关联产业带来不可估量的经济和社会效益。本项目生产所用的各种原材料（金属、合金和氧化物纳米粉）均可在项目承办单位解决，专业技术人员和工人可在本地区招聘，从而对当地经济发展产生连带作用。1.2项目建设内容及产品规模 1.2.1项目建设内容本项目占地10000m2，在安徽晋源集团有限公司仪表技术中心现有公用设施基础上，主要建设两个生产车间，计2920m2。铸造套管设备自制纳米粉生产设备；自制或采购纳米粉造粒设备及预处理设备；采购热喷涂设备、关键检测设备及后处理设备等。1.2.2产品规模本项目建设分两期进行，在首期工程实施二年后，开展二期工程建设，建成年产热电偶套管100000支能力的生产能力。本项目新建两个生产车间，一个是年产1吨强韧纳米结构金属陶瓷涂层材料（纳米粉）生产造粒车间，包括生产纳米粉原料及成品仓库；另一个是年产10000m2热喷涂（等离子和火焰喷涂）生产车间，包括表面前处理、材料热喷涂及喷涂产品、半成品仓库等。1.3经济和社会效益预测1.3.1主要经济效益预测指标详见表1主要经济效益预测指标一览表序号指标单位数量备注1生产规模1.1金属陶瓷涂层纳米粉吨/年101.2热喷涂产品m2/年100002建筑面积m229203总投资万元2329.4分两期4企业定员人615工作日天/年3006金属陶瓷涂层纳米粉吨107主要燃料动力消耗7.1新鲜水吨300年消耗7.2采暖元/m2277.3电万度800年消耗8产品单位成本8.1金属陶瓷涂层纳米粉万元/吨608.2热喷涂产品元/m220009年销售收入万元500010年均总成本万元1948.811年经营成本万元324.812年均利润总额万元1089.38税后 13借款偿还期年014投资回收期年2.14税后15投资利润率％46.7716投资利税率％43.8717财务内部收益率％36.7税前18财务净现值万元2194.73税前19盈亏平衡点％25.11说明：表中“万元”均为人民币1.3.2社会效益分析纳米结构金属陶瓷作为一种新材料，近十几年来得到了迅速的发展。至今，世界上大约开发了200多种陶瓷材料及2000多种应用产品。虽然我国能生产出性能良好的陶瓷材料，但许多仍停留在实验室的少量样品上，有的产品由于成本高及可靠性等问题，市场还不能接受，所以产品的销售额与发达国家相比相差甚远。主要表现在产品的市场占有率低。本项目为成熟的大型工业化项目，其技术为世界领先。该产品创造出具有高强度、高硬度、高弹性、高韧性、高耐磨性、高抗蚀性、高热冲(热震)性能、高疲劳抗力的三维网络结构的多组分陶瓷复合材料，其应用领域十分广阔。本项目系列产品得到开发后，在未来3-5年内，将占有国内80%的市场份额（10亿元/年），完全可以在该行业内形成标准。本项目建成后，能更好地服务我国军工、航空、航天、造船修船、汽车制造、铁路运输、冶金、能源、电子、纺织、涂料等行业需求，并将带动相关产业发展，增加社会就业，它的建成对振兴天长仪表工业基地有着积极的促进作用和树立温度仪表国际品牌。因此，本建设项目具有较好的社会效益。1.4项目总投资及筹资方案1.4.1项目总投资项目总投资2329.4万元，首期工程需投资1500.4万元，其中厂房建设及改造投资292万元。二期工程需投资829万元。1.4.2资金筹措企业自筹1129.4万元，社会融资1200万元。1.5合作方式 合资、合作或其他方式，可面谈。1.6需外方投资方式资金、设备等均可，其它方式可面谈。1.7项目建设地点本项目建设地点位于安徽晋源集团厂区内1.8项目进展情况项目前期工作基本完成，部分配套设备已采购完毕，辅助设备尚未完全。目前已经可以进行生产。2项目单位概况2.1基本情况1、项目承办单位名称：2、法定地址：3、法人代表：4、企业所有制形式：有限责任公司2.2企业概况公司和俄罗斯国家科学院工程技术中心、北京大学、清华大学、哈尔滨工业大学、中国科学院金属研究所、北京矿冶研究总院等国内外著名科研机构建立了广泛的生产制造、科研攻关及技术合作等关系，许多国内外处于领先水平的合作项目正在有计划的稳步开展。尊重知识、尊重人才、依靠技术进步、不断开发优良产品，依靠先进的经营管理理念促进公司蓬勃发展。以公司为平台，在自主开发新技术、新工艺、新产品的同时，制定优惠政策，不断吸纳仪表及材料表面工程领域的优秀人士加盟，致力于仪表功能性材料及表面工程领域优秀科研成果的转化，促进高新技术的普及推广和传统工业的改造。 一、公司已开发和正开发产品种类：※主导设备产品1、SNH-Ⅲ型电弧法金属纳米粉制取设备。产量：1kg～3kg/日。2、SNB-Ⅲ型电爆法金属纳米粉制取设备。3、多功能纳米粉体制取设备。。该设备可生产金属、非金属无机物、有机物、植物多种脆性原料的纳米粉体，所生产的纳米粉体，细化-分散-活性保护为一次完成，具有成本低、粒径小、粒径分布均匀、分散均匀无团聚、颗粒尺寸可控及产量高等特点。目前单台设备生产能力已达到40kg/日，已形成五个规格型号，属于高效环保的球磨法粉体超细化加工设备。此外，公司还与科研院所、高校合作，采用化学法生产纳米粉。本公司生产的纳米粉体，已形成了不同纯度、不同粒径、适合不同材料品种、优势互补的多品种系列化体系，在国内纳米粉体加工方面具有绝对优势。※公司的纳米粉体及其它产品5、（国内首创）快速烧结公斤级纳米结构单质或复合金属制品组构材料6、喷涂用合金化强韧纳米金属陶瓷造粒粉体、纳米陶瓷造粒粉体、纳米复合金属造粒粉体、纳米合金造粒喷涂用粉体7、零部件表面强韧化改性，零部件表面防护和修复8、先进、新型热喷涂设备的研制开发，其它表面工程设备的研制和开发9、纳米材料复合镀及强化技术的产业化、金属纳米涂料合成技术的产业化2.3联系方式邮政编码：联系人：朱长余电话： 传真：手机：电子邮箱：'