聚晶金刚石复合片（pdc）截齿及潜孔钻头产业化项目可行性研究报告

河南四方达超硬材料股份有限公司聚晶金刚石复合片（PDC）截齿及潜孔钻头产业化项目可行性研究报告2011年6月目录1总论111项目名称及承办单位112项目承办单位概况12项目背景221本项目产品在我国经济建设中的重要作用及战略意义222国家产业政策及宏观经济背景423本项目产品的发展情况724本项目产品国外发展情况1125相关产业及本项目产品发展方向和趋势123项目建设的必要性1231项目产品具有优异的性能1232项目的实施是公司总体发展战略实施的需要1533项目实施符合国家产业政策1634项目建设可以大量替代进口，并出口创汇1635项目产品具有优异的性能，市场前景广阔1736项目建设具有良好的经济效益和社会效益174市场分析1741市场需求现状1742市场需求预测1943进出口市场2144进出口产品的价格分析245产品竞争力分析2551行业进入壁垒2552技术保障2653市场及客户2754与主要市场竞争者相比具有的产品和市场优势286项目投资方案3261建设方案与生产规模3262产品方案3263生产方法3264厂址3365主要原辅材料供应3366供水3367供电3368环境保护3469定员与劳动力来源34610项目总投资35611项目实施进度35612主要经济技术指标表357建设条件3671工程地质条件3672水文地质条件3673气象条件3774地震烈度3775交通运输条件76基础设施条件388结论381总论11项目名称及承办单位项目名称聚晶金刚石复合片（PDC）截齿及潜孔钻头产业化项目承办单位河南四方达超硬材料股份有限公司法人代表方海江12项目承办单位概况河南四方达超硬材料股份有限公司前身为河南四方超硬材料有限公司，于1997年3月注册成立，2008年9月转制为股份公司。2011年2月15日正式登陆深圳证券交易所，股票代码300179。公司系河南省高新技术企业，产品质量通过摩迪国际ISO90012008认证。公司主要从事复合超硬材料及超硬材料制品的研制、生产和销售，主要产品包括聚晶金刚石复合片、聚晶立方氮化硼复合片和聚晶金刚石拉丝模坯，是国内规模最大、产品种类和规格最全的聚晶复合超硬材料专业生产企业。目前公司产品出口到欧洲、美洲及亚洲四十多个国家和地区，出口占比50左右。与国内竞争对手相比在产品质量和技术研发上具有明显优势，与国际竞争对手相比具有较大的价格优势，总体而言，公司产品已经占据了一定的市场份额并且具有较强竞争力。2项目背景21本项目产品在我国经济建设中的重要作用及战略意义金刚石和立方氮化硼等由于具有极高的硬度，统称为超硬材料，具有硬度高、耐磨和热传导性能好、热膨胀系数低，高绝缘性、高化学稳定性、高温半导体特性等多种优良性能，广泛应用于加工各种金属、非金属材料。复合超硬材料主要是指以超硬材料为主要原料，添加金属或非金属粘结剂所制备的复合材料。复合超硬材料制品广泛应用于矿山开采、基础设施建设、房屋维修、机械加工、地质勘探、光学仪器等领域，随着科学技术的发展，还成为微电子、光电子、通讯、航天等高科技领域不可替代的关键材料。超硬材料及制品的应用领域非常广泛，世界发达国家把超硬材料及其应用拓展作为重要的发展方向，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。从某种意义上说，超硬材料及制品的研究应用代表一个国家的科技发展水平。我国超硬材料行业经过几代人的努力和多年的发展，从无到有，从小到大，从技术到规模均取得了长足进步，超硬材料及各类制品基本满足了国民经济各个领域的发展要求，但我国超硬材料及制品与发达国家存在一定的差距，特别是高端产品及应用方面差距更大，我国高端应用仍以发达国家产品为主。随着我国航空、航天、汽车、船舶、矿业和能源等工业迅猛发展，对结构材料性能的要求也越来越高，用于加工这些高性能结构材料的复合超硬材料的应用也越来越广。由此可见，超硬材料及其相关制品在我国经济建设的发展过程中扮演着不可替代的重要角色。将聚晶金刚石薄层附着粘结在硬质合金衬底上的复合材料称金刚石复合片,代号为PDC。PDC兼有金刚石聚晶的极高耐磨性和硬质合金的高抗冲击,并且金刚石层能始终保持锐利的切削刃,在矿山生产、地质钻探中的软至中硬地层使用,效果良好。截齿是采煤机械和掘进机械的主要配件，参与煤层、岩层的截割，在煤炭开采、巷道挖掘中起着至关重要的作用,用于截割坚固性系数F不大于8的煤和夹矸。传统的截齿由钢制基体和硬质合金齿头焊接成，结构简单，制造方便，在开采硬度较软的岩层或纯煤层时，可以满足使用要求；但在偏硬的岩层开挖巷道时，由于硬质合金的耐磨性不够而使截齿的使用寿命过短，进尺速度变慢，频繁更换截齿增加了停机时间，造成掘进效率低下。国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见第十三条提出，要加快提升煤炭生产和设备制造技术水平。采用高新技术和先进适用技术，加快高产高效矿井建设，淘汰落后的技术装备与工艺，推动煤炭工业科技进步。目前，在各地煤矿普遍使用的是硬质合金截齿，硬质合金煤截齿在复杂的地质环境中，磨损恨快，消耗严重，与高产、高效的要求有很大差距。目前国内市场上几乎全是硬质合金截齿，合金截齿的生产厂家达到数百家，很多大型煤矿都有自己的截齿生产厂；在高端截齿方面，进口或合资企业占据了大部分市场。随着煤矿开采规模的扩大，采煤效率提高的渴求，煤炭开采的难度进一步加大，地层更加复杂，对新型高耐磨复合截齿的需求也更加迫切。PDC截齿采用聚晶金刚石复合片代替硬质合金齿头。金刚石是已知硬度最高的材料，聚晶金刚石复合片是由无数微小金刚石颗粒和粘结剂混合组成的切削层和硬质合金衬底层在高温高压下烧结合成的，具有高强度、高硬度、高耐磨性、抗冲击性以及良好的自锐性，这些优良特性使其能够应用在煤层、岩层的开采，取代硬质合金。开发具有高耐磨的煤矿用聚晶金刚石复合截齿，一方面提高掘进效率，另一方面可以依据煤矿开采所需要的截齿的特点和性能要求，提供合适的截齿产品，提高煤矿机械装备的技术含量，推动我国煤矿机械配件的科技进步。潜孔钻头是矿产资源勘探、开发的基础耗材。目前市场上主要为镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头。镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头目前广泛应用于生产，并发挥了巨大的作用，但在面对极硬的地层时，硬质合金柱齿头耐磨性差，钻头使用寿命短，延长了工程周期，提高了凿岩成本，给国家的硬质合金资源造成了很大的浪费，采用新型的潜孔钻头来满足市场的需求成为我国潜孔钻头生产单位必须面临的一项十分重要的课题。河南四方达超硬材料股份有限公司在多年对超硬材料研究的基础上开发出了聚晶金刚石潜孔钻头，它采用聚晶金刚石复合片代替了传统的硬质合金柱齿，很好的解决了在面对极硬地层时硬质合金柱齿不耐磨的问题，具备了产业化条件。22国家产业政策及宏观经济背景221国家相关政策我国历来非常重视超硬材料及制品产业的发展。在国家发改委、科技部、商务部发布的“当前优先发展的高技术产业化重点领域指南”中，明确把超硬材料及制品列为国家优先发展的重点领域，其一是在先进制造领域，优先发展工业自动化和精密高效加工，包括发展新型的精密加工刀具、磨具等；二是在新材料领域，优先发展复合材料，包括以超硬材料与金属、陶瓷、树脂等材料为主要成分的基础上添加不同作用填料构成的具有特殊性能和用途的新型复合材料。在2008年国家发布的国家重点支持的高新技术领域也将超硬复合材料制备技术作为国家重点支持的高新技术产业。2005年9月，国务院通过了关于加快振兴制造业的若干意见；2006年2月，国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）；同年，国务院又发布了国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见（国发2006）8号，2009年发布装备制造业调整和振兴规划等宏观政策，作为装备制造业的相关产品，本项目将为规划的实施作出应有的贡献。222河南省相关政策河南省国民经济和社会发展第十二个五年规划（河南省人民政府豫政2011第38号）明确提出将超硬材料超硬材料及制品特色产业链作为省“十二五”重点着力培育发展的特色产业之一。河南省“十二五”科学技术发展规划提出大力发展高新技术产业，运用高新技术改造提升传统产业和基础产业。实施高新技术产业化专项，加快高新技术研发和产业化步伐，打造高新技术产业链和产业集群，发展壮大新兴高新技术先导产业；围绕装备制造、冶金、化工等工业主导产业，运用高新技术推动工业主导产业振兴。与此同时，加快培育创新型产业集聚区，提升产业集聚区发展水平。郑州市新材料产业发展规划（20112015）提出十二五期间重点发展具有产业基础的超硬材料及制品等四大新材料产业领域，力争到2015年超硬材料产业实现销售收入1100亿元。并提出重点培育包括四方达超硬材料股份有限公司在内的一批骨干企业战略设想，在包括本项目在内的一批重点项目方面给予积极支持。223总体经济背景胡锦涛总书记在十七大报告中提出“在优化结构、提高效益、降低消耗、保护环境的基础上，实现人均国内生产总值到2020年比2000年翻两翻。”为我国未来的发展定下了基调。国家“十二五”规划纲要坚持了以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为主线的总体思路。从中长期来看，先进制造业仍将是我国经济发展的重点、能源保障对我国经济建设的发展起着突出关键的作用。包括本项目产品在内的超硬材料行业制品将会在国家经济发展的背景下受益匪浅。我们国家居民消费结构正在转入到以住、行为主的阶段，需要一个新的加工制造业结构，这个结构包括一个规模很大的重化工材料工业，也包括一个和这个工业相配套的基础设施，包括能源、矿产、交通等一些方面。从国际经验看，发达国家以建筑业和汽车工业为支持的发展，一般将会持续数十年时间。所以我国现阶段经济发展水平而言，超硬材料制品行业面临的是一个非常好的中长期经济发展阶段。23本项目产品的发展情况231国内超硬材料及制品行业发展的总体情况近十多来年，我国超硬材料产业的发展很快。目前已经有企业约千家，以人造金刚石和立方氮化硼作为超硬材料原料而生产的各种产品已经广泛应用于机械加工、石材加工、地质钻探、电子、国防工业，近年已开始快速走向国际市场。表21为2001年以来我国人造金刚石产量及增长情况，从表中可以看出，我国人造金刚石自2001年以来一直处于快速增长态势，平均增长率达到1627。作为超硬材料制品的主要原料，与我国超硬材料产业的快速发展高度相关。表2120012010年我国金刚石产量及增长率项目200120022003200420052006200720082010金刚石产量/亿CT162025332935373508436519621增长率252653075001243191197表22为中国机床工具工业协会超硬材料分会提供的2005年2008年超硬材料行业国内部分企业指标增长情况。可以看出20052008年统计到的4675家企业工业总产值最低增长率13以上。表2220052008年部分企业指标增长情况项目2005200620072008工业总产值亿元66697909929713058增长率265133298135同比企业数个55465475CBN及微粉产量亿克拉215221261279增长率3872818169各类制品产值亿元1493165227323增长率164105376423从表21至22可以看出，2000年以来，我国超硬材料行业基本上一直呈高速发展的态势。我国复合超硬材料行业经过多年的发展，已经形成了较大的产业规模。品种更多样化、产品更精细化、应用更专业化，一般小规模的企业会有几十个产品规格；略有规模的企业会有几百个产品规格；规模大或很大的企业会有几千个产品规格。复合超硬材料制品形成河南、北京石家庄地区、江苏、福建、山东等地为核心的主要生产区域。低端产品市场竞争激烈，但高端产品仍有较大的市场和利润空间。232本项目产品在国内的生产情况（1）PDC截齿目前国内截齿绝大部分是硬质合金截齿，合金截齿的生产厂家达到数百家，很多大型煤矿都有自己的截齿生产厂，目前国内生产的截齿的质量参差不齐，且主要是低端产品。在高端截齿方面，进口或合资企业占据了大部分市场。随着煤矿开采规模的扩大，开采条件更趋复杂，开采难度进一步加大，对新型高耐磨复合截齿的需求也更加迫切。随着大型采掘机械在煤矿采掘、隧道盾构、沟槽挖掘、公路铺设以及航道疏浚等恶劣工况施工领域中的广泛应用，截齿作为截割岩层的关键工具而受到重视。但是按照现有生产工艺生产的硬质合金截齿存在耐磨性差、齿头易脱落等问题，导致施工过程中截齿频繁更换。国内近年来对金刚石截齿也进行了积极的开发和研究，2002年山东地质探矿机械厂研制出了一种采煤机金刚石截齿，为利用金刚石烧结体代替硬质合金探索了一条新的技术途径；湖南飞瑞复合材料有限责任公司研制出了一种金刚石复合片截齿，齿头的硬质合金基底和金刚石聚晶之间设有一层以上的梯度过渡层，锥形齿体外侧分布多个硬质合金保径齿，这种截齿在使用中降低了截齿的更换频率，提高了钻进效率。肯纳金属（徐州）有限公司系美国肯纳金属有限公司设立在中国的全资子公司。主要产品有各种规格的采煤机螺旋滚筒用镐形截齿、矿山开采及石油钻探用的超强耐磨材料等。山特维克（SANDVIK）在中国设有生产基地。产品包括嵌入式硬质合金头适合截齿等。本项目产品目前在国内没有大规模产业化生产。（2）潜孔钻头潜孔钻头主要分为高风压潜孔钻头和低风压潜孔钻头。高风压潜孔钻具在材质、机械加工、热处理工艺、整体性能上都要求十分严格。2009年我国高风压钻具生产企业年产高风压潜孔钻头约67万只，其中以105178MM的钻头为主。2009年我国低风压潜孔钻头年产量近36万只，钻头的直径范围为D65176MM，其中以90135MM钻头为主，低风压潜孔钻头的使用量也呈上升趋势。2009年国内全年总产量约43万只，总销量达40万只左右，工业总产值达20亿元左右。国内高风压潜孔凿岩钻机具的发展趋势是向大型化方向发展，如湖南万众机械有限公司、长沙矿山研究院、湖南山河智能机械有限公司等均已开发出了大型凿岩钻机及大型钻机配套的高风压潜孔冲击器和高风压钻头，穿孔直径已超过200MM。国内高风压潜孔钻具生产厂主要集中在湖南长沙、河北宣化和湖北地区。近年来，大直径高风压冲击器和钻头大于200MM，小直径高风压冲击器和钻头小于75MM，在国内各种岩土工程和矿山的使用中，显露出了其良好的技术特性，即穿凿速度快，使用寿命长，单价适中，因而深受用户的好评。近年来国内高风压潜孔钻机因效率高而使用量呈上升趋势，高风压潜孔钻头的使用量也呈上升趋势。主要生产企业包括长沙黑金刚、长沙天河、湖北五环、宣化阿特拉斯、宣化苏普曼等。这几家都已形成规模，在潜孔类钻具领域已积累了比较丰富的经验，产品质量达到了很高的水平。目前在国内尚没有聚晶金刚石复合片潜孔钻头产品生产，本项目具有很大的技术垄断优势和可观的市场前景。233国内企业发展存在的主要问题虽然我国一些相关产品已经具有较高的质量水平。但是总体而言，其技术水平与国外同类产品相比还有一定的差距，主要表现在1、整个产业缺乏统一管理和宏观调控，制品销售市场产品质量不稳定，竞争无序，价格混乱。2、制品生产装备和整体技术水平比较落后，一些较先进的新技术、新工艺推广应用较慢，一些高性能产品制造工艺不过关，生产稳定性差。3、除部分行业龙头企业外，大部分生产企业规模普遍偏小，产品系列不全，缺乏市场竞争力。4、总体而言，新产品开发、新技术研究等方面资金投入不足，缺乏自己的核心技术。5、使用过程中，基体材料重复使用率低，钢材浪费严重。24本项目产品国外发展情况PDC截齿是国内外研究的一个方向。比如北美悬臂式掘进机生产商ALPINE集团开发的PDC截齿，在硬岩和磨蚀性岩石中掘进的耐磨性为硬质合金截齿的100倍；澳大利亚的JAMESNORMANBOLAND等人在用于硬岩中掘进的金刚石截齿齿尖材料和焊接材料方面进行了创新；瑞典山特维克公司发明的旋转截齿，截齿头可采用金刚石齿头通过钎焊焊接到截齿柄上。在国内外市场上还未见到聚晶金刚石复合片截齿产品的大批量生产，聚晶金刚石复合片截齿的生产将占据世界高端截齿市场。潜孔钻头及矿山工具配件的市场容量很大。在国际市场上有一定规模的凿岩钎具生产厂大约有200家，其中很大一部分是与凿岩机械生产配套的钎具工厂，但大部分规模不是很大几个大公司正在并购小厂，如SANDVIK、ATLAS等。国外钎具市场份额占有较大的是瑞典的SANDVIK公司、ATLASCOPCO公司、南非的BORATLONYEAR公司等这几家公司基本上代表了国际市场的发展方向。25相关产业及本项目产品发展方向和趋势相关产业及本项目产品的发展方向和趋势主要体现在（1）我国煤炭工业和矿山开采业的发展，需要有与之相适应的优势材料和工具，硬质合金工具在矿山开采方面逐步被超硬复合材料取代是一种必然的趋势。也是提高我国机械装备的技术含量，推动我国机械配件的科技进步的必由之路。（2）一批具有接近或达到国际先进生产水平和管理水平的骨干企业将成为我国复合超硬材料及制品行业的中坚力量。一些技术水平和管理水平低下的企业将被淘汰，产业结构调整将成为行业未来一段时期的重要趋势。（3）在进一步完善现有国家和行业标准的基础上，一批更加符合当前形势的新标准将出台。（4）全行业的总体技术水平将得到有效提高。（5）规模化、专业化、产品分类细化、国际竞争能力有效提高。本项目的建设，顺应了行业这种趋势，具有良好的发展前景。本项目产品，填补了多项国内外市场空白，具有强大的生命力。3项目建设的必要性31项目产品具有优异的性能311技术性能优异截齿作为采煤机械和掘进机械的主要配件，参与煤层、岩层的截割，在煤炭开采、巷道挖掘中起着至关重要的作用。目前，在各地煤矿普遍使用的是硬质合金截齿，硬质合金煤截齿在复杂的地质环境中，磨损恨快，消耗严重，与高产、高效的要求有很大差距。传统普通截齿的实效形式主要有两种一是随着硬质合金齿头的磨损，齿头变钝，难以对岩石形成有效切削，当整个截齿滚筒上磨损的截齿达到一定数量，掘进速度将显著变慢，这时就要停机检查、更换截齿。第二种情况是由于钢制基体耐磨性太低，工作中基体先于硬质合金截齿头磨损，当严重磨损时，失去了对硬质合金截齿头的支撑保护作用，从而使硬质合金头还未完全使用就整体脱落，整只截齿失效。针对截齿的失效形式，人们通过各种方法来提高截齿的耐磨性，包括使用性能优良、耐磨性更高的硬质合金，采用拥有高硬度和优异机械性能的合金钢作为基体，或者在钢制基体易磨损部位堆焊或涂覆耐磨材料等，但是以上这些方法仅仅是在现有条件下对截齿进行改良，对截齿的性能提升有限。截齿的主要性能指标就是耐磨性，而要想显著提高其耐磨性，必须改变截齿的材料组成。其中硬质合金齿头可以用聚晶金刚石复合片代替。由于金刚石是已知硬度最高的材料，聚晶金刚石复合片是由无数微小金刚石颗粒和粘结剂混合组成的切削层和硬质合金衬底层在高温高压下烧结合成的，因而具有高强度、高硬度、高耐磨性、抗冲击性以及良好的自锐性，这些优良特性使其能够应用在煤层、岩层的开采，取代硬质合金。河南四方达超硬材料股份有限公司利用在聚晶金刚石复合片制造领域积累的技术优势，克服了异型复合片在高温高压条件下压力场不均匀的难题，成功研制出外观平整、各部位性能一致的锥球形复合片产品，应用于复合截齿的齿尖部位，表现出优异的性能。潜孔钻头主要分为高压潜孔钻头和低压潜孔钻头。高风压潜孔钻具在材质、机械加工、热处理工艺、整体性能上都要求十分严格。市场上主要为镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头，镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头广泛应用于生产，并且在凿岩工程中发挥了巨大的作用，但在面对极硬的地层时，硬质合金柱齿头耐磨性差，钻头使用寿命短，延长了工程周期，提高了凿岩成本。聚晶金刚石潜孔钻头采用聚晶金刚石复合片代替了传统的硬质合金柱齿，很好的解决了在面对极硬地层时硬质合金柱齿不耐磨的问题。与硬质合金潜孔钻头相比，PDC潜孔钻头具有优越的性能优势。312工作效率高、使用寿命长具有高耐磨的煤矿用聚晶金刚石复合截齿，可以适用于硬度较高的矿岩等生产环境，可以大大提高掘进效率，同时，极大延长了工具的使用寿命。在一般情况下，PDC适用寿命为硬质合金的几倍至几十倍，ALPINE集团开发的PDC截齿，在硬岩和磨蚀性岩石中掘进的耐磨性甚至达到了硬质合金截齿的100倍。使用寿命大大延长的同时，由于大量减少截齿的更换次数，可以大幅度有效提高工作效率。聚晶金刚石潜孔钻头很好的解决了在面对极硬地层时硬质合金柱齿不耐磨的问题，从而大大提高了钻头使用寿命。根据对公司生产样品在矿山生产现场测试结果，PDC潜孔钻头与硬质合金潜孔钻头相比，作业效率提高20，使用寿命提高10倍以上。313大幅度降低使用成本根据对本项目产品的实验统计与硬质合金截齿相比，聚晶金刚石复合片（PDC）截齿使用综合成本降低50左右。与硬质合金潜孔钻头相比，PDC潜孔钻头综合应用成本降低50左右。由此表明，本项目产品在生产中将大大降低应用成本，具有很强的实用性。314可靠性高由于聚晶金刚石既有金属与金属之间的结合，又有金刚石微粒之间的结合，各人造金刚石微小晶体各自任意定向，排列无规则，所以它不但具有硬质合金的坚韧性，而且又有天然金刚石的硬度，综合机械强度比天然金刚石好，抗冲击能力强，不易开裂，性能稳定。可靠性高。32项目的实施是公司总体发展战略实施的需要公司拥有多年的复合超硬材料及超硬材料制品生产经验，经过14年的发展，企业已经确立了行业骨干企业的地位。企业提出了“产品国际化、股权多样化、资本市场化”的发展战略，在通过上市募集资金成功的基础上，进一步扩大生产规模，向上下游延伸产品，继续增大国内外市场份额，进一步确立公司全国知名品牌、国内超硬材料行业一流公司的地位，达到市场占有率全国第一的整体经营目标。同时，在510年内发展成为世界超硬材料行业的知名企业。本项目的实施有助于公司继续保持自己传统优势，增强企业竞争力，最终实现总体发展战略目标。33项目实施符合国家产业政策我国历来非常重视超硬材料及制品产业的发展。2008年国家发布的国家重点支持的高新技术领域将复合超硬材料制备技术作为国家重点支持的高新技术产业。国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年），先进制造业列为重点优先领域，高档数控机床与基础制造技术被列入16个重大专项之一。郑州市新材料产业发展规划（20112015）提出十二五期间重点发展具有产业基础的超硬材料及制品等四大新材料产业领域，力争到2015年超硬材料产业实现销售收入1100亿元。并提出重点培育包括四方达超硬材料股份有限公司在内的一批骨干企业战略设想，在包括本项目在内的一批重点项目方面给予积极支持。河南省超硬材料及制品区域特色高技术产业链总体方案要求到2010年，全省超硬材料制品实现销售收入占整个产业链销售收入比重达到60，国内市场占有率由现在的20提高到40，到2012年市场占有率提高到45项目的实施符合国家国家产业政策。34项目建设可以大量替代进口，并出口创汇本项目产品的技术层次和产品质量达到国际先进水平，在国内外市场与国外产品相比具有很强的价格竞争力，在国内可以满足高端市场的需求，为国家节约大量外汇。同时，产品可以大量用于出口。35项目产品具有优异的性能，市场前景广阔与国内竞争对手相比，项目产品在质量和技术研发上具有明显优势，与国际竞争对手相比具有较大的价格优势，具有较强竞争力，市场前景广阔。36项目建设具有良好的经济效益和社会效益本项目的建设具有良好的经济效益，根据测算，项目的内部收益率达到3757（所得税后）。以产量计的项目盈亏平衡点为5526。同时，项目产品技术含量要求高，产值大，利润率高，有利于超硬材料制品产业获得良性发展；带动国产基础设备、原料的发展，加快人才的培养和研发能力的提高；项目技术起点高，新增584名就业岗位，对构建和谐社会具有积极的贡献。4市场分析41市场需求现状411复合超硬材料及工具市场总体需求趋势我国政府提出当前经济发展的策略重点在于要优化产业结构、提高效益、降低消耗、保护环境，科学、全面、协调和可持续的发展，国内生产总值2020年要比2000年翻两番。十二五发展规划的公布预示我国在宏观经济结构调整的同时，制造业发展空间仍然巨大。从用户行业的发展情况看，十一五期间本项目产品所服务的相关产业增长幅度在60100以上。产品市场空间增长潜力巨大。412截齿2008年我国煤炭产量27亿吨，2009年煤炭产量29亿吨，2010年我国煤炭产量达32亿吨，国内生产的截齿消耗量综采一般在30把/万吨，连采在80把120把/万吨，最高可达200把/万吨。同期美国截齿综采损耗率在20把/万吨。若综合截齿消耗按50只/万吨煤估算，2010年国内年消耗截齿在1600万只左右，市场前景十分广阔。目前国内市场上绝大部分是硬质合金截齿，合金截齿的生产厂家达到数百家，很多大型煤矿都有自己的截齿生产厂，国内产品质量参差不齐，主要面对的是低端消费市场，价格从50300元不等。在高端截齿方面，进口或合资企业占据了大部分市场。随着煤矿开采规模的扩大，采煤效率提高的渴求，煤炭开采的难度进一步加大，地层更加复杂，对新型高耐磨复合截齿的需求也更加迫切。目前国内高端截齿市场几乎全被进口产品垄断，肯纳金属、山特维克等的硬质合金截齿价格是国内硬质合金截齿的34倍。由于产品规格不同，价格从200元1000元不等目前在国内外市场上还未出现大批量聚晶金刚石复合片截齿产品。413潜孔钻头潜孔钻头作为矿产资源勘探、开发的基础耗材，2009年国内全年总产量达43万只，其中高风压潜孔钻头约67万只、低风压潜孔钻头年产量近36万只。2009年潜孔钻头总销量达40万只左右，工业总产值达20亿元左右。2010年我国潜孔钻头的市场需求量估计为4446万只。高风压潜孔钻具在材质、机械加工、热处理工艺、整体性能上都要求十分严格。市场上主要为镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头，镶嵌硬质合金柱齿头的潜孔钻头已经广泛应用于生产，并且在凿岩工程中发挥了巨大的作用，但在面对极硬的地层时，硬质合金柱齿头耐磨性差，钻头使用寿命短，延长了工程周期，提高了凿岩成本。而目前国内高端潜孔钻头市场几乎全被进口产品垄断，肯纳金属、山特维克等的硬质合金潜孔钻头价格是国内硬质合金潜孔钻头的152倍。在国内外市场上还未见到聚晶金刚石复合片潜孔钻头产品的大批量生产，因此具有很大的技术垄断优势和可观的市场前景。42市场需求预测421本项目产品国内市场需求预测（1）PDC截齿根据煤炭工业十二五规划（征求意见稿）及国内其它机构预测，到2015年，我国煤炭需求总量将达到3842亿吨，规划国内煤炭产量将达到379亿吨。由此预测如果全部采用硬质合金截齿，2015年国内市场需求量将达到18001900万只。自2010年至2015年的需求年均增长率在4左右。市场空间广阔。2010年2015年，国内截齿市场需求结构将发生较大的变化，主要体现在高端截齿产品的市场份额不断增长，同时，PDC截齿产品由于其优秀的技术经济指标，市场竞争优越性不断体现，将占有越来大的市场份额。（2）PDC潜孔钻头根据我国水泥工业、冶金工业、有色工业、化工工业、建筑骨料产业、铁路及公路交通建设、地质矿产勘探等相关产业十二五发展规划及发展设想，十二五期间，我国矿业、基础工程建设和地质勘探业仍将在现有基础上快速发展。潜孔钻头作为上述领域的基础耗材，将在2010年市场需求的基础上得到进一步的快速发展，预测2015年国内潜孔钻头市场需求量将达到5560万只。2010年2015年市场需求的年均增长率约为556。市场前景广阔。潜孔钻头中，高风压潜孔钻头的需求比例将进一步增加。目前国内高端潜孔钻头市场几乎全被进口产品垄断，随着肯纳金属、山特维克等企业市场开拓的不断加强，其硬质合金潜孔钻头的市场份额比例也将有所增加。本项目产品PDC潜孔钻头属于潜孔钻头的最高端产品，具有很大的技术垄断优势。同时，由于其优秀的技术经济指标，市场竞争优越性不断体现，市场前景可观。422国际市场需求预测当前国际市场上，超硬材料制品的市场前景同样十分广阔，据有关机构分析，2009年全球石油用钻头市场容量估计为60亿美元、各类矿山用钻头市场容量接近150亿美元、复合超硬材料刀具的市场放缓，但增长趋势不会发生根本性变化。各种超硬材料制品的市场增长仍将是快速和持续的。（1）截齿2010年全世界煤炭产量73亿吨，其中中国产量占世界煤炭总产量的483。随着中国煤炭需求对国际市场依赖性的逐步增加，世界煤炭产量仍将保持一定的增长速度。根据近些年世界煤炭产量增长趋势及对未来经济形势的预期，估计20102015年中国以外世界煤炭产量的年均增幅在45左右。在截齿市场结构不发生大变化的情况下，预计2015年国际市场对硬质合金截齿的需求量约为23002500万只（不包括中国市场）。市场总销售额度预计为40亿美元左右（不包括中国市场）。（2）潜孔钻头目前全球各类矿山用钻头市场容量接近150亿美元。其中潜孔钻头市场容量很大，约有3040亿美元以上的市场份额（不包括中国），市场前景广阔。鉴于世界矿业市场在未来一段时期内仍将保持稳定发展的态势，预测2015年国际市场潜孔钻头的市场销售的将达到4060亿美元（不包括中国）。43进出口市场我国是世界上超硬材料的主要生产国，在世界超硬材料及超硬材料制品市场占有重要地位。目前中国超硬材料及制品直接出口的国家和地区已达100多个，若再加上经香港等地的转口贸易，几乎遍及世21界各地。由于国外市场是本项目的重要市场方向，对进出口市场进行分析，对本项目的建设有重要的意义。受海关统计口径限制，难以直接统计本项目产品的进出口数据，通过与本项目产品有关的大类产品的进出口情况分析，可以大致判断同类产品进出口的基本情况。20002008年我国带金刚石、立方氮化硼工作部件凿岩钻探工具出口量及金额8000180070001600140060001200金额（万美元）50001000出口量（吨）400080030006002000400100020000200020012002200320042005200620072008图3320002008年我国带金刚石、立方氮化硼工作部件凿岩钻探工具出口量和金额上图可以看出，近年来我国带金刚石、立方氮化硼凿岩钻探工具的出口量波动幅度较大，说明该类产品在国际上还没有形成一个稳定的市场。20002008年我国带金刚石、立方氮化硼工作部件凿岩钻探工具进口量及金额160004000140003500120003000100002500金额（万美元）80002000进口量（吨）6000150040001000200050000200020012002200320042005200620072008图3620002008年我国带金刚石、立方氮化硼工作部件凿岩钻探工具进口量和金额我国从2000年以来从金刚石、立方氮化硼凿岩钻探工具进口量较大，2006年后进口单价提高，虽然进口量下降，但金额大幅度上升，说明高端产品对进口的依赖较强。通过以上分析，由于我国金刚石、立方氮化硼凿岩钻探工具整体技术与质量还无法达到发达国家的生产水平，所以无法满足国内部分高端市场需要。由此可见我国在高端复合超硬材料领域具有非常大的发展潜力。表31我国带金刚石、立方氮化硼凿岩钻探工具进出口情况年份20002001200220032004200520062007200823出金额万USD160029004800730049501750335053005250口出口量（T）120075506600620037002950220029504000进金额万USD410030002000605070008200141001100015100口进口量（KG）1950110010002050200023001360059504900金出口进口250010028001250205064501075057009850额量出口进口7506450560041501700650114003000900说明进出口金额和进出口量均为近似值。44进出口产品的价格分析从以下出口平均价格比较统计数字可看出，平均进口单价高于平均出口单价，但我国出口产品价格提高的趋势明显。表32我国带金刚石、立方氮化硼凿岩钻探工具进出口价格情况单位美元/千克年份200020012002200320042005200620072008出口133338472711771338593152317971313进口210327272000295135003565103718493082出口进口769234312731774216229724860521769由上两表可以看出，虽然个别年份有较大的波动，但总体而言，我国相关产品的出口平均价格低于同类产品的进口价格，主要原因是产品的档次较低，也不排除企业间竞相压价的问题。我国出口产品价格提高的趋势明显的主要原因是一些企业已经能够生产部分高端产品并供应国际市场。国内外产品价格相差悬殊，一个主要原因是国内产品的层级较低。因此，发展高档次产品，在争取国内高端市场份额，同时积极发展高端产品的出口，这是企业取得良好经济效益的前提，也是本项目的立足之本。5产品竞争力分析51行业进入壁垒本项目产品为同类型产品的高端产品。包括本项目产品在内的高端产品的进入需要突破以下几个方面的壁垒511生产工艺壁垒生产过程的工艺控制对于产品的质量具有重要作用，必须有严格的工艺控制，而且需要经过长期培训的技术工人操作，才能够保证工艺的稳定性和产品的高质量，同时由于品种和规格较多，客户还可能提出特别要求，因此要有能力依据条件变化进行工艺流程的改进，并利用科学的生产流程设计实现大规模工业化生产。这就要求企业对生产工艺具备既能保持稳定、又能游刃有余变化的能力，新企业短期内难以具备这些条件，产品的质量得不到保证，品种和规格难以齐全，原材料的损耗比较大，效益无法体现。512产品认证和客户关系壁垒产品供应商必须通过涉及管理体系、技术水平、生产能力等方方面的全方位的认可，且需要经过相当长一段时间的小批量供货测试，才能成为其合格供应商。这一严格且较漫长的认证过程对新进入本行业的企业形成了极强的资质壁垒。而一旦生产企业通过相关认证，成为供货商后，会与客户形成相对稳定的关系，客户一般不轻易更换供应商，新进入者要获得客户的信任与认同需要较长时间。为满足客户个性化的产品需要，保证产品品质及维护供货的稳定性，国际国内大型企业通常不会轻易改变供应商，供货商与客户的关系也相对稳定。513人才壁垒企业要求技术水平高，同时为满足用户的不断增长的质量和品种、规格要求，需要不断开发新产品、新工艺，对研发人员、技术工人的要求很高，特别是长期的工作经验要求很高，需要高层次、有经验、多学科（材料、机械、物理、化学等）人才组成的研发团队，因此，人才是制约其他企业进入该行业的关键性因素之一。514专利壁垒由于国内企业很少在国际上，特别是发达国家申请专利，因此除了应积极开发与这些专利不同最新的产品，生产的产品也要避免与这些专利冲突之外，还应该积极申请相关国家的专利。河南四方达超硬材料有限公司进入复合超硬材料行业14年，公司具有很强的研发能力，在市场和产品方面积累了丰富的经验。产品能够突破相关进入壁垒，取得良好的社会和经济效益。52技术保障企业具有很强的自主研发实力，确保了产品生产中不存在技术障碍。公司利用在聚晶金刚石复合片制造领域积累的技术优势，克服了异型复合片在高温高压条件下压力场不均匀的难题，成功研制出外观平整、各部位性能一致的锥球形复合片产品，应用于复合截齿的齿尖部位，表现出优异的性能。公司在多年对超硬材料研究的基础上开发出了聚晶金刚石潜孔钻头，它采用聚晶金刚石复合片代替了传统的硬质合金柱齿，很好的解决了在面对极硬地层时硬质合金柱齿不耐磨的问题。以上产品具备了产业化的条件，在技术上可以得到切实的保障。53市场及客户本项目产品分为国内外两个市场。根据公司近年来市场分布情况，国内外市场分别占公司市场总份额的50左右。531国内市场公司现有国内市场主要在华北、华东、华中和东北地区，也是我国制造业最发达的地区。本项目实施后主要国内目标市场也将集中于该地区。近年来公司现有产品在国内主要产品市场的地域及市场占有比例如下华北1020东北615华东3050华中1525西南810西北1520华南12项目实施后，将新增销售收入42568万元，其中国内市场销售约为21284万元（含税），预计2012年国内同类产品市场总需求约为50亿元左右，本项目产品约占国内市场总份额的5左右，项目的实施有较大的市场空间保障。532国际市场公司现有产品在国外主要产品市场的地域分布如下欧洲3050美洲4550亚洲（除中国）1520其他地区25。公司产品在国际市场上主要以销往欧洲和北美地区为主。项目实施后，除可以利用现有的销售渠道，进一步扩大现有销售区域的下游产品的市场份额外，本项目产品市场容量大、产品质量要求高的美国、巴西、印度、澳大利亚、南非、俄罗斯市场等国家将是公司产品的主要开发区域，这也是提高项目总体的效益的必要举措。54与主要市场竞争者相比具有的产品和市场优势541主要市场竞争者本项目产品为截齿、潜孔钻头市场的最高端产品，在国内外具有技术领先地位，真正的市场竞争者不多。（1）肯纳金属（徐州）有限公司为美国肯纳金属有限公司设立在中国的全资子公司。公司于1995年4月在中国江苏省徐州市成立，投资资本为4989万元人民币。公司全面引进美国肯纳金属有限公司产品设计及生产技术。公司主要产品有各种规格的采煤机螺旋滚筒，滚筒用镐形截齿，锚杆钻机用锚杆钻头；公路用路面铣刨机的铣刨轮（鼓），铣刨刀具及筑路刀具；矿山开采及石油钻探用的超强耐磨材料等。以上产品可广泛用于煤矿开采、巷道支护、道路建设及石油钻探等领域。该公司与本项目产品有产生直接竞争关系的是滚筒用镐形截齿等产品。（2）SANDVIK公司瑞典公司总部位于瑞典的山特维肯市，成立于1862年。在世界130个国家、地区设有生产、办事机构的大型跨国公司，整个集团雇员37万人，年销售额2004年为77亿美元。在中国、美国、南非、印度和澳大利亚设有生产基地，产品包括钢铁冶金、机械和商用食品设备、硬质合金、凿岩机械及钎具四大领域。SANDVIK公司生产凿岩机械和钎具的部门是采矿与建筑设备部（SMC，该部年销售收入20亿美元。公司生产凿岩机械和凿岩钎具；煤炭采掘机、隧道掘进机和各种截齿；露天钻机、牙轮钻机、潜孔钻机和配套的岩土工程钻头、钻杆、潜孔冲击器、潜孔钻头和潜孔钻杆；以及矿岩装载车辆和输送设备。SANDVIK公司在中国已建立了5家独资或合资公司，并在10个城市有办事处。（3）ATLASCOPCO公司成立于1873年是一家跨国的大型工业集团总部在瑞典。2003年全球销售额60多亿美元98为出口世界各国。在15个国家设有生产厂，在150个国家和地区设有专业的销售公司和服务公司,是目前世界上最大的凿岩机械制造商。并建立起自己的凿岩钎具生产体系。ATLASCOPCO在中国建有阿特拉斯南京公司、阿特拉斯沈阳公司、阿特拉斯张家口公司等几家企业。（4）BOARTLONGYEAR公司国际上著名的凿岩机械、硬质合金、凿岩钎具、潜孔钻具的生产厂之一、总部在南非。1996年在收购无锡钻探工具厂的基础上成立了无锡宝长年公司，生产短钎具头、尾、套、硬质合金。（5）长沙黑金刚实业有限公司成立于1999年4月30日，是从事凿岩机械和风动工具研究与制造。自行设计和制造如下产品高风压潜孔冲击器；各种潜孔钻头；在覆盖岩层和松散岩层中用于跟管钻进同心和偏心钻具；各种螺纹钻头；RC反循环冲击器及钻头、钎尾和联接套；各种联接头、钻管和凿岩机械配件等。2009年的销售额为9000万元人民币。（6）宣化苏普曼钻潜机械有限公司专业生产矿山、工程、石油、水电系列，高、中、低风压潜孔冲击器、钻头及配件的厂家。公司成立于2002年。2009年销售额为3000多万元人民币。（7）宜昌市五环钻机具有限责任公司1999年成立，从事钻具科研、制造和销售。主要生产潜孔钻具、潜孔冲击器、偏心式跟管钻具、螺孔球齿钻头、潜孔钻杆、各类过渡接头和配件等产品，2009公司年产值达15亿元。（8）长沙天和钻具机械有限公司生产岩土工程用凿岩钻具的专业厂家。有四大系列产品1高中低风压潜孔冲击器及配套钻头系列；2、深孔超深孔大口径潜孔钻具；3同心和偏心扩孔跟管钻具系列；4液压凿岩机用钎具及配件系列。2009年销售收入5000万元。从对以上公司的基本情况进行分析可以看出，以上公司在国内外具有重要的市场地位，都可以生产各类优质产品。但主要是以传统产品为主。河南四方达超硬材料股份有限公司是国内规模最大、产品种类最多的聚晶金刚石研发与生产企业，本项目产品是传统产品的升级产品，公司产品在市场竞争中具有先发优势。542具有强大的研发力量，确保技术的先进性与国内同行业大部分企业比较，四方达公司具有很强的研发力量。现有企业研发机构共有专职研发人员48人。项目投产后，依托新的研发和检测中心，企业的研发力量进一步加强，通过确保技术的先进性来增加产品的竞争能力。543与国际生产商相比产品成本更低生产过程中对成本影响较大的是压机的应用。国外采用两面顶压机从事生产，我国超硬材料行业使用的压机主要是六面顶压机，工艺会有所区别，需要重新进行深入的研究才能获得高品级的产品。但是相对来说，六面顶压机设备具有价格低，维修方便，生产效率高，生产成本低等优点。而国外同行多采用两面顶压机，设备价格昂贵、使用的模具要求高，生产成本相对较高，产品价格偏高，这是我国生产同类产品的优势。545在全国具有较高的市场地位公司目前是国内PCD/PCBN复合片的主要生产商，其中大尺寸产品为国内唯一可以批量生产的厂商，在国内市场具有有较高的市场地位。公司现有产品这种优势的市场地位有利于本项目产品的市场竞争，也为本项目实施提供良好的市场环境。6项目投资方案61建设方案与生产规模新建聚晶金刚石复合片（PDC）截齿及潜孔钻头产业化项目生产线，新增建筑占地面积3600，新增建筑面积10800。形成年产668万片PDC截齿和年产25万只PDC潜孔钻头的生产能力。62产品方案产品为聚晶金刚石复合片（PDC）截齿和潜孔钻头，主要产品规格如下产品名称规格截齿U47，U62，U76，U82，U84，U85，U92，U94，U95，U47，U76，U119，U138，C31，S100，S120，S150，S160，S170潜孔钻头90,95,100,105,110,115,120,127,133,140,146,152,165,190,203产品方案可以根据市场需求加以调整。63生产方法根据市场需求，以研发设计为依托，全部选用国产原材料。生产方法和工艺过程如下（1）PDC截齿原材料购置和检验、下达任务单、下料、锻造、加工成型、钻孔、热处理、焊接、检验、表面处理、成品检验、包装入库。（2）PDC潜孔钻头原材料购置和检验、下达任务单、下料、锻造、车外圆、铣花键、铣排粉槽、钻气孔、打标记、去毛刺、检验、热处理、钻柱孔、铰柱孔、磨柱齿、量柱孔、固齿、检查、表面处理、成品检验、包装入库。64厂址本项目拟建于河南四方达超硬材料股份有限公司现有生产厂区以东的规划厂区范围内。65主要原辅材料供应本项目所采用原、辅材料国内市场供应充足，容易采购。河南省是金刚石微粉生产大省，可以方便地就近购买。硬