年产6000吨特种等静压石墨生产线建设项目投资立项申请报告书

PAGEPAGE53目录第一章总论 11.1概述 11.1.1项目名称、主办单位、企业性质和法人 11.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 11.1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义 21.1.4研究范围 71.1.5研究内容 71.2研究结论 71.2.1综合评价 71.2.2研究结论 9第二章市场预测 112.1国内外市场预测 112.1.1石墨级碳素制品种类及性质 112.1.2特种石墨（等静压）应用途径及发展趋势 172.1.3国内石墨及碳素制品市场 212.1.4石墨及碳素制品生产能力 232.1.5石墨及碳素制品的发展趋势及市场概况 272.2特种石墨（等静压）市场分析 302.3产品价格分析 32第三章产品方案及生产规模 333.1产品方案 333.2生产规模 333.3产品执行标准 333.3.1基础标准 333.3.2产品标准 34第四章工艺技术方案 354.1技术方案 354.1.1技术方案概述 354.1.2原料路线的确定 354.2工艺流程和消耗定额 364.2.1工艺流程简述 364.3主要设备选型 424.3.1主要关键设备选型 424.3.2主要设备表 434.4自控技术方案 444.5炉窑设施 45第五章原、辅材料燃料供应 465.1原料供应 465.2燃料及动力供应 465.3主要消耗定额 46第六章建厂条件及厂址方案 476.1厂址选择 476.1.1厂址概况 476.1.2地形、地貌、水文地质、地震等级 496.2气象条件 516.3建厂条件 51第七章公用工程和辅助设施 537.1总图运输 537.1.1厂址概述 537.1.2总平面布置 537.1.4竖向设计 557.1.5工厂运输 557.1.6绿化 567.2给排水 567.2.1用水量 567.2.2水源及配水系统 577.2.3循环水系统 577.2.4消防给水系统 587.2.5排水 58离心水泵 58直流式电子水处理仪 58管道工程 587.3供电及通讯 587.3.1供电 587.3.2通讯 617.4通风及外管 637.4.1通风 637.4.2外管 647.5贮运设施及机械化 647.5.1仓库与堆场 647.6检测室 657.6.1检测室概况： 657.6.2检测室分析任务简述： 657.7.3检测室规模、组成及设备投资 667.8机修 667.8.1概述 667.8.2车间组成及工作制度 667.8.3主要设备 677.9土建 677.9.1土建工程方案的选择 677.9.2主要建、构筑物 70第八章节能、节水 718.1设计依据 718.2能耗指标及分析 718.2.1项目能耗指标 718.2.2能源选用的合理性 718.3节能措施 728.3.1工艺节能措施 728.3.2节水 728.4节能机构 73第九章环境保护 749.1建设地区环境概况 749.1.1地理位置 749.1.2厂址周围环境现状 749.2执行的环境质量标准及排放标准 749.3项目建设的主要污染源及污染物 759.4综合治理措施 769.5环境影响分析 809.6绿化 819.7环境保护投资估算 81第十章劳动保护和安全卫生 8210.1劳动保护与安全卫生 8210.1.1设计依据 8210.1.2工程概述 8210.1.3建筑及场地布置 8310.1.4生产过程中职业危险、危害因素分析 8310.1.5防护措施 8410.1.6劳动安全卫生机构设置及人员配备 8610.1.7劳动安全卫生预评价 8610.2消防 8610.2.1设计依据 8610.2.2防火措施 8610.2.4消防设施费用 87第十一章厂组织和劳动定员估算 8911.1工厂体制及组织机构 8911.2生产班制和劳动定员 8911.3人员的来源和培训 9111.3.1人员来源 9111.3.2人员培训计划 91第十二章项目实施规划 9212.1建设周期的规划 9212.2实施进度规划 9212.2.1前期工作 9212.2.2工程施工 93第十三章投资估算 9613.1投资估算 9613.2资金筹措方案 9813.3资金使用计划 98第十四章财务评价 9914.1概述 9914.2成本估算 9914.3利润估算 10014.4财务盈利能力分析 10114.5不确定性分析 10214.6财务评价结论 105第十五章项目招标方案 10615.1招标工作依据 10615.2招标工作原则 10615.3招标组织形式 10715.4招标基本情况 107第十六章可行性研究结论 109附表附件第一章总论1.1概述1.1.1项目名称、主办单位、企业性质和法人1项目名称：年产6000吨特种石墨（等静压）生产线建设工程2建设地点：*****省*****县工业园区，5企业法人：******1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则1、编制依据(1)**********有限公司可行性研究报告编制委托书；(2)中国碳素行业协会《碳素工业准入条件》；(3)《产业结构调整指导目录（2011）》；(4)《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》；(5)建设单位提供的有关资料。2、编制原则

(1)遵循国民经济长期规划和地区行业规划的要求，站在公正立场上，对项目在技术上、工程和经济上是否合理和可行，进行全面分析和论证。(2)贯彻执行节约用地原则。(3)严格遵循环保安全和“三同时”的要求及“三废”排放标准。(4)采用国内外较先进的工艺和设备，节能降耗，降低成本，努力做到投资省、见效快。1.1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义项目提出的背景上世纪80年代，由于碳素制品供不应求，产品利润率很高，碳素企业的经济效益普遍看好，碳素企业在全国各地迅速崛起。然而，目前我国整个碳素行业企业规模小，难以形成有效的竞争力，而且低端产品产能过剩、高端产品供不应求，碳素行业结构不合理。今年以来，我国碳素行业低端产品之所以出现需求逐渐趋缓过剩的局面，与国家宏观调控和产业政策，特别是出口政策的调控有着很大的关系。据分析，目前我国碳素产品的下游用户电炉钢、电解铝、工业硅、铁合金等行业受国家宏观调控的影响，产能产量锐减。受此影响，国内的碳素行业大中型骨干企业生产出的一般碳素产品石墨电极、铝用阳极和阴极炭块、电极糊大量过剩。针对目前国内碳素市场低端产品产能过剩、高端产品供不应求的现状，我国碳素企业在激烈的国际、国内市场竞争中，只有牢固树立全局观念，从长远的战略眼光出发，把行业的利益和企业的利益紧密结合起来，在积极参与市场竞争的同时，各企业应加强沟通与协调，共同维护碳素市场秩序，才能确保全行业的健康发展。但由于碳素行业是个高能耗、高污染的行业，因此我国碳素行业在发展高端产品的同时，一定不要盲目扩大产能，防止并提前着手遏制低水平重复建设等问题，只有这样，才能避免造成资源和能源浪费，使我国的碳素行业生产经营走上良性发展轨道。行业增长较快，主要指标大幅增长。2010年，我国碳素行业产品结构有所优化，科技进步有所推进，节能减排取得成果，为钢铁工业和其他相关工业的发展提供了保障。据中国碳素行业协会不完全统计，2010年我国碳素工业实现总产值145.94亿元，同比增长44.66％；工业销售产值151.29亿元，同比增长41.90％；碳素制品总产量205.59万吨，同比增长36.15％。其中石墨制品60.77万吨，同比增长23.10％；碳块类产品产量为9.23万吨，同比增长13.87％；碳电极类产品产量121.23万吨，同比增长48.41％；碳糊类产品产量为3.73万吨；其他碳制品类产品产量为7.97万吨，同比增长19.77％；特种石墨制品2.17万吨；碳纤维类制品8313公斤，同比增长14.28％。科技创新和技术改造不断推进，产品结构不断优化。2010年，我国碳素行业的主导产品炼钢用石墨电极产量为60.77万吨，同比增长23.10％。其中，超高功率石墨电极产量为19.26万吨，同比增长38.64％；高功率石墨电极25.13万吨，同比增长31.65％；普通功率石墨电极17.00万吨，同比增长3.67％。从上述数据可看出，2010年，我国碳素工业通过科技创新和技术改造，产品结构不断优化，优质高档电极——超高功率石墨电极同比增长率比石墨电极整体的同比增长率高15.54个百分点，在石墨电极中所占比重又有所加大，满足了炼钢电炉大型化的要求。抑制过剩产能释放初见成效，销售、出口较快增长。我国碳素行业传统产品产能过剩，为降低企业亏损程度，大多数碳素企业自觉适度减产限产，按照市场合理需求组织生产，压缩在制品数量和库存。经过一年多的努力，现已取得一定成效：截至2010年12月底，全行业碳素制品库存保持基本稳定，库存总量为16.56万吨，环比减少1.29万吨。2010年，碳素全行业实现产品销售收入155.85亿元，同比增长45.82％。碳素制品销售总量为205.63万吨，同比增长48.56％。销售石墨电极60.17万吨，同比增长39.36％。其中，销售高功率石墨电极24.11万吨，同比增长46.29％，销售超高功率石墨电极20.06万吨，同比增长56.76％。2010年，我国碳素行业全年实现出口创汇额6.3910亿美元，同比增长86.63％；碳素制品出口量为69.91万吨，同比增长96.83％，其中，石墨电极出口13.24万吨，同比增长57.23％。投资的必要性1、市场需求的必要性从国际上看，在21世纪前叶，碳素制品仍将是国民经济若干领域不可缺少的难以替代的功能材料，其市场潜力仍然很大。从国内看，“十一五”期间，我国GDP年平均增长率为11.2%，人均国内生产总值超过了4000美元，正处在工业化、城市化、现代化加速发展的进程中，钢铁以及有色金属、电子、机械、化工、核能、航空航天等国民经济各部门的持续、快速发展和产业结构的优化升级对特种石墨（等静压）制品的数量、品种和质量提出了更高的要求。特种石墨（等静压）主要应用于光伏、模具、机械、冶金、航空、核电尖端科技领域，市场处于高速增长期，尤其是光伏半导体对石墨需求极具爆发力。预计国内需求年均增速达25%。2013年国内需求空间约6万吨，市值57亿元。该产品80%靠进口，进入壁垒高，进口替代空间大。行业未来几年供需基本匹配，供不应求局面仍可持续。特种石墨（等静压）产品具有广泛的应用前景和发展空间，有很好的发展态势对我国碳素工业而言，“十二五”期间既展现出良好的发展机遇，是我国碳素工业加速结构调整、主动适应市场、实现产业升级的重要战略机遇期。因此本项目承建单位抓住这个机遇，进行项目建设，开拓进取，励精图治，为使企业有序的发展创造效益，也为碳素行业持续、稳定、协调发展而不懈努力。2、产业政策分析本项目的建设属于国家《产业结构调整目录（2011年本）》中鼓励类的第八部分“钢铁”第7项“直径600毫米及以上超高功率电极、高炉用微孔和超微孔碳砖、特种石墨（高强、高密、高纯、高模量）、石墨（质）化阴极、内串石墨化炉开发与生产”范畴。从以上国家法律对产业的要求表明，本项目符合国家法律和产业政策的要求。3、行业准入分析本项目为新建项目，参考《碳素工业市场准入制度》部分标准：中国碳素协会确认的碳素工业准入条件为：新建碳素企业建设规模必须达到年产φ600mm及以上UHP石墨电极2万吨；年产糊类制品3万t以上。投资建设项目最低条件为水（油）压机3000t及以上；环式焙烧炉30室以上；直流石墨化炉16000kVA机组及以上；内串石墨化炉20000kVA机组及以上；污染物排放指标达到国家环保标准要求。本项目技术改造及扩建完成后，将新增特种石墨（等静压）生产能力6000吨/年，石墨化及其它生产设备装机容量为40000kVA，产生的废水、废气及固体废物及噪声等污染均能得到回用或妥善处置，经处理后，其排放符合国家环保标准要求，符合行业准入政策。本项目规模通过市场预测、公司自身状况、原材料采购等确定，资金、原材料、销售市场均不存在问题。综上所述，本项目在土地、环保、节能、技术、安全、资金等方面均不存在限制，且属于国家鼓励发展产业，满足国家的行业政策要求，不存在行业准入限制。经济意义和社会效益我国是碳素生产大国，但还算不上碳素强国。高科技含量的碳素制品，以及部分领域特殊碳素制品，我们与碳素强国相比还有差距。推进现代化建设，繁荣我国经济，振兴民族工业，我国碳素行业必须向碳素强国挺进。本项目拟建于*****省*****县工业园区，汇贤路与园区五路交汇处。该项目实施后将对地方经济发展做出重要贡献。项目建成达产后，年均销售收入41142.86万元，年均创利税20795.09万元(其中:利润14713.48万元)；项目平均投资利税率43.27%，总投资收益率30.62%，投资回收期税后5.42年，税前4.72年（均含建设期）；财务内部收益率：税后29.78%，税前37.97%；确实是投资见效快、具有良好经济效益的好项目。碳素材料的理化性能和机械性能在许多方面优于金属、无机非金属高分子材料，具有广泛的应用前景和发展空间。碳素产品广泛应用于冶金、化工、机械、医疗、电子以及航空航天与核能等尖端科技领域，具有很好的发展态势。不仅可提高企业的经济效益，同时可带动当地经济的发展。因此该项目的实施将对地方经济发展做出重要贡献，从而具有很好的社会效益。1.1.4研究范围本项目的研究工作范围包括石墨市场预测、产品方案、建设规模及生产工艺、设备、土建、供配电、自控、给排水、通风、总图运输、消防、环境保护、职业安全卫生、节能措施及效果等进行可行性研究分析，还包括生产制度与劳动定员的拟定，对工程实施计划的建议，并对本工程做出投资估算和技术经济分析。 1.1.5研究内容生产规模：6000吨/年特种石墨（等静压）。本项目总投资48058.92万元人民币表1-1项目建设内容序号项目名称单位数量备注1特种石墨（等静压）吨／年60001.2研究结论1.2.1综合评价1、生产规模：6000吨/年特种石墨（等静压）生产能力建设。2、项目研究过程中广泛吸纳国内外现有的先进生产技术和设备，力求生产工艺可靠、原料消耗低、工艺先进。3、**********碳素有限公司成立于2006年，专业生产石墨提纯、细结构石墨、锂电子用负极材料等产品。公司总投资5000万元，占地面积92.4亩，现有管理人员和生产员工近70人（其中高级工程师3人，工程师5人，技术人员15人），年销售额约5000万元。公司无论是在产品的质量上、数量上和市场销售上都已领先于国内同行，名列前茅，市场占有率超过50%。项目单位有能力组织该项目的实施。4、产品所用原辅材料、燃料、资源充足，易于购买，原、辅材料供应有可靠保障。5、项目水、电等公用工程供应可靠，均能满足生产的需求。6、*****县工业园区地理位置：*****县东部，交通干道贯穿而过，*****县位于*****省东北部，是靖安、安义、九江、宜春、高安等地交通往来的枢纽。该县对外交通均为陆路，对外公路有奉铜线、大干线（三级道路）、万上线（三级道路）、大上公路，其中奉铜线、大干线为省道。该县沿奉大公路至320国道仅24公里，距105国道25公里，交通较为便利。8、本总资金：48058.92万元，其中：建设静态投资29612.35万元；流动资金18446.57万元。项目建成投产后年均创利税20795.09万元(其中:利润14713.48万元)；项目平均投资利税率43.27%，总投资收益率30.62%，投资回收期税后5.42年，税前4.72年（均含建设期）；财务内部收益率：税后29.78%，税前37.97%。本项目具有较好的经济效益。主要技术经济指标见表1-1。9、项目劳动定员共300人，项目建设期分两阶段，建设期从2011年12月至2014年12月。10、环保、节能、劳动安全、消防措施可靠，建议抓紧实施。1.2.2研究结论本项目产品方案和生产规模符合实际，市场可靠。技术质量可靠，关键工序均引进国内外先进设备。原料立足国内，不仅来源可靠，且成本低，使产品更具有竞争力。环境保护及职业安全卫生符合国家有关规定。本项目建成后，项目经济效益好。国民经济效益和社会效益也是好的。综上所述，项目是可行的。如能尽快实施，将取得明显的经济效益。表1-2主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模特种石墨（等静压）t／a6000二产品方案特种石墨（等静压）t／a6000三年工作日天300四主要原材料用量1煅后石油焦t／a60002沥青焦t／a24003煤沥青t／a48004天然石墨粉t／a600五公用动力消耗量1供水万t/a9.242供电年耗电量万kWh15697.443供天燃气最大用气量万m3／a213.33六运输量t／a198001运入量t／a138002运出量t／a6000七项目定员人3001生产工人人2532管理技术人员人47八厂区总占地面积亩210九新增占地面积亩1171全厂总建筑面积㎡1177582新增建筑面积㎡82503十项目综合能耗吨标煤/吨3.80十一工程项目总投资万元48058.921固定资产投资万元29612.352流动资金万元18446.57十二销售收入1达产年销售收入万元450002项目计算期年均销售收入万元41142.86十三年均总成本25978.891年均可变成本万元6345.152年均固定成本万元19633.74十四年均经营成本万元23988.24十五年均利润总额万元14713.48十六年均上缴税金万元5631.03十七财务评价指标1总投资收益率％30.622投资利税率％43.273投资回收期（含建设期）年4.72税前年5.42税后4项目财务内部收益率％37.97税前％29.78税后5项目财务净现值万元71236.10税前（I=10%）万元48499.16税后（I=10%）6生产能力利用率%31.01第二章市场预测2.1国内外市场预测2.1.1石墨级碳素制品种类及性质石墨及碳素制品是钢铁、机械、化工、电炉冶炼不可缺少的导电材料，随着科技、国防等尖端领域的发展，石墨材料的应用越来越广泛。碳素行业的产品在国民经济中的地位已不容忽视。石墨在工业上运用极广，几乎每个行业都会用到。工业上多用的是人造石墨，也就是特种石墨。按其成型的方式可分为以下几种。1、特种石墨（等静压）。也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等静压。2、模压石墨。3、挤压石墨，多为电极材料。其中按石墨的颗粒度分，也可分为：细节构石墨、中粗石墨（一般的颗粒度在0.8mm左右）、还有就是电极石墨（2-4mm）。表2-12011年1-8月中国石墨及碳素制品产量分省市统计表地区石墨及碳素制品(吨)8月产量1-8月止累计8月同比增长(%)1-8月止累计同比增长(%)全国2,214,36015,679,21828.6419.73北京4843,31911.0812.96天津2,74122,919-23.89-4.22河北26,203211,23532.0716.05山西66,101509,57121.2242.71内蒙古116,829802,8609.5824.73辽宁23,854193,989-10.091.85吉林19,910161,72416.6917.25黑龙江9769,33831.8992.5上海2,47818,16526.2117.44江苏84,847851,88514.7510.42浙江8,91055,78138.9915.66安徽3,14418,46662.4226.53福建4,08529,69752.286.93*****6,97126,6371,470.05389.38山东372,8602,166,58566.5639.57河南871,9226,352,60833.6315.27湖北20,046131,576115.6448.11湖南186,0791,220,8951523.61广东9136,583-8.82-38.94广西101,747681,2716.275.78海南重庆17,178130,325-3.297.68四川50,842491,911-19.8710.66贵州34,394224,78914.43-6.17云南10,35769,01522.8728.91西藏陕西5,30643,380-3.713.73甘肃74,997583,2983.5923.3青海33,087236,717197.6860.04宁夏53,970333,36433.5518.58新疆13,13091,31616.13.31数据来源：中国产业信息网整理石墨及碳素制品种类1、石墨电极类主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括：（1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。（2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。（4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25A／厘米2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。2、石墨阳极类主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括：（1）各种化工用阳极板。（2）各种阳极棒。3、特种石墨类主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。4、石墨热交换器将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化学工业。包括：（1）块孔式热交换器；（2）径向式热交换器；（3）降膜式热交换器；（4）列管式热交换器。5、炭电极类以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极。它不适合熔炼高级合金钢的电炉。包括：（l）多灰电极（用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极）；（2）再生电极（用人造石墨、天然石墨生产的电极）；（3）炭电阻棒（即碳素格子砖）；（4）炭阳极（用石油焦生产的预焙阳极）；（5）焙烧电极毛坯。6、炭块类以无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂，经原料制备、配料、混粘、成型、焙烧、机加工而制成。其中高炉炭块作为耐高温抗腐蚀材料用于砌筑高炉内衬；底部炭块、侧部炭块、电炉块则用于铝电解槽和铁合金电炉等。包括：（1）高炉炭块；（2）铝槽炭块（底部炭块及侧部炭块）；（3）电炉炭块。7、炭糊类以石油焦、无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂而制成。有的用于各种连续自焙电炉作为导电电极使用的电极糊；有的用于连续自焙式铝槽作为导电阳极使用的阳极糊；有的用于高炉砌筑的填料和耐火泥浆的粗缝糊和细缝糊。高炉用自焙炭块虽用途不同，但和糊类制品的生产工艺相仿，暂归在糊类制品内。包括：（1）阳极糊；（2）电极糊（包括标准、非标准电极糊）；（3）底糊（包括多灰、少灰底糊）；（4）密闭糊（包括多灰、少灰密闭糊）；（5）其它糊（包括粗缝糊、细缝糊、自焙炭砖等）。8、非标准炭、石墨制品类这是指用炭、石墨制品经过进一步加工而改制成的各种异型炭、石墨制品。包括铲型阳极、制氟阳极以及各种规格的坩埚、板、棒、块等异型品。9、不透性石墨类这是指经树脂及各种有机物浸渍、加工而制成的各种石墨异型品，包括热交换器的基体块。10、电炭产品类这是指炭精棒、电刷等产品。11、特种石墨（等静压）特种石墨（等静压）是指采用等静压成型方式生产的石墨材料。特种石墨（等静压）由于成型过程中通过液体压强均匀不变施压，制得的石墨材料性质优异，具有：成型规格大；坯料组织结构均匀；密度高，强度高；各向同性（特性与尺寸、形状、取样方向无关）等优点，因此特种石墨（等静压）也称为“各向同性”石墨。各向同性石墨的定义：是机械性能、电气性能和热性能等静态特性具有各向同性，异向比为1-1.1的人造石墨。是以冷静压成型技术生产的特种石墨（等静压）是新兴石墨材料，由于特种石墨（等静压）具有一系列优良特性，它必然会与高新技术、国防尖端技术紧密相联，特种石墨（等静压）材料可主要应用于电子及太阳能光伏产业、机械制造、石油化工、金属连铸、硬质合金、玻璃制造、生物医疗、航空航天、以及核能事业、军事工业等行业和领域等。用途广泛，应用领域还处于不断扩展之中，特种石墨（等静压）材料是21世纪最有价值的新材料之一，随科技进步与经济发展，静压石墨的国内国际市场容量与日俱增，发展潜力巨大。性质石墨是典型的层状结构，碳原子成层排列，每个碳与相邻的碳之间等距相连，每一层中的碳按六方环状排列，上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构，位移的方位和距离不同就导致不同的多型结构。上下两层的碳原子之间距离比同一层内的碳之间的距离大得多（层内C-C间距=0.142nm，层间C-C间距=0.340nm）。石墨由于其结果特殊，而具有以下性质：1、耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2、导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。3、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。4、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。5、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。6、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。2.1.2特种石墨（等静压）应用途径及发展趋势光伏产业用石墨材料：由于特种石墨（等静压）材料的具备高强、高密、各向同性好，制成的石墨部件在使用过程中受热、加热都较均匀，同时由于材料的密度均匀能够有效的减小材料受急冷急热而产生的内应力（抗热震性能好），故可大大延长设备或器具的使用寿命周期，所以在半导体、太阳能行业中，大量用特种石墨（等静压）（各向同性石墨），制作Cz型单晶直拉炉热场石墨部件（坩埚、加热器、导流筒、保罩等）；多晶硅熔铸炉用加热器、；化合物半导体制造用加热器、坩埚、等部件。特种石墨（等静压）属于石墨材料中的精品，具有其他普通石墨不具备的优异性能，是多晶硅、单晶硅制造业热场中耐热材料的首选基础性材料。太阳能光伏发电发展迅猛，近10年来，全球太阳能光伏产业平均年增长率为41.3％虽然2009年经历了经济危机的袭扰，全球太能产业仍然保持了30％以上的增长，哥本哈根气候论坛后，会有更大的发展空间，预计2010年开始全球太阳能市场会有年均50％~60％的恢复性增长，中国作为全球最大的太阳能光伏生产国，其份额达到全球的70％，行业在2009年消耗的高档石墨材料达到5000多吨，预计今后每年的特种石墨（等静压）材料的需求量将以平均以25～30％的速度增长，光伏产业中的单晶硅和多晶硅生产对石墨需求量巨大。清洁能源的发展，市场的需求和政策面的支持，是行业发展的最有利条件。大尺寸、高纯度、高密度、高强度、等静压（各向同性）石墨材料是电子和光伏产业发展需要，“十二五期间”将是国内特种石墨（等静压）制造企业发展的最好机会。目前，单晶尺寸向大规格化发展，前几年盛行的18寸炉在2010～2011年中20寸炉迅速取代，并有朝更大规格发展的趋势；多晶硅也朝大型化发展，另外，多晶硅准入细则仍在讨论之中，高端产品是发展方向。光伏产业产品的大型化和高规格化，决定了对石墨有更高的要求，即：更大规格、更高强度、更高纯度；2、电火花加工（EDM）用石墨与铜电极比石墨电极的优点：石墨的比重是铜的1/5，同等体积石墨的重量相对铜要轻5倍。便于制造大型模具；石墨加工速度快，一般比普通金属快3～5倍，可减少刀具的磨损和电极的损耗；石墨熔点高且易不会变形，不用担心因加工度过高产生变形而使工件受到损坏；石墨在加工完成后一般不必再进行抛光处理。减少了误差和缩短了生产周期。石墨的电火化加工速度快而损耗小，只要配合好合理的加工参数，石墨电极可以做到理论意义上的零损耗，减少电极重复加工的次数。正因石墨材料较铜材料存在上述优点，目前，许多模具厂现正转换为石墨加工,以缩短产品的交货期以增强在市场上的竞争力。欧洲目前的电火化加工用石墨和铜的比例8:2，而中国市场为3:7，随铜价上升以及技术进步，使用石墨的比例将持续增加，因此，我国电火花加工用石墨利用发展空间极大。“十一五”期间模具市场需求很旺，前景很好。在目前模具已成为不少行业发展瓶颈的情况下，如要较好地满足国民经济各部门发展所需，“十一五”期间模具的产出每年有15％左右的增长，预计“十二五”期间随机械制造业设备升级换代和制造技术水平的提高，模具产品发展将向精密、大型、复杂、长寿命方向发展，多功能复合模具将进一步发展，因此，要求石墨材料在“规格上大型化，组成粒度上颗粒超细化，使用上抗折能力更强化”。3、高气冷堆堆芯结构石墨材料“高气冷堆”是清华大学核能与新能源技术研究院自主研发的具有完全自主知识产权的，处于国际领先水平的第四代核反应堆。高气冷堆项目已经被国家列为“国家级的重大专项”，在建设中“华能山东石岛湾核电站（示范堆）”，需要特种石墨（等静压）材料数量为1200吨，占示范堆总投资费用的15％。为了中国的核能事业的健康发展，众多国内专家呼吁国内企业参与核石墨研发，国内核石墨材料专家清华大学核能院徐世江教授说：“核石墨是高气冷堆的关键材料，没有它就没有高堆。核石墨是防止核扩散的敏感材料，虽然目前可以进口，一旦国际形势发生变化，它的进口随时可能中断。为了独立自主地发展我国的高气冷堆产业，必须解决核石墨的国产化问题”成都碳素于2009年为清华核能院提供了首批40吨等静压核石墨材料，按期、保质、保量地完成了核石墨材料的供货，产品主要技术指标超过了预期，圆满地完成了核石墨试制任务，在核石墨国产化进程中迈出可喜的一步，核石墨与常规工程用石墨的主要区别有两点，核纯和耐辐照损伤。目前，国内核石墨材料的研制尚缺辐照试验这一环节，这是下一步研制中必须面对过程，除辐照要求外，核石墨在冷态状态下的质量要求是：规格大型化、质量稳定、热稳定性好、热膨胀系数低、核纯（高纯度50ppm以下）4、其它应用途径特种石墨（等静压）还用于制作金刚石工具和硬质合金的烧结模具，光纤拉丝机的热场部件(加热器、保温筒等)，真空热处理炉的热场部件(加热器、承载框等)，以及精密石墨热交换器、机械密封部件、活塞环、轴承、火箭喷嘴等。人造金刚石用相关技术通过石墨等碳质原料和某些金属反应生成金刚石，广泛应用于国民经济各个领域。随着我国投资和基建规模持续扩大、传统加工领域的技术升级、全球制造中心向国内转移以及新兴产业的快速发展等因素拉动，我国人造金刚石市场需求更加旺盛，呈现出持续快速增长的态势。国家发改委、科技部、商务部发布《当前优先发展的高技术产业重点领域指南》，着重强调超硬材料及制品涉及两个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，二是在信息产业领域，涉及硅片加工等的电子专用设备、仪器和工模具。2010年超硬材料市场规模约370亿元，2012年将达到473亿元，并且以10%左右的速度增长，市场前景十分广阔。特种石墨（等静压）是新型石墨材料，是石墨材料中的精品，由于具有一系列优良特性，它必然会与高新技术、国防尖端技术紧密相联，成为21世纪最有价值的新材料之一。随科经济发展，静压石墨的国内国际市场容量与日俱增，发展潜力巨大。正因如此，目前国内正兴起一股特种石墨（等静压）生产热，一些以生产模压石墨为主的碳素生产企业看中这块“大蛋糕”陆续上等静压设备，挤身特种石墨（等静压）生产行列中来，竞争将不可避免进入白热化状态，竞争的对手包括国外同行。在激烈的市场竞争中，国内特种石墨（等静压）生产企业的立足之本和出路是：将产品升级换代，朝大规格、细结构（超细结构）、高强度、高纯度、多功能方向发展，顺应光伏产业、机械制造、核能利用各行业发展趋势，为中国国民经济的发展更好地服务。2.1.3国内石墨及碳素制品市场1、石墨及碳素制品企业市场压力较大。在中国，碳素企业面临的压力非常大：石油焦和煤沥青的价格大幅波动、人民币升值还有一定的压力。碳素厂家技术水平参差不齐，资金状况不同，设备落后，管理水平差，再加上国内市场的不规范性，对提高碳素行业工艺水平的刺激性不高，一些企业的产品质量存在严重的问题。出口渠道多头，为占领市场，许多企业压价出口初级产品，致使我国的出口价格不断下降，抗风险能力损失待尽。此外，碳素制品出口退税的取消对产品出口影响非常大。中国一方面要加大环境治理力度，淘汰落后产能；另一方面将严格限制电解铝的过快增长。受金融危机和经济衰退的影响，一方面，为了降低市场风险和减少资金占压，国外进口商大规模压缩库存，导致我国出口订单明显减少；另一方面，部分国家汇率大幅贬值，侵蚀我国出口产品的竞争力。同时，金融、贸易保护主义倾向在发达国家明显抬头，“去全球化”思潮也在蔓延。

目前经济回升的基础还不稳定。经济回暖的前景和可持续性仍有待观察。同时，部分外向型企业被迫转向内销，加剧了国内市场的竞争压力，企业利润空间被进一步压缩。因此我们认为，后期碳素市场竞争会更加激烈，短期内将继续维持目前的现状，至少一年之后才会有起色。2、石墨及碳素制品仍然是国民经济若干领域内不可缺少的材料。我国正处在工业化、城市化、现代化加速发展的进程中，钢铁以及有色金属、电子、机械、化工、核能、航空航天等国民经济各部门的持续、快速发展和产业结构的优化升级对碳素制品的数量、品种和质量提出了更高的要求，项目建设有市场需求。近几年来，项目投资单位的技术和装备有了新发展，与同行业企业相比都有独到之处，有的已居于领先水平。表2-2国内特种石墨（等静压）市场需求数据表2.1.4石墨及碳素制品生产能力国外主要特种石墨（等静压）美国：美国是世界上最早从事各向同性石墨研究和生产的国家，目前，在美国生产经营各向同性石墨的主要企业有：步高（POCO）石墨公司、尤卡碳素公司、大湖碳素公司、斯塔克浦尔碳素公司、圣玛利工厂（圣玛利工厂已被法国罗兰碳素公司兼并），其中步高石墨公司是世界最早突破等静压成型技术难关，以多品种电火花加工用石墨，能平均颗粒度为1υm超细结构特种石墨（等静压）而驰名于世；尤卡碳素公司、大湖碳素公司、斯塔克浦尔碳素公司产品在国际上享有盛名，中国市场相对较少。德国：德国西格里碳素集团（收购了林斯道夫碳素后更名为“西格里集团（SGL）”）和逊克碳素公司是德国从事等静压（各向同性）石墨开发和生产的主要企业。西格里集团产品，除特种石墨（等静压）外，还有挤压成型、模压成型制品，产品广泛用于光伏产业、电火花加工、金属连铸等众多行业，产品涉及行业及领域最广，在中国市场影响力很大。法国：法国罗兰碳素公司在国际上居领先地位的是石墨换热器产品，其基体也是采用特种石墨（等静压）材料。收购美国圣玛利工厂后特种石墨（等静压）材料应用方面取得较出色的拓展。2000年前后在中国寻求合作伙伴，最后在重庆成立重庆罗兰特种石墨有限公司，该公司于2007年10月投产，产能为4000吨/年，其产品计划70%出口，30%销售于中国市场。重庆罗兰特种石墨有限公司没有建压粉制作工序，而采用从国外直接运压粉在重庆厂成型方法（主要是为了保密）。由于该厂一期工程中未建浸渍工序，成型坯料经一次焙烧后直接进行石墨化加工，所以与该公司产品密度和强度难以达到先进水平，但不经过浸渍再焙烧的一焙品直接经石墨化工序加工后其体积密度就能达到1.76/cm³左右的技术，值得国内特种石墨（等静压）生产企业学习研究。俄罗斯、波兰：两个国家特种石墨（等静压）研制水平相当，后者研制时间大约晚了20年，由于投入不足，产品质量水平，远落在：美、德、法、日以及中国等国后面，尚处于研制完善阶段。日本:日本很重视特种石墨（等静压）研制。目前，日本特种石墨（等静压）在产量、质量、品种、规格以及拓展应方面均达到了世界先进水平，主要表现在：从事特种石墨（等静压）研制的企业最多：东洋碳素有限公司、东洋碳（卡朋）公司（1992年已被东海碳素有限公司兼并）、东海碳素有限公司、新日本科技碳素有限公司、揖婓川电气工业有限公司、东北协和碳素有限公司、东芝陶瓷公司、日立化成工业有限公司和昭和电极公司等。产品品种最多：等静压墨品种超过100种；产品规格最大：这几家公司都具备了生产φ1000mm或超过φ1000mm能力。应用领域最广：日本的特种石墨（等静压）不仅应用于半导体、太阳能、冶金、机械加工、原子能等工业，还推广应用到生物工程与电机制造等领域。总产量最高：1995年-1996年统计日本年生产特种石墨（等静压）能力约为1.3万吨。2008年日本各公司特种石墨（等静压）材料总产能达3万吨/年左右，增长速度迅猛。国内特种石墨（等静压）据初步统计，目前国内涉及特种石墨（等静压）研制和生产的企业约有：能自主生产的企业（9家）：成都碳素有限责任公司；方大碳素新材料科技股份有限公司；四川林凤控股股份有限公司；哈尔滨电碳有限责任公司；中钢集团吉林碳素有限责任公司；中钢集团上海碳素厂；河南省特种热工炉材有限公司；平顶山天宝碳素制造有限公司；汶川科信电碳有限责任公司；（汶川科信电碳有限责任公司仅有石墨化工序其他工序均为租赁设备生产）；以上9家公司中，以成都碳素有限责任公司产品产量和规格品种最多，成都碳素1994年安装由川西机器厂制造，型号为LDJ83-1250冷等静压机，其工作缸规格为830×1250mm，工作压力为200Mpa。同年进行特种石墨（等静压）材料研发工作。产品定位为：大规格、细结构各向同性特种石墨（等静压）材料，产品面向电子、冶金、机械制造、化工、核能及军工行业。经营方针以生产石墨坯料为主，同时承接少量的非标石墨制品加工业务。通过十来年的生产实践摸索，具备了大批量向国内外市场提供特种石墨（等静压）材料和制品的能力。企业围绕光伏产业的特点，根据单晶炉热场的特性，针对性的研究开发了热场用石墨系列产品。用于光伏产业的石墨材料主要通过国内外石墨制品加工企业加工成单晶炉、多晶炉热场套件或部件辐射应用于多晶硅、单晶硅生产行业，其中以单晶硅热场中石墨套件或零部件为主。还研制了核石墨和超细结构用于电火花加工用石墨。主要产品规格有：圆形制品：φ500×600mm，φ560×430mm，φ600×650mm；方型制品：4002×400mm，4002×500mm，4002×600mm1000×500×260mm为了适应日益增长的市场需求，成都碳素新生产线于2008年开建，新增冷等静压机一台，型号为:LDJ83-1250-200YS;工作缸规格φ1250×3200mm；工作压力为200MPa。新生产线于2009年3月底投产，具备了生产更大尺寸细结构等静石墨材料的能力。可生产的圆型制品系列以及最大方型制品规格如下：圆型制品系列：φ650×650mm，φ700×690mm，φ760×700mm，φ810×700mm,φ860×700mm,φ920×700mm最大方型制品：1300×600×600mm成都碳素经过多年的生产实践，摸索出一套具有完全自主知识产权的特种石墨（等静压）材料生产核心技术，所生产石墨材料属国内先进水平：档次最高、规格最多、尺寸最大、产量最大、近几年特种石墨（等静压）发展速度迅猛，成为国内最大的特种石墨（等静压）制造企业，扩建后总产能为：5000吨/年。此外，租设备试制过特种石墨（等静压）企业（7家）：宝丰县洁石碳素材料有限公司、青岛西特碳素有限公司、邢台驰宇电碳有限责任公司、河南省巩义碳素股份有限公司、成都市龙泉曙光电碳制品厂、成都中超碳素科技有限公司、宁波彬彬特种碳素材料有限公司；在建以及筹建特种石墨（等静压）的企业（5家，共6台等静压机）：其中：中钢集团上海新型石墨材料有限公司2台；其余公司各1台；辽宁国瑞集团；仕达碳素集团；雅安恒圣高纯石墨科技有限责任公司；河南宝丰县五星石墨有限公司。（其中，河南宝丰县五星石墨有限公司是宝丰县洁石碳素材料有限公司分离出来的新公司）表2-3国内特种石墨（等静压）供应量2.1.5石墨及碳素制品的发展趋势及市场概况1、石墨及碳素制品的发展趋势“十一五”期间，我国碳素工业得到了较全面的发展。但是，与科学发展观和新型工业化道路的要求相比，我国碳素工业还存在增长方式粗放，企业创新能力偏弱，产品结构不合理，产能扩张速度过快，企业竞争力不强等一系列突出问题。要解决我国碳素工业发展中存在的诸多问题，使碳素工业更好地满足我国国民经济发展的需要，就必须全面贯彻落实科学发展观，提高技术创新能力，转变增长方式，把过去注重数量的粗放发展模式转移到节约能源、提高资源利用率、减少污染、增加品种、提高质量、注重效益的集约型发展轨道上来，走持续、稳定、协调发展之路。（1）结合国有老企业的改制，加快推进企业重组，转换经营机制，提高产业集中度，调整产业结构，避免重复建设，优化产业布局，增强企业的竞争力。要打破行业界限，利用资本市场，跨行业、跨地区地整合现有碳素企业。钢铁、有色金属、石化等相关行业的龙头企业可参与碳素企业的重组，迅速形成几个有竞争力的大企业集团。组建大型碳素企业，有利于控制新增产能，使企业生产能力与市场、资源实现合理配置；有利于产品专业化分工，实现品种结构调整；有利于形成合理的生产规模，实现设备大型化和现代化，淘汰落后生产能力；有利于遏制市场无序竞争。在这方面，我们欣喜地看到，中钢集团对吉林碳素的重组和方大集团对海龙科技、抚顺碳素等4家碳素企业的重组，已经取得阶段性的成果，并必将取得更大成效。（2）加大企业技术开发投入力度，提高技术创新能力，提高企业科技进步水平。当前我国碳素工业发展中，一方面低端产品如普通功率石墨电极、电极糊、铝用阳极和阴极炭块等产能过剩、市场供大于求，另一方面高技术含量、高附加值的产品如大规格超高功率石墨电极、核石墨、航空航天用石墨和各领域用特种石墨及碳石墨复合材料等又有相当数量的缺口，需要依靠部分进口才能完全解决。这一问题虽然表现为碳素产品结构不合理，但其深层原因在于技术开发投入不足，产业自主创新和技术集成创新能力弱，产品结构的优化升级缺乏强有力的技术支撑。因此，加大研发投入，提高技术创新能力，在品种、质量、成本、服务上全面提高竞争力，已成为解决我国碳素工业结构性矛盾的主要出路。加大研发投入，提高技术创新能力，首先是作为微观经济主体的碳素企业的内在要求，在市场经济条件下，企业是技术投入和技术创新的主体。把技术创新纳入到企业的发展规划中去，结合企业自身技术装备情况和产品定位，确定技术创新的主攻方向、重点内容；建立符合企业自身发展实际的创新机制和与高校、科研单位相联合的创新体系。其次要发挥政府的积极作用。对于重大的技术攻关项目，企业往往没有动力也没有能力独自承担，因此需要政府的支持，支持的方式除政府直接拨款外，还可采取政府为之提供财政税收与信贷方面优惠政策的方式，行业协会可以在这方面协助企业争取政府的支持。（3）把节能降耗、改善环保水平作为企业发展的前提，重塑绿色碳素。要最大限度地实现生产过程中资源循环利用，最大限度地减少废弃物排放，使碳素工业成为资源节约型和环境友好型产业。为此，一是要淘汰落后生产设备。要坚决按照国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录》淘汰能耗高、污染大的蒸汽加热混捏、倒焰式焙烧炉、交流石墨化炉、3340KVA石墨化炉及其并联机组、最大输出电流5万安以下的石墨化炉。二是要树立清洁生产观念和意识，树立生产全过程中的污染预防思想，把清洁生产作为提高企业整体形象、增强企业竞争力的重要手段来对待。三是要强化科学管理，改进操作。实践证明，资源浪费和工业污染有相当一部分是由于生产过程管理不善造成的。只要改善管理，改进操作，不需花费很大的经济代价，便可获得明显的避免浪费和减少污染的效果。主要方法是：落实岗位责任制，杜绝跑冒滴漏，防止生产事故，使人为的资源浪费和污染减至最小；加强设备管理，提高设备完好率和运行率；开展物料、能量流程审核等，都可以减少碳素生产过程中的资源和能源消耗，减轻环境污染。2、石墨及碳素制品市场概况目前，中国只能