精密线锯项目可行性研究报告
64页1、浙江新瑞欣科技股份有限公司 年产 4000 万千米精密线锯新建项目可行性研究报告浙江新瑞欣科技股份有限公司二二二年八月目录第一章总论11.1 项目概况11.1.1 项目名称11.1.2 项目投资单位11.1.3 项目建设地址11.2 项目建设单位概况11.1.3 投资规模及资金构成21.1.4 项目建设期限21.1.5 项目效益21.3 编制的主要依据和范围51.3.1 可行性研究报告的编制依据51.3.2 可行性研究报告的编制范围51.4 产业政策分析及项目建设的有利条件5第二章项目提出的背景及建设的必要性72.1 项目建设背景72.2 项目建设必要性9第三章产品方案和建设规模133.1 建设规模及产品方案133.1.1 项目建设规模133.1.2 产品方案13第四章 工艺技术方案144.1 工艺技术方案144.2 主要工艺设备及选型244.3 主要原料需用量及供应254.3.1 原料、辅助材料的来源254.3.2 原料、辅助材料消耗量25第五章总图布置与公用工程275.1 项目建设地点275.2 项目总平面布置275.2.3 交通运输275.2.4 排洪、雨水排除、绿化285.3
2、建筑工程285.4 公用工程285.4.1 给排水285.4.2 供电295.4.3 供气295.4.4 供热30第六章生态环境保护316.1 设计依据316.2 施工期生态环境影响及保护措施314.2 施工期环境影响的缓解措施336.3 运营期污染物产生情况及保护措施356.3.1 废水产生情况及保护措施356.3.2 废气产生情况及保护措施376.3.3 噪声产生情况及保护措施376.3.4 固废产生情况及保护措施38第七章职业安全卫生397.1 设计依据及原则397.1.1 劳动安全卫生标准、规范和其他依据397.1.2 设计原则407.2 安全生产及卫生防护417.2.1 安全生产417.2.2 工业卫生427.3 职业病危害情况437.4 消防447.4.1 设计依据447.4.2 建筑设计457.4.3 消防给水及灭火设备467.4.4 电气消防46第八章节能效果评价488.1 编制依据488.2 能耗状况和能耗指标分析498.3 主要节能措施50第九章企业组织和劳动定员529.1 企业组织529.2 劳动定员529.3 人员培训52第十章项目实施计划53第十一章投资估算5
3、411.1 项目投资情况5411.2 资金筹措方案54第十二章财务评价和经济效益分析5512.1 编制依据5512.2 经济影响评价5512.3 经济影响评价结论58第十三章研究结论59附件:附件 1:企业营业执照浙江新瑞欣科技股份有限公司年产 4000 万千米精密线锯新建项目可行性研究报告第一章总论1.1 项目概况1.1.1 项目名称浙江新瑞欣科技股份有限公司年产 4000 万千米精密线锯新建项目1.1.2 项目投资单位建设单位:浙江新瑞欣科技股份有限公司注册资本:1088 万元法人代表:李仙华公司类型:股份有限公司成立日期:2016 年 12 月 13 日1.1.3 项目建设地址浙江省海宁市尖山新区1.2 项目建设单位概况浙江新瑞欣科技股份有限公司(以下简称“公司”),公司成立于2016 年 12 月 13 日,注册资本为 1088 万元,公司专业从事精密线锯及其他金刚石切削工具的研发、 加工。公司坐落于浙江省海宁市尖山新区,东距上海 100 公里,西距杭州 50 公里,交通便利。公司年产 500 万千米精密线锯项目于 2017 年 9 月报批,原报批生产设备为6400 套,每套
4、2 条,共 800 条生产线。目前实际投入设备为 102 套,204 条生产线,目前实际产量为年产 200 万千米精密线锯。产品主要销往国内晶科能源、高景、协鑫等国际大型太阳能硅片厂商。公司现有员工约 300 人,2021 年销售额突破 1.03 亿人民币。公司主营业务为金刚线,目前公司处于产能扩张阶段,原有厂房面积较小,限制了公司发展的步伐,故必须新增厂房满足公司扩产要求。1.1.3 投资规模及资金构成(1) 投资规模本项目总投资 35000 万元,其中固定资产投资 27000 万元(包括设备购置及安装费 18000 万元,工程建设等其他费用 9000 万元),铺底流动资金 8000 万元。其中一期投资 22000 万元,二期投资 13000万元。(2) 资金来源本项目总投资 35000 万元,其中一期投资 22000 万元,二期投资13000 万元,均由企业自筹解决。1.1.4 项目建设期限本项目建设期为36个月,2022年9月至2025年9月,2025年10月正式开始生产。1.1.5 项目效益蓝宝石行业、半导体和太阳能光伏行业的发展对金刚线需求容量的影响巨大,该项目建设对我国光伏
5、产业发展具有促进作用。本项目新建 3 个车间、2 个预留车间、办公楼、综合服务楼及总控室。建筑总面积 50000 平方米左右,购买十二线机生产线、金刚石微粉水选机、滚镀仪等设备。项目建成后,形成年产 4000 万千米精密线锯生产能力。项目达产后,实现年销售收入110000 万元,年净利润总额为13623万元,年税金及附加 4760 万元,年所得税 2404 万元,税后投资利润率 38.9%,投资回收期 2 年(不含建设期),项目经济效益良好。本项目主要经济技术指标见下表 1-1。表 1-1 主要经济技术指标序号指标名称单位数量备注一建设规模:/用地亩50新增设备台/套1591二产品方案:(年度用量)/精密线锯万千米4000外销金刚砂电镀吨32自用三主要原辅料消耗:(年度用量)/钢线万千米4200镍块吨47.5人造金刚石颗粒吨32氨基磺酸镍吨1528氯化镍吨44.8硼酸吨141,8氨基磺酸吨64除油粉吨166.8次磷酸钠吨93.62柠檬酸钠吨137.8乳酸吨13.5序号指标名称单位数量备注氨水吨103硫酸镍吨11.8氯化亚锡吨3.8氯化钯吨0.012盐酸吨75.8双氧水吨66.66四公用
6、工程:/年用电量万千瓦时4500年用天然气量万 m31.08年用水量万 m334五劳动定员人500/六总投资:万元35000/其中:设备购置及安装万元18000工程建设其他费用万元9000流动资金万元8000七主要财务指标(年平均):/销售收入万元110000年税金及附加万元4760所得税万元2404净利润总额万元13623工业增加值万元30603八主要评价指标:不含建设期税后资本收益率%200税后投资回收期年2内部投资收益率%49九生产能力盈亏平衡点%50/1.3 编制的主要依据和范围1.3.1 可行性研究报告的编制依据(1) 中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要;(2) 产业结构调整指导目录(2019 年本);(3) 国民经济行业代码 2017 本;(4) 建设项目经济评价方法与参数(第三版);(5) 投资项目可行性研究指南(试用版);(6) 嘉兴市行业能效标准(2013 版);(7) 企业有关项目基础条件和技术的资料。1.3.2 可行性研究报告的编制范围本可行性研究报告着重对浙江新瑞欣科技股份有限公司年产4000 万千米精密线锯新建项目在技术上、经济上的可行性和合
7、理性进行全面的研究分析。对市场需求、产品方案、工艺、技术、设备选型及配套公用工程、环保、节能、消防等方面进行论证、提出方案, 通过投资估算和经济评价,预测和分析项目实施后的经济效益,并基于以上分析研究内容提出结论和建议,提交可行性研究报告供有关单位与部门决策参考。1.4 产业政策分析及项目建设的有利条件根据产业结构调整指导目录(2019 年本),本项目不属于其中的鼓励类、限制类和淘汰类项目;也不属于浙江省省政府出台的浙江省工业污染项目(产品、工艺)禁止和限制发展目录(第一批)所规定的禁止类和限制类产业项目,不属于嘉兴市当前限制和禁止发展产业目录禁止类及限制类项目。项目建设符合国家和地方产业政策要求。第二章项目提出的背景及建设的必要性2.1 项目建设背景中国已经发展成为世界光伏产业研发和制造中心,太阳能晶体硅片是光伏电池技术中最昂贵的主材料,取决于太阳能成本降低的关键技术成本在于金刚石线锯技术的提升改进。这部分的制造成本对于提高太阳能源的平价上网至关重要。硅片切割是电子工业主要原材料生产的关键技术,切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续发展。在电子工业中,对硅片的需求主要表现在太阳能
8、光伏发电和集成电路等半导体产业上。特别在5G 新基建新能源的应用发展至关重要。在“碳达峰碳中和”的政策指引下,人们环保意识的不断增强, 充分利用太阳的绿色能源被高度重视,发展势头及其迅猛。硅片是制作光伏太阳能电池的主要材料,每生产 1MW 的太阳能电池组件需要 17 吨左右的原料。巴西经济价值报2002 年到 2018 年光伏发电量达到 500GW,2021 年全球发电装机超过 200GW,根据“2022-2026 年全球太阳能市场展望”报告,光伏太阳能装机容量已达到 1000GW,达到历史性的标志水平。显然太阳能产业的迅猛发展需要更多的硅原料及切割设备来支撑。除太阳能电池外,硅片的巨大需求同样表现在集成电路等半导体产业上。硅占整个半导体材料的 95%以上,单晶硅片是半导体器件生产的关键性基材,是当之无愧的电子产业的基础支撑材料。2022 年, 电子级多晶硅年需求量将达到约 70 多万吨。随着全球各国能源结构的调整,绿色能源的推广和近年来半导体产业的超常规发展,硅片市9场需求旺盛,切割加工能力的落后和严重不足构成了产业链的瓶颈, 严重阻碍了太阳能和半导体产业的发展。因此,未来的三至五年
9、间, 将是中国晶硅产业快速发展的黄金时期。硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、切断、外径滚磨、平边、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、清洗、包装等阶段。近年来光伏发电和半导体行业的迅速发展对硅片的加工提出了更高的要求:一方面为了降低制造成本,硅片趋向大直径化。另一方面要求硅片有极高的平面度精度和极小的表面粗糙度。所有这些要求极大的提高了硅片的加工难度,由于硅材料具有脆、硬等特点,直径增大造成加工中的翘曲变形,加工精度不易保证。厚度增大、芯片厚度减薄造成了材料磨削量大、效率下降等。硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序,其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。对于切片工艺技术的原则要求是:切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。提高切割速度,实现自动化切割。目前,硅片切片较多采用内圆切割和自由磨粒的多丝切割(固定磨粒线锯实质上是一种用线性刀具替代环型刀具的内圆切割)。内圆切割是传统的加工方法(见图 1),材料的利用率仅为 4050左右;同时,由于结构限制,内圆切割无法加工 200mm 以上的大
10、中直径硅片。多丝切割技术是近年来崛起的一项新型硅片切割技术(见图 2), 通过金刚丝带动碳化硅研磨料进行研磨加工来切割硅片。和传统的内圆切割相比,多丝切割具有切割效率高、材料损耗小、成本降低、硅片表面质量高、可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点。作为一种先进的切割技术,多丝切割已经逐渐取代传统的内圆切割成为目前硅片切片加工的主要切割方式,并广泛运用于硅材料的切割领域,作为多丝切割材料的金刚线,将成取代锯带成为硅材料切割的主要材料, 市场前景广阔。图 1:内圆切割图 2:多丝切割2.2 项目建设必要性在建设低碳经济大背景下,各国政府对光伏发电和集成半导体的5G 应用及市场认可度逐渐提高,政策措施的效果将逐渐显现。多晶硅行业成本壁垒被打开后,光伏发电最核心原材料多硅价格出现了较大幅度下降,更加有利于其长期发展,光伏产业和 5G 将成为全球发展最快的新兴行业。在硅片切割工艺中需要面对多项挑战,主要聚焦于光伏产业金刚线的生产效率,也就是单位时间内生产的硅片数量。生产力取决于以下几个因素:原有三代单线机的生产设施,遇到人力资源成本高“招工难”瓶颈。多线机的优势(机器换人)A、人力成本降低,能耗降
11、低、效率提升(1)金刚线直径更细的切割线意味着更低的损耗,也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片,然后切割线更细更容易断裂;(2)荷载每次切割的总面积 = 硅片面积 * 每次切割的硅块数量 * 每个硅块所切割成的硅片数量;(3) 切割速度切割台通过切割线切割网的速度,这在很大程度上取决于切割线运动速度,马达功率和切割线拉力;(4) 易于维护性金刚线在切割之间需要更换切割线,维护的速度越快,总体的生产力就越高。金刚线与由游离的磨料进行线切割的加工技术相比,其优势体现在以下方面:(1) 用金刚线与传统的碳化硅磨料切割相比,效率高、寿命长 ,切割精度高,硅片质量好;(2) 用金刚线替代碳化硅磨料,将更容易回收废渣中的多晶硅。据统计,约有 40%的多晶硅没有得到有效利用,浪费在废渣中,难以与碳化硅分离。若采用金刚线切割,可以凭借燃烧的方式,分离并循环利用多晶硅;(3) 可使用纯水替代水溶性冷却液,污染小便于回收。B、产品效率高,产品质量稳定性提升(镀覆工序的增加金刚石粉质量控制及研发和检测设施的必要性)当前镀镍微粉依赖于外加工,加工地点主要集中在河南,河北从采购裸粉,再外发加工在山东,安徽,江苏
12、到成品微粉运输、库存, 粉料的运输周转工序多,在本自行研发检测加工,微粉的周转工序可以下降 50%;其次,从单位数量的加工费用说,该项目的实施,可以降低 25%的加工成本;最后,从生产单位长度钢线上的微粉使用量说, 该项目的实施,在生产单位长度的钢线上的使用量较外加工微粉量减少 15%。19从质量层面说,镀镍微粉的质量指标主要表现为表面完整性(漏镀率)、分散性(欧美克测试D50)和镍层增重,长期以来因以上问题导致钢线生产停机待料,生产单位长度的刚线用料量增加,及成品钢线不合格导致客诉的事件时有发生,退货率达高达 10%,因为生产运营需要特采使用,让步接收的占比约为 15%,在一定程度上增加了很多的成本。针对下游产品和客户要求,技术先进性,设备领先性是唯一赢得市场的法宝。总之,金刚线切割行业属于技术密集型行业。进入该领域通常需要大量的前期研发检测投入,包括镀覆技术的研究费用,大量技术先进的设备和专业的检测设备和仪器。这些必备的生产要素要求行业的新进入者一次性投入大量的资金,增加了投资风险,构成了进入本行业的资金壁垒。此外,由于行业特征,原材料成本在营业成本中占比较大,原材料采购需要占用大
13、量资金,对新进入的企业进一步构成资金壁垒。镀覆工序的配套是建设企业研发中心为公司提高产品质量的必要条件。可以为公司高速发展提供强大的技术支撑和提供可持续发展的后劲,解决制约当前公司高速发展的技术“瓶颈”,提高产品研究和开发的效率和成功率,培育和建立具有自主知识产权的技术和产品体系。在光伏领域,为了满足市场对于更低成本和更高生产效率的要求,金刚线技术的研究和产业化,将进一步缩小硅片厚度并降低切割过程中的材料损耗,从而减少太阳能电力的硅材料消耗量。目前,原材料几乎占了晶体硅太阳能电池成本的三分之一,因此, 金刚线技术对于降低太阳能每瓦成本并最终促使其达到发电平价上网起到了至关重要的作用。目前最先进的金刚线技术带来了很多创新,将提高生产力并通过更薄的硅片减少硅材料的消耗。金刚线在国外虽然已经进行了比较深入的研究,并且金刚线也是由国外引入国内,但是国内目前在这一方面的研究目前已经赶超国外,并做到了替代。本项目采用先进工艺,最先进的金刚线技术带来了很多创新,此次产线设施自主研发替代了海外进口,也首创好几项技术标准是国家支持的节能、减排、环保项目。本项目的提出,对国内金刚线的研究和生产提供一定的指
14、导作用,本项目建设意义重大,十分必要。从实际应用看,在过去的十几年内硅片切割工艺几乎未发生变化。降低成本、提高生产效率、控制碳化硅对环境的损害,已经成为制约光伏产业发展的瓶颈之一。随着产业规模的扩张以及成本增长的压力,业内不得不开始寻求新的硅切片技术。中国已经是全球最大的光伏制造和蓝宝石加工基地,随着光伏制造和蓝宝石加工产能逐步向中国集中以及中国范围内金刚线制造和应用技术的不断成熟,金刚线切割作为传统切割工艺的替代,正处快速成长期。市场需求的快速增长正在刺激和加速中国金刚线制造行业的发展。金刚线将是硬脆材料切割领域的主流切割工具,随着下游应用空间逐渐打开,金刚线从蓝宝石行业LED 衬底片切割应用快速扩展至光伏行业硅开方、硅切片、磁性材料、半导体、精密陶瓷等的切割。太阳能光伏行业和蓝宝石行业的发展对金刚线需求容量的影响巨大。第三章产品方案和建设规模3.1 建设规模及产品方案3.1.1 项目建设规模新建 12 线机(1 机 12 线)200 台套,以及其他辅助配套设施。新建年产能 4000 万千米。2、增加金刚石镀镍工艺,金刚石镀镍产量 32 吨/年(自用)。3.1.2 产品方案根据市场预
15、测及企业的实际生产情况,项目产品见表 3-1。表 3-1 本项目产品生产规模、规格序号产品名称新建年产量备注1精密线锯4000 万千米2金刚石镀镍32 吨自用第四章 工艺技术方案4.1 工艺技术方案金刚线是半导体行业和光伏产业链中硅片切割环节必备的切割工具,金刚线具有了金刚石微型的锯齿,增加了母线的切割能力,可以大大加快切割速度及切割能力。公司坚持以技术研发为核心,在金刚线生产的核心技术、工艺控制、装备制造等环节均拥有自主知识产品,本公司掌握了包括电沉积液配方、添加剂、上砂、镀液在线处理等在内的金刚石线生产全套核心技术,本项目采用了先进、可靠的工艺和流水线作业,属于国内、国际领先。本项目工艺设计遵循以下各项原则:优选国际一流生产制造设备,并采取先进生产工艺路线,体现精密线锯产品生产厂的先进工艺装备,以及业内最佳生产管理模式, 凸现技术领先、生产高效、管理一流的水平。工艺设计满足规模化生产,注重工艺的总体设计,规模化生产的工艺布局采用优秀物流模式,和有效的仓储模式,最短的过程,最便捷的流向。4.1.1 精密线锯生产工艺流程1、生产过程介绍精密线锯工艺流程如图图 4-1 所示。母线放线电加
16、热电加热碱洗 1碱洗 2母槽 1母槽 2碱洗废液无磷脱脂剂和纯水前处理碱洗废液废纯水水再生系统氨基磺酸镍硼酸氯化镍纯水母槽共 5 级水共 5 级母纯水洗轮槽 1预镀碱性废水废棉芯 废活性炭再生系统金刚砂氨基磺酸镍氯化镍、硼酸纯水母槽纯水洗轮槽 2上砂纯水洗轮槽 3再生系统废棉芯 废活性炭母槽氨基磺酸镍硼酸氯化镍纯水加厚1 级热水共 2 级水纯水1 级热水母槽纯水母槽镀镍后清洗废水镀镍后清洗废水烘干电加热收线图 4-1精密线锯工艺流程(1) 放线外购成卷的成品刚线母线,放置于生产线中进行表面加工,放线速度为 1.8km/h(30m/min),放线速度及流水线上刚线张力均可以通过设备进行自动调节。(2) 碱洗、水洗工序碱洗:原料钢线表层可能会含有少量油污、少量灰尘,在碱洗槽中加入无磷脱脂剂和纯水进行脱脂除油处理(温度控制在 602), 使钢线表面油污附着力减弱而脱离钢线进入溶液中,从而达到去除钢线表面油污,洁净钢线表面的能力,提高钢线镀镍的附着能力。碱洗槽液定期更换。水洗:除油后钢线表面含有少量残留的脱脂剂成份,需要通过水洗去除,水洗为多级水洗,钢线以一定速度先进入水洗槽液面下,槽液温度控
17、制常温。定期补充损失水份。采用的是浸洗方式,利用泵将母水槽里的水打到设备上面的子槽,母线与水接触被清洗,清洗后的水重新进入母槽,形成闭路循环。水洗槽槽液定期更换。(3) 预镀 (底层镍)由于钢线直接电沉积有一定困难,故采用预镀工艺,用薄的镀镍层在钢丝上打底,以便于后续镀镍工序的进行。镀镍时的阴极为金刚线,阳极为镍块。在钢线上砂前,需对钢线表层镀一层镍,镀层厚约 0.5m 左右。钢线进入预镀工作槽电沉积液面下 10mm 与镀液逆向移动,钢线两侧为镍块,工作槽镀液与下方母液槽(罐)槽液循环使用。经电化学沉积作用,使得钢线表层镀一层 0.5m 厚的镍。本槽电沉积液每天通过再生系统后回用(活性炭吸附+滤芯吸附),不外排。氨基磺酸镍电沉积原理:本项目采用埋砂法制造金刚线,即将钢线基体置于上金刚石镀槽中,用金刚石磨料将钢线基体全部埋住。通镇流电后,使得金刚石处于电场环境中,由于金刚石表层己镀金属镍,金属原子本身带有电荷, 且金刚石本身具有弱磁性,在电场作用下,会产生吸附作用,使得金刚石吸附在钢线表面。在阴极,由于电沉积作用下,电沉积液中的镍离子得到电子后在钢线和己粘附的金刚石表面析出,形成镀镍层,
18、完成上砂。阳极:Ni-2e-=Ni2+;阴极:Ni2+2e-Ni,2H+2e-H2本项目氨基磺酸镍与氯化镍为镍液中的主盐,金属离子并兼起着导电盐的作用,镀镍所需的镍来自镍块。电沉积液中硼酸起缓冲作用:由于镀镍液属弱酸性电沉积液(pH 6),因而在镀镍中除了发生镍离子在阴离子在阴极上放电而还原为金属镍的反应外, 还存在氢离子还原为氢气的副反应: 2H+2e-=H2。因而在镀镍中阴极区内的 pH 值会因氢气的析出而逐渐上升。当其上升到一定值就会影响电沉积层质量。而硼酸在水溶液中电离出来的 H+就能补充因氢气的析出而消耗的 H+,以维持一定的酸度,防止酸度的急剧变化,使镀液 pH 值相对稳定。镀液温度控制在 502,过高温度会引起氨基磺酸镍分解,镀液温度高于60可能会有少量镍随蒸汽挥发到空气中,须严格控制镀液温度。(4) 附着(上砂)本工序是工艺的核心环节,直接决定了生产出来的电沉积金刚石线的质量。将金刚石微粒(金刚石中已含有镍)直接放入镀液中,确保金刚石将钢丝全部埋住,温度 552,不断进行搅拌金刚石在电沉积液中处于搅动状态,在这种状态下,部分金刚石接触母线表面,与金属离子发生共沉积而被镀
19、覆在表面上,完成上砂。此时钢线镀层增厚 1.5m 左右。本槽电沉积液每天通过再生系统后回用(活性炭吸附+滤芯吸附),不外排。(5) 加厚在钢丝上金刚石颗粒数量满足要求的情况下,钢丝进入镀镍加厚工艺槽,在加厚槽中继续在钢丝上镀镍,使镍层厚度持续增加到能牢牢地将 金刚石颗粒固定在钢丝上,进一步增强钢丝对金刚石颗粒的把持力。上砂后,便可进行加厚。加厚就是随着电沉积时间的加长,使镀层沉积到一定的厚度。理想的厚度是将金刚石粒径的 2/3 埋在镀层里。温度控制在 552, 线完全浸泡在电沉积液内,依次缓慢经过加厚槽,进行加厚电沉积。经电化学沉积作 用,使得钢线表层镀一层 1.5-2.0m 厚的镍。 本槽电沉积液每天通过再生系统后回用(活性炭吸附+滤芯吸附),不外排。(6) 水洗加厚后钢线需进行多级水洗,一级水洗为热水水洗(温度控制 555),二、三级水洗为常温水洗。采用的是浸洗方式,利用泵将母水槽里的水打到设备上面的子槽,母线与水接触被清洗,清洗后的水重新进入母槽,形成闭路循环。水洗槽槽液定期更换。(7) 烘干电沉积过程中,总会有 H+在阴极上还原为 H 原子,其中一部分形成 H2 排出,另一部分
20、则以 H 原子形态渗入到基体和镀层的金属晶格中,即渗氢。渗氢使晶格歪曲,因此产生很大的内应力,发生” 氢脆”现象。为了预防电沉积金刚石线锯在使用时发生氢脆现象,电沉积完成后就要立刻进行除氢处理,一般是将锯丝放在烘箱中进行除氢处理。烘干采用电加热,烘箱温度控制在 220。(8) 复绕、检验包装烘干后产品,通过检测器(内设显微放大装置),可在视频中观测钢线上金刚石是否粘附、粘附均匀度等指标。若出现钢线未上砂或上砂过少,直接将该段钢线作为废品处理。检验合格后,成品经包装入库。产品通过包装机真空包装入库。整条工序为全自动生产,各工序的衔接无需人工转移。2、生产过程介绍(1) 各处理槽布置及走向每条生产线分上下两层,上层为镀槽(进行前处理、水洗、电沉积、烘干等),钢线以直线形式运行,走向与镀液走向相反;下层为母槽,经水泵通过管道为子槽提供处理液,子槽槽液回流入母槽中, 最终形成循环系统,通过母槽的调节保证子槽体内原料指标满足生产要求,母槽内液体定期排放。(2) 生产操作条件表 4-1生产操作工艺条件序号工艺溶液组成操作条件备注1碱洗455g/L 除油剂602电加热2冷水洗纯水常温3预镀镍氨基磺酸
21、镍:45050ml/L;硼酸:402g/L 氯化镍:82g/L;镀液 pH 值:4.00.2502电加热4洗轮纯水常温5上砂氨基磺酸镍:45050ml/L;硼酸:355g/L氯化镍:82g/L;镀液 pH 值:4.70.2552电加热6加厚氨基磺酸镍:45050ml/L;硼酸:402g/L氯化镍:82g/L;镀液 pH 值:4.00.2552电加热7热水洗热纯水555电加热8冷水洗纯水常温9干燥220 度电加热(3) 生产线设备清洗表 4-2生产线设备清洗情况序号槽体生产线清洗情况备注1碱洗槽子槽和母槽均不清洗2冷水槽子槽和母槽均不清洗3洗轮槽 110 天一次,其中先用 0.2%的氨基磺酸酸洗二次,再用冷纯水清洗 4 次子槽均不清洗4预镀镍母槽40 天一次,其中先用 0.2%的氨基磺酸酸洗一次,再用冷纯水清洗 2 次5洗轮槽 210 天一次,其中先用 0.2%的氨基磺酸酸洗二次,再用冷纯水清洗 4 次6上砂母槽20 天一次,其中先用 0.2%的氨基磺酸酸洗一次,再用冷纯水清洗 2 次7洗轮槽 310 天一次,其中先用 0.2%的氨基磺酸酸洗二次,再用冷纯水清洗 4 次8加厚母槽40 天
22、一次,其中先用 0.2%的氨基磺酸酸洗一次,再用冷纯水清洗 2 次9热水槽子槽和母槽均不清洗10冷水槽子槽和母槽均不清洗11附件清洗每天集中清洗:用 0.2%的氨基磺酸酸洗一次,再用冷纯水清洗 2 次12镀液组清洗每天纯水清洗4.1.2 金刚砂电沉积生产工艺(自用)1、生产过程介绍20金刚石微粉10%的氢氧化钠溶液碱洗碱洗废液纯水水洗 3 次碱性废水8%的盐酸溶液酸洗酸洗废液、HCl 废气纯水水洗 3 次酸性废水氯化亚锡敏化敏化废液(含锡废水)纯水水洗 3 次含锡废水前处理废水氯化钯活化活化废液纯水水洗 3 次水洗废水次磷酸钠还原还原废液氨基磺酸镍次磷酸钠柠檬酸钠乳酸、氨水水纯水水洗 3 次化学镀镍水洗废水化学镀废液、氨气 纯水水洗 3 次化学镀后漂洗废水硫酸镍氯化镍硼酸水废棉芯废活性炭再生系统纯水电镀水洗 4 次烘干镀镍后清洗废水水蒸汽合格的金刚石过筛21不合格品不合格品双氧水盐酸退镀纯水水洗 5 次重新回用烘干HCl 废气退镀废液(统计到镀镍后漂洗废水) 含镍废水(统计到镀镍后漂洗废水)水蒸汽图 2-2金刚石镀镍工艺流程工艺流程简述:来料微粉金刚石为特定厂家供应,进厂后不需要进行破
23、碎、切割, 直接进入前处理除油工序。除油工序 10%的氢氧化钠溶液在 605 下对原料金刚石进行清洗,去除金刚石表面杂质,碱液碱洗工序 1 小时;碱液集中收集,每天和后工序的酸液中和后,待pH=7 时排放一次,除油过后的金刚石微粉进入酸洗工序,采用 8%的稀盐酸进行浸泡处理,酸洗工序 1 小时;酸液和前工序的碱液中和后每天排放一次; 酸洗过后进入敏化工序,敏化工序是采用氯化亚锡水解的方式在金刚石微粉表面形成胶体,为后面的活化做准备,敏化工序的时间为 30 分钟;敏化后进入活化工序,活化工序是采用氯化钯被亚锡离子还原到金刚石表面,为后面的化学镀镍提供催化中心;活化是在 60的水浴槽中反应 30 分钟;活化后进入还原工序,还原工序是采用次磷酸钠将活化液中未完全反应的钯离子去除,避免钯离子进入化学镀液中破坏化学镀液的配比;还原后的金刚石微粉进入化学镀镍工序,化学镀镍是在具有催化活性的金刚石微粉表面镀上一层均匀的镍层,保证后续的电沉积正常进行;化学镀镍后的金刚石微粉经筛分后进入电沉积工序,电沉积设备为 5L 的滚镀瓶,常温电沉积 96 小时,电沉积液重复使用。金刚石微粉经电沉积后,出料清洗,进
24、入烘干工序;烘干后的微粉经筛分后合格打包入库。合格的金刚石微粉经制线车间使29用后,多余的镀镍微粉收集回到退镀工序,退镀工序是采用双氧水在酸性条件下和金属镍发生氧化还原反应,将金属镍氧化成镍离子进入到溶液中,退镀后的金刚石微粉经清洗后筛分、烘干检测合格后重新开始回到除油工序。表 2-6 生产操作工艺条件序号工艺溶液组成操作条件更换频次备注1除油10%氢氧化钠605度,1h每批次排放 1 次电加热2热水洗4 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热3酸洗8%盐酸常温每批次排放 1 次4热水洗4 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热5敏化10%氯化亚锡溶液60,30min每批次排放 1 次电加热6热水洗3 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热7活化0.5%氯化钯溶液605度,每批次排放 1 次电加热8热水洗3 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热9还原10%次磷酸钠溶液60,30min每批次排放 1 次电加热10热水洗3 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热11化学镀镍氨基磺酸镍:95ml/L次磷酸钠:40g/L 柠檬酸钠:60g/L 乳酸:5ml/L氨水:50ml/L常温
25、每批次排放 1 次12热水洗3 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热13电沉积镍硫酸镍:200-250g/L氯化镍:8-10g/L硼酸:38-40g/L室温经再生系统后回用14热水洗4 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热15烘干/60/电加热16退镀双氧水 5%、盐酸10%55-80每批次排放 1 次电加热17热水洗5 次纯水40-50每批次排放 1 次电加热18烘干/60/电加热4.2 主要工艺设备及选型1、设备选型原则设备选型原则:技术应先进,操作应简便,运转要稳定,功能要可靠,质量能保证,维护要方便,配件有保证,价格要合理,厂商有信誉,优先选用国产设备。2、设备基本要求(1) 所选设备应与选择的项目建设规格,产品方案和工艺技术方案相适应,能满足项目条件要求。(2) 能适应产品品种类型和加工性能质量精度要求。(3) 运转应平衡,噪音量应低,能满足连续化生产。(4) 耗能省,环保性好,安全防护有保障。(5) 主、辅设备相互配套性要好。(6) 运输、安装、调试、维护要便利。(7) 同比设备价格应便宜,生产功率高,售后服务有保证。表 4-3 主要新增设备统计表序号设备名称数量(
26、台)单机功率(kW)功率(kW)1十二线机20068136002金刚石微分水选机5031503超声波震动水筛100.757.54磁力搅拌水浴锅990.549.55前处理超声波清洗槽10880序号设备名称数量(台)单机功率(kW)功率(kW)6化学镀超声波清洗槽1781367滚镀仪11000.33308鼓风式烘箱22122649机械振动筛33133合计159114650本项目固定资产投入 27000 万元,其中设备投资 18000 万元。项目投产后,预计新增设备总装机容量为 14650kW。4.3 主要原料需用量及供应4.3.1 原料、辅助材料的来源项目所需原辅料供应来源丰富,主要由当地市场进行外购,项目所在地距原材料供应源运输方便,原材料供应有保证;项目所需的原材料应按标准规定的各等级质量要求进行验收,并且满足客户要求, 以确保最终成品的质量。4.3.2 原料、辅助材料消耗量根据本项目主要产品性质,所需各物料用量估算如下表: 表 4-2 项目需用原辅材料消耗情况表序号原材料名称年预计需用量单价(元/吨)产地1钢线4200 万 KM11 元/KM国产2镍块47.5 吨254 元/KG国产
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