高速轨道交通运输专用铜合金导线材料高技术产业化示范工程建设可行性论证报告.doc

高速轨道交通运输专用铜合金导线材料高技术产业化示范工程
可行性研究报告

1 项目简介
本项目实施单位XXXXXXXXXXXXXXX是一家采用世界先进的SCR连铸连轧生产工艺从事铜产品深加工的高新技术企业。在多年的生产实践中，形成了一套符合自己生产实际的工艺控制方法。经过不断地在设备、工艺、自动化控制等方面的技术改造，使产品的质量水平不断得到提高。定期与国内、外先进企业开展技术交流和技术合作，使企业的在技术水平不断获得提升的同时，生产和技术上也获得更多有用的信息，公司的技术优势随之得以不断的更新与发展，紧跟世界先进技术的发展方向。公司在多年来的生产实践和新产品开发中，培养了一大批熟悉铜材深加工的技术骨干，也使公司科技创新能力得到了很大提高。这些都为本项目提供了坚实的基础条件。
高速轨道交通运输专用铜合金导线材料产业化项目是XXXXXXXXXXXXXXX利用自身技术优势，将在高速轨道交通运输专用铜合金导线材料研究开发方面取得的成果进行产业化，促进技术进步和产业发展。项目的关键技术为：合金的制备以及合金成分的均匀、关键设备的选择和控制以及SCR连铸连轧工艺技术和技术标准以及产品标准的制订等，需要解决的重大难题就是如何在提高铜合金导线材料强度的同时最大程度地满足高导电性的需要。项目的技术创新点是利用先进的SCR连铸连轧生产工艺代替传统的上引工艺，成功开发出高速轨道交通运输专用铜及铜合金导线材料，其合金成分均匀、组织结构致密、性能稳定，从而取代传统的上引工艺而成为主流生产工艺。用该铜、铜合金导线材料生产的接触线等产品可以满足我国铁路提速和城市轨道交通运输的需要。项目的技术水平达到国内领先，国际先进水平。生产的产品可以与国外高质量产品竞争，并替代进口，从而实现西部初级原材料的增值转化。

本产业化项目建设内容：通过有效整合，形成一条12000t/a专用铜合金导线坯料生产线、一条3000t/a接触线生产线和一条3000t/a合金绞线生产线。实现年产12000吨自主开发高速轨道交通用接触网导线、合金绞线材料等和向国内外接触网导线生产企业批量提供所需的新型高强、高导铜合金导线材料的生产能力。
实现主要技术指标：铜合金接触线性能指标优于TB/T2821-1997标准、满足用户要求并达到德国标准（接触线符合德国DIN43140、DIN43141标准），其中铜银合金接触线：抗拉强度≧375Mpa,导电率≧98％IACS；铜锡合金接触线：抗拉强度≧400Mpa,导电率≧78％IACS； 新型铜接触线（轻轨及矿山）：抗拉强度≧320Mpa,导电率≧99％IACS。合金绞线性能指标满足用户要求并达到德国标准（合金绞线达到德国DIN43138及德国DIN48201标准）。主要经济指标：合金导线产品合格率≥80%； 接触线和合金绞线产品合格率≧95％，生产成本比进口国外同类产品低20%左右。
本项目投资估算：
项目总投资： 9518.00万元
基金来源： 申请国家专项资金支持 1000万元
申请云南省专项配套资金支持 1000万元
项目承建单位自筹 2880.53万元
(包括利用原有资产600万元)
银行贷款 4637.47万元

经济效益分析：该项目经过计算，年销售收入39850万元，年总成本35095.75万元,年利润总额3606.57万元，年税后利润2416.40万元，财务内部收益率20.98%（所得税后），投资回收期6.60（含建设期2年）（所得税后）。
综合技术经济指标见表1-1。

2 项目的意义和必要性，国内外现状和技术发展趋势及产业关联度分析
2.1项目的意义和必要性
2.1.1项目意义
本项目实施后将对提升我国西部铜材深度加工的能力和水平，优化铜产品结构，提升产品竞争能力产生积极的作用。高速轨道交通运输专用铜合金导线材料实现产业化后，可为我国高速电气化铁路建设提供高性能的接触网导线和承力缆，这将满足我国铁路电气化改造和全面提速的急切需要，并可为城市轨道运输、矿山轨道运输提供接触网导线，再经过后序工艺拉制成的铜合金细导线可以广泛应用于电讯业。该类材料产业化后，可代替进口，从而节约大量外汇。该项目的实施可将我国西部的铜工业从初级原材料向高附加值的深加工产品转变，将西部拥有的技术优势转化为产业优势，制造高技术含量、高附加值铜及铜合金精深加工产品，具有巨大的市场潜力，可将资源优势转化为经济优势，产生可观的经济效益。因此本项目的实施将实现西部的初级材料的增值转化，对促进西部开发和国民经济建设起到重要意义。
2.1.2项目的必要性
铜在国民经济发展中起着非常重要的作用，人均铜消费量可以代表一个国家/地区的经济发展水平。铜以其良好的导电性、导热性与耐腐蚀性而得到广泛的应用。在铜的各种应用中，铜线材的应用占了50％以上，特别是近些年随着科技的飞速发展，对各种新型高性能的高速轨道交通运输专用铜及铜合金导线材料的需求越来越高。随着我国电气化铁路提速步伐的加快，对电力机车接触网导线的质量要求越来越高，经过四次大提速后，目前虽然特快列车时速提高到160公里，广州至深圳和京广陇海线最高时速达200公里，秦沈客运专线试验列车时速达321.5公里，但铁路发展的依然无法满足我国经济建设的需要，铁路仍有很大的提速空间。我国铁路刚刚完成第五次大提速，2005年我国铁路还将进行第六次大规模提速。今后一个时期，我国将要发展时速≥200公里等级的高速电气化铁路。要实现我国铁路的全面提速，就离不开高质量的接触网导线和承力缆，而采用传统上引法生产的铜及铜合金导线坯料加工成的电力机车接触网导线和承力缆，由于强度低，平直度差、耐磨性差、抗蠕变能力差等，越来越难以满足我国铁路提速和安全运行的需要，因此必须采用新型高性能的接触网导线产品才能满足铁路不断提速的需求。目前国内所用的高质量、高性能的接触网产品基本上依赖从国外进口。本项目就是针对云南省铜资源丰富而铜深加工产业水平较为落后的实际状况，结合国内外市场需求，根据国家西部大开发战略对铜及其深加工产品的需求，利用XXXXXXXXXXXXXXX拥有的当今世界主流的SCR连铸连轧生产工艺和多年来从事铜产品深加工的技术优势以及地处有色金属王国的资源优势和中国西部面对东盟各国的市场优势，在国内第一家进行高速轨道交通运输专用高强、高导铜及铜合金导线材料系列产品的产业化工作。这将填补国内在该领域内技术和产品空白，替代进口产品，使高速电气化铁路接触网用材实现国产化，大力推动我国高速电气化铁路建设的进程。另外随着城市规模的不断扩大和城市功能的不断提升，城市交通显得越来越拥挤，因此城市轨道交通建设已成为国内外许多城市解决城市交通问题的主要途径，城市轨道交通对接触线的质量和性能要求非常高，本项目实施对满足城市轨道交通运输用接触线的需要也将起到重要的支撑作用，同时还可以为矿山轨道运输提供接高性能的接触线产品。因此根据高速轨道交通运输等对专用高性能铜合金导线材料的迫切需要，本项目的实施是十分必要的。

2.2国内外现状和技术发展趋势
2.2.1 国内外现状
目前我国大多数企业是采用上引法生产接触线所需坯料杆，经一机五模拉拔机拉拔而成，该方法的是随着我国铁路电气化的发展逐步形成的。我国第一条电气化铁路是宝鸡至阳平关，采用铝包钢电车线，由于雨水腐蚀经常发生铝与钢分离的事故，逐渐被纯铜接触线所代替。开始的纯铜接触线每根长度不足百米，一个锚段有多处焊点，在焊点处常发生断裂造成事故。之后，由国外引进上引法生产坯料杆，其接触线长度可按铁路锚段长度生产，一般在1800～2300米，最长可3200～3500米。机车的运行速度一般小于120km/h，在国内的市场占有率为80%，其余为进口材料所占有。而运行速度在140m/h以上的电气化铁路用接触线，主要是靠进口。我公司于2002年成功的开发出铜银合金接触网系列产品，这种产品因其工艺的高度科学性和先进性，基本能够满足我国铁路现阶段140km/h－200 km/h建设和提速的需要，但是目前铁路200 km/h 运行速度需要的国产接触网导线系列产品仍是空白。而建设200 km/h 以上的高速电气化铁路将是未来中国电气化铁路建设的方向。
表1：不同类型的铜及铜合金铁路接触导线适用的速度范围
接触线类型
纯铜接触线
铜银合金接触线
铜锡合金接触线
铜铬合金接触线
适用速度
≤140km/h
140-200km/h
200-300km/h
≥300km/h
目前世界上铁路电气化规模较大，技术水平较高的有日本、德国、法国、瑞典等。除日本部分采用铜包钢技术外，其余国家全部采用连铸连轧法生产电气化铁路用铜及铜合金接触线，从下表可以看出各国电气化铁路发展的情况，并能看出中国发展电气化铁路的潜力很大。
表2：各国的电气化铁路的建设情况
国家
电力牵引里程%
完成运量%
瑞士
100
100
瑞典
65
95
日本
57
90
意大利
51
90
德国
42
86
法国
32
82
波兰
37
65
俄国
33
60
英国
20
65
中国
19
30

2.2.2 技术发展趋势
国内接触线传统的生产工艺为：电解铜熔化——上引铸造——预拉——冷拉成形——包装。近年来利用连铸连轧工艺生产开发出接触线。其主要工艺为：电解铜熔化——制备中间合金——连铸连轧——表面喷涂保护层——收线包装——预拉——冷拉或冷轧成形——包装，国内近年来也开发出利用连续挤压工艺生产接触线产品的新工艺。
采用上引杆为坯料生产的接触线，随着使用年限的延长，上引坯料杆的缺陷，逐步暴露出来，即上引铸杆内部铸造组织残余、晶粒粗大、成份
偏析和铸造组织疏松等缺陷，不能在后续加工中彻底消除，造成断线事故屡屡发生。而在铁路使用中断线事故往往会造成较严重的后果。采用上引法生产铜银合金杆，由于保温时间短，不能很好地合金化形成固溶体，合金的添加不能起到很好的作用。特别是用上引法生产时，当铸造温度、冷却强度、上引速度稍有偏差，就会造成铸坯上裂纹产生，形成断裂的隐患。目前，铁道部领导和行业有关专家已认识到这种弊端，因此采用连铸连轧杆生产接触线必将成为今后发展的方向。
2.2.3材料种类的发展趋势
铁路电气化行车速度越快，对接触线的高温强度、平直度、耐磨性等性能要求会越高。采用传统纯铜接触线，只能满足140Km/h以下行车速度的要求，铜银合金接触线能够满足列车140Km/h－200Km/h运行的需要，而对于200Km/h以上的行车速度，一般采用质量更高的铜锡、铜铬合金或复合金属接触线，由于电气化铁路的不断提速，接触线产品的合金化和复合化是今后的发展趋势。

2.3 产业关联度分析
本项目实现产业化将带动以下相关产业的发展。
（1）可带动上、下游产业的发展，能积累相关经验；代替进口，促进我国铜产品结构和档次的调整。我国铜线材行业经过40余年的发展，取得了长足的进步。90年代后期，其生产能力和消费增长迅速，但却出现了难以调和的矛盾，即质量水平低的产品严重供过于求，而高质量、高性能的铜合金线材的缺口越来越大。西部开发围绕着资源开发展开，本项目充分利用西部丰富的矿产资源以及已拥有的技术优势，将初级原材料转化为具有高附加值的深加工产品，带动了上游相关矿产业的发展、促进了西部铜深加工产业链的延伸；另外，因实现了接触线导线材料的国产化，可带动国内接触线生产企业的发展，给下游的加工企业带来发展生机；通过对铜合金系列接触线的开发，可以使国内的铜加工行业在增加了新的铜合金品种同时还积累了一定配置合金的实践经验，为研发其它相关系列的合金打下基础，有利于国内铜合金线材生产的技术进步，促进铜合金线材规模化生产、促进我国铜产品结构和档次趋于合理化，打破该类产品长期依赖进口的局面。
（2）推动连铸连轧工艺取代传统工艺的进程，拓宽SCR生产线的应用领域。SCR连铸连轧工艺自20世纪60 年代开始，以其技术的先进性，高质量、低成本风靡全球，截止2003年全世界已建成69条SCR连铸连轧生产线，其产量占全世界连铸连轧铜线材的55%以上。目前，采用传统的上引法生产的接触线由于存在较多的铸造组织，所以无法满足因铁路的不断提速而对接触线产品高性能的要求。这种能耗高、产品质量低、技术落后的工艺势必要被先进的工艺技术所取代。本项目采用合金化技术和先进的SCR连铸连轧生产工艺生产具有高性能的接触线系列产品，不仅推动了用先进工艺取代传统工艺的进程，而且拓宽了SCR生产线的运用领域。
（3）促进铁路交通业的技术进步，带动行业技术进步与经济的发展。铁路电气化是铁路交通业实现现代化的重要标志，如同内燃机车必然取代蒸汽机车一样，速度快、运能大、效率高、无污染的电力机车取代内燃机车，这是铁路交通业技术发展的历史必然。然而，要实现电力机车速度快、运能大、效率高的优势，就必须提高接触网导线材料的产品质量，推动该技术领域的技术进步。
（4）促进信息产业的快速发展，该项目可以满足信息产业对特殊性能铜及铜合金导线的需要。随着信息产业的飞速发展和信息产品的不断升级换代，对一些特殊性能的铜及铜合金导线产品提出了越来越高的需求，该项目开发出的新型高强、高导、高耐磨铜合金导线将可以满足一些产品的特殊需求（如：电话绳、手机振动器导线等），这些领域产品的开发还处于空白阶段，国内手机、电话生产厂家使用的话绳、振动器导线都依赖进口。本项目中的铜锡合金导线可用于生产话绳、振动器导线，以国产材料代替进口材料，必将降低手机、电话生产厂家的生产成本，有利于促进国家电信业的发展。
（5）促进矿山建设的发展。目前，大多数金属矿山和煤矿仍以井下开采为主，电力机车作为主要的运输方式，其性能的稳定性与接触导线密切相关。随着经济的不断发展，对金属矿产原料和煤炭的需求量将逐年上升。本项目可为矿山提供高强、高导的接触线，促进矿山的发展和安全生产。
（6）促进城市轻型轨道交通。随着城市规模的不断扩大和城市功能的不断提升，城市交通显得越来越拥挤、环境污染问题日益严峻。因此，城市轨道交通建设已成为国内外许多城市解决城市交通和环境污染的主要途径，城市轨道交通对接触线的质量和性能要求非常高。本项目提供优质的材料可推进城市轻型轨道交通建设，同时对改善城市环境起到有利作用。

3 市场分析
经济的飞速发展，要求交通、通讯等基础领域有一个超前的发展，但是我国铁路交通的发展却跟不上经济的发展速度。因此，为了满足经济快速发展对铁路交通的需求，就必须不断加快铁路发展的步伐，而与铁路交通密切相关的接触网产品也需要有一个快速的发展。项目开发的新型铜及铜合金产品主要用于电气化铁路、矿山输送、城市轨道交通以及通讯等领域。
为实现电气化列车的高速化，必须在受电弓沿接触线高速滑行的过程中达到稳定的受流状态。因此，对接触线的抗断能力、平直度、表面质量、耐磨性、耐腐蚀性、耐温升和良好的导电性能、综合机械性能等都有较高的要求。根据电气化列车对接触线的要求，生产接触线的材料必须在满足高强度的同时、最大程度的满足材料的高导电性。但用于材料的导电性和材料的强度是矛盾的共生体，导电性与强度成反比，提高材料的强度就要以降低材料的导电性为代价。因此各国都在进行高强、高导材料的研发，寻求材料强度和导电性的最佳结合点，以满足高速电气化铁路接触线材料和其它材料的需要。
目前，全世界的铁路大约有160 ×104km，目前已开通的高速铁路只有4 ×104km，正处于发展时期。特别是在经济发达国家，电气化铁路的发展比较快，也比较超前。与之相应的接触线的材质要求也非常高，各种新型高性能铜合金导线材料开发成为研究的目标。随着我国电气化铁路工程建设规模的不断加大，接触网材料的消费量将逐年增加。随着我国经济建设步伐的不断加快，对矿物的需求量会不断增加，城市建设的规模不断扩大。目前我国的电气化铁路建设、城市轻轨建设、矿山建设的概况如下：
序号
项 目
里 程
（Km）
所需的接触线
（吨）
每年使用接触线（吨）
1
目前已建电气化铁路概况
18000
23400

2
到2008年时电气化铁路
概况
80000
104000
16120
3
每年接触线的维修情况
1500
1950
1950
4
目前起每年接触线的维修
增加情况
100
130
130
5
每年城市轻轨要投入建设
的概况
500～600
650～780
650～780
6
每年矿山用纯铜接触线
300～400
390～520
390～520
7
从目前起每年使用接触线
的总量

19500

调查数据充分表明，接触线市场孕育着一个广阔的开发空间。到2008年，我国每年的接触线用量为1.612万吨，随着电气化铁路建设进程的不断加快，每年对电气化铁路接触线的维修量也不断增加，据有关部门统计，其新增量约为100Km/年，约需130吨的接触线。而和接触线配套使用的合金绞线的用量与接触线的用量相当。产品的价格成为决定一种产品是否具有竞争力的因素，下表列出本项目的产品和国外同类产品的价格比较：

（注：上表中的价格为现行电解铜吨位价格基础上加每吨新产品的附加值,其中电解铜的现行价为2.5万元/吨）
通过上表，本项目的产品与国外同类产品相比，具有明显的价格优势，可为国家节约大量外汇。为了抵御风险，我公司开发多元化的产品链，根据市场需求来调节产品产量分配，实现产业的柔性化生产。本项目的产品还可供矿山、城市轻轨建设、通讯业使用，使企业能自如的面对市场供求的变化，调整内部产业结构，充分体现出市场经济中企业旺盛的生命力。
分析表明我国每年的铜及铜合金接触线的需求量在1.9万吨左右，但发展的空间是巨大的。“十一五”计划完成后，我国的经济发展必将达到一个新的高度，与之相适应的铁路电气化进程也要跟上其发展节奏。新一轮的电气化铁路建设将拉开帷幕，对高质量的新型高强、高导接触线的需求量会更大。西部开发正如火如荼的进行，以资源开发为主的西部，对矿山的开采成为一种重要的开发手段，因此铁路运输是联系西部与外界进行资源转换的重要方式。因此接触线的需求量将随开发年限的不断增加而增长。
随着我国工业化进程的不断加快，城市人口不断增加，城市规模不断扩大，城市的功能不断提升，交通拥挤、环境污染严重的现象更加突出，而建设城市轻轨将是一种主要的解决方式。目前我国部分大城市已经开始启用此解决方式，如南京规划未来7条地铁线3条轻轨，总长达365公里；广州至珠海的城市轨道快线已经完成论证与可行性研究报告，预计于2008年建成；三峡工程完工，对城市轻轨的普及将有更大的促进作用。
当今社会已步入一个信息高度发达的时代，通讯业的发达程度标志着一个国家/地区的经济发展水平。手机、电话通讯已成为人们沟通的主要方式，随着通讯业的不断发展对通讯设备的性能要求越来越高。话绳、手机振动器导线对其材料的要求十分高，高的导电性、高的柔韧性是其材料所要具备的条件。目前国内手机、电话厂家使用的话绳、手机振动器导线都依靠进口，国内还没有厂家开发此类产品。此项目开发成功可抢得市场先机。

4 项目的技术基础

4.1 成果来源及知识产权情况
项目进行产业化所依托的技术成果是云南铜业股份有限公司和XXXXXXXXXXXXXXX利用国外引进的先进设备和自身的技术力量开发出的新型纯铜、铜银合金导线和正在研发的铜锡、及其它导线新产品。本项目的承担单位XXXXXXXXXXXXXXX是一家专业从事有色金属、贵金属的生产、加工、销售及设计、施工、科研开发的有限责任公司。云南铜业股份有限公司，占有XXXXXXXXXXXXXXX95％的股份，既是该项目控股公司，又是该项目的协助单位。项目已开发的成果和知识产权归云南铜业股份有限公司和XXXXXXXXXXXXXXX共同所有。
本项目的创新点在于采用先进的SCR连铸连轧生产工艺替代传统的上引工艺生产专用铜及铜合金导线材料，并开发接触网导线和合金绞线产品。该产品属于有色金属新材料制备及精密加工成型技术，开发的高速电气化铁路专用接触线及合金绞线（承载母线）导线产品的产业化转化，具有较高的技术含量。以连铸连轧合金杆为坯料代替传统工艺制造电气化铁路用接触导线，解决了上引杆坯料因有铸造组织会产生性能缺陷和难以达到铁路提速的要求等问题。本项目实施后，可提供高质量、高性能的高速轨道交通运输专用铜及铜合金导线材料，全面满足我国铁路提速的要求，SCR连铸连轧生产工艺必将成为生产专用铜及铜合金导线材料的主流工艺。

4.2 已完成的开发工作和中试情况及成果评价
新型铜合金导线材料的研发工作已经取得了阶段性的成果，并且具备了产业化的条件。高速电气化轨道用铜银合金接触线新产品的开发工作经过三年时间已经形成批量生产规模，产品成材率达到80%以上，产品合格率达到90%，产品质量符合企业标准Q/YTG001-2003《银铜合金线坯》要求（见附件6）。XXXXXXXXXXXXXXX生产的银铜合金线坯料生产的铜银合金接触线（以CTHA120产品为代表）各项技术指标达到TB/T2821-1997标准规定（见附件6），其中拉断力、伸长率、电阻率指标优于TB/T2821-1997标准，具体测试结果如下：

项 目
抗拉强度（Mpa）
拉断率
（KN）
电阻率
（Ω•mm2/m）
TB/T2821 -1997标准
≥360
≥42.38
≤0.01786
本项目已达到的指标
373
44.8
0.01737～0.01761
现已批量生产铜银合金接触线2200多吨，产品成本比进口国外同类产品约低30％，并在长沙铁路总公司、成都铁路分局等单位进行了挂线试验（见附件6），试验情况良好。该产品已于2003年8月通过了云南省科技厅组织的科技项目验收（见附件6）。验收专家认为：“该项目主要经济技术指标优于国家铁道部行业标准，通过铁路上进行了挂线试验，试验情况良好，生产成本低于进口合金杆生产的同等档次产品30%，成本优势明显，并且按期完成了研究内容，达到预期目标符合验收要求”。目前铜银合金正在申请国家专利。现在，也已经具备了铜银合金接触网导线坯料产业化开发的条件（见附件6）。
在开发铜银合金线坯成功的基础上，铜锡合金坯料也已经进行了多次小试和中试，其中性能指标已达到或优于“铁道部行标”基本具备了批量
生产的条件。生产的铜锡合金坯料检测的各项性能如下表所示：
氧含量
（ppm）
锡含量(ppm)
延伸率%
拉断力(KN)
抗拉强度
(MPa)
162.4—190.2
3032--3140
42--45
67—69.64
263.78—274.18

试制的铜锡合金线坯经已拉制出1100米 TCHC120合金接触线，将1100米TCHC120合金接触线取100段1米长的样品，进行各项理化性能指标检验试验，试验的各项指标如下表：
产品指标
试验产品
铁道部行标
外观：
1100米无裂纹、裂坑、翘皮、毛刺等有害缺陷
符合铁道部行标
尺寸：

符合铁道部行标
Sn含量
平均3032.14ppm

拉断力（KN）
平均48.44，最小47.5
不小于43.32
抗拉强度（Mpa）
平均403.56，最小395.80
不小于361
延伸率
平均4.37％，最小3.20％
不小于2.80％
电阻率（Ω㎜2/m）
平均0.02059，最大0.02083
不大于0.02463
电导率（％AICS）
平均83.73,最小82.77
不小于70.00
扭转至断裂
平均6.21次，最小5次
不小于3次

此外，拉制的接触线经铁道部产品质量监督检验中心接触网部件检验站检验合格，其性能基本接近或达到了日本同类产品。这为产业化生产奠定了良好的基础。铜锡多元合金导线和接触线开发项目正在申报“云南省矿产资源开发创新重大专项”科技攻关计划，开发出的Ф18～25mm银铜合金导线已申报2004年国家重点新产品计划。这些项目中采用的工艺技术和方法在国内属于首创，产品质量和性能指标达到国外进口同类产品水平，在成本和价格上具有明显优势。几年来XXXXXXXXXXXXXXX铜合金接触线生产量如下表所示：

时 间
2002年
2003年
2004年1月～6月
产量（吨）
285.28
314.866
1553.946

4.3 关键技术或工艺特点，与现有的工艺和产品比较所具有的优势
4.3.1关键技术
（1）合金元素的添加与微合金化技术
利用现有的感应电炉实现合金的均匀化是XXXXXXXXXXXXXXX的技术优势之一，但为了在产业化过程中保证产品性能的均匀和稳定，同时提高产品性能，还须对产品合金化和合金含量波动控制提出更高的要求。通过对合金元素的添加方式进行摸索和实践，特别是保证合金成分满足连续生产的要求，而且要保证成分的均匀稳定。
（2）连续铸造和铸造过程的工艺控制
为满足连续铸造和铸造过程中工艺控制的需要，本项目将炉子的功率从目前的1.8Mw扩大到2.4Mw，并将控制方式改为更先进的可控硅系统控制，使浇铸温度波动更小铸锭组织更均匀；对中间包进行扩容，将浇铸的铸坯断面进一步扩大，以此获得更均匀的铸造组织，以便提高加工率及加工道次，提高热加工的加工量，以期获得更均匀、更致密的组织。
（3）热成形加工技术的研究及其工艺标准的制订
在热加工过程中，为消除各轧台间的应力，得到各道次更为合理的加工量，就要根据产业化生产中碰到的实际情况对热加工的孔形系统、轧辊间隙和速度继续进行研究，特别是在浇铸断面扩大以后，需要依据流量方程对轧机参数重新进行计算和合理的调整，并制订出满足产业化生产的工艺技术标准。
（4）对产品质量影响因素的研究
对于某些影响合金坯料质量的因素 （例如铜水的化学成分、某些稀土元素的添加等）也许未能在试验阶段的短期生产中体现出来，是否会在产业化生产中更为明显的显现，造成产品质量的改变。这些因素影响产品质量的作用机理如何、程度有多大，及如何在产业化生产中避免这类问题的出现，也须进行认真的研究。
（5）SCR连铸连轧生产工艺
本产业化项目采用的关键技术（生产工艺）为世界先进的SCR连铸连轧法生产工艺。生产的工艺流程为：电解铜→加料机→感应电炉→中间包→轮带式铸造机→铸坯→铣棱机→摩根轧机→线坯→冷却、清洗→涂蜡→绕线机→绕制成卷。本生产工艺通过对熔化、铸造条件的精确控制保证得到高质量的铸坯，通过对轧制参数的严格控制确保得到高质量线坯。将此工艺与铜合金生产的特殊性相结合，开发出合金产业化生产工艺技术，必能产生令人满意的效果。
4.3.2与现有工艺及产品的比较
（1） 合金化方法更科学
目前国内生产运行中的铜线杆连铸连轧生产线中，仅有XXXXXXXXXXXXXXX一家是采用英国AJAX大容量的工频有芯感应电炉作为熔化炉，也是国内铜加工行业屈指可数的大型感应电炉。利用感应电炉在加热熔化时，独有的电磁搅拌可实现合金过程的连续高速和均匀稳定，而且工艺简捷、易于操作。而对于竖炉，即便增加搅拌这项工艺措施，合金成分均匀性也很难进行控制。该项目可实现合金元素连续在线添加和合金成分的控制，利用感应电炉和中间浇包进行合金材料的合金化可以实现合金成分的均匀、一致。
（2）连续铸造和铸造过程工艺控制更先进
该项目采用的是轮带式连铸机，与上引法铸造比较，不仅生产速度快、生产效率高，而且为上注式浇铸，铸坯凝固时具有显著的自下而上的方向性，不仅对气体的排出有利，又可极大的减少铸坯的疏松、缩孔及偏析等缺陷。上引法相当于下注式，铸坯凝固为自上而下的方式，不仅气体极难排出，对疏松、缩孔的补缩也处于明显的劣势，又因生产速度慢，不仅易使晶粒粗大，还易产生枝晶偏析，促使α次晶析出等，造成铸造过程中的成分分布不均。
（3）导线材料内部组织性能好
相对于上引杆20mm~28mm的铸造直径，该项目铸坯断面积可达1700～2000 mm2，两者之间的加工量相差悬殊，并且通过热轧加工，不仅可使铸造中可能残存的气孔、疏松、显微裂纹得到焊合消除，改善夹杂物与脆性相的形态、大小和分布，消除可能存在的偏析，又使粗大的柱状晶和树枝晶转变为细小、均匀的等轴晶，使材料的致密性和机械性能得到显著提高。再经过冷拉加工成合金接触网导线，在品质上完全可以达到目前国内进口的高质量铜合金接触网导线。
（4）生产成本和产品价格具有明显优势
项目开发的产品同进口产品相比，产品质量采用相同的标准，但在成本和价格上具有非常明显的竞争优势。以Ф20mm铜银合金导线材料和用其生产的CTHA120铜银合金接触线为例，采用进口连铸连轧铜银合金线坯并经拉拔/轧制成接触线，产品总成本为32500~34500元/吨，销售价格为36000~38500元/吨，而本项目开发的同类产品成本为28000~32000元/吨，销售价格为31500~35500元/吨。（注：高纯阴极铜原料价格以25000元/吨进行计算）

4.4 该技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用
用SCR连铸连轧生产线生产铜银、铜锡以及其它铜合金导线技术上的突破，扩大了最初设计用于生产电工用铜线坯的SCR连铸连轧生产线的产品结构和范围。产业技术的升级和先进的产业平台的建立，不仅使传统的铜深加工生产工艺更具活力，而且为后续新产品研究开发提供了可靠的创新平台。本项目的实施改变了我国传统的铜合金导线生产工艺和生产方式，使得产品的质量水平又跃上了一个新的台阶。产品可以满足我国铁路提速对接触导线材料的需要，替代进口产品，使高速电气化铁路用高强、高导铜合金接触网导线用材实现了国产化，加快我国高速电气化铁路发展速度，同时可以为通讯产业提供相关的高附加值导线产品。

5 项目实施方案（建设内容、规模、地点、建设期限）

5.1建设方案
以云南铜业股份有限公司下属的XXXXXXXXXXXXXXX为基础，利用自主开发技术成果，在引进国外先进的生产和检测关键装备的同时进行产业技术提升，形成柔性化的产品链。将XXXXXXXXXXXXXXX建设成为云南省铜及铜合金加工产品生产基地。主要建设内容有：
1、建立完善的微合金化系统；
2、在原生产工艺的基础上，通过自主设计，技术集成，形成扩展后的连铸连轧生产线；
3、建设接触线和合金绞线生产线，生产自行开发高速轨道交通用接触网导线、合金绞线材料等和向国内外接触网导线生产企业批量提供所需的新型铜高强、高导铜合金导线材料；
4、建立以直读光谱分析仪、涡流探伤仪、RO-300测氧仪为主体的在线或下线测试等先进的应用评价体系，提升产品质量保证能力；
5、新建3006平方米厂房，改造8306.8平方米厂房，形成纯铜和铜银、铜锡等二元及多元铜合金产品制备系统；
6、建立在新的生产工艺条件下的工艺规范、产品生产标准、生产检验标准、生产管理制度等质量保证体系。

5.2建设规模
本项目建设规模为年产新型铜及铜银、铜锡等合金导线材料12000吨，其产品大纲如表所示：
序号
合金名称
铜合金导线（吨）
高强、高导
接触线（吨）
合金绞线
（吨）
话绳、手机振动器导线（吨）
合计（吨）
1
铜银合金
3000
2000
0
0
5000
2
铜锡合金
1000
500
2000
500
4000
4
纯铜
2000
500
500
0
3000
5
合计（吨）
6000
3000
2500
500
12000

5.3建设地点
项目拟在XXXXXXXXXXXXXXX的基础上进行建设，建设地点在云南铜业股份有限公司内。

5.4建设期限
项目建设期2年：2005年3月～2007年3月。

6 关键技术产业化研究内容
项目研究的具体内容如下：
（1）结合生产实际，进行微合金化方面的深入研究，使铜银、铜锡等铜合金的成分设计得到进一步优化、使合金元素添加以及合金元素分布更加均匀稳定。
（2）铜锡合金配方设计、配置方法、合金性能的研究及铜锡合金连铸连轧杆的系列化、产业化开发。为填补200km/h以上电气化列车运行的接触线及合金绞线（承载母线）产品的生产空白，在基础材料方面打下基础。
（3）对扩展后的连铸连轧设备进行进一步改造研究，研究主要方向是合金配制专用设备、熔化系统的扩容改造、铸造系统的扩容改造、轧制系统的扩容改造及收线系统的改造。
（4）Ф20mm以上轧机孔型系统的研究；
（5）SCR连铸连轧设备连续化生产的工艺控制条件的确定；
（6）冷、热成型加工技术及其工艺规程编制；
（7）产品质量影响因素分析；
（8）接触线产品的系列化开发，包括锡含量在0.3-0.8%之间的不同用途的接触线、合金绞线等产品的研发；

七 项目技术特点、工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标

7.1 项目技术特点
1、纯铜、铜银、铜锡材料高速轨道运输专用导线是XXXXXXXXXXXXXXX独立研发产品。XXXXXXXXXXXXXXX是国内第一家利用感应电炉＋SCR连铸连轧法＋连续拉拨（绞制）工艺实现高速轨道运输专用导线的企业，具有独立的知识产权。实现科技成果的产业化，将进一步提高产品质量和批次稳定性。
2、实现流畅的信息采集与交换、信息与生产资源共享，降低生产、管理及销售成本，提高产品市场竞争力和企业快速反应能力。

7.2 总体工艺路线

总体工艺路线

绞 制

冷 拉
预 拉
冷 拉
预 拉
在线检测
合金元素
电 解 铜
铜及铜合金杆
港
杆
检验包装
绕 线 机
保 护 膜
连铸连轧
合 金 化

合金绞线产品

铜合金导线产品
接触线产品

7.3 车间组成及设备选型原则
7.3.1 车间组成
本项目根据项目产品结构设置生产车间，主要生产车间有连铸连轧车间、合金绞线车间和接触线车间组成，其中连铸连轧车间进行改造使用，合金绞线车间和接触线车间新建。其他辅助生产构筑物利用XXXXXXXXXXXXXXX已有设施，本项目不再单独设置。
7.3.2 设备选型原则
主要设备选型原则：1、能满足生产工艺及生产需要并能保证产品质量、技术成熟、工艺可靠、代表当今先进水平的设备。2、鉴于高速轨道交通运输铜合金专用材料的特殊性，尽可能选用高精度、自动化程度高、有利于材料制备技术提升的设备。3、在国产设备能满足生产要求的前提下，选用起点高的国产设备。

7.4 工艺技术路线及设备选型
7.4.1 连铸连轧车间
1、车间任务及生产规模
SCR连铸连轧车间主要任务是为接触线车间、合金绞线车间提供铜及铜合金合金坯料，同时向国内外其他接触网导线生产企业提供所需的铜及铜合金导线材料。
车间年产铜及铜银、铜锡合金导线坯料12006.01t：车间产品6000t，其它车间生产坯料6006.01t。12006.01t的坯料按合金划分：纯铜坯料3001.50t,铜银合金坯料5002.91t,铜锡合金坯料4001.60t。

产品方案表
序号
产品名称
产品规格、型号
年产量（t