国外同类产品水平的焊丝样品， 为该产品的批量生产提供了技术方面的依据。 项目研究依据 主要技术经济指标 指标名称单位指标值备注 市场预测与项目建设规模 行业发展思路及战略部署 随着经济的发展技术的革新与人们生活水平的提高，交通运输业正在向高速节能安全 舒适豪华美观耐用轻量化环保方面发展。铝合金因具有比重小强度高成型性优良耐腐 蚀等优点，已成为实现现代化交通的首选材料。近几十年来世界各经济发达国家愈来愈普遍地采用 铝合金车体以达到车辆轻量化的目的。 据统计，目前全世界铝的消费在建筑方面为，包装应用为，而交通运输业的用量已达 到交通运输业已成为铝及铝加工材的第大用户。从世纪年代中期开始，以轻量化 为目标的铝合金系列列车车体的出现，导致了世界经济发达国家铁道运输业的次新的革命。进入 年代后，发达国家铁路客货车的制造技术管理水平提高更快，呈现出更加高效和节能的发展趋势，对于客车而言主要通过减轻客车自重来降低机车牵引能耗。地铁列车城市轻轨列车高 速列车及其他交通车辆的轻量化对于增大车辆的运载量，提高其运行速度，以及降低能源消耗，具 有十分重大的意义。 据有关资料介绍内燃机车牵引的列车每减重吨，每年可节约运输成本费用近万元电力机 车牵引的列车，每减轻吨，运行三十年便可节约万元另外，车辆轻量化还减轻了对线路的 磨损，延长了线路的使用寿命采用铝合金车体，与原来的钢制车体相比，车体自重减轻了左 右铝合金车体的制造有型材镶嵌焊接和框体铆接两种工艺方案。采用型材镶嵌焊接工艺可以使车 体制造工作量减少，从而大大降低制造成本。因此，型材镶嵌焊接工艺与框体铆接相比得到了 更加广泛的应用。而采用这种制造工艺，制造铝合金车体除需要大型特种铝合金型材外，还需要与 大型铝合金型材配套使用的铝合金焊丝。 随着我国铁道轻轨车辆轻量化进程的深入，对大型铝合金型材配用焊丝的需求越来越迫切。据 了解，十五期间，国内有个城市将修建地铁城市轻轨列车，按每年新增辆铁道铝合金 列车，每年国内大型铝合金型材的需求量在吨以上每辆列车需用铝合金型材吨计。就 配用焊丝而言，按国内已确定的车型，制造每节铝合金车厢需用，每列列车有节车 厢，则每列列车需要量为吨。因此，五年内配用焊丝的年需求量约为吨。加之大 型豪华大巴轻型集装箱用焊丝的需要量在吨以上，估计年市场每年需求配用 焊丝不低于吨。目前国内尚无该类焊丝的专业厂家，加上我国地铁车辆的国产化还在起步阶 段，车辆试制用焊丝全部依赖进口。根据担任铝合金车体试制任务的铁道部长春客车厂的介绍，进 口焊丝不仅价格昂贵，而且供货周期很长，不利于我国批量生产铝合金车体制造成本的降低，制约 着列车轻量化的国产化进程。因此有必要在国内实现大型铝合金型材国产化的同时实现其配用焊丝 的产业化。 为了适应上述新兴产业的需要，国家计委已确立车辆轻化用大型铝合金型材的生产为九五 攻关项目，该项目由特大型国有企业西南铝加工厂承担实施。该厂为此而进行了吨挤压机等 装备的技术改造，为加速大型铝合金型材国产化的进程提供了必要条件。目前该项目已近尾声，在 年月以前，国产的大批大型铝合金型材可用于铁路车辆轻量化铝合金车体的试制。与此相 对应，作为该项目的配套项目，九五期间，国家计委亦已立项安排了大型铝合金型材配用焊丝 的研制，由工业大学现已更名为大学承担，为此该校投入了批高水平的科技人才，在 理论探讨和实验研究方面做了大量工作，试制出了综合性能已达到国外同类产品水平的焊丝样品， 为该产品的批量生产提供了技术方面的依据。应当指出，目前世界上只有德国美国日本等四家公司，能够进行配用焊丝 的批量生产，但是，这些公司在技术方面是严格保密的。因此，我国直接通过引进国外的已有技术 来加快产业化的可能性很小，且代价极高。若以大学的科研成果为技术基础，辅以有良好技术 装备基础的生产企业通过试生产而转入大批量生产，产业化可以在较短时间内得以实现。就本项目 的企校合作单位而言，铝业有限公司和大学材料科学与工程系无论在人员素质方面，还是 在基本技术装备方面，均已具备了承担本项目的必要条件，只要这两支力量密切合作，再提供些 经费和相关的便利条件，就有充分的把握在年月或者还提前些时间在兼顾产品质量和生 产成本的条件下实现大型铝合金型材配用焊丝的产业化，在很大程度上满足我国铁道车辆轻量化事 业的需要，并创造良好的经济效益。 对铝合金焊丝的市场需求是与国民经济的发展形势紧紧联系在起的。采用大型铝合金挤压型 材制作铝质车辆的优点可归纳如下 减重根据有关资料报导，与钢制车体相比，相同体积和载客量的铝合金车体具有显著 的减重效果，其自重降低了左右如表所列，从而可大大降低能耗，并改善列车动力性能， 降低噪音，提高乘坐的舒适性 大型中空薄壁扁宽断面挤压铝合金型材的应用可提高车体的刚度，从而提高其安 全性 型材板宽的不断加宽可达，做成与车体等长，可大大改善铝质车体的加工 性和可焊性，从而使车体组装仅有纵向焊缝，制造铝质车体的工作量，与钢质车体相比减少左 右 可提高整个车厢的气密性水密性抗风压强度及抗腐蚀性能，从而延长车辆的使用寿 命。 表以铝代钢减轻车体自重的实例 车厢种类车体自重以铝代钢后车体重量减轻钢制车体铝合金车 试生产的准备 工作。 订购安装调试熔炼炉铸造机均匀化 炉锯切设备及它们的辅助设备和设施 外委或自行制造安装调试挤压杆料 的成卷开卷设备 订购安装调试光亮退火设备 订购安装调试焊丝拉伸及光化处理设备 订购安装调试拉伸制头设备，以及挤压 模具和拉伸模具的修模设备 订购安装调试各种检测仪器和设备 订购安装调试供电配电设备 第年 进行小批量试 生产，建立生 产操作工艺规 程和设备安全 操作及维护规 程 完成生产性技 术开发工作， 并做好总结， 举行鉴定会， 开拓市场。 订购和验收各种精密计量工具和设备，并培 训生产工人和管理人员正确使用 进行熔炼铸造挤压拉伸工艺优化的试 验研究，并培训生产工人掌握操作技术 进行焊丝合金成分优化的试验研究 进行焊接工艺优化和接头检测的试验研究 进行技术总结，完善技术文件，培训质量监 控人员生产工人和设备维修人员 购置部分原材料和辅助材料，进行小批量生 产，使生产工人和质量监控人员熟练掌握生 产工艺，提高工作质量和工作效率， 第年 进行大批量试生 产，健全规章制 度，为全面正常生 产做好切准备 工作 购置大量原材料和辅助材料，努力达到生产 全过程有先进适用的规章制度可循，实现高 质量低消耗高效率的正常生产 注储备资金万元，以备本项目建设中未预料到的特殊情况的需要。 六经济和社会效益分析 未来五年生产成本的估算原材料成本估算 设计生产能力 根据我国铁道车辆轻量化和轻型集装箱等新兴产业对铝合金焊丝的需求，并从稳妥的角度考虑 留出较大的余地，确定本项目生产能力为年产铝合金焊丝吨。 产品方案及原材料平衡 根据对铝合金焊丝用户使用趋势的预测，确定本项目焊丝的两个品种号焊丝和号焊丝年产 量分别占各年总产量的和，在焊丝总产量达到设计生产能力的年度里其年产量分别为 吨和吨。 由于铝合金焊丝生产技术的复杂程度明显高于般铝合金线材，在生产过程中原材料损耗较 大，成品率也较低，故取其金属损耗率为，综合成品率为按熔铸成品率加工成品 率计算。据此，计算所得焊丝年产量达到设计生产能力时的原材料平衡数据列于表。 表年产焊丝吨时的综合金属平衡表 项目金属量比例 年投料量 其中 可回收的几何废料和工艺废品 不可回收的金属损耗 焊丝成品 原材料的年用量及成本估算 为了降低成本，两种焊丝生产过程中产生的几何废料和工艺废品均作为返回熔铸工段的原材料 简称返料全部利用。焊丝年产总量达到设计生产能力时两种焊丝各种原材料的年用量可按其各 自的合金成分计算出来。以各种原材料的年用量，结合其市场价格，即可计算出新料的年成本返 料的年成本则按其年产生的数量，以及单价为新料的进行计算。有关数据列于表。表年产吨时原材料的年成本 焊丝品种号焊丝号焊丝 年产量 原材料总年用量新料，返量新料，返料 新料 成本 计算 原材料种类铝硅微量元素铝镁锰微量元素 使用比例合计合计 年用量 单价万元平均平均 年单项成本万元 年总成本万元 返料 成本 计算 新料平均成本万元 返料单价万元 返料年总成本万元 新料返料年总成本万元 焊丝原材料年总成本万元 注表内微量元素指铬锆钛钒镧铈钪等。 辅助材料成本估算 焊丝生产过程耗用的辅助材料主要是熔炼时用的精炼剂和拉伸时用的润滑油。常用的精炼剂是 携带着固态粉末状精炼剂的纯净氮气，常用的润滑剂则是含有添加剂的变压器油。焊丝年产量达到 设计生产能力吨时辅助材料的年成本估算数据列于表。 表年产吨焊丝时辅助材料的年成本 辅助材料种类铝合金熔体精炼剂铝合金拉伸润滑剂 单位焊丝消耗量 年消耗量 单价万元 单项年成本万元 总年成本万元 燃料动力成本估算 焊丝生产过程基本上不消耗燃料。消耗的动力主要是电和水。总电功率为，其中，感 应电炉，其他设备合计。全部设备实行两班工作制，每年个工作日，每个工作日 班的有效工作时间为感应电炉，其他设备。