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1、年产6000 吨特种石墨（等静压）生产线建设项目 可行性研究报告 * 2011-12-22 i 目目 录录 第一章第一章 总总 论论 .1 1.1 概述概述.1 1.1.1 项目名称、主办单位、企业性质和法人1 1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1 1.1.3 项目提出的背景、投资必要性和经济意义.2 1.1.4 研究范围.7 1.1.5 研究内容.7 1.2 研究结论研究结论.7 1.2.1 综合评价.7 1.2.2 研究结论.9 第二章第二章 市场预测市场预测 .11 2.1 国内外市场预测国内外市场预测.11 2.1.1 石墨级碳素制品种类及性质.11 2.1.2 特种石墨（等静
2、压）应用途径及发展趋势.17 2.1.3 国内石墨及碳素制品市场.21 2.1.4 石墨及碳素制品生产能力23 2.1.5 石墨及碳素制品的发展趋势及市场概况.27 2.2 特种石墨（等静压）市场分析特种石墨（等静压）市场分析.30 2.3 产品价格分析产品价格分析.32 第三章第三章 产品方案及生产规模产品方案及生产规模 .33 3.1 产品方案产品方案.33 3.2 生产规模生产规模.33 3.3 产品执行标准产品执行标准.33 3.3.1 基础标准.33 3.3.2 产品标准.34 第四章第四章 工艺技术方案工艺技术方案 .35 4.1 技术方案技术方案.35 4.1.1 技术方案概述.
3、35 4.1.2 原料路线的确定.35 4.2 工艺流程和消耗定额工艺流程和消耗定额.36 4.2.1 工艺流程简述.36 4.3 主要设备选型主要设备选型.42 4.3.1 主要关键设备选型.42 4.3.2 主要设备表.43 4.4 自控技术方案自控技术方案.44 4.5 炉窑设施炉窑设施.45 第五章第五章 原、辅材料燃料供应原、辅材料燃料供应 .46 5.1 原料供应原料供应.46 ii 5.2 燃料及动力供应燃料及动力供应.46 5.3 主要消耗定额.46 第六章第六章 建厂条件及厂址方案建厂条件及厂址方案 .47 6.1 厂址选择厂址选择.47 6.1.1 厂址概况.47 6.1.
4、2 地形、地貌、水文地质、地震等级.49 6.2 气象条件气象条件.51 6.3 建厂条件建厂条件.51 第七章第七章 公用工程和辅助设施公用工程和辅助设施 .53 7.1 总图运输总图运输.53 7.1.1 厂址概述.53 7.1.2 总平面布置.53 7.1.4 竖向设计.55 7.1.5 工厂运输.55 7.1.6 绿化.56 7.2 给排水给排水.56 7.2.1 用水量.56 7.2.2 水源及配水系统.57 7.2.3 循环水系统.57 7.2.4 消防给水系统.58 7.2.5 排水.58 离心水泵.58 直流式电子水处理仪.58 管道工程.58 7.3 供电及通讯供电及通讯.5
5、8 7.3.1 供电.58 7.3.2 通讯.61 7.4 通风及外管通风及外管.63 7.4.1 通风.63 7.4.2 外管.64 7.5 贮运设施及机械化贮运设施及机械化.64 7.5.1 仓库与堆场.64 7.6 检测室检测室.65 7.6.1 检测室概况：.65 7.6.2 检测室分析任务简述：.65 7.7.3 检测室规模、组成及设备投资.66 7.8 机修机修.66 7.8.1 概述.66 7.8.2 车间组成及工作制度.66 7.8.3 主要设备.67 7.9 土建土建.67 7.9.1 土建工程方案的选择.67 7.9.2 主要建、构筑物.70 iii 第八章第八章 节能、节
6、水节能、节水 .71 8.1 设计依据设计依据.71 8.2 能耗指标及分析能耗指标及分析.71 8.2.1 项目能耗指标.71 8.2.2 能源选用的合理性.71 8.3 节能措施节能措施.72 8.3.1 工艺节能措施.72 8.3.2 节水.72 8.4 节能机构节能机构.73 第九章第九章 环境保护环境保护 .74 9.1 建设地区环境概况建设地区环境概况.74 9.1.1 地理位置.74 9.1.2 厂址周围环境现状.74 9.2 执行的环境质量标准及排放标准执行的环境质量标准及排放标准.74 9.3 项目建设的主要污染源及污染物项目建设的主要污染源及污染物.75 9.4 综合治理措
7、施综合治理措施.76 9.5 环境影响分析环境影响分析.80 9.6 绿化绿化.81 9.7 环境保护投资估算环境保护投资估算.81 第十章第十章 劳动保护和安全卫生劳动保护和安全卫生 .82 10.1 劳动保护与安全卫生劳动保护与安全卫生.82 10.1.1 设计依据.82 10.1.2 工程概述.82 10.1.3 建筑及场地布置.83 10.1.4 生产过程中职业危险、危害因素分析.83 10.1.5 防护措施.84 10.1.6 劳动安全卫生机构设置及人员配备.86 10.1.7 劳动安全卫生预评价.86 10.2 消防消防.86 10.2.1 设计依据.86 10.2.2 防火措施8
8、6 10.2.4 消防设施费用.87 第十一章第十一章 厂组织和劳动定员估算厂组织和劳动定员估算 .89 11.1 工厂体制及组织机构工厂体制及组织机构.89 11.2 生产班制和劳动定员生产班制和劳动定员.89 11.3 人员的来源和培训人员的来源和培训.91 11.3.1 人员来源.91 11.3.2 人员培训计划.91 第十二章第十二章 项目实施规划项目实施规划 .92 12.1 建设周期的规划建设周期的规划.92 12.2 实施进度规划实施进度规划.92 iv 12.2.1 前期工作.92 12.2.2 工程施工.93 第十三章第十三章 投资估算投资估算 .96 13.1 投资估算投资
9、估算.96 13.2 资金筹措方案资金筹措方案.98 13.3 资金使用计划资金使用计划.98 第十四章第十四章 财务评价财务评价 .99 14.1 概述概述.99 14.2 成本估算成本估算.99 14.3 利润估算利润估算.100 14.4 财务盈利能力分析财务盈利能力分析.101 14.5 不确定性分析不确定性分析.102 14.6 财务评价结论财务评价结论.105 第十五章第十五章 项目招标方案项目招标方案 .106 15.1 招标工作依据招标工作依据.106 15.2 招标工作原则招标工作原则.106 15.3 招标组织形式招标组织形式.107 15.4 招标基本情况招标基本情况.1
10、07 第十六章第十六章 可行性研究结论可行性研究结论 .109 附表附表 附件附件 1 第一章第一章 总总 论论 1.11.1 概述概述 1.1.11.1.1 项目名称、主办单位、企业性质和法人项目名称、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：* 1.1.21.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则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
11、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。 2 1.1.31.1.3 项目提出的背景、投资必要性和经济意义项目提出的背景、投资必要性和经济意义 1.1.3.1 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
12、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
13、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 3 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
14、。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
15、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
16、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。 4 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
17、.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。 1.1.3.2 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
18、、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 5 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
19、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
20、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 600mm 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； 6 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
21、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。 1.1.3.3 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
22、 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 7 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
23、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。 1.1.41.1.4 研究范围研究范围 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。 1.1.51.1.5 研究内容研究内容 生产规模： 6000 吨/年特种石墨（等静压） 。 本项目总投资 48058.92
24、 万元人民币 表表 1-11-1 项目建设内容项目建设内容 序 号项目名称单 位数 量备 注 1 特种石墨（等静压） 吨年 6000 8 1.21.2 研究结论研究结论 1.2.11.2.1 综合评价综合评价 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
25、，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
26、 国道仅 24 公里，距 105 国道 25 公里，交通较为便利。 8、本项目投入总资金：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 9 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 201
27、1 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。 1.2.21.2.2 研究结论研究结论 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。 表表 1-21-2 主要技术经济指标表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）ta 60
28、00 二产品方案 特种石墨（等静压）ta 6000 三年工作日天 300 四主要原材料用量 1 煅后石油焦ta 6000 2 沥青焦ta 2400 3 煤沥青 ta 4800 4 天然石墨粉ta 600 五公用动力消耗量 1 供水万 t/a 9.24 2 供电 10 序号项 目 名 称单 位数 量备 注 年耗电量万 kWh 15697.44 3 供天燃气 最大用气量万 m3a 213.33 六运输量ta 19800 1 运入量ta 13800 2 运出量ta 6000 七项目定员人 300 1 生产工人人 253 2 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 117
29、1 全厂总建筑面积 117758 2 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 48058.92 1 固定资产投资万元 29612.35 2 流动资金万元 18446.57 十二销售收入 1 达产年销售收入万元 45000 2 项目计算期年均销售收入万元 41142.86 十三年均总成本 25978.89 1 年均可变成本万元 6345.15 2 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 30.62 2
30、投资利税率 43.27 3 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 11 第二章第二章 市场预测市场预测 2.12.1 国内外市场预测国内外市场预测 2.1.12.1.1 石墨级碳素制品种类及性质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
31、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）。 表表 2-12-1 20112011 年年 1-81-8 月中国石墨及碳素制品产量分省市统计表月中国石墨及碳素制品产量分省市统计表 石墨及碳素制品(吨) 地区 8 月产量 1-8 月止累 计 8 月同比增长(%) 1
32、-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 84,847851,88514.7
33、510.42 12 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
34、.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 2.1.1.1 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、
35、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。 13 （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 1825A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。
36、 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 14 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
37、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
38、、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； 15 （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
39、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。 16 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：
40、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
41、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。 2.1.1.2 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 17 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 385050，
42、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 2000时，石墨强度提高一倍。 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
43、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。 2.1.22.1.2 特种石墨（等静压）应用途径及发展趋势特种石墨（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 18 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
44、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 5060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
45、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 2530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 20102011 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
46、。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； 19 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 35 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
47、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，
48、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 20 “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
49、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 21 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