铜加工的金属消耗与技术创新

电耗 ｋｗｈ／吨
全国铜材
６４．７１（２００５ 年） １０９３．４８（２００５ 年） １４１８．１１（２００５ 年）
全国铜带
６１．８１
－
－
全国铜管
５６．６８
－
－
全国铜棒
６３．３５
－
－
潜 流 式 、多 面 、多 流 的 黄 铜 管 、棒 、型
８８
１０２０
９８０
上引无氧铜管
８８
１０１８
１０５０
潜 流 铸 造 、冷 轧 无 氧 铜 带
单位： 万吨
２００３年 ２００４年
１５２１．５ １５９２．９
１５４１．３ １６７１．４
１８３．６ ２１７
２９５
３３０
９６６
８９５
３１９．５ ４１６．５
４０１．８ ４９７．０
２００５年 １６９６．３ １６９４．２ ２５８．３
３６０ － ５０２．５ ５７４．８
铜在所有已知元素中是唯一具有美丽的玫瑰红 颜色的金属， 它具有极为优秀的综合性能， 良好的导 电 、导 热 、耐 蚀 、耐 磨 性 能 和 铜 对 环 境 的 友 善 性 。 铜 易 于冶炼、加工、再生利用， 其宝贵性能到目前为止尚无 一种天然和人工材料所能完全替代。尤其是人类社会 进入信息时代， 铜的优秀性能更显突出， 电子、电 力 、 通讯等对铜的依存超过以往任何历史阶段， 以中国为
第 ３６ 期 １６
中国金属通报
压缩将直接导致金属消耗的降低， 在中国兴起的潜流 式铸坯—冷加工的新方法迅速产业化， 它具有投资 少、生产工艺流程短、金属消耗低、成品率高 、成 本 低 的显著特点， 具有节材、节能、环保的功能， 其 中 最 典 型的产业化范例有：
３．２．１ 潜流式、多面、多流的黄铜管、棒、型生产技 术
从参会代表的发言情况看， 国外企业最为关心的 主要是以下几方面问题： １、中国稀土出口配额政策是 否具有弹性， 今后将如何发展。即在国外稀土市场需 求趋紧的情况下， 中国是否会增加稀土产品的出口配 额。２、中国如何解决稀土品种的市场平衡问题。因为， 在 稀 土 市 场 主 要 由 钕 、镝 、镨 、铽 等 生 产 钕 铁 硼 永 磁 材 料的稀土品种拉动情况下 ， 将有大量的镧、铈、钇 、铕 出现过剩， 解决这部分产品的出路将是一个大难题。 ３、外国的公司能否到中国投资搞稀土精矿的来料加 工。４、中国如何开展稀土废料的回收加工。５、中国企 业能否到印度去投资开发稀土资源， 等等。
表 １ 铜的消费
名称
２００１年 ２００２年
全世界精铜产量 １５３７．９ １５１０．６
全世界精铜消费 １４５２．４ １５０２
中国精铜产量 １５２．３ １６３．２
中国精铜消费
２２０
２６０
全世界铜加工材产量 １１３６
９９５
中国铜加工材产量 １８５．８ ２５１．２
中国铜加工材表观消费 ２４７．５ ３２５．８
该技术是由宁波金田铜业集团完成， 它以再生五 金黄杂铜为原料， 合金感应熔炼后潜流转注给水平引 拉保温炉， 同时实现多面、多流水平坯料铸造， 然后转 入高精冷拉伸， 熔炼与水平连铸生产线为全封闭、全 自动化， 最多可同时生产不同形状， 不同规格的棒、型 坯 ６４ 根， 具有世界领先 水 平 ， 该 集 团 已 建 成 １３ 条 生 产线， 产能达 ２０ 万吨。
８０
１０１５
１１００
潜 流 式 铸 造 、冷 轧 、盘 拉 铜 管
８６
１０２０
１２００
上述列举的四项技术创新无一例外地是由于取 消了热加工工序而导致金属消耗的大幅降低和成品 率提高， 其技术经济指标如表 ３ 所示。
我国铜加工技术的创新取得巨大进展， 为什么金 属消耗指标没有明显好转？ 这是由于我国铜加工技术
市场综述
先进与落后并存的特点所造成的， 迫切需要在新建工 程和工业改造中推进技术创新。
４ 、结 论 （ １） 我国铜资源匮乏与铜消费量迅速增长， 导致 铜作为普通材料的历史已成往事， 高价铜时代和铜加 工业精密化将不可逆转。生产过程中要珍惜铜的消 耗、压缩铜的消耗， 推进意识创新。 （ ２） 改变粗放型管理， 严格设定金属消耗指标， 并 认真考核， 推进管理创新， 向精密化管理要效益。 （ ３） 大 力 提 倡 工 艺 流 程 短 、生 产 成 本 低 、成 品 率 高、金属消耗少的新技术、新工艺， 推进技术创新。 （ ４） 采用先进的生产技术和生产工艺， 加工过程 实现自动化、连续化生产，淘汰落后生产的生产能力和 工艺。
关键词： 资源、金属消耗、创新
１ 、铜 的 资 源 与 消 费 经济的高速发展付出了资源迅速消耗的沉重代 价， 日益枯竭的资源是制约经济发展的重要障碍， 其 中铜的消耗与资源之间的矛盾更为突出。 根据 ＵＳＧＳ（ 美国地勘局） 数 据 ， 全 球 陆 地 铜 储 量 为 ４．７ 亿 吨 （ ２００３ 年 ） ， 全 球 矿 产 铜 （ ２００３ 年 ） 为 １１４４ 万吨， 以此计算， 全球陆地铜储量在 ４０ 年内将被耗 尽。按照中国有色金属工业协会数据统计， ２００４ 年中 国 陆 地 铜 储 量 为 ２９００ 万 吨 ， ２００５ 年 矿 产 铜 ６５．１ 万 吨， 以此计算， 中国也将于 ４０ 年以后铜的储量陷入枯 竭期。此时， 铜的需求将主要由再生铜来满足。
以 ２００５ 年为例， 该年金属消耗指标为 １１００．７６Ｋｇ／ 吨， 也就是生产一吨成品加工材， 有 １１０．７６ 公斤宝贵 的金属原料“灰飞烟灭”， 该年共生产 ５０２．４７ 万吨铜加 工材， 共消耗掉 ５０．６３ 万吨金属材料， 其中铜约 ４１ 万 吨， 锌、铝、铅、锡、镍等基本金属 １０ 万吨， 其中铜的消 耗相当于当年我国铜陵有色公司一年的精铜产量， 以 现行铜价计算约为 ２９１．１ 亿元人民币， 这里不包括 １０ 万吨身价倍增的有色金属， 如果上述数据基本准确， 如果计算没有错误的话， 那么金属消耗所造成的损 失， 在有色金属资源如此受人关注的今天， 还不足以 使人扼腕长叹吗？
中国稀土工业发展呼唤相关产业政策尽早出台
２００６年 ９ 月 ８ 日下午， ２００６’国际小金属与稀土 会议的主办方之一， 中国稀土学会为了加强中外稀土 界的信息交流， 在大会结束之后又召开了一次小型座 谈会。参加这次会议的共有 ３０ 多位中外稀土专家和 企业代表 （ 其中美国、加拿大、澳大利亚、印度等 国 公 司企业代表约占参会人数的一半左右） ， 大家就国内 外稀土工业的发展问题进行了广泛座谈。
程短、成品率高、金属消耗低、投资少， 这些 优 点 已 远 非国外传统挤—轧—拉方法所能比拟， 目前中国不但 能够产业化生产精密铜管， 而且可以整条生产线配套 齐全地供应生产装备， 进行一条龙式技术服务。
中国金属通报
表３
中国铜加工技术创新项目技术经济指标（ ２００４ 年）
方法名称
综合 成品率％
金属消耗 Ｋｇ／吨
３．２．２ 无氧铜带潜流铸造、冷轧生产技术 该方法由江苏万宝铜业集团研发并产业化， 这项 技术包括潜流式水平连铸 １６×６１０ｍｍ 无氧铜带坯， 卷 重 ４～５ 吨， 不经铣面直接冷轧， 高氢连续退火 和 抛 光 后可生产 ０．１ｍｍ 以上无氧铜带、变压器带、电缆带等， 含氧量为 ５ｐｐｍ 以下， 解决了无氧铜传统生产工艺中 含氧超标和分布不均的技术难题， 目前该集团的这项 技术已迅速产业化。 ３．２．３ 无氧铜管上引技术 青岛宏泰铜业集团发展了上引铜管技术， 建成了 １３条自动化生产线， 每条机列可同时上引 １２ 根不同 规格无氧铜管坯， 最大规格达 １０８×４ｍｍ， 含氧量均不 超过 ５ｐｐｍ， 产品质量满足家电、建筑水管、电真空、空 调管的需求， 其突出的优点是生产流程短、成本低、成 品率高、金属消耗少， 这项技术已产业化， 处于世界领 先水平。 ３．２．４ 潜流式铸造、冷旋轧、盘拉技术 以空调内螺纹铜管为代表的中国精密铜管生产 技术、产品品种和质量均处于世界 领 先 水 平 ， 这 项 技 术 已 拥 有 多 项 发 明 专 利 ， ２００５ 年 中 国 精 密 铜 管 已 达 ３９ 万吨， 居世界第一位， 其中复杂齿型、薄壁厚、小直 径高散热内螺纹铜管填补了世界空白， 也为空调管节 省铜的消耗作出了贡献。 中国精密铜管生产方法最突出的特点是工艺流
例， 上述行业铜和铜材的消费约占全部消费量 ４５％左 右， 中国铜消费量约占全世界的 １／５， 而矿产铜自给率 只有 １／５。因此， 中国为满足经济发展的需要， 每年进 口大量铜精矿、精铜、铜加工材， 其铜的消费量如表 １ 所示。因此， 不论在中国和世界范围内铜的资源和需 求都形成了尖锐的矛盾。
２ 、铜 加 工 业 金 属 消 耗 在铜的消费中， 铜加工材 占 ９０％以 上 ， 国 民 经 济 各部门对铜的需求绝大多数都以铜及铜合金加工材 形式出现， 在管、棒、板、带、箔、线、型、锻件等加工材 中纯铜与合金比例 ６： ４， 其中纯铜约占 ８０％， 其他合金 元素有锌、铅、铝、锡等有色金属。 在铜加工材的生产中铜及铜合金的熔炼、铸造、 热加工、冷加工、退火、酸洗等工序组成了生产过 程 ， 在生产中以金属氧化物等形式进入烟尘和炉渣形成 了金属消耗， 在一般情况下， 这种消耗是不可避免的， 且大部分很难回收。但是因生产技术和管理水平先进 与否， 金属消耗却大不相同。 在铜加工材生产过程中金属消耗指标定义为： “一吨成品铜加工材需要投入多少金属原料”， 不同加 工材品种的金属消耗是不同的， 但是作为宏观经济管 理部门通常是以铜加工材综合金属消耗作为指标进 行分析。各国都高度重视这一指标的完成情况， 当前， 国 外 发 达 国 家 一 般 为 １０３０ Ｋｇ／吨 ， 我 国 计 划 经 济 时 代， 曾以 １０４０Ｋｇ／吨作为主要指标进行考核。在中国铜 加工业迅速发展的今天， 金属消耗的指标大大增加， “十五”期间金属消耗如表 ２ 所示。
３ 、金 属 消 耗 与 技 术 创 新 在铜加工生产过程中金属消耗是不可避免， 但是 可以减少， 其途径是意识创新、管理创新和技术创新。 ３． １ 改变铜加工粗放模式向精密化推进 众所周知， 我国铜加工粗放生产的弊端由来已 久， 迫切需要完成对铜的“平民”认识向“贵族”化的转 变， 长久以来， 人们都把铜作为普通金属， 如果视铜如 黄 金 、白 银 ， 生 产 过 程 中 珍 惜 铜 的 消 耗 、压 缩 铜 的 消 耗， 这就是“精神变物质”， 也就是意识创新。 粗放型生产最突出的表现是成品率不高， 由表 ２ 可知， “十五”期间我国铜加工成品率在不断提高， 但 与发达国家相比， 仍有 ５～１０％的差距， 成品率的提高 将直接导致金属消耗下降， 生产一定数量的产品， 成 品率越高， 生产中金属氧化烧损越少， 投入生产过程 的金属料越少， 而提高成品率的根本管理措施是推进 生产过程的精密化， 其中改变粗放管理的突出表现是 严格设定金属消耗指标， 并认真考核， 我们第一步可 设定为 １０４０Ｋｇ／吨， 即 ２０ 年前的 考 核 指 标 ， 这 个 指 标 的实现， 以 ２００５ 年铜加工材产量计算将减少金属消 耗 ３０．５ 万吨， 其中铜为 ２４．４ 万吨， 在此基础上金属消 耗指标再向 １０３０Ｋｇ／吨推进， 这就是向精密化管理要 效益， 也就是管理创新。 ３． ２ 技术创新是降低金属消耗的根本出路 企业的竞争取决于谁拥有先进技术， 而金属消耗 的降低也取决于技术创新。现代铜加工技术正在打破 传 统 的 、经 典 的 熔 炼 — 热 加 工 — 冷 加 工 三 段 式 生 产 方 式， 热加工工序正不断地被压缩， 热加工工序是金属 氧化最为严重的阶段， 在生产过程中热加工被取消与
１５ 第 ３６ 期
市场综述
表２
十五期间铜加工业金属消耗与成品率
项目
２０００ 年 ２００１年 ２００２年 ２００３年 ２００４年 ２００５年
金属消耗 Ｋｇ／吨 ０５９．５９ １０５８．３５ １０９０．４５ １０６９．４１ １０９３．４８ １１００．７６
成品率 ％ ６６．３４ ６６．３９ ６４．５６ ５８．５３ ６３．７１ ６４．７１
中国金属通报
市场综述
铜加工的金属消耗与技术创新
陈连英 王碧文
摘 要： 铜的资源有限与需求旺盛已形成尖锐的矛盾， 铜作为普通材料已成往事， 它将以稀缺 材料粉墨登场， 铜价的推高、铜工业精密化已不可逆转。在节省铜的消耗、降低金属消耗上推进意识 创新、管理创新、技术创新等已是重要的战略之一， 并迫在眉睫。