开题报告-车间设计

江西理工大学

本科毕业设计（论文）开题报告题目：年产3.1万吨铜合金生产车间设计

专题题目（若无专题则不填）：

本课题来源及研究现状：

铜及铜合金是人类应用最早的金属材料之一，在人类发展史中，第一个金属以金属命名时代就是青铜时代，而青铜器的发明和使用，使铜成为古代文明的载体。经历了数千年的发展与沉淀，铜及铜合金以其优良的物理、化学性能、加工性能、力学性能、色泽美观等特性，广泛应用于电子、电力、交通、科技、医疗、军事等领域，已成为人类社会不可或缺的战略资源。我国远在三千多年以前就已经掌握了铜合金的冶炼和应用，但我国现代铜工业发展较西方发达国家晚，真正起步是在新中国成立之后，在坚持独立自主的原则下，经过几代人的努力，我国铜工业经历了从无到有，从小到大的发展过程，至今已形成了集产、学、研于一体的铜工业体系。

1、铜材市场需求概况

1.1国际铜材市场需求概况

2015年全球精铜消费量为2170万吨，同比增长1.88% ，增速相比于上年的3.65%明显回落。美国、日本以及欧盟部分发达国家的铜消费都有所下降。推动世界铜消费增长的国家主要是中国、印度和俄罗斯等。印度和俄罗斯尽管消费基数比较低，但增长前景令人瞩目。

铜的消费主要集中于发达工业国家，如美国、日本、西欧等国，这些国家的经济状况对铜的消费影响很大，尤其是高精尖的铜产品（铜板带、铜管、铜合金棒材等），一般来说，经济形势好，铜的需求增加，反之则下降。但由于基础设施建设较为完善、加工产业向中国等发展中国家转移等原因，近几年对铜的消费持一个较稳定的水平，2008年受金融危机的影响国际主要发达国家的精铜消费几乎全线回落，但中国消费的快速增长抵消了发达国家铜消费的减少，这种增长对于支持有色金属价格高位运行至关重要。

因为经济结构的原因，发达国家与发展中国家的铜消费结构有着明显的区别。发达国家的铜消费主要是在建筑领域，而电子、电气行业的铜消费量则次之（图 1.1.1 ）。发展中国家虽然经济结构在不断改善，但电力行业依然是主要的铜消费领域，建筑行业的则较少（图 1.1.2 ）。

1.2国内铜材市场需求概况

中国是全球铜消费的主要驱动力（表 1.2.1），2015年铜消费量为993万吨，约占全球铜消费量的一半，而在1990年，中国的铜消费量为51.2万吨，只占当时全球铜消费量的5%左右。从1990~2015年期间，伴随着我国年均9.80%的GDP 增长的同时，我国铜消费量更是保持年均12.59%的高速增长，铜消费量从51.2万吨增长到993万吨，增量达941.8万吨，无论是增量还是增速都处于世界前列。而未来中国仍将是全球铜消费的主要市场。

表 1.2.1 国内外精铜供求平衡及预测

（数据来源：安泰科）

最近几年，虽然由于中国市场结构调整及产业升级等原因，中国经济进入发

60%

15%

10%

4%

4% 6%

电子和电力 建筑 轻工家电

机械 交通 其他

图 1.1.2 发展中国家铜消费结构占比 43%

25%

12%

11%

9%

展转型期，铜的消费增量明显放缓，自2010年以来，铜的消费量增速持续下跌，2012年跌破10%，最近两年进一步下跌，到2015年以跌破3%，预计2016年将可能跌至2.2%左右，中国铜消费进入一个低速增长期（表 1.2.1）。但是中国未来铜需求仍有大幅度的增长空间，这一点从城市化率和人均铜消费量可以反映出来。中国现阶段的城市化率约为56%，处于较低水平，而美国城市化率已到85%，这表明中国的城市化率仍有很大的增长空间。现阶段中国人均铜消费量约为7.3kg ，这一数值远不及德国、意大利和日本等发达国家的15kg 。总的来说，未来几年中国的铜消费量仍会稳定增长，中国仍将扮演世界铜市场的消费引擎。

虽然也属于发展中国家，但中国铜消费的增长点比较特别，其很大程度上取决于国家基础设施的建设。电力行业、建筑行业及交通运输业对中国铜消费的贡献率约为70%，而空调行业和电子行业约占20%（图 1.2.1 ）。

1.3国内未来铜消费增长点

对于中国未来铜消费的主要增长点，电力业仍是第一位，主要原因是国家智能电网的建设加快了国内新能源和输电线路布局，从而提升了电力行业对铜的需求；第二第三位将是交通运输行业和建筑行业，主要原因是城镇化进程的推进，大量城市基础建设、轨道交通建设、公路、港口机场建设等产生了对铜的极大需求；接着是空调制冷等家电行业居第四位，主要原因是家电下乡政策持续提升了铜的需求；此外，面对中国淡水资源短缺形势日益严峻，而海水资源丰富的国情，海水淡化日益成为一个热门行业，这为高耐蚀、高效换热、薄壁、高精、高性能的铜合金管的应用提供了广阔的空间和良好的前景，因此，海水淡化行业铜需求量前景十分可观；最后，清洁能源投资、新能源汽车及其配套设施建设等也将会成为未来中国铜消费的新亮点。

2、铜加工行业概况

49%

15% 11%

8%

7%

10%

电力 空调 交通 建筑 电子 其他

图 1.2.1 中国铜消费结构占比

2.1世界铜加工业概况

铜自欧洲的工业革命时便登上了世界工业的舞台。至今经过数百年的发展，铜已被广泛应用于电子、电力、交通、科技、医疗、军事等各大领域，在推动相关领域发展的同时，铜行业自身也不断创新升级，尤其在欧洲（英法德）、美洲（美国）、东亚（日本、韩国）等发达国家的经济发展的带动下，铜加工技术与设备不断发展升级，推动铜相关的高科技产业不断发展，又进一步推动了全球经济的发展。

据有色金属协会数据表明：世界铜加工材的年产量一直处于2000~2200万吨之间，但高精尖性能的铜材产品却主要产自美、德、日、意等发达国家。其中美国以其经济技术优势，高附加值铜材的产量与消费量一直处于世界第一位，德国的高附加值铜材的进出口量也处于世界前列，因此可以看出高精尖、高附加值铜材的市场和发展空间潜力巨大。同时世界铜材生产已向高度现代化、自动化发展，而其产品也向着节能、环保、高精度、高性能、高表面、高稳定等附加值高的方向发展。

随着新的经济发展形势的来临，世界铜及铜合金的生产与研究逐步向着有利于环保和人类健康的方向发展。无铅黄铜、无镍白铜研究取得了很大进展，高强度高导电铜合金、高耐腐蚀热交换器和海水淡化材料、高阻尼合金等研究正在深入。总之随着电子科技的发展和低碳环保理念的深入，世界主要发达国家的铜加工业开始向着更加节能、省材、环保的方向发展。

2.2中国铜加工业概况

中国铜加业的总体情况是：第一，行业集约化经营水平较低，除中铝、江铜、铜陵等个别大企业外，大多数中小企业不具备合理的产业链，因此竞争能力差，抗风险能力差。第二，行业规模大而不强、工艺经济指标不够先进，主要原因是受传统工业影响，产品附加值普遍偏低，市场竞争能力差。第三，技术装备先进与落后并存，代表性铜加工企业如洛铜、江铜、铜陵、云铜等，技术与装备已进入国际先进行列；而广大的中小企业，其技术与装备还停留在上个世纪七八十的年代水平。由此形成了我国铜加工行业大而不强、大而不精的现状，造成了低端产品泛滥、资源短缺，而高附加值产品质量参差不齐，需要从外国大量进口的被动局面。