(1)实现金属熔炼、精炼高端设备的国产替代
国家先后发布《新材料产业发展指南》、《“十四五”原材料工业发展规划》等系列政策促进我国金属材料产业的发展,但目前来看,我国的金属熔炼、精炼技术仍然是限制高端金属材料发展的关键,与国外技术相比较仍处在落后的局面,金属熔炼、精炼高端设备主要还是以国外进口为主。行业的发展仍然需要相关从业人员的不懈努力以提高我国金属熔炼、精炼设备的市场竞争力。
本项目实施生产的金属熔炼、精炼相关的高端设备及配套产品,可用于熔炼制造高精密的先进金属零部件,将有助于提高我国特种金属熔炼设备的技术实力,实现相关设备的国产替代,从而突破国外厂家在航天、军工领域特种金属材料的制约,提升国产特种金属材料的自主供给能力。
依托于在感应电源、感应炉体和熔炼及浇注控制系统等感应熔炼设备关键领域的核心技术,公司自主研发的中频感应炉、真空感应炉具备高效节能、安全性高、稳定性强、系统智能化等产品优势。公司拥有规格齐全的中频感应炉产品线,产品功率最高可达 45 兆瓦,炉体容量可覆盖 0.05-120 吨,吨钢最低电耗可达 475 千瓦时/吨,产品技术处于国内领先地位。
同时,公司生产的真空感应炉作为高温合金行业的主流精炼设备之一,已获得市场认可,公司已成功进入真空精炼设备制造领域。公司在国内市场与美国应达、ABP、ALD 等国际先进设备制造企业竞争,并实现国产替代。
经过多年以来在感应熔炼设备制造领域积累的核心技术和产品优势,公司赢得了一批优质的铸造行业上市公司和大型企业客户,以及青山实业、鑫金汇等不锈钢龙头企业客户,北京北冶等老牌高温合金行业客户的认可,并与之建立了良好的合作关系,在行业内树立了良好的市场口碑和品牌价值。
(2)突破产能瓶颈保障公司快速发展
经过多年发展,公司已经成为国内为数不多的生产金属熔炼、精炼相关的高端设备及配套产品的企业之一,产品获得市场广泛认可。公司将逐步加大对特钢及高温合金行业客户的市场开拓力度,产品产销量预计将会进一步增加,产能不足目前已成为制约公司发展的重要因素,产能瓶颈亟待突破。目前公司产能利用率已经接近饱和。为进一步扩大公司生产规模,增强公司综合竞争力,抢占市场份额,公司有必要扩大产能,突破瓶颈。
(3)扩大产能以满足增长的市场需求
工信部、发改委、生态环境部三部门于 2022 年 2 月联合发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》(工信部联原〔2022〕6 号)提出:力争到2025 年 80%以上钢铁产能完成超低排放改造,吨钢综合能耗降低 2%以上,水资源消耗强度降低 10%以上,确保 2030 年前碳达峰,打造 30 家以上智能工厂,电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至 15%以上。
在国家大力发展短流程炼钢的背景下,未来我国电炉钢的产量占比将持续提高。另外《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》(工信部联通装〔2023〕40 号)明确提出,推进企业合理选择低污染、低能耗、经济高效的先进工艺技术,提升行业竞争能力;鼓励企业采用高效节能熔炼、热处理等设备,提高余热利用水平。
推广短流程铸造,鼓励铸造行业冲天炉(10 吨/小时及以下)改为电炉。推进铸造废砂再生处理技术应用、废旧金属循环再生与利用;加快新一代信息技术与铸造和锻压生产全过程、全要素深度融合,支持企业利用数字化技术改造传统工艺装备及生产线,引导重点企业开展远程监测、故障诊断、预测性维护、产品质量控制等服务,加强数值模拟仿真技术在工艺优化中的应用,推动行业企业工艺革新、装备升级、管理优化和生产过程智能化。
随着我国汽车零部件、高铁及铁路器材、机械、清洁能源、国防军工、航空航天等领域的持续发展,下游行业对于铸件、特钢及高温合金的需求也将增长,中频感应炉凭借其高效节能等诸多优点,能够满足我国节能减排和绿色发展的经济战略,目前已成为铸造和短流程炼钢领域熔炼、保温最有效的工艺装备之一。
此外真空感应炉是目前高温合金熔炼与初次精炼的主流设备之一,其熔炼、精炼生产而出的高温合金目前被广泛应用于航空航天、核电、汽车工业、燃气轮机、石油化工等领域。
公司一直专注于金属熔炼、精炼设备及其相关配套产品的研发、生产与销售,其中,中频感应炉依靠其高效节能、安全性好、稳定性强以及系统智能化等优势,在行业内树立较高的市场地位和品牌价值。公司产品符合国家产业政策及行业发展趋势,面对广阔的市场需求,公司有必要进一步提高市场份额,谋求长远发展。
2、项目建设可行性
(1)国家已出台多项政策大力扶持行业发展
制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基,但我国目前仍处于工业化进程中,与先进发达国家相比还有较大差距。制造业存在大而不强、自主创新能力弱、关键核心技术与高端装备对外依存度高等问题,这些也同样是我国特种金属熔炼、精炼设备行业亟需打开的局面。
为了促进整个产业的发展,近年来,政府不断出台鼓励性政策支持相关制造行业发展。《工业绿色发展规划(2016-2020 年)》、《有色金属工业发展规划(2016-2020 年)》、《工业和信息化部关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见》、《新材料产业发展指南》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》、《“十四五”原材料工业发展规划》等均将特种金属熔炼、精炼设备列为鼓励类或重点发展的产品。
目前由于我国高端特种金属熔炼、精炼设备主要依赖进口或者购买国外品牌的本土化产品,公司通过掌握相关核心技术,拥有研发并生产相关设备的能力,因此本项目的实施将有助于打破国外金属熔炼、精炼高端装备市场的垄断,以满足国产替代,从而为提升我国自有特种金属熔炼、精炼设备的制造水平做出贡献。
(2)公司现拥有丰富的客户资源确保产能消化
公司成立多年,行业沉淀深厚,客户资源丰富,产品深受市场认可,2020-2022 年,公司主要产品中频感应炉销量逐年增加。此外,公司不断提高感应熔炼设备的竞争优势、优化设备的各项技术指标,在主力产品中频炉的带动下,公司真空感应炉也获得客户的认可并获取了客户订单,未来真空感应炉也将成为公司营业收入新的增长点。扩产项目建成后,公司产能将大幅支撑公司业绩提升和业务规模发展,产能消化具备可行性。
(3)强大的技术实力和系统集成保障
公司产品未来的市场竞争力公司拥有强大的技术实力和系统集成能力,产品具备市场竞争力。截至2023 年 6 月 30 日,公司拥有已授权专利 58 项。其中,已授权专利包括发明专利 3 项,实用新型专利 55 项,2020-2022 年研发投入分别为 1,295.17 万元、1,621.28 万元和 1,840.94 万元,具备较强研发实力。其中,2020-2022 年研发费用复合增长率为 19.22%,公司对研发的持续投入使产品更具市场竞争力。
目前,公司生产的中频感应炉、真空感应炉等感应熔炼设备的技术与产品质量已达到国内领先水平,并与美国应达、ABP 和 ALD 等公司在国内市场进行竞争,公司产品以其“国际品质、国产价格”获得客户的广泛认可,已逐步实现国产替代。
未来,公司将继续加大研发投入,以保持技术优势以及产品的市场竞争力。综上所述,公司产品具备技术优势,与国外品牌相比具备价格优势,拥有较强的市场竞争力,未来扩大公司规模、提高市场份额具备可行性。
3、项目投资概算
本项目拟投资总额为 20,112.49 万元,拟以募集资金 20,112.49 万元投入项目建设。
4、项目实施周期及进度安排
本项目建设实施周期为 36 个月,项目进度计划内容包括项目前期准备、工程建设、设备购置及安装调试、人员招聘及培训、项目试运行等。
5、项目备案及环评情况
2022 年 3 月 11 日,本项目取得了上海市奉贤区发展和改革委员会出具的《上海市企业投资项目备案证明》项目代码为:2203-310120-04-01-992437。2023 年 3 月 3 日,本项目取得了上海市奉贤区生态环境局出具的《关于上海新研工业设备股份有限公司金属熔炼、精炼相关的高端装备及配套产品扩产项目环境影响报告表的审批意见》(沪奉环保许管[2023]21 号)。
6、项目选址及土地情况
本项目用地位于上海市奉贤区海坤路 365 号,项目用地面积为 28,282.87 平方米,公司已取得该地块的土地使用权,不动产权证书号为沪(2022)奉字不动产权第 013435 号。
7、项目环保情况
本项目建设期和运营期内的污染物主要包括扬尘、废(污)水、固体废物和噪声等。
(1)建设期内主要污染物及拟采取的防范措施
建设期内施工场地周围建筑材料和工程废土的堆放,散装粉、粒状材料的装卸,搅拌以及运输,会产生扬尘。公司可通过对容易产生扬尘的建筑材料设立临时仓库,专人管理、设置围护工棚及采用封闭措施等方式减少扬尘的产生。
建筑施工产生的废水主要为施工设备冲洗排水、水泥养护排水,主要污染物为泥沙,水量较小,经沉淀池处理后环境影响较小;施工人员可充分利用厂区附近现有单位的卫生及生活设施,其生活污水排入市政污水管网,不会对环境造成影响。
施工期产生的固体废物主要为施工阶段地基开挖产生的弃土、主体工程建设产生的建筑垃圾和施工人员产生的生活垃圾。施工阶段产生的弃土大部分用于回填地基,剩余部分用于厂区内绿化用土;施工单位将建筑垃圾按要求运至指定地点,由城建部门统一处理;生活垃圾由垃圾桶收集,定期清运。
项目建设阶段的噪声来源为施工机械、车辆运输及安装新增设备产生的振动噪声和交通噪声。对于施工噪声,施工单位应首先选用低噪声的机械设备,或选用做过降噪技术处理和改装的施工机械设备,控制施工时间等。同时,定期检验机械设备的噪声声级,以便有效地缩小施工期的噪声影响范围。
(2)运营期内主要污染物及拟采取的防范措施
运营期产生的污染源和污染物主要有:废气,废(污)水,固体废物,及噪声等。运营期内的废气包括焊接烟尘和喷砂废气等,可通过设焊烟除尘系统来净化焊接烟尘;喷砂废气经喷砂设备配套的旋风和滤筒除尘装置净化后,通过排气筒排放。运营期产生的废水主要有设备清洗废水、生活污水等。设备清洗废水进入厂区废水处理站处理,处理达标后排入污水处理厂。
生活污水经化粪池处理后由污水处理厂处理。运营期内产生的固体废弃物主要是来自生产厂房的边角料、废包装材料,员工产生的生活垃圾。公司将设置专门堆放地点,边角废料和废包装材料经收集后在厂区短暂堆存后,定期出售至废品收购站。
生活垃圾在厂内设置固定垃圾收集桶,送环卫部门指定地点统一处理。运营期内的噪声源主要为行车、叉车等设备。在满足生产需要的前提下,选用低噪声的设备和机械,对于高噪声设备在设备招标过程要求设备制造厂家对其采取减噪措施;高噪声设备均安置于厂房内并安装吸声式隔声罩封闭进行降噪处理,同时加强噪声设备的维护管理,定期对其进行检修,避免因不正常运行所导致的噪声增大。
8、项目经济效益情况
项目投资财务内部收益率税后为 25.35%,项目税后动态投资回收期为 6.23年(含 3 年建设期),具有良好的经济效益。
2、公司主要产品或服务情况
(1)感应熔炼设备
公司的感应熔炼设备主要包括中频感应炉、真空感应炉和配套的自动浇注系统。
①中频感应炉
中频感应炉是指工作频率在 150~10,000Hz 范围内,利用电磁感应原理和电热效应,通过以电力电子技术为核心的中频感应电源提供交变电流至感应线圈建立磁场,磁场产生磁力线切割感应炉内的金属产生涡流形成高温,并最终实现金属熔化的设备。由于加热熔化全程通过使用电力的感应线圈,并无额外的燃料添加,中频感应炉相比于传统的冲天炉等设备,具有熔炼速度快、生产效率高、铸件杂质少、能源消耗低、环境污染小等诸多优点;
同时,相比电弧炉,中频感应炉对电网污染小,无需消耗电极、金属合金元素回收率较高。目前中频感应炉已成为现代铸造和短流程炼钢领域熔炼及保温最高效的核心基础工艺装备之一,具有不可替代性。中频感应炉的工作原理示意如下:参考详细版本可研报告。
在铸造和特钢冶炼领域,中频感应炉在整个工艺流程中处于核心地位,具体应用情况示意如下:
公司中频感应炉产品是以中频感应电源和感应炉体为核心组成的成套设备,具体情况如下:
感应电源:1、可控硅串联/并联谐振设计,以双供电或多供电作为主流电源,多逆变器的设计可以实现多负载同时运行,满足铸造及特钢行业对金属母液连续稳定供应的需求;2、进线电压可高达 1,150V,整流满开放设计,多整流器之间的自动电流平衡功能,功率因数始终大于 0.95;3、可实现多达 48 脉冲整流,极大的降低了高次谐波,增强了供电系统的平衡和稳定;4、高电压的逆变器设计,降低逆变输出回路传输损耗,提升电源效率,电源整体转换效率高达 98%;5、电源的主回路及控制系统设计具有完善的保护功能,具有极高的安全与稳定性。
感应炉体:1、对加热炉内的金属材料产生很大的涡流并形成高温,对炉内金属进行熔化;2、通过优化的炉体钢结构、感应线圈、磁轭等结构设计,使得炉体的加热效率得到了极大提升;3、炉体中的感应线圈采用整体压制和绝缘技术,结构更加坚固与稳定,绝缘性能优异,使用寿命长;4、炉体最大容量可达 120 吨钢水,能够覆盖所有下游特钢客户的熔化需求;5、配有保温炉盖和除尘环,能有效吸收废气,绿色环保。
通过对中频感应电源和感应炉体系统化集成,公司的中频感应炉能满足铸造行业对铁水高效、连续、稳定供应的需求;通过掌握大吨位炉体容量的中频感应炉相关技术,公司能够为下游特钢行业客户提供有效的短流程炼钢的解决方案。得益于公司在感应电源、感应炉体和熔炼及浇注控制系统等方面的技术积累。
A.高效节能
a.公司通过采用大功率电源来提高功率密度、多供电电源实现多负载同时运行、高压变频器来降低铜排及电缆的传输损耗,相比国内一般厂家,公司产品最终可实现每吨铁水的熔化率提升 10%-15%,铜排电缆损耗可降低 1.5%左右。
b.通过对铜管线圈的有限元电磁场仿真及有限元热传导验证分析,来优化线圈和磁轭的整体结构,提高线圈的感应加热效率,相比国内一般厂家,公司产品线圈中的能量损耗可降低 3%-5%。
通过以上在感应电源、铜管线圈、磁轭等方面的优化设计,公司中频感应炉的整体电热效率可达 75%,高出国内一般厂家 5%左右,从而提升客户在生产过程中的电能利用率,节省客户的生产成本。
B.安全性高
a.公司通过同时采用直流注入式和差动电流式双重漏炉检测系统,来确保运行过程中能快速响应设备故障、实时监控设备状态并有效对接地电压进行限制,防止功率元器件故障损坏及操作人员的人身安全,而国内一般厂家只采取一种保护措施。此外,公司采用内置刺针式线圈,提高了漏炉报警的灵敏度,可实现泄漏铁水未到达线圈之前,先碰到螺钉造成接地故障,从而防止线圈损坏,进而降低设备和操作人员的安全风险。
b.采用全数字化控制系统能实现对电力电子主回路故障的及时检测,避免电力电子功率器件损坏及故障扩大化。设备采用全封闭的水冷电源柜设计,无需额外散热装置,避免外部粉尘进入设备,在成套设备安装完成后,所有的触电风险点都有可靠的安全防护和互锁机制。
C.稳定性强
a.公司采用整体压制的线圈结构设计和整体线圈绝缘技术来提升线圈的刚性、强度和稳定性。相比于国内一般厂家线圈的分段绕制工艺,公司的整体压制的线圈结构更加稳定,整体刚性和强度更高。
b.公司通过开放框架式炉体钢结构,采用上下厚壁圆筒结合厚壁无缝矩形管或大型 H 型钢结构,可实现独特的吸震效果,且相比于部分厂家的卷筒式钢结构,开放框架式炉体钢结构方便操作人员对设备进行巡视、维护及维修。
c.公司采用光纤传输的全数字化主控板,可提供更加精确的控制信号;此外可控硅等功率电子器件的触发脉冲全部通过光纤传输,响应速度更快,信号更稳定,在强磁场情况下,抗干扰能力强,能实现控制系统和高压系统之间的电气隔离。当主回路出现故障时,产生的高压及干扰无法通过光纤返回控制系统,能够避免高压故障信号在设备内蔓延,从而防止故障的扩大化,提高了设备的稳定性。
D.系统智能化
公司为中频感应炉产品配备了全数字化控制系统,信号通过双 DSP(数字信号处理器)进行处理,搭配 PLC(可编程逻辑控制器)自动控制通讯进行数据传输,并进一步同上位工业计算机相连,实现了熔炼系统从底层控制到上层数据的全数字化。并且基于上述数字化平台建立了智能化、信息化的熔炼管理系统,包括现场管理系统、办公室管理系统及远程诊断,通过前、中、后全方位的管理,可保证客户从本地或远程对设备的电气系统、水系统、液压系统等运行参数进行实时监测,显示并记录设备运行情况,可以查阅输出工艺过程数据,为客户提供进一步改进工艺和改善管理的基础数据,也可以同客户的 MES或 ERP 相连,助力企业实现智能信息化转型。
同时还可进行实时故障诊断,可实现本地或远程数据云管理,客户手机移动终端使用公司专业电炉管理系统APP 对系统进行远程实时监控管理,可以实现自动保温、自动烘炉、自动冷炉启动等功能。若配备称重系统,还可实现自动熔炼;其中部分本地或远程实时运行参数显示及监控界面如下:
a.实时现场运行参数监控界面:
b.“新研云”手机端界面
c.智能化熔炼控制系统框架如下:
参考详细版本可研报告。
②真空感应炉
真空感应熔炼(VIM)是将中频感应炉安装在真空腔室内,在真空下对炉体内的炉料进行加热至熔化,并后续搅拌、脱气,最终完成整个精炼的过程。真空感应炉配置有加料腔、铸锭腔、溜槽腔、测温取样腔,各腔体可以进行不同的组合,以满足各种不同的生产工艺需求。
熔化的金属在真空下精炼并调整化学成分至达到合金要求,并最终在真空铸锭腔内浇注成各种规格的钢锭、棒材、电极锭等合金。由于真空感应炉的熔炼室体积较小,其真空抽取时间和熔炼周期较短,有利于温度、真空度控制及合金成分的控制,通过各腔体之间的灵活组合,可满足客户连续生产的需求。
基于以上特点,真空感应炉现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要基础设备之一。公司的真空感应炉目前主要应用于高温合金的熔炼与精炼,用来熔炼铁基、钴基、镍基等合金棒材和电极锭,并为后续精炼提供所需的合金母材。
真空感应炉是目前高温合金熔炼与初次精炼的主流设备之一,公司生产的真空感应炉已于 2021 年获得北京北冶的认可并实现 4 吨真空感应炉的销售,2023 年初,北京北冶与公司签订 6 吨真空感应炉的设备采购合同,2023 年 3 月公司又与新客户签订了 3 吨的真空感应炉销售合同,充分体现了公司生产的真空感应炉在质量和性能上已满足客户的生产需求。
未来,公司将重点推动包括真空感应炉在内的精炼设备的研发、生产和销售工作,真空感应炉等精炼设备将成为公司新的业绩增长点。公司的真空感应炉目前主要应用于高温合金的熔炼与精炼,用来熔炼铁基、镍基等金属锭,产生后续精炼所需的高温母合金。
③自动浇注系统
公司的自动浇注系统主要服务于铸造行业客户,可对灰铁、可锻造铁、球墨铸铁及铸钢等高温金属液进行自动浇注并生产铸件。公司的自动浇注系统为底注式浇注方式,其工作原理是通过激光和视觉技术检测浇杯的液位来控制浇注的流量,无需人工干预,设备可根据客户的设定自动完成整个浇注过程,且浇注质量稳定、重复性好、能够节省铁水并提高铸件合格率。
(2)配件
公司销售的配件主要为中频感应炉、真空感应炉和自动浇注系统所使用的关键部件,主要包括感应线圈、磁轭、电感电抗、水冷电缆等。
(3)维修及服务
公司主要向感应熔炼设备客户提供维修及服务,当客户购买的公司产品超过质保期或所需服务超出合同质保约定范围,公司可向客户提供维修及服务来解决设备使用中的各类问题。
此报告为摘录公开部分。定制化编制政府立项审批备案、IPO募投可研、国资委备案、银行贷款、能评环评、产业基金融资、内部董事会投资决策等用途可研报告可咨询思瀚产业研究院。