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石墨及碳素制品行业发展概况是什么?

作者:jcshimo 发布时间:2023-12-06 17:37:47

1、特种石墨职业开展历程
   碳素资料是一种陈旧的资料,又是一种新型资料。早在史前,人类就与炭物质发生了联系。公元前8000 年,人类就现已将木炭用于取暖、煮食等;公元前3000年开端,有色金属锻炼就用炭加热或复原制取金属;公元2世纪,我国汉代现已开端用煤烟制墨,16 世纪我国明代的锻炼工业已用天然石墨和粘土制成耐火坩锅,这是人类早的碳素制品。
    尽管人类很早就运用碳素资料,但从原始、粗糙的碳素资料开展到近代的、高质量的工业碳素资料,从国际范围看也仅有一百多年的前史。
    1842年德国人本生(R.H.Bunsen)用2份能结焦的煤粉和1份焦炭粉混合在钢模中加压成型,然后焙烧制成炭质电极,这是近代碳素制品工业的前驱。此后,伴随着冶金、电化学、电器机械等职业的开展,碳素资料开端得到开发运用,尤其在这段时间后期人们进行了许多的有关电能运用的开辟性工作,如碳刷、碳电阻柱、电热和电化学用电极等相继得到创造和运用,碳素资料开端工业化出产1896年,爱迪生的学生艾奇逊(E.G.Acheson)运用其创造的“箱式电阻炉”制造出榜首只人工石墨电极,使得碳素资料从碳质跨越到石墨质,此后逐步运用其导电性、耐腐蚀性、耐热性、润滑性和导热性等特性,在炼钢电极、电解板、发热体、坩埚、电刷、密封圈等石墨制品方面取得突破性进展,并作为工业资料被广泛运用在炼钢、制碱、电气以及机械等范畴。人工石墨的出现为碳素工业的开展揭开了新的一页。
    我国碳素工业起步较晚但开展较快。我国碳素工业起步于国家“一五”期间建设的156项要点工程。引进前苏联技能的吉林炭素厂1952年筹建、1955年建成投产,成为我国碳素工业的摇篮,之后我国又陆续兴建了兰州、上海炭素厂和南通炭素厂,这四家国有碳素企业成为我国碳素企业的四大骨干企业。与职业开展历程相适应,自起步以来,国内碳素企业以石墨电极等传统碳素产品出产为主,首要以钢铁和金属锻炼职业为下游。
2、我国石墨制品中低端产品多,特碳石墨比例低
    我国是石墨出产和出口大国,一起也是进口大国,大部分以中碳或高碳形式直接出口,而高、精、尖工艺需求的石墨产品大部分从国外进口。一些发达国家把石墨列入战略储备资源,严厉限制其挖掘、加工与出口,而且对石墨研制技能做了严厉的保密规则。我国尽管是石墨大国,但不是石墨强国。现在仅能加工初级产品,缺少高附加值精深加工石墨产品及制品,石墨高技能产品需求许多进口,进口价约为出口价格的 24.6倍。
    我国石墨及碳素制品职业,一方面低端产品产能过剩、商场供大于求,如一般功率石墨电极、铝用阳极和一般阴极炭块等;另一方面高技能含量、高附加值的产品,如大标准大功率炭电极、核石墨、航空航天用石墨和各范畴用特种石墨及炭复合资料等又有适当数量的缺口。石墨及碳素制品职业产品结构不合理的深层次原因在于技能开发投入不足,工业自主立异和技能集成立异才能弱,产品结构的优化晋级缺少强有力的技能支撑。
3、职业会集度不高
    当时我国石墨及碳素制品职业存在职业竞赛无序、宏观管理失控等问题。作为一种名贵的不行再生资源,石墨具有重要的战略价值。但是,长时间以来国家对石墨资源的管理没有归入一个规模的途径,造成了石墨主产区各自为政的局势。随着,国家对石墨及碳素制品职业的日渐重视,加强宏观管理和操控已成必然趋势。因此,今后要点企业的竞赛战略将会以大力推动石墨工业结构调整为要点;活跃开辟国际商场,组建石墨大型企业集团为趋势。
4、开展趋势及远景
    碳素资料具有电和热的良传导性、电特性、润滑性、高温特性、耐化学腐蚀性、耐热性、耐高温热剥落性、电化学功能等基本特性。碳素尤其是特种石墨现已成为现代工业不行或缺的重要物料和工业资料,依托其固有特性,经常以基础质料、模具、用具、部件、构件以及结构资料等形式被广泛运用在各种职业不同环境、不同出产条件的工业产品制造进程。碳素职业是一个非常多元化的工业,既有传统工业的基础,又具有高技能、高科技开展的机会和空间,职业开展远景长时间向好。一起,碳素职业也是对石化和煤化工职业的废渣进行深加工再运用,是一项能源二次运用、契合循环经济理念的工业。
   (1)电火花加工对特种石墨的需求安稳增加。电火花加工的首要优势在于能适用于难切削资料的加工,东西电极与工件不触摸,两者间作用力很小,适用于加工特殊及杂乱形状的零件。在电火花加工工艺中,作为阳极的东西电极能够运用铜质资料,也可运用石墨资料。石墨电极与铜电极比较具有比铜轻,密度只有铜的20%、易加工、切削加工不易产生应力及热变形、熔点在 3,000℃以上时热膨胀系数小的特色。
     在特种石墨的需求结构中,电火花加工占比约 15%,是需求量最大的下游用户之一。电火花加工石墨产品中运用高档石墨约为25%,运用中低档石墨约为 75%。
    (2)核安全加快石墨资料在核电中的运用。日本福岛核事故引发核电危机,核安全成为未来核电开展的关键要素。欧洲一些国家放缓或停止了核电站的建设,德国甚至宣告2020年封闭核电站,我国也在重新审视核电开展的规划。但从长时间看,核电依然是发电功率最高、最有出路的发电机组,我国大力开展核电的长时间规划没有改动。在核电建设中,核安全是首位。高温气冷堆是国际核能界公认的现在安全性最高的新型核反应堆,是未来核电装置的开展趋势。
    石墨是中子的慢化剂和优秀的反射剂,其自身许多优秀特性确立了它在核工业范畴中关键资料之一。在高温气冷堆中,炭资料是不行缺少的减速资料、反射资料和结构资料。高温气冷堆需求许多的高级石墨资料,能够说没有核石墨资料就无法建成高温气冷堆。在高温气冷堆中因为用氦气作为冷却剂,用碳素及陶瓷资料作为燃料的包覆资料,用石墨或炭质资料作为减速资料和炉芯结构资料,能够把接近1,000℃的高温气体导出反应堆外作为能源运用。国际上现已建立了多座开发研讨用高温气冷堆。此外,核石墨能够用来制造热结构件,各向同性炭石墨资料用于制造石墨球、堆芯资料、电极等核石墨制品。
   (3)其他需求:模具、连铸和人工金刚石石墨增加潜力不容忽视 )其他需求:模具、连铸和人工金刚石石墨增加潜力不容忽视。我国用于制造模具和连铸的石墨数量较大,石墨模具和连铸用各类石墨约占总需求量 26%。机械工业中的铸造职业许多运用石墨资料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工模具。出产大标准的纯铜、青铜、黄铜等首要选用连铸的办法,其间对产品质量起着至关重要影响的结晶器便是用等静压石墨资料制成的。因为等静压石墨在热传导、热安稳、自润滑、抗浸润及化学惰性等方面具有杰出的功能,使之成为制造结晶器不行代替的资料。等静压石墨还用于制造金刚石东西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),真空热处理炉的热场部件(加热器、承载框等),以及精细石墨热交换器、机械密封部件、活塞环、轴承、火箭喷嘴等。
    5、职业开展的有利要素及面对的风险要素。进入 21世纪以来,国际上工业结构有了新的调整,以信息、生物、航空航天、海洋开发以及新资料和新能源为主的高技能和新资料工业逐渐开展壮大。特种石墨与微电子及信息技能、新资料技能、生物技能、航空航天、原子能、高温资料等均有亲近的联系。当时化工、能源、轻工、冶金、建材等传统工业将不断引入新技能和运用资料,进行工业晋级和技能革新,许多都与特种石墨深加工产品亲近相关。能够说特种石墨深加工工业开展有了新的机会。
     从特种石墨各种技能开展看,特种石墨将越来越被广泛运用到新能源轿车、航天航空、核电及等高新技能范畴,成为支撑高新技能开展的重要战略资源。新的科学发现和科技成果使我们彻底信任在未来科技开展中,特种石墨将是不行代替的战略资源之一。
6、职业的竞赛格局
    (1)国际职业竞赛和商场特色。现在,国内外碳素企业众多,职业现已高度商场化。国际范围内碳素职业会集度较高,首要会集在德国、美国、日本、法国、我国及印度,但各国主流石墨制品均为石墨电极,特种石墨产品占比相对较小。
    德国、美国、日本、法国的特种石墨产品以等静压石墨为主,上述四国拥有先进的等静压石墨出产技能,拥有较强的技能优势。因为长时间以来受德国、美国、日本、法国在等静压石墨工艺技能和设备技能方面的壁垒的限制,国内等静压石墨产值较少,基本依赖进口。
    与国外同类产品比较,我国产品尽管功能略有差异,但因为成本与价格较低,产品性价比优势显着,与国外产品竞赛时具有必定的性价比优势。
(2)国内特种石墨职业竞赛和商场特色
    1)全体规模偏小。同传统碳素资料比较,特种石墨出产工艺技能含量较高,对出产技能、设备才能及工艺装备水平有较高的要求。现阶段,我国特种石墨职业出现“金字塔”型散布,工艺和技能水平先进,具有必定自主研制才能、完成出产规模化的企业较少。全国从事特种石墨出产的企业仅几十家,大部分企业规模较小,技能落后或者不具有完好工序,具有完好工序、产能遍及规模较小,导致大大都企业难以构成很强的商场竞赛力。
    2)产品结构不合理。现在国内碳素产品仍以传统碳素资料为主,其间大部分产品为石墨电极,特种石墨占比较小,因为长时间以来受其他国家工艺技能和设备技能壁垒,国内大部分企业只能出产中粗石墨或细颗粒石墨,等静压石墨则 80%的需求量依赖进口。
    3)大都企业缺少中心竞赛力。特种石墨职业界的绝大大都企业科研投入较低,自主开发和立异才能较弱,缺少具有先进水平的中心技能,缺少研制试验手段。职业中只有少数骨干企业具有较强的自主研制才能。
    4)部分特种石墨职业抢先企业快速开展。近年来,特种石墨职业的迅速开展,给职业界抢先企业带来了快速成长的机会。职业抢先企业凭仗技能和管理优势逐步构成强势品牌,占有了安稳的商场份额。