專案總投資2億港元,其中飛天集團出資1.2億港元(佔60%),龍國稀有礦產研究院出資0.3億港元(佔15%),李家成新能源公司出資0.5億港元(佔25%);資金分四批投入,第一批(2009年9月)投入5000萬港元,用於裝置採購和研發啟動;第二批(2010年3月)投入5000萬港元,用於中試階段研發;第三批(2010年9月)投入6000萬港元,用於產業化技術研發;第四批(2011年3月)投入4000萬港元,用於生產線工藝設計和裝置選型。
研發工作啟動後,各小組迅速投入工作,合金設計與熔鍊小組首先開展了合金成分最佳化實驗,透過大量的文獻調研和理論分析,確定了以釹鐵硼為基礎,新增鋱、鏑、鈷、鋁等元素的合金成分方案,其中釹含量28-30%、鐵含量65-68%、硼含量.2%、鋱含量.0%、鏑含量.2%、鈷含量.0%、鋁含量.5%;小組採用真空感應熔煉爐進行合金熔鍊實驗,透過調整熔鍊溫度(1450-1550℃)、保溫時間(30-60分鐘)和冷卻速度(5-10℃/min),製備出10種不同成分的合金錠,隨後透過光譜分析儀檢測合金成分,確保成分符合設計要求。
制粉與成型小組對合金錠進行破碎、研磨實驗,首先採用顎式破碎機將合金錠破碎至5mm以下,然後透過行星式球磨機研磨至100μm以下,最後採用氣流粉碎機進行超細粉碎,透過調整氣流粉碎機的工作壓力()、進料速度(10-20kg/h)和分級輪轉速(),製備出粒度3-5μm的永磁體粉末;小組還開展了成型工藝最佳化實驗,透過調整壓片機的壓力(200-300MPa)、成型溫度(50-100℃)和保壓時間(10-20秒),製備出密度≥、強度≥20MPa的成型坯體,為後續燒結提供了優質坯體。
燒結與後處理小組開展了燒結工藝最佳化實驗,採用真空燒結爐對成型坯體進行燒結,透過調整燒結溫度(1050-1150℃)、升溫速率(10-15℃/min)、保溫時間(2-4小時)和冷卻速度(3-5℃/min),使坯體緻密化;隨後採用氫氣保護燒結爐進行回火處理,調整回火溫度(500-600℃)和保溫時間(1-2小時),進一步最佳化永磁體的磁效能;後處理階段,透過高精度磨床和拋光機對燒結後的永磁體進行加工,確保產品尺寸精度±,表面粗糙度Ra≤μm,最後透過磁效能取向機進行磁效能取向處理,提高永磁體的磁效能均勻性。
磁效能檢測小組對各階段的樣品進行了全面檢測,採用永磁材料磁效能測試儀檢測磁能積、矯頑力、剩磁等引數,採用振動樣品磁強計檢測磁極化強度,採用居里溫度測試儀檢測居里溫度;檢測結果顯示,經過3個月的小試實驗,研發團隊製備出的永磁體樣品磁能積達到,矯頑力達到,成本降低8.5%,超過了第一階段的階段性目標,研發工作取得了初步成功。
為了加快研發進度,三方技術人員密切合作,每週召開一次技術交流會,分享研發進展,解決技術難題;龍國稀有礦產研究院的專家提供了大量的理論支援和實驗資料,幫助研發團隊最佳化合金成分和工藝引數;李家成新能源公司的技術人員將電機應用需求及時反饋給研發團隊,確保研發的永磁體產品符合實際應用要求;飛天集團的研發人員充分發揮產業化經驗優勢,將實驗室工藝與實際生產相結合,為後續的中試和產業化奠定了基礎。
聯合研發專案進入小試總結階段,研發團隊在研發中心召開了小試總結會議,三方負責人和技術專家參加了會議;會議上,各小組彙報了小試階段的研發成果,展示了磁效能檢測資料和成本分析報告;資料顯示,小試階段共製備永磁體樣品500kg,其中最優樣品的磁能積達到,矯頑力達到,成本較現有產品降低9%,各項指標均超過階段性目標;會議確定了中試階段的研發方案,計劃擴大生產規模,將小試工藝放大10倍,製備永磁體樣品5噸,進一步最佳化工藝穩定性,目標磁能積≥47MGOe,矯頑力≥,成本降低12%。
會議結束後,王莽對研發團隊的成果給予了高度評價:“小試階段的成功離不開三方技術人員的辛勤付出,這充分證明我們的聯合研發模式是可行的,技術方案是正確的;接下來,我們要乘勢而上,加快中試階段的研發進度,確保專案按計劃推進,早日實現高階永磁體的產業化,為龍國新能源產業的發展貢獻力量!”
張遠院長表示:“小試階段的成果超出了我們的預期,這讓我們對專案的成功更有信心;研究院將繼續投入更多的技術力量,支援中試階段的研發工作,爭取早日攻克核心技術,打破國外壟斷。”
吳昊總監說道:“我們對小試階段的樣品進行了初步的電機適配測試,測試結果顯示,樣品的磁效能完全符合電機應用要求,我們期待中試階段的產品能有更好的表現,早日應用到我們的新能源汽車電機生產中。”
截至2009年12月底,聯合研發專案小試階段圓滿完成,研發團隊不僅實現了階段性目標,還積累了大量的實驗資料和工藝經驗,為中試階段的研發工作奠定了堅實基礎;同時,研發中心的裝置執行穩定,研發團隊協作順暢,三方的合作日益緊密,為專案的後續推進提供了有力保障;隨著中試階段的啟動,高階稀有礦產永磁體的產業化之路越來越近,龍國稀有礦產產業即將迎來新的突破。
渤海灣,寒風凜冽,氣溫低至-5℃,呼嘯的北風捲著細小的雪粒,拍打在飛天集團稀有礦產專案基地的圍欄上,發出嗚嗚的聲響。
但基地東側的倉儲中心內,卻是一片熱火朝天的繁忙景象,溫暖的燈光透過雙層中空玻璃照亮了巨大的廠房,穿著藍色工裝的工人們正有條不紊地進行著首批原料的入庫作業,叉車的嗡鳴聲、輸送帶的運轉聲與工人的指揮聲交織在一起,構成了一幅忙碌而有序的生產畫卷。
這座現代化倉儲中心是飛天集團稀有礦產專案的核心配套設施之一,總投資1.5億港元,於2009年4月正式開工建設,歷時8個月圓滿竣工,12月10日透過了渤海新區住建局、消防局、環保局等多部門的聯合驗收,驗收報告編號為“渤海建驗〔2009〕第186號”,各項指標均符合龍國《倉儲設施建設標準》《消防安全規範》《環境保護法》等相關要求,12月15日正式投入使用。
倉儲中心總佔地面積平方米,相當於4.2個標準足球場大小,場地四周用3米高的藍色彩鋼板圍欄環繞,圍欄頂部裝有帶刺鐵絲網(高度50cm,間距10cm),圍欄外側種植了2000平方米的防風林(主要為楊樹和柳樹,共1000棵,平均高度2.5米),既能抵禦渤海灣的強風,又能起到防塵降噪的作用;圍欄內側設定了寬5米的消防通道,通道地面鋪設混凝土(厚度20cm,強度等級C30),畫有黃色消防標線(寬度15cm),確保消防車輛通行順暢;倉儲中心主入口處設有門衛室(面積20平方米,配備2名保安24小時值守)和車輛稱重區(安裝2臺電子汽車衡,型號SCS-100,量程0-100噸,精度±0.1噸),所有進出車輛都需經過稱重、登記、安檢後才能進入。
倉儲中心總建築面積平方米,採用鋼結構框架+彩鋼板圍護結構,鋼結構框架選用Q345B型鋼,立柱間距8米,橫樑跨度12米,整體抗震等級為7級,抗風等級為12級,使用壽命可達50年;屋頂採用雙層彩鋼板夾芯保溫結構(外層彩鋼板,內層彩鋼板,中間填充100mm厚聚氨酯保溫棉,導熱係數≤/(m·K)),屋頂安裝了20臺通風天窗(每臺尺寸×2m,開啟方式為電動開啟,通風量1500m3/h)和10臺採光板(每塊面積10㎡,透光率85%),確保倉庫內通風采光良好;外牆採用厚的藍色彩鋼板,表面噴塗防腐塗層(耐酸鹼腐蝕,使用壽命15年),外牆每隔10米設定1個消防栓(共30個,每個消防栓配備2條水帶,長度25米,水槍口徑19mm)和1個應急照明燈(共50個,功率10W,應急續航時間≥90分鐘)。
倉儲中心內部按功能劃分為原料倉儲區、成品倉儲區、備件倉儲區和辦公區四個區域,各區域用2.5米高的防火隔牆分隔(防火隔牆採用輕鋼龍骨+防火板,耐火極限≥2小時),隔牆頂部裝有防火捲簾門(型號GFJ-寬度3米,高度2.5米,耐火極限≥3小時),確保火災時能有效隔離火勢。
原料倉儲區位於倉儲中心西側,佔地面積平方米,建築面積平方米,設計儲存容量噸,主要用於儲存從蒙區礦企採購的稀有礦產精礦(純度60%左右);原料採用噸袋包裝(每個噸袋容量2.5噸,材質為聚丙烯,承重5噸,表面塗有防潮塗層),噸袋上印有原料批次、純度、重量、採購日期等資訊;儲存方式採用重型貨架儲存和地面堆放相結合,其中重型貨架區佔70%面積(7000平方米),地面堆放區佔30%面積(3000平方米);重型貨架選用橫樑式貨架,貨架規格為長12米、寬1.2米、高8米,每排貨架有8層,每層承重2噸,共安裝100排貨架,可容納個噸袋,儲存容量噸;地面堆放區採用行列式堆放,每堆高度不超過3層,堆間距1.5米,通道寬度3米,可儲存4400噸原料,滿足應急儲存需求;原料倉儲區安裝了10臺工業吊扇(直徑2.5米,轉速120r/min,覆蓋面積80㎡/臺)和20臺除溼機(型號DH-890C,除溼量90L/d,適用面積150㎡/臺),確保倉庫內溫度控制在5-25℃,溼度控制在45%-65%,防止原料受潮變質;區域內還安裝了80個高畫質監控攝像頭(解析度720P,儲存時間30天)和40個煙霧報警器(靈敏度),配備了4臺乾粉滅火器(型號MFZ/ABC5,滅火級別3A)和2臺消防水炮(型號PS30,射程30米,流量50L/s),確儲存儲安全。
成品倉儲區位於倉儲中心東側,佔地面積8000平方米,建築面積7000平方米,設計儲存容量噸,主要用於儲存經過提煉、提純後的高純度稀有礦產材料(純度%以上);成品採用銀色密封桶包裝(每個密封桶高1.2米、直徑0.8米,材質為304不鏽鋼,含鎳量8%,鉻量18%,耐酸鹼腐蝕,使用壽命10年以上,桶蓋內側裝有矽膠密封圈,防止受潮氧化,每個密封桶容量500kg,自重25kg),桶身外側貼有標籤,標註成品批次、純度、重量、生產日期、檢測報告編號等資訊,標籤下方印有二維碼,可透過掃碼裝置讀取詳細檢測資料;成品倉儲區全部採用重型貨架儲存,貨架規格為長10米、寬1米、高6米,每排貨架有6層,每層承重1噸,共安裝150排貨架,可容納7200個密封桶,儲存容量噸,剩餘2000噸容量作為臨時週轉儲存;成品倉儲區的溫溼度控制更為嚴格,安裝了30臺精密空調(型號格力GMV-504WM/X,製冷量50kW,制熱量55kW,控溫精度±0.5℃)和40臺除溼機,確保倉庫內溫度控制在18-25℃,溼度控制在45%-55%;區域內安裝了100個高畫質監控攝像頭、50個煙霧報警器、6臺乾粉滅火器和3臺消防水炮,還配備了2臺氣體檢測儀器(型號GT-903,可檢測氧氣、一氧化碳、硫化氫等氣體濃度,檢測精度±1%),防止密封桶洩漏導致氣體超標。
備件倉儲區位於倉儲中心北側,佔地面積3000平方米,建築面積平方米?不,總建築面積是,這裡應該是2500平方米,設計儲存容量500噸,主要用於儲存生產裝置的備件、工具、環保藥劑等物資;備件倉儲區採用中型貨架儲存,貨架規格為長6米、寬0.8米、高4米,每排貨架有4層,每層承重500kg,共安裝80排貨架,分為裝置備件區、工具區、環保藥劑區、辦公用品區四個子區域;裝置備件區儲存提煉爐、磁選機、萃取裝置等生產裝置的備件,如軸承、齒輪、輸送帶、感測器等,共分類儲存1500種備件,每種備件設定最低庫存預警,確保裝置維修時能及時供應;工具區儲存叉車、起重機、扳手、螺絲刀等工具,共800件,實行領用登記制度;環保藥劑區儲存PAC、PAM、氫氧化鈉、鹽酸等環保藥劑,採用專用化學品儲存櫃(防腐蝕、防爆,共20個,每個容量500L)儲存,儲存櫃上貼有化學品安全技術說明書(MSDS),明確使用方法和應急處理措施;辦公用品區儲存紙張、印表機、資料夾等辦公用品,共300種;備件倉儲區安裝了50個監控攝像頭、30個煙霧報警器、4臺乾粉滅火器和1臺消防水炮,確儲存儲安全。
辦公區位於倉儲中心南側,佔地面積2000平方米,建築面積1500平方米,共2層,一層為接待區、排程室、質檢室,二層為辦公室、會議室、休息室;一層接待區面積200平方米,擺放著沙發、茶几、展示架,展示架上陳列著原料和成品樣品、倉儲中心模型(比例);排程室面積150平方米,配備8臺電腦(型號聯想ThinkCentre M58p,CPU為Intel Core 2 Duo E記憶體4GB,硬碟500GB),安裝了智慧倉儲管理系統(WMS)的操作終端,排程員透過系統實時監控庫存情況、出入庫作業進度,協調叉車、工人的作業安排;質檢室面積150平方米,配備了原子吸收分光光度計(型號島津AA-檢測精度%)、電子天平(型號梅特勒-託利多PL602E,精度)、粒度儀(型號馬爾文Mastersizer測量範圍00μm)等檢測裝置,原料入庫前和成品出庫前都需在這裡進行抽樣檢測,確保質量符合要求;二層辦公室面積800平方米,分為10個獨立辦公室和1個開放式辦公區,可容納50名員工辦公,每個辦公室配備電腦、印表機、檔案櫃等辦公裝置;會議室面積200平方米,可容納80人開會,配備了投影幕布、音響系統、視訊會議裝置;休息室面積100平方米,配備了沙發、電視、飲水機等設施,為員工提供休息場所。
倉儲中心配備了先進的自動化裝卸和運輸裝置,包括15臺電動叉車(型號合力CPD30,額定起重量3噸,提升高度3米,行駛速度15km/h,續航時間8小時)、5臺重型起重機(型號,額定起重量5噸,跨度22.5米,起升高度8米)、10條輸送帶(型號DTⅡ型,頻寬800mm,輸送速度,輸送量100t/h),這些裝置均來自國內知名廠家,經過嚴格的質量檢測和除錯,確保執行穩定;原料入庫時,運輸車輛先在入口稱重區稱重,然後駛入原料倉儲區的裝卸月臺(共8個,每個月臺長15米、寬3米、高1.2米),透過起重機或叉車將噸袋從車上卸下,轉運至指定貨架或堆放區,同時質檢室抽取樣品進行檢測,檢測合格後,排程員透過智慧倉儲管理系統錄入原料資訊(批次、純度、重量、儲存位置等),生成入庫單;成品入庫時,成品從生產車間透過輸送帶輸送至成品倉儲區的裝卸月臺(共6個),由叉車轉運至指定貨架,排程員錄入成品資訊,生成入庫單;出庫時,排程員根據生產計劃或銷售訂單,透過系統生成出庫單,工人根據出庫單找到對應原料或成品,透過叉車或起重機轉運至裝卸月臺,裝載到運輸車輛上,運輸車輛在出口稱重區稱重後出庫,系統自動更新庫存資訊,實現出入庫作業的自動化、資訊化管理。