Организация производства высокомодульного углеродного волокна
с модулем упругости более 400 ГПа
Целью данного бизнес-плана является расчет экономической целесообразности осуществления проекта создания дополнительных производственных мощностей на ООО «Аргон», позволяющих достигнуть годовую производственную мощность в 100 тн. графитированного и 40 тн. карбонизированного угля. Реализация данного проекта предполагает строительство нового производства технического ПАН жгутика годовой производственной мощностью 800 тн. как промежуточного сырья для получения конечного продукта и модернизацию существующего оборудования для получения угля.
ООО «Аргон» расположен в г. Балаково Саратовской области. Площадь производственной зоны составляет 9,9 га, в том числе основные производственные площади – 4,2 га. ООО «АРГОН» оснащен уникальным оборудованием для производства высокотехнологичной продукции. Оборудование поддерживается в хорошем состоянии. «АРГОН» введен в эксплуатацию в 1976 году и является крупнейшим в России предприятием по производству высокомодульных, высокопрочных углеродных волокнистых материалов (УВМ) конструкционного назначения в виде нитей, лент, тканей, жгутов. Производственные мощности оцениваются примерно в 140 т/год высокомодульного графитированного и карбонизированного ассортимента и 60 т/год УВМ других ассортиментов. Загрузка производства в 2000-2005 годах составила 15-20%, что вызвано отсутствием возможности приобретения сырья для полной загрузки имеющихся производственных мощностей предприятия.
4. Описание продукции и применяемой технологии
После завершения инвестиционного проекта ООО «Аргон» номенклатура выпускаемой продукции будет включать в себя:
1. Пан жгутик 800 тн/год как промежуточный вид продукции для производства УВМ
2. Карбонизированный уголь 40 тн/год
3. Графитированный уголь 100 тн/год
4. УВМ других ассортиментов 60 тн/год
5. ПАН жгутик
Жгутик полиакрилонитрильный номинальной линейной плотностью от 250 до 2800 текс, ТУ 2272-001-47773778-2000 – для специальных целей, ТУ 2272-003-47773778-2000 - для конструкционных целей, обладает высокой прочностью, является сырьем для получения углеродистого волокна и в дальнейшем – углепластика.
Основными стадиями технологического процесса получения ПАН-жгутика являются:
1. Получение полимера
2. Приготовление прядильного раствора
3. Формование жгутика
Производство ПАН жгутика базируется на диметилформамидном (ДМФ) способе, где в качестве растворителя используется ДМФ. По этой технологии успешно работает производство в ФГУП ВНИИСВ, работали два промышленных производства на Кустанайском ПО "Химволокно". За рубежом по данной технологии работает фирма «Золтек». Данная схема позволит, в случае необходимости перейти на растворители диметилсульфоксида (ДМСО) или диметилацетамид (ДМА).
Исходный полимер имеет следующий состав:
• Акрилонитрат 93,0%
• Мелилакринат 5,7%
• Итаконовая кислота 1,3%
Формование жгутика предполагается осуществлять на прядильно-отделочных агрегатах серии ЛП – 24, которые испытаны на Саратовском производстве «Нитрон» и сейчас успешно работают на фирме «Золтекс». Два агрегата ЛП – 24 обеспечивают мощность производства 800 тонн в год. Химическая часть производства (полимеризация, приготовление прядильного раствора и регенерация растворителя) предполагается на мощность 1000 тонн полимера в год. При реконструкции производственных помещений будет предусмотрена возможность ее расширения.
Существующие в настоящее время на территории России производства ПАН-жгутика тонких номиналов не обеспечивают в полном объеме потребность «Аргона» в сырье, необходимого для ликвидации дефицита угля. Необходимо также отметить, что УВМ такого качества и исходное сырье для выпуска данной продукции является продукцией двойного назначения, что исключает импортозамещение как по сырью, так и по готовой продукции.
Необходимо отметить, что для крупнейших мировых производителей ПАН-волокно является полуфабрикатом для производства углеродных волокон.
Производители ПАН- волокон в России:
• Опытный завод ФГУП «ВНИИСВ» г. Тверь имеет мощности по производству ПАН нити 150 тонн в год. Используется практически 100 % мощности. Первоначальная мощность 120,0 тонн в 2001-2002 г.г. была увеличена за счёт инвестиций Минатома, использующего 75-80% всего выпуска.
• ООО «СаратовОргСинтез» г. Саратов ЗАО Лукойлнефтехим:
опытная установка по производству ПАН жгутика тонких номиналов, мощностью 120,0 тонн в год. Необходимо отметить, что на опытной установке отсутствует отдельная химическая линия, что накладывает ограничение на качество производимого ПАН-жгутика.
пан-жгут толстых номиналов выпускается серийно до 2000 тонн в месяц и в основном используется как сырьё текстильной промышленности и частично ОАО Завод «Аргон». Используется для производства углеродного волокна УК(-П), применяемого для изготовления авиационных тормозов в объеме 30-50 тонн. Другое применение ограниченно.
4.2. УВМ
Высокопрочные и высокомодульные углеродные волокнистые материалы (УВМ) конструкционного назначения в виде углеродных нитей, лент, тканей и жгутов, являются уникальными продуктами, созданными на базе высоких технологий для обеспечения выпуска авиакосмической и оборонной техники, атомного машиностроения. Со времен СССР эти материалы отнесены к группе стратегических, определяющих технологическую независимость и обороноспособность страны. С использованием композиционных материалов, усиленных УВМ, созданы современные самолеты гражданской и военной авиации, объекты космической техники, ракетные комплексы и другие изделия оборонной техники.
Технологический процесс получения УВМ включает в себя:
• Крутка. Используются крутильные машины УПК-10
• Ткачество. Используются ткацкие станки ТЛБ-80
• Окисление при температурах до 300 C. Используются Установки ТВМ-5, ТВМ-4М, ТВМ, Печи МПО-2Р
• 2-3 стадийный процесс карбонизации и графитации при температурах до 2600?C. Используются линии поточные СПЗ-5-600, СПЗ-600, ОКБ-14600
Основные виды продукции «АРГОН»:
• ленты углеродные конструкционные. Производятся серийно многостадийной термообработкой лент, сотканных из полиакрилонитрильных нитей (ПАН-нитей) 33,3 текс ФГУП «ВНИИСВ» (г. Тверь). Основные заказчики – предприятия Росавиакосмоса,
• нити углеродные конструкционные типа УКН(-П,-М), ГРАПАН. Производятся серийно многостадийной термообработкой полиакрилонитрильных жгутиков ( ПАН-жгутиков) 250-1440 текс ООО «СаратовОргСинтез». Основные заказчики – предприятия Росавиакосмоса, оборонной промышленности,
• углеродные тканые материалы типа УТ(-900, -400) и УОЛ-300, изготавливаемые серийно способом ткачества углеродных нитей типа УКН-П, УКН-М. Основные заказчики – предприятия Росавиакосмоса, оборонной промышленности,
• волокна УК(-П). Производятся серийно многостадийной термообработкой полиакрилонитрильных жгутов (ПАН-жгутов) 40-54 килотекс ООО «СаратовОргСинтез». Основные заказчики – предприятия Росавиакосмоса,
• жгуты графитированные, высокомодульные типа ГЖ. Изготовление способом многостадийной термообработкой полиакрилонитрильных жгутиков (ПАН-жгутиков) ООО «СаратовОргСинтез». Основной заказчик – предприятия Минатома РФ.
Мировые мощности углеволокна на основе ПАНа составляют 35,9 тыс. тн. и рассчитаны на достижение 48,5 тыс. тн. к 2007 году. На долю США и Японии приходилось 78% мирового производства этого продукта. Остальные объемы были произведены в Западной Европе, на Тайване, Южной Корее. Небольшое количество этого продукта было выпущено в Венгрии.
Спрос на углеродное волокно, по прогнозам аналитиков, должен расти до 2007 г. в среднем на 6-10% в год. С учетом растущего спроса основные производители углеволокна на основе ПАНа уже расширяют или планируют инвестиции в расширение своих мощностей как по производству углеволокна, так и по производству ПАНа.
Крупнейшими мировыми производителями являются HEXCEL (США), CYTEC (США), TORAY (Япония), ZOLTEK (США), TOHO Tenax (Япония).
Кроме «АРГОНа» в настоящее время в России имеются следующие производители аналогичной продукции:
-Электродный завод (г. Челябинск, ЧЭЗ) с возможностью производства до 70 тн/год высокомодульного ассортимента
-Опытный цех ГП «ВНИИПВ» с возможностью производства до 5 тн/год прочего ассортимента
|