23 апреля на Главном форуме CCIE 2025 SMM (20-й) Конференции по медной промышленности и Выставки медной промышленности, организованном компаниями SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center и Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., при поддержке Jiangxi Copper Corporation и Yingtan Land Port Holdings Co., Ltd., специальным соорганизатором Shandong Humon Smelting Co., Ltd., а соорганизаторами Xinhuang Group и Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd., Тун Цинпин, главный ученый и доктор философии China Nonferrous Metal Mining (Group) Co., Ltd., проанализировал текущее состояние развития и тенденции высококачественного развития медеперерабатывающей промышленности Китая.
1. Медь и медные сплавы
Свойства меди
Медь обладает отличной электро- и теплопроводностью. Добавление различных элементов позволяет получать различные медные сплавы, каждый из которых обладает своими уникальными превосходными свойствами. Например:
• Электро- и теплопроводность ← чистая медь; прочность ← Ni, Cr, Ti, Be; коррозионная стойкость ← Ni, Al, Sn; цвет ← Zn, Ni, Al; обрабатываемость ← Pb, Bi, Te; износостойкость ← Sn, Al, Ag; антибактериальные свойства и т.д.
• Тяжелая (высокая плотность), поверхностное окисление, относительно большой коэффициент теплового расширения и высокая стоимость.
Виды медеперерабатывающих изделий: медные трубы, медные прутки/стержни, медные провода/нити/порошки, медные листы, медные ленты и медные фольги.
Применение меди и медных сплавов
Применение включает телекоммуникации, железнодорожный транспорт, автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность, судостроение, бытовую технику, робототехнику, новую энергетику, механическое оборудование, центры обработки данных и т.д.
►Производство медных полуфабрикатов
В 2024 году объем производства медных полуфабрикатов в Китае достиг 21,25 млн тонн, что на 1,9% больше, чем годом ранее, при этом на провода приходится около 50% от общего объема.
2. Текущее состояние и тенденции развития труб/прутков/проводов/нитей
►Внутреннеребристые трубы, наружнеребристые трубы, гладкие трубы
1. Свойства медных труб: отличная электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость, обрабатываемость (паяемость, гибкость и т.д.) и антибактериальные свойства;
2. Области применения: системы охлаждения и кондиционирования воздуха, водоснабжение и водоотведение в зданиях, газоснабжение, промышленность и судостроение, силовая электроника, медицина и т.д.
1. Традиционный процесс: литье слитков → горячая экструзия → прокатка → намотка → отжиг → обработка резьбы;
2. Непрерывное литье и прокатка: горизонтальное непрерывное литье → прокатка → намотка → отжиг → обработка резьбы. По сравнению с традиционным процессом он требует меньших капиталовложений в оборудование и обеспечивает более высокую производительность;
3. Технический уровень: Еще есть возможности для улучшения формы внутренних ребер (высота зубца, шаг, угол наклона и т.д.), но общая технология обработки внутреннеребристых медных труб в Китае является ведущей в мире;
4. Специальные применения: Постепенно продвигается локализация специальных, крупнодиаметровых и коррозионностойких медных труб;
5. Тенденции развития: Необходимо дальнейшее снижение энергопотребления, сокращение выбросов и внедрение цифрового и интеллектуального производства.
►Технологии изготовления прутков (заготовок)/проводов
1. Области применения: машиностроение, электроэнергетическое оборудование, автомобилестроение, военная и аэрокосмическая промышленность и т.д.;
2. Традиционные процессы: «литье слитков → горячая экструзия → протяжка» и «непрерывное литье и прокатка в валковой печи (SCR) → протяжка»;
3. Непрерывное литье + непрерывная экструзия: По сравнению с традиционным процессом «литье слитков → горячая экструзия → протяжка» он значительно повышает производительность медных прутков, медных заготовок, медных стержней и медных проводов, требует меньших капиталовложений в оборудование, создает меньшую нагрузку на окружающую среду и снижает производственные затраты;
4. Технический уровень: Китайская технология вертикального непрерывного литья, технология непрерывной экструзии и оборудование находятся на ведущем мировом уровне;
5. Тенденции развития: Интеллектуальное производство, локализация высококачественных сплавовых прутков и проводов, а также разработка и применение технологий аддитивного производства, таких как 3D-печать.
►Высокопрочные и высокопроводящие медные сплавы
1. Провода и кабели: Отрасли, включая электроэнергетику (распределение), телекоммуникационное оборудование, электрооборудование и электромобили, вступили в зрелую стадию трансформации и модернизации, с постоянным повышением технического уровня и ростом конкурентоспособности на международном рынке.
2. Высокопроизводительные и специальные кабели: Спрос на высокопроизводительные провода и кабели в новой энергетике, железнодорожном транспорте и аэрокосмической промышленности постоянно растет. Поэтому срочно необходимо активизировать НИОКР высокопроизводительных новых продуктов и внедрение достижений, а также ускорить процесс интеллектуального производства.
3. Тенденции развития: Ключевым является НИОКР и индустриализация высокодобавленной стоимости и дифференцированной продукции в таких областях, как железнодорожный транспорт, аэрокосмическая промышленность, медицина, полупроводники и робототехника. Например: показанная выше медно-серебряная высокопрочная и высокопроводящая сплавовая проволока Cu-1～6 мас.% Ag уже применяется в медицине, робототехнике и других областях.
Свойства высокопрочных и высокопроводящих медных сплавовых проводов: Максимальная прочность при растяжении может достигать 1400 МПа. Путем контроля содержания Ag и новых разработанных технологий обработки были успешно получены высокопрочные и высокопроводящие медные сплавовые провода с соотношениями прочности (МПа)/проводимости (%IACS) 1400/75, 1200/80, 1000/85 и 800/90.
►Технологии изготовления сверхтонких медных сплавовых проводов и их применение
1. Высокопрочные и высокопроводящие медные провода: Успешно разработаны медные сплавовые провода с прочностью при растяжении и электропроводностью более 85 (850 МПа + 85% IACS).
2. Разработана и применяется технология массового производства сверхтонких проводов диаметром одной нити 0,013 мм в таких областях, как медицина и робототехника.
3. Текущее состояние и тенденции развития листов/пластин, лент и фольг
►Свойства различных медных сплавов (листы/пластины, ленты и фольги)
Тенденции развития: Свойства: высокая прочность и высокая проводимость + α; α: коррозионная стойкость, износостойкость, термостойкость, устойчивость к усталости и легкость в обработке.
Текущее состояние:
В последние годы достигнут значительный прогресс в технологических инновациях и индустриализации. По сравнению с ведущими предприятиями в той же отрасли за рубежом: традиционные медные сплавовые изделия достигли «равного темпа» и «лидирующих позиций»; высококачественные медные сплавовые изделия переходят от «следования» к «равному темпу»; некоторые ключевые основные изделия все еще требуют дальнейшего развития.
Краткосрочная цель: Локализация ключевых медных сплавовых изделий, сделать их крупными и сильными.
Среднесрочные и долгосрочные цели: Переход от «равного темпа» к «лидирующим позициям»; разработка новых продуктов и новых применений.
Кроме того, были также представлены некоторые сплавы серии CuNiSi от японских медеперерабатывающих предприятий, а также ленты из сплава C7025 медь-никель-кремний, ленты из сплава C18150 медь-хром-цирконий и ленты из сплава цинк-медь-никель (C75210/C77010) от CNMC Zhengrui Copper Plate & Strip.
►Прокатная медная фольга
►Производственный процесс прокатной медной фольги
1. Ключевые технологии подготовки основного материала: ① Технология плавки: основные компоненты, содержание примесей и газовый состав; ② Технология литья: внешний вид литого слитка: отсутствие трещин, холодных сварок, включений посторонних веществ; внутренняя структура литого слитка: отсутствие трещин, пор и т.д.; ③ Микроструктура и свойства: размер зерна, качество поверхности, механические свойства, форма листа и т.д.
2. Ключевые технологии прокатки медной фольги: форма листа, допуск по толщине, качество поверхности, металлографическая структура и т.д.
3. Ключевые технологии поверхностной обработки: морфология медных узелков, профиль, однородность медных узелков, адгезия медных узелков, цвет и т.д.
►Разработка новых продуктов - ① Высокогибкая прокатная медная фольга
►Разработка новых продуктов - ② Высокогибкая прокатная медная фольга толщиной 9 мкм
1. Уменьшение толщины прокатной медной фольги значительно повышает ее гибкость. По сравнению с медной фольгой толщиной 25 мкм высокогибкая прокатная медная фольга толщиной 9 мкм демонстрирует примерно в 10 раз лучшую гибкость.
2. С ростом популярности складных смартфонов будет расти спрос на прокатную медную фольгу с более высокой гибкостью. Следовательно, будет расти и спрос на высокогибкую прокатную медную фольгу толщиной 9 мкм или даже тоньше.
►Разработка новых продуктов - ③ Высокопрочная медносплавовая фольга C7025/7026
Области применения: Сектор 3C (мобильные телефоны, наушники, компьютеры) B to B, автомобилестроение и бытовая техника.
Спецификации продукта: Толщина: 18-60 мкм.
1. Путем точного контроля условий обработки и термической обработки получаются высокоточные основные материалы с равномерным химическим составом и отличными механическими и физическими свойствами.
2. С использованием высокоточной технологии контроля формы и технологии контроля допуска по толщине были получены высокопрочные медные фольги толщиной 60, 50, 35, 25 и 18 мкм и достигнуто массовое производство.
►Разработка новых продуктов — ④ Медная фольга из сплава C18150
1. Благодаря точному контролю набора технологических условий получают высокоточные основные материалы с равномерным химическим составом и отличными механическими и физическими свойствами.
2. С использованием высокоточной технологии контроля формы и технологии контроля допусков по толщине были успешно разработаны высокопрочные и высокопроводящие медные фольги толщиной 60, 50, 35, 25 и 18 мкм, и достигнуто массовое производство.
►Разработка новых продуктов — ⑤ Медная фольга с низким профилем и поверхностной обработкой
Медная фольга с низким профилем и поверхностной обработкой обеспечивает низкие потери при передаче и высокую прочность сцепления.
Технология плавки и литья
1. Разработана технология получения бескислородной меди с использованием шахтной печи, включая оборудование и технологию получения высокочистой бескислородной меди (C10110) для электронных ламп.
∅ Относительно невысокие капиталовложения
∅ Низкие эксплуатационные затраты
2. Разработано полностью непрерывное литейное оборудование, оснастка и технологический процесс для сплавов, включая CuMg, CuTi, CuCrZr и т.д.
∅ Разработаны дифференцированные технологии для повышения конкурентоспособности и выхода из порочного круга конкуренции
∅ По сравнению с вакуумным литьем и полунепрерывным литьем требует меньших первоначальных капиталовложений и эксплуатационных затрат
3. Разработка новых технологий легирования и эффективных, высококачественных технологий плавки и литья
∅ Технологии предотвращения макросегрегации
∅ Технологии индустриализации, такие как технологии улучшения структуры зерна
4. Заключение
Исследования и разработки: Активизировать усилия по разработке оригинальных технологических процессов, основного оборудования и высокопроизводительных сплавовых материалов. Стремиться в краткосрочной перспективе избавиться от подражания и зависимости от зарубежных передовых технологий и оборудования, добиться независимого контроля и отечественной замены ключевых основных материалов и основного оборудования.
Индустриализация: Успех или неудача индустриализации является критерием для оценки «технологических инноваций». Ориентироваться на потребности как существующего, так и дополнительного рынка, с четким акцентом на индустриализацию в качестве цели, обеспечивая тесную интеграцию между исследованиями и разработками и промышленными потребностями для достижения эффективного преобразования результатов. Ускорить темпы промышленной трансформации и модернизации, взять на себя инициативу в продвижении «цифровых» и «интеллектуальных» технологий производства и достичь цели идти в ногу с передовыми зарубежными предприятиями и опережать их.
Трубы, стержни, проволока и нити: Развитие и индустриализация высокодобавочных, дифференцированных продуктов, таких как высококоррозионностойкие сплавовые трубы и стержни, сверхтонкие сплавовые проволоки и нити, для высокодобавочных применений в таких областях, как железнодорожный транспорт, морские суда, аэрокосмическая промышленность, медицина, полупроводники, робототехника и другие, имеют решающее значение. Необходимо активизировать усилия по разработке высокодобавочных продуктов для нишевых рынков.
Листы, полосы и фольга: Стремиться в краткосрочной перспективе достичь отечественной замены медных полосных материалов, которые все еще требуют импорта, таких как полуэтированные материалы для оправ и высокопроизводительные материалы для соединителей. Необходимо повысить согласованность и стабильность характеристик продукции. Разработать и индустриализировать технологии для оборудования для прокатки медной фольги, поверхностной обработки медной фольги для высокочастотных, высокоскоростных коммуникаций и разработки технологий покрытия поверхности медной фольги немагнитными элементами.
Развивающиеся рынки: Быстрое и активное развитие таких отраслей, как передовая медицина, робототехника, высокоскоростные медные кабельные соединения, искусственный интеллект, центры обработки данных и спутниковая связь, принесет значительные новые потребности и возможности. Использовать преимущества сотрудничества «промышленность-университет-исследования-применение», чтобы выйти из среды жесткой конкуренции и изменить картину развития медеперерабатывающей промышленности за счет разработки отличительных технологий/продуктов.
