相關資訊
”以鋁節銅“發展趨勢

”以鋁節銅“發展趨勢


文章摘自香港鴕鳥文化出版社《漆包線專刊》

“以鋁節銅” 是國際性的總趨勢, 但按各國的國情、科學技術的進步有所不同,走走停停甚至出現反復,總的趨向是漸進式的向前發展,前景大體上是明朗的。到底是用銅的電線電纜還是鋁的電線電纜,應由終端用戶的設計和使用者根據綜合經濟技術效果決定。" 中國工程院院士、上海電纜研究所副總工程師黃崇淇8目25日在國務院參事室和中國有色金屬工業協會聯合舉辦的“促進鋁應用高層論壇" 上表示。電工鋁導體的應用仍為主角。

我國電纜行業年用銅量超過500萬噸,佔國內銅消耗60%。 為滿足這種需求,每年要花大量外匯進口銅材,約佔銅消耗量3/5。我國鋁礦資源較豐富,在地殼中的儲量約為8%。鋁導電率為銅的61%,機械強度偏低、易氧化、易蠕變,使推廣應用受到限制。不過,鋁合金導體電纜,解決了“以鋁代銅" 的技術問題。導體 “以鋁節銅” 的原則是該用銅的線纜產品就用銅對可用銅或鋁作導體的產品,需經科學實驗,實際試用成功的產品,才得以推廣應用,反對盲目推行,致使產品質量下降,生產大起大落。國內鋁和鋁合金的應用量很少,且電壓等級一般都在35千伏以下,尤其低壓電纜佔多。應用前景廣闊,為擴大應用留有相當大的空間。目前,電工鋁合金導體的應用將會增加,這點已和電力部門取得共識。“架空導線的研究開發, 其基礎和核心是對新材料的創新和應用,而不是在於成品導線的設計和絞制。 " 黃崇淇分析認為。

據瞭解, 我國第一根230千伏YJLLWO31 ×1800平方毫米的高壓大截面鋁導體光電復合交聯電纜已順利製造完成。經上海電纜研究所國家電線電纜質量監督檢驗中心檢測合格,電纜和附件符合IEC6207:2011標準各項檢驗要求。

實際上, 國外對鋁和鋁合金電纜的用量已達兩位百分數, 應用面已涉及低、中、高各個電壓等級。實芯鋁電纜早已大量應用,甚至要求很高的海底實芯電纜 (最大鋁截面已達1600平方亳米) 也在用。電工用退火和中間熱處理的8000系鋁合金線早已在北美洲應用,現在也在中國推廣應用。具有高導電率和受控抗拉強度和伸長率的鋁合金導線和汽車用鋁合金線束已在日本開發成功。

銅包鋁線電力電纜在推廣時依然面臨很大難度,推廣難的根源是甚麼?在黃崇祺看來,原因有兩個:一是銅包鋁線製造水平低,用戶對質量擔憂 ; 二是銅包鋁電力電纜和鋁芯電力電纜是競爭對手,用戶住往寧願使用更價廉、一樣適合使用的鋁芯電力電纜,而不用銅包鋁電力電纜。

“將漸進式地繼續推進,涉及家用電器、電子變壓器,超高壓和特高壓直流輸電乾式平波電抗器中擴大應用。 ”黃崇棋對電子變壓器行業的“銅改鋁" 充滿了信心,在新技術、新材料、新工藝的推動下,電子變壓器行業的“銅改鋁" 將迎來春夭。據瞭解,電子變壓器有中頻、音頻、脈衝、電源、片式等多種變壓器。我國電子變壓器生產量佔世界總產
量的20%以上,其中60%用於供應國際市場,電子變壓器 "銅改鋁” 已具不可逆性。目前, 乾式平波電抗器每台需用40多噸鋁繞組線,以正在開始實施的溪洛渡和糯扎渡兩條輸電線路為例,總計需1760噸至2000噸,共44台這種乾式平波電抗器。隨著我國輸電事業的發展,這種繞組線將展現出美好的前景。

為了改進鋁漆包線的性能,研究的方向為開發 "新一代的鋁合金漆包線" , 達到具有高的常溫和高溫機械性能、再結晶溫度,比純鋁線還好的可拉性。 由此可保證在拉線、塗漆和製造電氣器件時所用的繞組線具有恰當的行為。

事實上, 用鋁電纜代替銅電纜不僅可以降低成本,而且在安裝、重量、減少能耗等方面也有顯著優勢。 從全球規模商業的情況看,鋁電纜已成為一種可顯著減少固定資產投資、可代替銅電纜的方案。為了規範市場,有關《電工用銅包鋁母線》的行業標準己經制定和上報完畢。銅包鋁排質量的優劣和產品成品率、成本和利潤,其關鍵和銅包鋁線一樣取決於銅、鋁的冶金結合。因此該種產品的生產在工藝、裝備的完善,生產效率、成材率和利潤率上尚有提升的空間。

我國電纜工業發展電工用鋁和鋁合金, 有技術潛力, 但生產裝備急需升級換代,否則將影響品種的開發、質量
的穩定,從而影響其推廣應用。“當前我國電纜工業擴大鋁的應用,其方向在電工用鋁合金,研究開發電工用鋁合金的實質和基礎在具有真正自主創新的合金材料製品 (桿) 、單線和連接附件,而不是絞制的成品導線或芯線,擴大應用的體現是材料的品種、性能和質量的穩定性。 " 黃崇祺對電纜工業擴大鋁的應用提出了建議。

香港鴕鳥資訊 www.tn360.cn

鋁合金將是線纜業的明星

鋁合金將是線纜業的明星

文章摘自香港鴕鳥文化出版社《漆包線專刊》

鋁合金無論是從生產成本的角度出發, 還是從應用範疇的角度考慮, 都很有潛力, 也極有可能在未來的幾年內, 代替銅芯成為電線電纜生產企業的新寵。 而綜合來看, 無論是銅材價格的居高不下, 還是隨著電網建設迎來新高潮, 都將給鋁合金的發展帶來契機, 更讓電線電纜生產企業找到銅芯的完美替代品, 擺脫對銅材的依賴。

近年來銅材價格的居高不下令廣大電線電纜生產型企業苦不堪言, 隨著生產成本的增高. 微薄的利潤更是讓一些電線電纜生產企業自暴自棄。 甚至可以說, 市場上一些以次充好、缺斤短兩、缺米短碼等現象,也與銅材價格高漲有不可分割的聯繫。本著利至上的原則.既然客戶要求是銅芯電纜, 那麼為了贏得更多的利潤, 只能在銅材方面動腦筋, 因此參雜料、裹壞銅等現象在業內比比皆是。

當然. 銅除了價格居高不下外. 自有自己的優勢, 否則也不可能讓中國的電線電纜生產企業對其如此依賴。銅有著優良的導電性和導熱性, 因此讓中國電線電纜生產企業對其難捨難分, 甚至僅僅電線電纜行業的年用銅量就佔據全國用銅量的60%以上!但是眾所周知, 中國並非銅資源大國, 相反在中國, 銅資源匱乏現狀是不可回避的問題, 因此造成銅價一直居高不下。

不過 其實銅芯電纜也有自己的弊端, 主要表現在安裝難度較大、 安裝成本較高、 容易引起偷盜、 容易發生老化等, 但是雖然弊端較顯著.可是困為中國電線電纜行業惰性較大, 不喜歡或者說輕易不會主動選擇改變現狀, 因此行業內缺乏有實力的企業研銅芯電纜的替代品, 而將更大的精力用於低價搶購銅材方面。但是即便是搶奪到相較便宜的銅材, 可是相比研發一種銅材替代品, 成本依然較高。從長遠角度考慮, 研發一種新材料, 從而改變對銅材過度依賴這樣一種現狀, 也是先市場一步、 先其他競爭對手一步的做法。

近年來, 也有企業投入資金和人力用於新材料的研發, 先後研發出了 鋁電纜、銅包鋁 、銅包鋼等產品, 但目前經過市場的實踐來看, 依然很不完善。進而因為性能及回收方面等諸多原因而在應用上受到很大的限制, 未能掀起與銅對抗、與銅均衡的新風氣。但是從眼前的客觀現實來看, 研發代替銅材的新材料, 依然是刻不容緩之大計!因為目前中國的電線電纜行業正受著產能過剩、競爭激烈的煎熬, 如果不能尋找及研發出技術含量高、 性能優異的新材料代替價格日益高昂的銅材, 對於電線電纜行業來說無疑是一種制約。而對於電線電纜生產企業來說, 無疑也是一種牽絆, 嚴重拖累了生產企業的利潤額度。

儘管無論國家層面還是行業內都在互相傳遞, 認為未來五年內, 隨著西電東輸、 電網改造等工程的實施和城鎮化建設的逐步推進, 我國的電線電纜市場容量將以8%-9%的速度保持可觀的增長, 但是如果不能打破對銅材的過度依賴, 不能打破新材料研發的瓶頸, 那麼對於中國的電線電纜行業來說, 或許更應該喜憂參半。

當然. 鋁合金電纜的初步應用很有可能打破電線電纜生產企業唯“銅”是從的老大難問題。 這一點無論是在2012年的亞洲高端電線電纜峰會上,還是後來業內的多次促進交流會中, 都有所表現, 可見鋁合金電纜的發展極有可能是勢不可擋、 無可限量的。這一點其實從歐美等發達國家身上可以找到根據, 歐美包括美國、加拿大等電線電纜生產巨頭使用鋁合金電纜己經近40年, 而鋁合金電纜也因其良好電氣性能和安全性能備受電線電纜生產廠家和市場的青睞。為此, 美國和加拿大已經制定了電纜產品標準, 形成了規範化的生產。

並且隨著輸變電技術的提高和輸變電線路的發展, 鋁合金導線越來越顯示其優越性, 在長距離、 大跨越、 超高壓輸電中, 獨佔優勢。目前,西歐、北歐、美國、加拿大、日本等國已廣泛採用, 美國和法國的輸電線路幾乎80%以上使用鋁合金導線, 日本也已達50%以上, 東南亞各國的使用量在逐年激增, 而我國目前的應用量還不到1% 。因此, 中國電線電纜生產企業能否在鋁合金電纜上找到打破原材價格居高不下的鐵錘. 引起行業內的廣泛興趣。

中國國家電線電纜質量監督濺硯中心主任吳長順就曾經做過鋁合金優越性的具體介紹,他表示,鋁合金導體是通過在呂中增加微量的鐵 矽 鎂 稀土等元素並經過工藝處理後形成的合金材料,大大改善了鋁的彎曲、耐腐蝕、機械加工、耐熱、機械強度等性能,從而避免出現純鋁導體電纜存在的連接不穩定和機械性能低的問題。與銅線纜相比,其安全載流量、導電率和安全性,導體電阻率,特別是載流量完全等同甚至優於傳統銅線纜, 彌補了硬態純鋁作為電纜導體的諸多不足之處, 解決了鋁合金電纜在安全性能、電氣性能、機械性能等方面的重大技術難題。

而除了性能的優越外, 在成本上的優勢也讓電線電纜生產廠家不容小覷。據悉, 導體作為電力電纜的主要構成部分, 在低壓電力電纜中佔電纜原材料成本的60%-70%。而鋁合金電纜在成本上相較於銅芯電纜來說優勢明顯。 此外, 在相同導電性能時, 鋁芯電纜的重量只有銅芯電纜的50%-70%, 因此在工程安裝和降低運輸成本方面也是有一定的優越性。

此外, 再加上我國的建築行業、冶金行業、化工行業等都面臨較大的發展和調整, 以及城鎮化的加快, 對鋁合金電纜來說是更大的商機, 中西部地區溫差大、 跨度大、 距離長, 鋁合金電纜的成本優勢十分明顯。因此,從國家政策方面來看,鋁合金電纜隨著發展和不斷優化, 代替銅芯電纜是極有可能的。

目前國內已開始制定鋁合金單線和鋁合金電力電纜的相關國家標準和行業標準, 現正處於審批階段。而標準出台後, 電線電纜最大的採購單位—國家電網將有望將鋁合金電纜列入採購清單, 從而使鋁合金電纜獲得更大的發展空間。

不過目前來看, 具備生產鋁合金電纜能力的生產企業卻是屈指可數, 理想估計也僅在10家左右。因此, 中國廣大電線電纜生產企業如何正確認識鋁合金電纜的優越性和低成本. 如何投入更多的人力、物力用於鋁合金電纜的研發及優化, 是迫在眉睫的現實問題, 更是在未來贏得廣闊市場的現實問題。

亞洲製造業冠軍聯盟負責人羅百輝指出, 目前全球電線電纜市場規模己超過1000億歐元,而在全球電線電纜行業範圍內, 亞洲的市場規模佔37%, 歐洲市場接近30%, 美洲市場佔24%,其他市場佔9%。 儘管中國的電線電纜行業產值早在2011年便超過美國, 躍居全球第一, 但綜合來看, 相較於歐美地區、 亞洲其他國家如韓國、日本, 中國的電線電纜行業還走在粗放式發展的道路上, “大而不強” 的問題還是分尖銳,在品牌號召力和新技術研發方面也有待提高。

當前, 我國線纜行業由技術實力還不算很強, 在很多方面都落後乾國外同類產品。在智能電網建設三年之後暫時告一段落之時, 國產線纜行業或將迎來新一輪的產業蕭條期。因此, 國內線纜產業在目前快速發展同時, 進一步加大技術研發投入, 打造本土大且強的產業鏈。或許這樣才能解決當機發展所遇到的危機人物。

香港鴕鳥資訊 www.tn360.cn

“鋁代銅” 或將改變線纜行業格局

“鋁代銅” 或將改變線纜行業格局

文章摘自香港鴕鳥文化出版社《漆包線專刊》

2013年2月26日上海電解銅現貨報價貼水200元/噸至貼水80元/噸, 平水銅成交價格56850-56950元/噸, 升水銅成交價格56950-57070元/噸。價格居高不下的銅材, 近年來一直是電線電纜的頭號製造材料。

由於銅材相較於鋁材有著較好的導電性、 導熱性, 並且在輸送電流時能夠減少電能的損耗, 因此一直被電線電纜生產企業難割難捨。 目前中國電線電纜行業超過60%均使用銅材製造電纜。

由於銅資源相較於匱乏. 並且目前中國國內巳探明的銅資源均被深度甚至是過度開發---中國的銅資源儲量約為2600萬噸, 而中國每年的實際用銅量近500萬噸, 以此推算, 中國的銅礦資源最多支持5年!

為此, 中國70%的銅精礦均依賴進口。 當下全球前十名的礦業巨頭控制著全世界近75%的礦山產量, 可謂是高度壟斷。 正由於此, 大量進口銅精礦給中國的冶煉企業帶來很大壓力, 造成成本急劇上升。 據中國相關企業透露, 每從國外進口一噸的銅, 企業就將虧損1000~2000元。

針對中國如此之大的電線電纜生產企業需求, 尤其未來幾年中國將大規模建設智能電網、 核電、鐵路、 建築等行業, 不難看出各行對於電線電纜產品的需求是比較大的, 電線電纜行業在未來有著巨大的增長空間。 但如何能夠盡力節約成本、增加效益, 也是各電線電纜生產企業的頭號難題。

對照中國銅資源由於日益枯竭和國外進口而造成的銅價上揚, 許多電線電纜企業無奈將目光轉向鋁材, 努力開發新技術、 新材料,研發技術含量高、性能優異的鋁材料以滿足電線電纜產品的特殊需求。

此種做法己經在歐洲得到實踐及推行, 比如法國耐克森公司. 早在2006年電纜用銅量與2004年持平, 可是其鋁電纜用量比2004年足足增加了一倍。 而意大利鋁連鑄連軋continuus, Properzi 公司2006-2007年2年訂貸量是2002-2005年訂貸量2倍。 而除耐克森公司之外, 其他的壟斷型電線電纜生產製造企業, 也紛紛將目光向鋁材轉移,以削減生產製造成本。

此外, 在法國、 德國等發達國家. 汽車行業早在五年前就出資支持電線電纜行業從事鋁代銅的研究工作. 而法國的汽車工業已開始使用鋁芯線芯, 德國的汽車工業則致力於研究汽車線芯使用鋁導體。

通過歐洲發達電線電纜生產企業的做法, 能夠給予中國的電線電纜行業深刻的啓發。 事實上,僅從資源的角度看, 中國鋁資源相較於銅資源較為豐富。 目前中國己探明鋁土礦礦區310處, 分布於全中國19個省、 自治區及直轄市。 鋁土礦保有儲量達到22.73億噸, 其中A+B+C級7.05億噸, 佔總保有儲量的31%。

在全球範圍內, 也不是近年來才提出使用鋁代替銅的想法。 早在20世紀50年代. 由於當時的銅價高速攀升, 世界電線電纜行業就提出以鋁材代替銅材。 到了70年代, 出於同樣的原因, 全球範圍內再掀起以鋁代銅的呼籲。 到了2005年和2008年, 呼聲較之以往更甚, 並且這種呼籲越來越受到國家和電線電纜行業的重視。

目前, 中國有許多家企業紛紛將電線電纜生產原材定為鋁合金電纜。 而鋁合金電纜自1968年由美國科學家研發、 使用至今己40餘年, 並且在北美國家市場佔有率高達80%, 經受了時間和歷史的考驗, 並且鋁合金電纜順利通過了美國的UL、加拿大的CUL、 澳大利亞的SAI GLOBAI國際權威機構檢測認證和中國國家電纜電線檢測中心等權威機構檢測認證。 鋁合金導體符台CSA標准C22.2第38條款關於ACM合金導線的要求, 和GB12706.1-2008 和 IEC60502.1最新版的性能要求, 以及UL對 AA8000系列相關的標準。

此外, 鋁合金電纜的導電性能與銅芯電纜不相上下, 其柔韌性則相較於銅芯電纜更勝一籌, 改變了以往純鋁電纜機械強度差、 抗疲勞能力低、接頭處容易發生事故等缺點, 保障了電纜在長時間過載和過熱的情況下,電纜連接的持續穩定性,還彌補了傳統銅電纜有記憶效應和高反彈性能等缺陷, 減低了線損。

除此之外, 無論從原材料生產、 加工、 製造再到運輸、 安裝、 運行、 回收, 鋁合金電纜比傳統的銅芯電纜有不可比擬的經濟環保優勢, 是銅線纜的最佳替代品。 實際上, 在2006年, 中國就己經嘗試在多方面使用鋁材。 據相關統計數據顯示, 2006年中國電工用銅量為354萬頓. 鋁導體電工用量為107萬噸。 其中涉及節銅的電線電纜用導體包括電工鋁線和鋁合金線、 銅包鋁線、 銅包鋼線、 細鋁線和銅包鋁排。而這一年, 中國銅包鋁線使用總量約5萬噸, 其中主要用於通信用線纜。

對於鋁代銅的說法儘管目前未經過統一, 但亦然是大勢所趨。比如, 上海電纜研究所黃崇棋院士在其最近撰寫的 《論中國電纜工業的以鋁節銅》 -文中就明確指出, 在中國的電纜工業中“以鋁節銅" 已是大勢所趨, 因為它明顯影響線纜產品的成本和利潤。 並且特別強調的是, 我們現在所說的 “以鋁節鐧" , 絕不是上世紀六、 七十年代所提倡的 “以鋁代銅” 的方針, 因為那時銅列為國防物資, 國外封鎖難於進口, 但現在的含義則是必須用銅的地方, 還是應用銅, 而在可用銅也可用鋁的場合, 需經科學論證和實際應用, 能用鋁的就應用鋁。

而中小電機行業協會就對漆包線以鋁代銅持反對態度, 認為在中小電機中用鋁代銅是不可行的, 是技術倒退, 違反中國國家產業政策。線纜製造業也有人一面疾呼銅價高得離譜, 一面又以節能為藉口, 抵制使用鋁芯電纜。

衡各方面利弊分析, 筆者認為以鋁代銅是中國的既定技術政策。 在電纜標準中, 明確規定銅、鋁都可作為電力電纜導體。然而. 實際上電力電纜導體以鋁代銅的推廣著實有些緩慢。但鋁合金電纜的發展讓我們電線電纜行業看到了希望, 近年來鋁合金電纜以3-5倍的年增長速度帶給我們驚喜, 更有相關部門預計, 在未來的五年內, 中國的鋁合金電纜市場將會以更加迅猛的勢頭發展,並形成超過2000億元的市場規模, 市場需求前景非常可觀。

過去的2012年, 由於GDP增速減慢、 全球經融危機、國內經濟結構調整等原因, 對中國電線電纜行業造成諸多壓力, 其中全國電線電纜生產企業均表示開工率普遍不足和產能過剩, 甚至一度還引發了倒閉潮。 但是隨著鋁代銅技術的越來越成熟, 通過節省原材成本及城鎮化建設的推進等, 能夠預見中國電線電纜行業的未來將更加光明。

 香港鴕鳥資訊 www.tn360.cn