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疊層復合振動篩系列產品研制與推廣

唐山陸凱科技有限公司
　  “疊層復合振動篩系列產品研制與推廣”
　  創新成果案例報告
　  
　  一、公司基本情況
　  唐山陸凱科技有限公司創辦于1997年，坐落在唐山高新技術產業開發區，是一家集產品開發設計、生產制造、市場營銷為一體的科技自主創新型裝備制造民營企業。公司有員工220人，科技人員占到員工總數的35%以上。2009至2011年，工業總產值累計實現2916.10元，利稅累計實現3701萬元。
　  公司堅持市場為先導、技術為后盾、管理為保證的經營理念，把高技術、高品質的產品服務于基礎產業的技術升級和國民經濟的發展作為經營宗旨，緊緊抓住四大核心技術體系（即細粒篩分機械、細篩網、特色選煤設備、環保水處理過濾設備以及與之技術體系相配套的自動控制和軟件技術），不斷創新發展，始終保持在行業中的技術領先地位。
　  疊層復合振動篩系列產品是具有完整自主知識產權的專利產品。產品具有節能、環保、篩分效率高、生產成本低的效果，徹底解決了我國冶金選礦工藝中的技術瓶頸(主要反映在大幅度降低磨機再磨能耗)。這一新型關鍵設備技術研發和推廣應用，引發了黑色金屬選礦“細篩再磨工藝”技術革命，填補了我國選礦精細篩分行業產品與技術領域空白，產品技術水平達到國際先進。
　  該系列產品被廣泛應用于選礦、選煤、建材、化工、節能、環保等工業領域。產品銷售量已經占據國內黑色冶金選礦業篩分設備市場份額的50%（其中礦石進口量占50%，不用篩分設備），其中占國內首鋼、鞍鋼等冶金礦山行業領域中的特大型、大型集團篩分市場份額的97%以上，服務遍及全國(港、澳地區除外)32個省市自治區。自2009年起，市場銷量連續三年保持全國排名第一位。部分產品已始出口，銷往南非、澳大利亞朝鮮、埃及、越南、巴西等國家和地區。
　  經過15年的不斷技術攻關、創新，疊層復合振動篩系列科技產品走向了產業化、專業化生產，實現了科技成為第一生產力的發展目標。公司建立 “河北省企業技術中心”， 設有8個實驗室和研究室。開發和應用了內部局域網研發軟件管理系統。聚集了一批包括享受國務院津貼、博士、研究員和教授等高級人才23名組成的技術團隊，具有較強的市場開發、課題研究和產品設計研發能力，公司產品完全具有自主知識產權，不斷填補了國內細粒篩分領域的空白。截止目前，公司擁有38項自主研發的國家授權專利（含發明專利1項），專利產品銷售額占公司總銷售額的70%以上，累計已有10項科技成果通過省級以上技術鑒定，其中，有3項成果達到國內領先水平，有1項成果達到國際先進水平。
　  多年來，公司一直在能源裝備、節能減排和自主創新等領域不斷研發新產品。目前，公司正在承擔的國家級政府支持科技成果轉化，即國家科技型中小企業科技創新基金和國家重點新產品項目各1項。
　  公司是河北省高新技術企業、河北省企業技術中心、河北省知識產權優勢培育單位、河北省中小公司技術創新示范企業、河北省十大優秀發明創造單位、河北省兩化融合重點企業、河北省雙軟認證企業、河北省中小企業名牌、河北省著名商標企業和河北省信用優良企業等。被唐山市政府命名為“對標行動示范企業”，“疊層復合振動篩單機處理量”評為“唐山市國內領先技術指標”，疊層電磁振篩網和疊層復合振動篩產品被認定為“對標新產品”。公司通過了ISO9001-2008國際質量管理體系認證。
　  二、 創新事由（背景）
　  1、國內外研究開發現狀。
　  選礦用篩分設備歷來是礦產領域的關鍵設備。數十年來國內外選礦用篩取得了較大的技術進步，使礦產資源利用率、工作效率、節能率等方面均取得了較大幅度的提高。
　  美國Derrick公司生產整機振動式高頻細篩，該產品的篩分細度，篩選效率、資源利用率等均達到了較高水平，主要用于建材產品篩分。該產品針對選礦行業的設計思想主要是對澳大利亞、巴西等富礦的篩選，而對較低品位的鐵礦如何進行高效率篩選，Derrick公司的產品在設計上則幾乎沒有考慮。國外產設備用于篩選國內貧礦其價格及其昂貴，綜合價格是國產設備的10倍以上。在我國品位較低的鐵礦資源得到高效利用，并作到大幅度節能，完全依賴進口國外礦產篩分設備是不現實的。
　  近幾年，國內不少單位進行了適合地品位鐵礦篩分設備的研制。在提高資源利用率、工作效率等方面取得一定成效，降低了國產鐵精粉的成本，促進了國內鐵礦選礦產業的發展。
　  國產鐵礦篩分設備研制雖然取得了一定成果，但在產品運動部分的基本原理方面，仍沿用傳統方式。即絕大部分產品仍采用篩箱整體參振，大功率電機帶動曲軸或偏心塊運動的方式。在篩網方面則多采用尼龍產品。
　  總之，國產新型鐵礦石篩分設備的篩分細度、資源利用率等有了較大提高，但多數鐵選廠所用的篩分設備仍沒有脫離傳統設計理念。特別是用大功率電機加曲軸連桿或偏心塊拖動篩箱整體振動的方式，能源消耗較大；篩網網孔在工作中易堵塞，因而造成工作效率偏低的局面未得到根本解決。同時，篩網工作時間短，需頻繁更換也影響到篩機作業效率。
　  2、產品適銷對路，滿足客戶所需。目前國內許多鋼鐵企業除新建廠礦之外，很多企業為了擴大產能規劃改造現有生產線，提出了設備大型化、產值和產量要提高的發展要求。這就需要增大設備的單機處理量。但一些老廠改造，卻要求在不增加的基礎建設的情況下，在原有廠房面積不增加的有限空間內增加設備處理能力。因此，基礎建設的局限性給篩分設備提出了更高的要求，公司決定，自主研制、開發疊層復合振動篩系列產品，使之達到布局緊湊、篩箱疊層布置、占地面積小、提高篩分效率、節能減排和替代進口等技術創新特點，以適應和滿足這一市場需求和客戶亟待解決的生產經營課題。
　  3、競爭優勢分析。
　  目前，在國際市場上只有美國Derrick公司的疊層直線振動細篩與之競爭，其篩分細度、篩選效率、資源利用率等均達到了較高水平。在以下5方面具備競爭優勢：
　  ⑴、驅動方式與振動強度高。美國Derrick產品設汁為振動電機組驅動篩機整體參振，參振質量較大，振動強度為3～4g，篩網孔易堵；本產品設計為電磁激振器驅動傳動裝置拖動多組振動機構直接激振篩網，參振質量較小，振動強度高達8～lOg，篩網不易堵塞，且各層篩箱工作互不干涉。 
　  ⑵、設備能耗低。由于工作原理與振動方式設計不同， 本產品單機功耗僅為美國Derrick產品的87％。
　  ⑶、對基礎的動荷載小。美國Derrick產品因整機振動參振質最大，必須在基礎設計時考慮其動荷載；本產品篩箱不參振，參振質量輕，且設計有二次減振，設備動載極小，對基礎的動載在設計中可忽略不計，直接按照靜荷載設計。
　  ⑷.自動化程度高。美國Derrick產品只有簡單的傳統設備啟停控制；本產品為液晶觸摸屏人機對話控制，具備遠程通訊與集中控制功能，訂故障自動報臀，運行情況記錄與歷史查詢等多種數字化功能。
　  ⑸、價格優勢明顯，可替代進口產品。產品國際市場綜合價格僅為美國Derrick產品的50～60％。因此，產品具備一定的國際競爭優勢，，并優先考慮開拓東歐、西亞、蒙古、印度、東南亞等國家和地區的國際市場。
　  4、市場前景預測。
　  由于產品采用了5項授權的國家專利技術，其整體技術達到國內領先水平，國內市場目前尚無同類產品與之競爭?？蛻羰褂卯a品約3個月即可回收成本。加之產品的技術居國內領先、單機處理量大、節省占地、節能環保和社會效益顯著，逐步取代了目前普遍應用的單層篩機而成為市場主流產品。
　  據估算，選礦行業市場年需求量約350臺套，加上選煤、建材、化工等行業需求，目前年需求總最約500臺套，并逐年增加，預測2015年需求量約800臺套/年。
　  三、具體做法（過程）
　  1、完善項目產品的產業化規劃。細化和完善成套生產工藝流程設計與布局，完善項目產品的制造技術標準；設計需要自制的專用生產和試驗設備、工藝裝備、胎具模具，完善項目產品的成套制造工藝技術，落實項目資金。
　  2、產品技術為國內領先。疊層復合振動篩系列產品的研制，改變了傳統的篩機控制系統不具備通訊功能，無法實現集中控制，使得管理者和操作者難以對現場設備的工作狀態進行及時了解和實施調整，以及現場生產環境不良和電源質量使得以單片機為核心的控制電路出現運行不穩定、故障率偏高、維護不方便等問題。產品結構設計先進，采用篩箱單元組合分層重疊并聯的布置，自主研制了新型雙向對稱輸出自平衡電磁激振系統與振動傳遞機構，實現了雙振源驅動復合振動；篩箱表面噴涂了聚氨酯彈性體，改善了耐磨防腐性能；設備整體結構緊湊，占地面積小，能耗低，篩分率高；配套多功能及遠程集中控制系統符合“數字化礦山”發展要求。從生產現場反饋意見看，該系統運行穩定，完全能夠滿足生產需要。產品經河北省礦山機械產品質量監督檢驗站檢測，各項性能指標達到Q/LKB0l-2008標準要求。該產品獲得6項專利，在篩機系統和結構上有多項創新。
　  3、進行生產條件準備和試生產。對需要采購的生產和檢測設備進行選型評估，供應商比較，報價采購，設備安裝調試與驗收；對自制專用生產和試驗設備、工藝裝備、胎具模具實施物資原料和零部件采購、制造、外協加工、整機組裝、安裝調試、生產試驗、改進完善與驗收；對部分已不適用的舊設備和工藝裝備進行評估，實施改造或予以淘汰更新：工藝裝備制造，完善檢測手段及檢測設備；編制生產用物資采購與外協加工進料檢驗標準，編制生產用物資采購與外協計劃，進行供應商評估、樣品承認、實施生產物資采購與外協加工：完善生產崗位責任制。
　  4、配套生產作業工藝文件、生產技術標準。確定質量控制點及工序檢驗標準與方法，制定工時定額標準；進行生產組織調整，招聘所需生產人員，實施教育培訓和上崗前考試，取得上崗資格后上線試生產。從試生產轉入批量生產，逐步提升員工操作熟練程度，穩定提高產品質量，提高生產效率并對批量生產過程中發現的問題及時分忻和不斷改善。
　  5、擴大產品宣傳規模，開拓更大的市場空間。通過樣本散發、網站發布、在權威專業技術雜志刊登廣告和學術論文、參加專業學術會議和論壇、參加國際國內大型專業展會等各種方式宣傳介紹項目產品。通過加強提高和完善售后服務水平與售后服務措施，不斷提高企業和產品的信譽度，擴大產品的市場占有率，逐步提升產品的產銷量，擴大市場份額。
　  產品初期以國內市場為主，并逐漸推向了國際市場。從初期的目標客戶群是國內的特大型礦山公司，老客戶起步，通過他們對公司的技術實力和質量的認知，以及國內特大型礦山對產品的應用產生良好的示范性，逐步推廣向中小公司，使得產品良好的市場信譽度逐步外延，銷售網絡覆蓋面逐步拓寬，銷售渠道更加暢通，產品和服務的覆蓋區域逐步擴展，并積極深入國外市場，實現出口創匯245.2萬美元。
　  四、實施效果
　  1、產品設備運行穩定，降低客戶采購成本。產品使用新型高效臥式振動系統，降低了設備整體高度，改善了和提升篩機單機處理量，占地面積減少，這就使得大型企業選礦廠由過去使用本公司單層篩產品數量降低了25%采購量（臺套），大幅度降低了客戶的設備采購成本。同時，每臺可節省生產現場的占地面積約8平方米，極大地解決了企業生產場地狹窄且利用率不高的問題，經濟效益與社會效益十分可觀。
　  2、實現了不同現場產能規模及不同的現場應用選擇，無人操作車間的自動化控制成為現實。疊層復合振動篩系列產品所采用的數字控制篩分系統的控制裝置，具有獨立完整知識產權，它使得產品實現了篩分系統工藝參數計算機管理，具有遠程通訊和多功能集中控制功能。這一新技術的實現，極大地滿足了符合我國企業未來實現信息化、數字化企業的發展方向。摒棄原來單機單控系統只能在現場調控，容易產生人為巡查疏失而影響生產不足，實現操作車間無人自動化控制成為功能，提高勞動生產效率。成為冶金選礦企業目前的首選
　  3、產品推廣應用，使篩分物料的精度等級提高4—10％，篩分效率提高30％以上，并能給冶金選礦行業帶來巨大的經濟效益。在鐵精粉品位、生產效率和能源節約方面，可提高經濟效益10%以上，同時，降低了勞動強度，提高了管理水平，取得了良好的社會效益和經濟效益，該控制系統在國內處于行業領先地位，具有國際先進水平。
　  4、突破了我國冶金選礦企業新建和改擴建工藝中的技術瓶頸。產品具備操作簡單、效率高、功能低。動載小等特點，在規格型號和布置形式上形成系列化。多樣化的產品結構模式，產品一經推出，立即得到市場的高度認可，截至目前為止，疊層電磁振動高頻細網篩系列產品是公司產能提高了40%，新增產能600標準臺/年，新增不銹鋼編織復合細篩網產能42900㎡/年。
　  5、節能減排效能顯著。本產投入市場以來，銷售量累計達8000臺，年處理鐵礦石能力達20億噸。每年增產的600標臺，可替代進口高頻篩費用約3688萬美元。據估算，每年可減少二氧化碳排放量3500噸，減少粉塵排放量1750噸，并每年可為社會節約電能1600萬千瓦時。同時產品切入金屬尾礦的減量化、無害化，是礦山的二次資源利用和尾礦綜合資源利用的必選設備，對節能減排和產業機構調整起到積極促進與推進作用。
　  6、產品的多項技術成果被鑒定為河北省科學技術成果。“疊層復合振動篩系列產品研制”、“電磁振動高頻篩網多功能及遠程集中控制系統”、“高頻電磁振網篩再磨工藝推廣”、“共振式高頻電磁振網篩”“DX-MVS疊層電磁振動振網篩研制與推廣”等均獲“河北省科學技術成果獎”項和河北省科技成果證書。
　  五、持續改進措施
　  1、由于篩機外型不規則，是產品的出貨吊裝復雜程度與運輸操作技術難度增加，需要使用吊裝與運輸專用輔助支架。
　  2、機架架構與操作空間應進一步完善。
　  3、繼續開展其他物料分選的適用性研究，振動參數的優化和篩網的適用性研究，以滿足國內外各行業的需求。
　  4、研究和改進電磁激振系統密封保護裝置的快速啟閉結構，提高維修方便性。