关于M电镀厂生产现状剖析和未来降本策略的建议

关于M电镀厂生产现状剖析和未来降本策略的建议

杭志明

安徽马钢表面技术股份有限公司 243000

摘要：按照国家发改委印发的《“十四五”循环经济发展规划》要求，电镀行业仍需继续加强清洁生产技术创新，推进绿色低碳发展。本文以皖北某地区放入M电镀厂为例，阐述当期生产现状暴露出的潜在发展问题并基于现有的清洁生产新技术提出推进未来降本工作的一些建议。

Abstract: According to the "14th Five Year Plan for Circular Economy Development" issued by the National Development and Reform Commission, the electroplating industry still needs to continue to strengthen innovation in clean production technology and promote green and low-carbon development. This article takes the M electroplating plant in southern Anhui as an example to explain the potential development problems exposed by the current production situation, and proposes some suggestions for promoting future cost reduction work based on existing clean production new technologies.

关键词：降本增效 电镀行业 清洁生产 低碳

Keywords: cost reduction and efficiency improvement. Electroplating industry. Clean production and low-carbon

1.研究背景与意义

电镀是在金属或其它材料的表面发生电化学反应，使材料表面生成一层新的金属，以提高金属及非金属材料外观装饰性、防腐性及特殊功能性1。

作为制造业的一种基础工艺，电镀行业在国家经济增长的带动下市场规模持续增长。到2017年底，电镀行业市场规模已达到1480亿元。从2018年开始，随着环保政策的出台，电镀行业开始受到了环保监管、化工原料涨价等多重因素的影响，加之近些年全国经济增速放缓，产业转型升级加快和突如其来的新冠疫情，电镀行业开始遭受利润紧缩，产能不饱和，核心竞争力不足的严峻形势2，考虑到现实环境，利用规模效应提高产能来降低产品的成本的方法已不能有效解决电镀企业现如今所面临的问题。

因此电镀企业只有结合自身情况来选择并制定合适的战略，加快推进电镀行业“一行一策”绿色转型升级，利用新技术去节能，节材，减污，降碳，以科技创新为内生动力才能把降本增效工作落到实处。

1.2 国内外研究现状

国外电镀行业的竞争力主要体现在资源利用率，合规经营，创新发展等方面。早在2010年欧盟就针对表面处理行业提出了需提高资源利用率的要求， 土耳其国家科技发展基金会对当地某家电镀厂开展提升资源利用率活动后，该公司的脱脂化学品消耗量下降了92.9%，每年节省的总费用高达4万美元，占到了公司全年营业额的8.4%3。

在合规经营和创新发展方面，电镀企业应根据当地税收政策、环保法规等政治因素通过技术创新，设备改造来实现清洁生产，降低成本的目的。以广东省电镀行业清洁生产重点改造为例，“十三五”以来全省约千家电镀企业通过完善废气，废水处理设备，对公共能源设备进行节能改造，提高设备自动化水平等手段完成了清洁生产改造并通过了政府清洁生产验收管理平台的评估验收。

2. M电镀厂生产现状

2.1总体概况

M电镀厂作为附近地区钢厂重要的维保服务单位，主要从事的工作辊镀铬和结晶器修复。该厂员工共58人，年产值约4000万，利润600万元/年；每月生产资料成本平均可达到100万元；能源费用月平均为23万元；设备类检修费用月平均44万元；环保费用月平均63万元。

2.2详情描述

M电镀厂制造生产过程中消耗的主要生产资料为电镀液，铜类毛坯和有色金属（镍，钴）。在不发生意外事故（电镀液泄露）的情况下，铬电镀液的使用周期约为1年，年消耗铬酸量约为8650kg。镍电镀液主要已逸散，蒸发的形式消耗最终通过镍块的使用量体现出来，该厂年消耗镍块量约为9943kg。

M电镀厂能源费主要包括水，电，气费，2023年月均共23万元。工厂配有制水设备，通过将工业水制纯水用于清洗轧辊，过滤后的水用于清洁和淋洗塔蒸发，水费月均8万元；消耗电能的主要来源有生产设备运转，厂房照明及公共设备运转，月均为12万元；厂房蒸汽（冬季使用）用于重点设备管路的保温，月均3万元。

M电镀厂降本增效思路

3.1提高资源利用率

M电镀厂应通过规范作业，工艺优化，设备技改等手段提高主要生产材料的利用率，主要抓手应放在减少铬酐和镍块的用量上。

3.1.1减少铬酐用量

添加铬酐是为了补充镀液中的铬元素。2023年M电镀厂的轧辊设备月平均开动率约为30%，每根轧辊铬镀层≤8μm，全年电镀约7500根轧辊。

以某类型工作辊（工作面直径530mm、长度2130mm、镀铬层厚度为5μm）为例，对目前铬酐的利用率进行测算。

该类轧辊镀铬层体积V=0.530*2.130*3.14*5*10-6=17.72*10-6 m3

铬镀层密度为ρ=7.19*106 g/m3

单支工作辊铬镀层重量M=17.72*10-6*7.19*106=127.41g

每1g铬酸酐中铬元素质量分数X=52/（52+16*3）=0.52g

每1支冷轧北区酸轧工作辊电镀完成，需消耗铬酸酐重量为：

M1=M/X =127.41/0.52=245.02g

2023年共电镀工作辊7500支，轧辊电镀生产线全年共计消耗铬酸酐重量估算为7500*245.02/1000=1837kg，全年铬酸酐实际加药量为3400kg。

轧辊电镀生产线铬酸酐有效利用率为1837/3400=54%。

经上述测算，M电镀厂应减少非生产时间铬电镀槽的蒸发量和提高除杂效率尽量延长电镀液的使用周期这两种手段来提高铬酐的利用率。

3.1.2减少镍块用量

M电镀厂结晶器业务的材料成本大部分来源于镍块，2023年经过工艺优化后，目前单套结晶器镍块用量已由270kg/套下降至240kg/套。

以M电镀厂某系列的铜板为例，对2023年目前镍块的利用率进行测算。一套LWX系列结晶器铜板包含2块弧板，2块窄板，经测量，规格尺寸如下：

一块弧板面积为0.936m2,一块窄板面积为0.4m2，弧板的平均镀层厚度在3.5mm，窄板的平均厚度在3.1mm。则一套BB系列结晶器经电镀后实际获得镍块量为：

M=M(弧)+M(窄)=(9360*2*0.4+4000*2*0.38）*10-3×8.092=87kg

目前电镀工艺需要加入约240kg镍块，材料利用率为36%。其余添加的镍块在生产全过程中以其他各种形式（镀液蒸发，镀液带出等）流失。

M电镀厂应通过多种手段继续减少镍块用量和镀液带出情况，提高镍块的利用率。

3.2降低非生产能耗及环保费用

M电镀厂轧辊生产线年设计产能18000根，结晶器电镀生产线年设计产能280套，2023年均未达到设计产能的50%。但为满足客户需求及设备条件的约束，电镀槽时刻保持开启加热状态，这造成了大量的非生产性的电能和材料消耗。M电镀厂可通过以下几种手段来减少这方面的损失。

3.2.1改变加热方式

参考广东省环境保护厅组织编制的《广东省电镀行业清洁生产技术指南》，利用空气热能泵对电镀槽加热的技术方案已被企业广泛采纳和认可。

以空气为热源，利用少量电能驱动空气压缩机，使管路内冷媒循环流动，通过冷媒的蒸发和冷凝，将空气中的热量转移到水中，从而实现供热的功能。该方法相较目前M电镀厂通过电加热镀液的形式，能耗低，安全性高，可节能60~70%。

3.2.2降低镀液蒸发

M电镀厂需要在非生产期间通过降温或减少风机开启时间来降低镀液蒸发量。但考虑到每天维保任务量和工作时间不固定对镀液升温时间有要求且镀液温度降低药品析出和管道接头的热胀冷缩均可能会造成渗漏情况，M电镀厂需要谨慎考虑降温幅度，必须在保证生产保供及时和设备运转正常的前提下采取设备降温措施。

3.2.3加强设备监管

设备类检修费用占M电镀厂月成本的14%，月均44万元。M电镀厂需要加强各主要生产区域重点设备的监管，建立区域台账，根据故障原因采取有针对性的维护措施，降低设备维修次数，从而达到降本目的。       

4.总结

现如今，社会环境污染问题仍较为严重，经济发展与生态保护之间的矛盾愈发凸显；加之钢铁行业持续低迷，客户订单量较往年下降明显，M电镀厂若继续维持现有产品类型想要维持经营，至少需要做到以下两点：

1.M电镀厂应在稳定产品质量的基础上，提高生产工艺水平，提高主要生产物料的利用率，降低直接生产成本。

2.M电镀厂需要借鉴其他电镀降碳减污的清洁共性技术，降低能源消耗和存量污染，降低处污费用，完成转型升级。

参考文献

[1]曹艳，王伯超． 新形势下温州地区电镀产业问题与发展对策[Ｊ]．广州化工，2019,47（03） ：99-103.

[2]王晓宇.新明电镀厂生产系统优化研究[D].成都：西南财经大学，2005.

[3]Viguri J R,A Andres,Irabien A.Waste minimisation in a hard chromium plating small medium enterprise(SME)[J].Waste Management,2002,22(8):931-936

杭志明，(1995-)，汉族，安徽省马鞍山市人，本科，助理工程师，现任车间主任，专业方向 化学工程与工艺

Analysis of the Production Status of M Electroplating Plant and Suggestions for Future Cost Reduction Strategies