【新質生產力在有色】以新型母線爲媒介 寧波神馬集團做大世界500強“朋友圈”

中國有色金屬報 2024-08-02 14:43

近日,在寧波神馬集團(以下簡稱神馬)一條母線槽中試生產線上,一款款以銅鋁共晶排爲材料的新型母線槽陸續下線,迎來了一批批來自世界500強企業的客人。“我們用銅鋁共晶排作爲母線主材時,對母線槽殼體進行了散熱改造,將散熱面積擴大30%左右,而神馬卻在同等條件下將散熱面積擴大2倍,性能超越了同類產品,真太了不起了!”一位世界著名品牌電氣制造商技術專家到神馬考察後說。在首肯神馬獨特的母線槽溫升載流工藝後,客人贊不絕口,紛紛拋來“橄欖枝”。

“對殼體進行創新改造後,在同等升溫條件下,我們將母線槽載流量提升了20%。”神馬董事長徐銀昌自豪地說道:“依靠材料、工藝上的創新,我們的母線槽成本低、導電率高,目前,在全球範圍內處於領先水平。”

母線槽可以簡單地理解爲大電纜,即整個用電系統中低壓側電流輸出的集成通道,並可實現輸送過程中用電支單元的接駁輸出,是一種新型載流導體。母線則相當於大電纜中的電線。目前,低壓電力輸送幹線系統中“電纜+橋架”的常規輸電方式正越來越多地被母線槽所替代。據統計,到2023年底,母線槽已經形成了一個千億元級的大市場。

“傳統母線以純銅或純鋁作爲導體主材,前者導電率高。我國1年用銅約爲1400萬噸,16%用於電力,達到200多萬噸,其中,母線槽用的銅就佔了30%。而後者多應用在對導電率要求不高的使用場景中。”徐銀昌分析道:“銅材料往往佔據母線槽成本的70%以上。銅材料價格大幅上漲,導致母線槽制造成本居高不下,這已成爲該產業發展最大的梗阻,也讓神馬看到了莫大的商機。”

神馬是長三角一家生產鋁圓片的“隱形冠軍”,憑借自主設計研發的先進裝備和生產工藝的後發優勢,形成了年產10萬噸鑄軋型3003系列深衝拉伸鋁圓片的生產規模,在全國炊具基材細分行業排名第一。

十幾年的鋁生產經驗,讓神馬大膽向新突破。就在5年前,神馬啓動了醞釀已久的“銅鋁替代”計劃,加快形成新質生產力,實現企業高質量發展。5年來,該企業每年研發投入就達到3000萬元以上,2023年年底,成功研發出第一塊銅鋁共晶板。

銅鋁共晶板是銅和鋁的復合體,中間是銅,兩邊是鋁。由於採用了獨特的固-液鑄軋復合成形技術,使銅鋁復合界面產生了共晶復合新組織,故稱銅鋁共晶。與傳統以銅爲主體的導電材料相比,該材料因爲加入了56%的鋁,能省下近一半的銅,成本大大降低,重量也大幅度減少,且很好地解決了純銅的散熱問題,同時又能保證良好的導電性,可以應用於電力、電信、電氣、太陽能光伏、新能源汽車、軌道交通等幾十個領域,市場潛力巨大。

“目前,施耐德、ABB、西門子、伊頓等多家國際電氣大品牌已經與我們達成戰略合作,率先在母線槽產品中使用銅鋁共晶排。爲搶得先機,拓展母線槽新市場,我們也同步創新研發了以銅鋁共晶排爲主材、高散熱側板爲殼體的新型母線槽。”徐銀昌說道。

從新材料到新產品,融入了神馬新材料、新技術的新型母線槽,引起多家世界500強企業的關注。他們紛紛與神馬開展合作。“我們的材料和技術可以降低合作企業的生產成本,提升產品性能及市場競爭力,這正是世界500強企業選擇與我們合作的根本原因。”徐銀昌說。

在銅鋁共晶排的基礎上,神馬又開發了高導鋁材料,且將這種新材料也應用於母線槽產品。

高導鋁相較於純鋁,在依然保持優良的抗拉強度下導電率提高了近20%。鋁作爲地殼中含量最多的金屬元素,其儲量約是銅的1000倍,由於鋁的重量比銅輕得多,開採起來也更經濟和便利。據徐銀昌測算,高導鋁母線槽相較於純銅母線槽,其成本節約了50%以上,導電率能達到純銅的60%以上。

銅鋁共晶板用來替代純銅,高導鋁板用來替代純鋁,兩款新材料在神馬的手中,衍生出了兩款新產品——銅鋁共晶排母線槽和高導鋁排母線槽。

“我們從目標產品技術要求入手倒推生產全流程,組件生產全要素,從所需材料的研發,到生產設備的自主打造,再到生產工藝定型,步步爲營,久久爲功。”徐銀昌說道。一方面,母線槽導體材料要有相當高的抗拉強度,這就要求材料硬度要高;另一方面,母線槽高導電率又要求導電材料純度要高,而純度高則意味着材料相對偏軟,抗拉強度不高,神馬要做的就是達到這兩者之間的平衡。“爲了攻克抗拉強度和導電率這對矛盾體,我們沒少碰壁,沒少實驗,花了四五年時間,高導鋁板才終成正果。”徐銀昌道出了其中的不易。

“以前母線槽的原料要麼是純銅,要麼是純鋁,現在我們開發了銅鋁共晶板、高導鋁板母線槽,讓用戶對材料應用有了更多選擇。這兩種新型材料的母線各具優勢,互爲補充,讓公司實現了母線槽應用場景的全覆蓋。”徐銀昌介紹道。

如今,以“新材料—新產品—新市場”爲主要內涵的新質生產力正在加速神馬成長。

最近,寧波杭州灣一家毛絨生產企業正在建設30萬平方米新廠房,需用到1.8萬米的母線槽。他們算了一筆經濟賬,如果使用電纜則需投入3000多萬元,使用純銅母線槽則需要2400萬元,而改用神馬的新型母線槽,只需要投入1500萬元。最終該企業選擇了與神馬合作,目前,新型母線槽正在安裝中。

“如今,隨着神馬的第一條高導鋁排母線槽下線,我們的產品已在多家世界500強企業實測試用,其中4家著名國際電氣品牌企業已經開始下單使用該產品。今年下半年,我們的新型母線槽就能實現量產,預計年產值將達到20億元。”徐銀昌信心滿滿。

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