【新质生产力在有色】以新型母线为媒介 宁波神马集团做大世界500强“朋友圈”

中国有色金属报 2024-08-02 14:43

近日,在宁波神马集团(以下简称神马)一条母线槽中试生产线上,一款款以铜铝共晶排为材料的新型母线槽陆续下线,迎来了一批批来自世界500强企业的客人。“我们用铜铝共晶排作为母线主材时,对母线槽壳体进行了散热改造,将散热面积扩大30%左右,而神马却在同等条件下将散热面积扩大2倍,性能超越了同类产品,真太了不起了!”一位世界著名品牌电气制造商技术专家到神马考察后说。在首肯神马独特的母线槽温升载流工艺后,客人赞不绝口,纷纷抛来“橄榄枝”。

“对壳体进行创新改造后,在同等升温条件下,我们将母线槽载流量提升了20%。”神马董事长徐银昌自豪地说道:“依靠材料、工艺上的创新,我们的母线槽成本低、导电率高,目前,在全球范围内处于领先水平。”

母线槽可以简单地理解为大电缆,即整个用电系统中低压侧电流输出的集成通道,并可实现输送过程中用电支单元的接驳输出,是一种新型载流导体。母线则相当于大电缆中的电线。目前,低压电力输送干线系统中“电缆+桥架”的常规输电方式正越来越多地被母线槽所替代。据统计,到2023年底,母线槽已经形成了一个千亿元级的大市场。

“传统母线以纯铜或纯铝作为导体主材,前者导电率高。我国1年用铜约为1400万吨,16%用于电力,达到200多万吨,其中,母线槽用的铜就占了30%。而后者多应用在对导电率要求不高的使用场景中。”徐银昌分析道:“铜材料往往占据母线槽成本的70%以上。铜材料价格大幅上涨,导致母线槽制造成本居高不下,这已成为该产业发展最大的梗阻,也让神马看到了莫大的商机。”

神马是长三角一家生产铝圆片的“隐形冠军”,凭借自主设计研发的先进装备和生产工艺的后发优势,形成了年产10万吨铸轧型3003系列深冲拉伸铝圆片的生产规模,在全国炊具基材细分行业排名第一。

十几年的铝生产经验,让神马大胆向新突破。就在5年前,神马启动了酝酿已久的“铜铝替代”计划,加快形成新质生产力,实现企业高质量发展。5年来,该企业每年研发投入就达到3000万元以上,2023年年底,成功研发出第一块铜铝共晶板。

铜铝共晶板是铜和铝的复合体,中间是铜,两边是铝。由于采用了独特的固-液铸轧复合成形技术,使铜铝复合界面产生了共晶复合新组织,故称铜铝共晶。与传统以铜为主体的导电材料相比,该材料因为加入了56%的铝,能省下近一半的铜,成本大大降低,重量也大幅度减少,且很好地解决了纯铜的散热问题,同时又能保证良好的导电性,可以应用于电力、电信、电气、太阳能光伏、新能源汽车、轨道交通等几十个领域,市场潜力巨大。

“目前,施耐德、ABB、西门子、伊顿等多家国际电气大品牌已经与我们达成战略合作,率先在母线槽产品中使用铜铝共晶排。为抢得先机,拓展母线槽新市场,我们也同步创新研发了以铜铝共晶排为主材、高散热侧板为壳体的新型母线槽。”徐银昌说道。

从新材料到新产品,融入了神马新材料、新技术的新型母线槽,引起多家世界500强企业的关注。他们纷纷与神马开展合作。“我们的材料和技术可以降低合作企业的生产成本,提升产品性能及市场竞争力,这正是世界500强企业选择与我们合作的根本原因。”徐银昌说。

在铜铝共晶排的基础上,神马又开发了高导铝材料,且将这种新材料也应用于母线槽产品。

高导铝相较于纯铝,在依然保持优良的抗拉强度下导电率提高了近20%。铝作为地壳中含量最多的金属元素,其储量约是铜的1000倍,由于铝的重量比铜轻得多,开采起来也更经济和便利。据徐银昌测算,高导铝母线槽相较于纯铜母线槽,其成本节约了50%以上,导电率能达到纯铜的60%以上。

铜铝共晶板用来替代纯铜,高导铝板用来替代纯铝,两款新材料在神马的手中,衍生出了两款新产品——铜铝共晶排母线槽和高导铝排母线槽。

“我们从目标产品技术要求入手倒推生产全流程,组件生产全要素,从所需材料的研发,到生产设备的自主打造,再到生产工艺定型,步步为营,久久为功。”徐银昌说道。一方面,母线槽导体材料要有相当高的抗拉强度,这就要求材料硬度要高;另一方面,母线槽高导电率又要求导电材料纯度要高,而纯度高则意味着材料相对偏软,抗拉强度不高,神马要做的就是达到这两者之间的平衡。“为了攻克抗拉强度和导电率这对矛盾体,我们没少碰壁,没少实验,花了四五年时间,高导铝板才终成正果。”徐银昌道出了其中的不易。

“以前母线槽的原料要么是纯铜,要么是纯铝,现在我们开发了铜铝共晶板、高导铝板母线槽,让用户对材料应用有了更多选择。这两种新型材料的母线各具优势,互为补充,让公司实现了母线槽应用场景的全覆盖。”徐银昌介绍道。

如今,以“新材料—新产品—新市场”为主要内涵的新质生产力正在加速神马成长。

最近,宁波杭州湾一家毛绒生产企业正在建设30万平方米新厂房,需用到1.8万米的母线槽。他们算了一笔经济账,如果使用电缆则需投入3000多万元,使用纯铜母线槽则需要2400万元,而改用神马的新型母线槽,只需要投入1500万元。最终该企业选择了与神马合作,目前,新型母线槽正在安装中。

“如今,随着神马的第一条高导铝排母线槽下线,我们的产品已在多家世界500强企业实测试用,其中4家著名国际电气品牌企业已经开始下单使用该产品。今年下半年,我们的新型母线槽就能实现量产,预计年产值将达到20亿元。”徐银昌信心满满。

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