中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书4251.pdf

中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书 一、项目基本情况 编号：项目名称 宝钢两片罐用镀锡板及其制品的产品开发与市场开拓 完成单位 宝山钢铁股份有限公司 宝钢金属有限公司 项 目 起 止 时间 1998 年 4 月2010 年 4 月 用 于 生 产 时间 1998 年 12 月 项目基本情况 1.项目背景 用于可乐、啤酒等饮料包装的金属两片罐在中国起步于上世纪80年代，属于新兴产业，近些年发展迅速，但人均消耗水平仍偏低，美国每年人均消费380罐，世界每年人均消费40罐，中国每年人均消费8罐左右，市场发展潜力巨大。金属两片罐可分为铝罐和钢罐两种。铝罐能源消耗极大、且污染严重。随着世界低碳、低能耗环保经济的发展，在钢铁业发达地区如欧洲和亚洲的韩国、日本，制罐商开始使用高性能极薄镀锡板加工两片罐替代铝罐。钢罐单个产品的能源消耗仅为铝罐的1/2，而且易降解、易回收，所以钢罐在这些地区迅速发展起来，欧洲市场上钢罐已占据一半以上的份额。两片罐用镀锡板（简称 DI 材）是碳钢薄板三大精品（取向硅钢、DI 材、高等级汽车板）之一，且涉及食品安全，因此，生产难度极大，世界上只有日本、法国、荷兰等少数几个钢铁行业最发达的国家能够生产，代表一个国家冷轧薄板的技术水平。1998 年之前，中国两片罐市场上只有铝罐，且制罐用铝材全部依赖进口，每年消耗外汇 3 亿美元以上，对外资源依赖度高。宝钢开发 DI 材和钢质两片罐，可实现原材料本土化，优化中国金属包装的市场结构。而且钢罐是国际上公认的绿色环保包装，节能降耗，符合我国发展循环经济的战略。宝钢自 1998 年开展 DI 材及钢质两片罐产品开发和市场开拓，面临诸多方面的问题：1）缺乏 DI 材制造和质量控制技术。98 年宝钢 1420 冷轧工程投产，虽然从新日铁引进了镀锡生产设备，但并未掌握 DI 材的生产技术,受到国外技术上的垄断和封锁。国外专家告之，投产 5 年之后能具备生产 DI 材能力已属于高水平。2）缺乏钢质两片罐核心技术。98 年宝钢引进了国内第一条钢质罐生产线，但当时国内钢罐制造的持续减薄、罐形设计、模具设计、高速六色印刷、防腐蚀等核心技术均为空白。3）缺乏保证产品质量稳定性的生产管理模式。宝钢尚未建立起足以保证生产这类高难度产品的质量稳定性的管理模式。4）市场新需求的培育和启发需投入的成本较高。国内两片罐市场一直为铝罐制造商所垄断,只有成功引导市场和用户改变消费习惯，宝钢才能顺利实现 DI 材和钢罐的市场导入。在培育和启发新需求的过程中，宝钢需投入较高的成本。5）缺少 DI 材和钢罐合理的产销体系。宝钢当时的仍处于产销体系相对粗放的管理状态，不具备向客户提供大批量稳定供货及相应的延伸配套服务的能力。针对以上存在的主要问题，自投产起，宝钢就进行了 DI 材和钢罐的相关技术、生产管理模式和市场开拓策略立项研究。通过“产销研一体”的方式，重点突破 DI材和钢罐制造核心技术；同时加大对两种产品生产管理创新力度，形成高效的生产管理模式；而且营销团队针对市场特点，制定出了一套合理的市场导入方案；此外通过研究客户对全程供应链管理的要求，改造并提升了宝钢的产销体系，以满足行业的要求。2.项目难点 1）DI 材产品性能要求很高。制罐的高速（1500 罐/分）、低损（废品率3%）、和高精度，对 DI 材生产提出了非常高的要求，特别是 DI 材的成分控制、精度控制要求极其苛刻。整个生产过程涉及到炼钢、轧制、退火、平整、酸洗和镀锡等一系列工序，每个工序都要求高精度控制，特别是在钢质纯净度控制、厚度控制、通板高速连续退火、精整、镀锡量控制方面都比生产一般薄板要求高出很多。2）钢质两片罐制造难度大。钢罐最薄处仅相当于普通杂志一页纸的厚度（0.063mm），但却要能够承受汽车轮胎压力三倍的内压（700kPa），灌装时空罐需能承受 80 公斤左右的轴向压力而不破坏,还必须控制内部的防腐蚀和外部防锈。此外低成本、环保化是两片钢罐的发展方向，因此宝钢还必须在开发出 DI 材及钢罐的基础上，实现 DI 材持续减薄及钢罐持续减重等方面的创新研究。3）市场进入壁垒高。项目开展前，国内市场上没有 DI 材和钢罐产品，大多数饮料灌装商对钢罐的认知度不高，另外饮料罐装属于食品包装行业，新产品的引进涉及到一系列审核和认定，手续非常繁琐，所以都不愿意冒风险和添麻烦尝试钢罐。4）客户对供货能力和质量稳定性要求高：饮料产品的销售具有即时性、实效性和大宗性，所以要求两片罐具备大批量并适时供货（JIT）的能力，此外还必须能够满足客户多变的促销活动的特殊需求。本项目有很强的系统性和综合性，不仅涉及多个学科和专业，而且涉及冶金制造全工序的生产控制、研发、管理、营销和服务。3.项目目标 1）开发出具有国际先进水平的两片罐用镀锡板 DI 材及钢质两片罐。2）掌握 DI 材和钢质两片罐制造和质量控制的关键技术，并实现产业化生产。3）掌握 DI 材持续减薄和钢罐的持续减重技术。4）开拓 DI 材和钢质两片罐的国内市场。4.主要技术管理路线 本项目的总体思路是：充分发挥宝钢产业链上下游合作的优势，开发出适应市场 DI 材和钢质两片罐产品，并以 0.282mm 厚 DI 材及相应制罐技术开发为起点，以开拓国内两片罐市场为立足点，不断扩大宝钢 DI 材和钢质两片罐的市场影响力。具体的技术路线如下：具体的市场开拓路线，“三个战略三个策略”：1）市场导入战略：“低成本，产异化”；2）市场优化战略：逐渐优化客户结构，增加品牌客户比例。3）发展战略：国内钢罐线的规模化布局，实现产品销售辐射全中国；4）市场营销策略一：良好的客情关系营销策略；5）市场营销策略二：创建与客户战略联盟合作模式；6）市场营销策略三：建立良好的售后技术服务体系；5.项目成果 1）通过本项目的科技创新，本企业成为世界上少数几个能够工业化生产 DI 材的企业之一，也是国内唯一能生产钢质两片罐的厂家，并通过规模化，在国内形成一个新的高附加值、高技术产业。填补了国内空白 2）使 DI 材质量不断提高和钢制两片罐成本持续下降，从 0.282mm 减薄到0.225mm,DI 材减薄 17.5%，罐重减小 18.5%，促进了国内两片饮料罐市场的发展。由于项目成果奠定的技术基础，本企业钢制两片罐生产规模不断扩大，由项目之初的一条制罐线发展到目前的四条线，形成国内东西南北的产业布局，年制罐能力达27.5 亿罐，占国内两片罐市场的 18%，是国内两片罐业内发展最快的。3）宝钢 DI 材完全取代了进口，而且出口，开拓了海外市场。4）宝钢钢质两片罐广泛应用于可口可乐、百事可乐、青岛啤酒、力波啤酒、蓝带啤酒等着名品牌，可口可乐中国市场的 40%，上海百事系统 50%；艾尔蓝带啤酒 80%的用罐由本企业提供，并已成为其主要供应商之一。自项目开展至 2010 年底，已累计制造两片钢制易拉罐 103 亿只，使用 DI 材 32 万吨。5）形成专有技术及研发团队，可以持续创新。持续减薄，持续减重。6）受国家包装标准化委员会委托，承担编制了钢质两片易拉罐国家标准，基于研究成果，成立了“中国包装联合会金属包装研发中心(上海)”。7）DI 材是冷轧薄板的先进技术，带动了宝钢管理与技术水平的全面提高。6.经济和社会效益 1)经济效益：20072009 年度，新增产值 28.87 亿元，利润 6.708 亿元。2)社会效益：钢罐的是世界上公认的环保绿色包装，能够利用磁性进行大规模分选回收，作为炼钢原料以循环利用；可自然分解，回归自然。钢质易拉罐的是节能降耗的包装，制造钢罐的能耗低：从冶炼到成罐，钢罐的能耗仅相当于铝罐的 1/2，累计生产钢罐 103 亿只，依此推算，相对铝罐，共节电31 亿度。宝钢成为世界上极少数几个能够生产 DI 材的企业之一，实现了钢质易拉罐的原材料本土化，而且 DI 材实现了出口，提升了我国冶金工业在世界上的地位。钢质易拉罐的大规模产业化，优化了国内金属包装业结构，推动了中国金属包装业的可持续发展。7.与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较 宝钢是国内唯一能生产 DI 材和钢质两片罐的厂家，在 DI 材生产、使用技术研究及钢质两片罐制造技术方面均填补了国内的空白。DI 材主要是欧洲的 Arcelor、Corus 以及 Resselstein 生产，而欧洲的两片钢罐代表国际先进水平。对比宝钢 DI材与 Acelor 的 DI 材主要技术指标，以及宝钢与 Rexam 的制罐主要技术指标，从 DI材实物质量、减薄水平、制罐机组效率、成品率反方面，宝钢 DI 材及钢质两片罐的技术水平，均达到国际先进水平。宝钢 DI 材不仅完全替代进口，而且，还出口国外，进军国际市场，用户评价非常好。二、创造性贡献要点 一、生产工艺技术装备创造性贡献要点 1）形成了超低氮、氧的冶炼控制技术，保证了 DI 材钢质洁净（全氧20ppm、氮含量25ppm、内欠0.04 个/m2），主要技术包括：三脱铁水全铁水冶炼；钢包渣改质处理；钢液钙处理；连铸高温低拉速；防止增氮；2）开发了 DI 材厚度精度控制技术，满足 DI 厚度波动在2%以内的苛刻要求。主要技术包括：热轧工作辊及支撑辊的新辊型曲线；热轧边部润滑系统；热轧带钢断面局部高点控制；冷连轧第一机架 CVC 锥度工作辊的边缘降控制；自动变接触支持辊（VCL）的板型控制；激光测速及轧制控制精度；带钢头尾厚度波动控制技术；3）开发出连退通板技术，实现了薄而宽的 DI 材（0.225*1050mm）的正常高速通板，消除了跑偏、瓢曲、停机断带等事故。主要技术包括：通板信息系统；炉内带钢高速运行的实时监视系统；连退机组辊系标准及辊系计算机管理系统；炉辊喷涂技术；炉内热瓢曲控制模型；炉内张力控制系统仿真模型 5）形成了宝钢专有的“DI 材使用技术”技术，为 DI 材持续减薄和两片易拉罐持续减重提供了必要的技术支撑。主要包括：制罐成形全过程仿真分析技术；制罐过程典型缺陷分析技术；拱底耐压性能分析及预测技术；实罐分析技术 6）开发了两片易拉罐减重技术，解决持续减薄的 DI 材的罐型及模具设计等技术关键，主要有：罐型设计；拉伸冲模设计；罐底成形模具设计；拉伸及缩颈配模技术。7）开发了减重罐的质量控制技术，确保减重后的机组效率和成品率，主要有：退罐技术；涂层（内外）质量控制技术；卷封技术 二、管理创造性贡献要点 1）产业链上下游协同发展模式 宝钢通过研发生产 DI 材，供给自有产品钢质两片罐，是企业通过前向一体化来提高需求预测能力，提供钢产品的延伸加工，直接面对最终客户，以钢铁主业为基础，同时促进相关产业共同发展的一种成功探索。2）产销研结合模式 宝钢设立 SBU 虚拟团队，产、销、研”一体化，综合利用宝钢内部及外部的科研攻关力量，加速了产品开发和市场开拓的进程。3）DI 材制造和制罐信息化 开发出具有国际先进水平的 ERP 物流平台、SPC 生产数据采集平台、MES 生产实时监控平台，首创性地利用实时抛帐和生产成本的动态监控技术，实现了由生产事件驱动的全工序制造成本的实时动态核算和优化控制。IT 技术与制造技术的集成大大提高了宝钢 DI 材和钢质两片罐的质量控制水平和生产现场管理能力，也缩短了交货周期。4）创建与客户战略联盟合作模式 选择在行业内有影响力、知名度高的企业，建立“战略合作联盟”，共同开发市场和抵御市场风险。5）快速反应的营销体系 成立了研究用户使用技术的表面、成形、焊接实验室，通过共同参与产品设计、解决技术难题等方式先期介入客户的产品开发，掌握客户需求与发展的第一手资料。成立售后技术服务中心，及时掌握宝钢产品的使用情况，并针对存在问题作出现场解决、快速反应。三、节约社会资源与保护环境的创造性要点 1）使用宝钢 DI 材替代制铝罐板材，减少了制罐铝材的进口量，累计替代进口铝材约 15 万吨。2）钢罐与铝罐相比单个制造耗电仅为 1/2，节省大量的电能源，累计节电约 31亿度。3）通过 DI 材的持续减薄和钢罐持续减重，减少了材料的使用，累计节约 DI 材 3万吨。4）宝钢在 DI 材生产和钢罐制造过程中推广清洁生产管理模式，最小化环境污染和能源消耗。四、主要专有技术和专利介绍 项目运行期间，共产生专利 21 项，其中发明专利 9 项，企业技术诀窍 63 项。专利具体如下表所示：序号 授权（申请）项目名称 专利号 1 一种辊形设计方法和抑制高次浪形的轧辊.0 2 控制带钢边部板形的高次形轧辊 4.6 3 克服复合浪形的轧制方法.2 4 自动识别连续退火炉内带钢跑偏的方法 0.9 5 一种降低镀锡板表面六价铬量的方法 6 带钢连续退火过程中防止断带的方法和控制系6.6 7 高温耐磨、抗结瘤炉内辊喷涂材料.4 8 带钢连续退火过程中的非接触式板形检测方法 9 退罐器及制作方法 10 中间包钢水夹杂物聚集与去除装置 01210714.X 11 复合式连铸长水口 01210713.1 12 连铸中间包挡渣装置 02261789.2 13 一种带过滤器的挡渣堰 99211517.5 14 一种中间包开浇管 01253951.1 15 中间包三重堰 99217242.X 16 便携式轧辊辊形检测机架 17 退罐器 18 轧辊边部润滑装置 19.9 19 饮料罐罐型 20 一种 330ml 两片钢罐底部模具抗褶皱结构 21 防止制罐拉伸机主轴窜动结构 三、数 据 对 比 1.产品指标对比 1）宝钢 DI 材与国外 DI 材产品的指标对比 指标科目 宝钢 ACELOR 新日铁 洁净度控制 N25ppm TO20ppm N25ppm TO20ppm N25ppm TO660 610 600 内部金属暴露 mA 0.04 0.08 0.05 2.生产工艺技术指标对比 1）宝钢 DI 材与国外 DI 材生产工艺技术指标对比 指标科目 宝钢 ACELOR 新日铁 成材率 94%93%94%万吨供货周期（天）40 38 44 2）宝钢钢质两片罐与国外钢质两片罐工艺技术指标对比 指标科目 宝钢 BALL REXAM 成品率 98%97.5%97.5%机组效率 90%86.5%88%单线每百万生产周期（小时)12 14 14 每千万交货期（D）6 10 12 3.环境资源指标对比 1）宝钢 DI 材与先进 DI 材企业环境资源指标对比 指标科目 宝钢 国家强制指标 ACELOR 新日铁 吨 产 耗 标煤 840 无 856 833 2）宝钢钢罐与先进企业钢罐环境资源指标对比 指标科目 宝钢 国家强制指标 BALL REXAM 电单耗（度/千罐）20.4 无 23.5 21.4 水单耗（吨/千罐）0.18 无 0.17 0.17 煤单耗（立方/千罐）2.7 无 2.8 2.5 排污水 0.16 无 0.15 0.5 4.市场占有情况指标(占国内消费量的比例)1）宝钢 DI 材国内市场占有率情况 中国市场占有率 本产品占有率 进口产品合计 先进企业 A 数据 先进企业 B 数据 去年 100%无 前年 100%无 大前年 100%无 2）宝钢钢罐国内市场占有率情况 中国市场占有率 宝钢 进口产品合计 BALL（中国）CROWN（中国）去年 18%无 31%17%前年 14%无 34%17%大前年 9%无 39%19.%5.本产品国外市场占有率(占全国出口本产品量的比例)国外市场占有率 本产品占有率 出口产品合计 先进企业A数据 先进企业B数据 去年 100%前年 100%大前年 100%四、效 益 计 算 效益计算(近 3 年数据计算)1）企业直接经济收益计算 自立项以来，宝钢钢罐累计消耗 DI 钢材约 32 万吨，生产钢质两片罐 103 亿只。2007 至 2009 年宝钢 DI 材及钢罐累计销售总额 28.87 亿元，新增利润合计 6.708 亿元。计算公式：新增利润=销售量*（产品价格-产品制造成本-期间费用）；新增税收=新增利润*17%；销售总额=销售量*产品价格。表 12007-2009 年宝钢 DI 材新增利润 年份 销售量（吨）价格（元/吨）利润（元/吨）总销售额（万元）总利润（万元）2007 37372 6719 1880 25110.2 7025.9 2008 51319 7500 2450 38489.3 12573.2 2009 61250 5500 2100 33687.5 12862.5 合计 149941 97287 32461.6 表 22007-2009 年宝钢钢罐新增利润 年份 销售量（万罐）价格（元/罐）利润（元/罐）总销售额（万元）总利润（万元）2007 117435 0.44 0.082 51671.4 9629.7 2008 163113 0.41 0.078 66876.3 12722.8 2009 191722 0.38 0.064 72854.4 12270.2 合计 472270 191402.1 34622.7 2）行业发展与国民经济、国家安全等战略方面贡献 发展DI材和钢质两片罐有利于中国包装的环保经济 钢罐是一种真正的绿色包装。相对其它包装形式，有其独特的环保优势。铝罐的自然降解时间要 80-100 年左右，而钢罐只要 8 年左右。此外钢罐在回收方面可以利用磁吸分离技术有效分离出来再利用，回收率高；钢罐的能源消耗仅相当于铝罐的 1/2。目前国内电力和能源紧缺，环境污染严重，所以两片钢罐是更节能和环保产品。替代进口铝材 由于易拉罐工艺复杂，原材料要求苛刻，国产罐用的铝材基本依赖进口，年消耗外汇 3 亿美元以上。而且铝材价格受伦敦金属交易所（LME）铝锭价格波动而变动,有时波幅很大，影响了制罐商的稳定经营。严重制约了金属包装及相关行业的发展。2009 年我国易拉罐用铝达到 23 万吨。宝钢两片 DI 钢罐的推广，10 年中替代进口铝材 15 万吨。并且通过宝钢 DI 材钢板开发和生产，实现制罐材料本土化，减少对外资源的依赖。提升了中国金属包装业的可持续发展能力和总体竞争力。开拓了中国国内的一个新产业 宝钢建立了国内第一家钢质两片罐生产线，也是目前国内唯一一家能够生产两片罐用 DI 材的企业。项目在钢质两片罐和 DI 钢材生产两个方面都填补了国内空白。通过长期的发展，已经形成一条完整的产业链。而且是更符合循环经济和可持续发展的要求，更符合金属包装未来绿色、节能、清洁环保的发展趋势的产业。开拓了国内的两片罐市场 这一项目成功开拓了中国的钢质两片饮料罐市场，目前市场占有率 18%左右，摆脱了国内金属两片罐均为铝罐的局面。目前宝钢钢罐的主要客户包括可口可乐，百事可乐，青岛啤酒，蓝带啤酒、力波啤酒等，而且罐的质量都在用户的供应商排名前列。可以说目前我们已经完全打开了主要两片罐需货市场。钢罐参与到两片罐市场的竞争中，一方面有利于钢、铝质罐双方面的技术发展，另一方面对可乐、百事等客户来降低了成本和风险，使市场结构更趋于健康和平稳。尚存在问题和进一步发展的目标 1）目前产品最小厚度已减薄至 0.225mm，但是生产过程的稳定性需要进一步提高。2）目前在产 DI 材均为 AK 钢，下步将开发 IF 钢用于 DI 材生产，使产品性能得到进一步提升。3）DI 材是生产覆膜钢板（TULC）的基础，宝钢下步将重点推进覆膜钢板的研发，打破长期以来东洋钢板在 TULC 领域的垄断。五、主要完成单位情况 单位名称 宝山钢铁股份有限公司 第 1 单位 单位性质 A 研究院所；B 学校；C 社会团体；D 事业单位；E 国有企业；F 民营企业；G 其他 法定代表人 何文波 职 务 董事长 通讯地址及邮政编码 上海市富锦路 885 号宝钢指挥中心 5 楼 邮编 201900 单 位 主 要 贡 献 系统开发了两片罐用镀锡板（DI 材）产品，并形成了成套的DI 材持续减薄和钢质两片罐持续减重技术。在对 DI 材质量控制最为关键的三个生产技术上进行了突破，即：超低碳、氮、氧的冶炼控制、DI 材厚度精度控制技术、连退通板技术。率先开展了以制罐成形全过程仿真分析技术、制罐过程典型缺陷分析技术、实罐分析技术为重点的 DI 材使用技术研究，将 DI 材的生产开发延伸到了用户使用。以产业链上下游协同发展作为市场开拓的主要手段。通过建立SBU 产、销、研一体化虚拟团队，开发客户驱动的敏捷制造管理系统；开通大客户通道，实现与战略用户的协同商务；建立面向下游自有制罐厂和饮料灌装客户的快速反应的营销体系，快速开拓了中国 DI 材市场。声 明 申报书所填写内容完全真实、有效，并已经经过保密审查，允许向社会公开；同意中国钢铁工业协会及其委托单位就申报书内容进行编辑、修改、发布和出版，无须再次获得本单位认可或授权。特此声明 单位名称 宝钢金属有限公司 第 2 单位 单位性质 A 研究院所；B 学校；C 社会团体；D 事业单位；E 国有企业；F 民营企业；G 其他 法定代表人 贾砚林 职 务 总经理 通讯地址及邮政编码 上海市宝山区双城路 803 弄 2#楼，邮编 200940 单 位 主 要 贡 献 独创了国内钢质两片罐的成套制造技术，创新了钢质两片罐的罐型及模具设计、工艺稳定性控制等关键技术，开发了两片易拉罐减重技术和减重罐的质量控制技术，包括减重罐成形工艺、退罐技术、涂饰工艺等。以低成本，产异化作为产品市场开拓的主要方法。通过建立良好的客情关系，创建与客户战略联盟合作模式，依托良好的售后技术服务体系实现市场占有率逐步增长到 18%声 申报书所填写内容完全真实、有效，并已经经过保密审查，明 允许向社会公开；同意中国钢铁工业协会及其委托单位就申报书内容进行编辑、修改、发布和出版，无须再次获得本单位认可或授权。特此声明 六、附件目录 1.技术、质量、环境检测、监测及认证文件 国家包装产品质量监督检测中心.检测报告 上海预防医学研究院.检测报告 2.创造性证明 专利证书及权利要求书 3.市场开拓证明 宝钢 DI 材出口合同 百事可乐使用产品证明 可口可乐使用产品证明 4.影响力证明 2009 年冶金科学技术一等奖