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中国铝业全面向世界强国挺进之铝加工业“高速发展马拉松”震撼世界

来源:铝道网2019/10/31 15:16:10

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铝道网】70年前,中国仅有极少数的铝板带与铝箔工业,它们都是用600mm、800mm的可逆式二辊轧机轧制的,都集中在上海与广州,国的总生产能力只不过15kt/a。新中国成立70年来,特别是改革开放40年来,在中国共产党的领导下,几代铝加工产业大军艰苦奋斗、顽强拼搏、锐意改革、开拓进取、砥砺奋进,在短短时间内,把中国建成了世界铝加工业*大基地,各种铝材的生产能力均占世界的65%以上,产量分别占世界总产量的50%以上(见表3)。

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4.1世上*大与*多的铸造机

中国拥有的圆锭扁锭铸造机群是全球*多的,铸锭生产能力是世界*大的,可铸圆铸锭直径与扁锭尺寸是全球*大者之一。圆锭生产能力达13500kt/a,占世界总产能的63%以上,有从瓦格斯塔夫公司(Wagstaff)引进的圆锭铸造机68台(图3),仅辽宁忠旺铝业有限公司就有19台,世上哪有第二个厂呢?可以大胆地说,2090年以前不会有后来者,可是空前绝后,辽宁忠旺铝业公司有2个厂,一个在辽阳市,另一个在营口市,相距约150km。瓦格斯塔夫铸造机可铸圆锭根数为2根~160根。

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图3中国引进的瓦格斯塔夫圆锭铸造机,截止2018年共68台

中国轧制用扁锭生产能力约12500kt/a,共约有900台,其中从瓦格斯塔夫引进的先进扁锭铸造机63台,天津忠旺铝板带有限公司2016年一次就引进15台(图4),这是前无先例,也许后无来者。营口忠旺订购了多少扁锭铸造机尚未见报道,估当在12台以上,一次就向德国沃勒特公司订购了11台扁锭天车,是世界铝行业轧制厂一次性订购*多的吊(天)车,铸造的扁锭质量33t,是全世界*大的单块质量。将扁锭运到加热炉、热轧与冷轧带卷的运转全靠这些天车与在地面运行的运输车(shuttle)。11台天车的运输量达产时可达1.3Mt/a。天车轨道总长约800m,*快速度4m/s,*大吊运质量100t,运输与吊装工作(图5)全由“专家包(specialist)”自动控制。可吊运的热轧带卷的*高温度可达500℃。这些天车是沃勒特公司(Vollert)提供的。

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图4忠旺铝业公司从瓦格斯塔夫公司引进的轧制扁锭铸造机

忠旺营口板带公司是世界从未建过的*大的平扎铝产品企业,它的通用板带材设计生产能力1300kt/a,可从2019年10月以后陆续进行热试车,2020年下半年可能全面投产。除有强大的热连轧生产线外,还有10台当前顶 尖的不可逆式冷轧机。如果市场允许与生产组 织得好,公司的产量有可能≥1500kt。

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图5天车正在吊运扁锭,一切工作均自动进行

中国除了从瓦格斯塔夫公司引进了大批先进的锭块铸造机外,还从美国阿尔梅克斯公司引进了5台世界顶 尖的用于铸造加工航空航天铝材的扁锭及圆锭。

4.2铸锭热轧及锭坯预热

铸锭加热是热轧之前进行,故称预加热,现代化的加热炉都是推进式的,有的加热炉还可兼作均匀化退火炉,均匀化温度均比热轧前的加热温度高,所以均匀化后,需在炉内将锭坯冷却到热轧加热温度。中国首台推进式加热炉是东北轻合金有限责任公司1984年从美国塞科/瓦威克公司(Seco/Wawick)引进的。

截止2018年中国有引进的艾伯纳公司及其他公司的扁锭推进式加热-均匀化炉62台,国产炉88台。南山轻合金公司热轧线有5座HICON推进式加热炉,每座炉可装30t的扁锭25块,是全球一次可装锭*多与装料量*大的生产线。天津忠旺铝业有限公司软合金热轧线的艾伯纳推进式加热炉可装厚390mm~650mm、宽1240mm~2700mm、长4500mm~8000mm的锭,锭温度均匀性±3℃,热效率≥72%,锭坯加热温度350℃~600℃,单块*大质量26.5t,*多可装25块。

4.3铝板带热轧

2018年中国铝板带热轧机及生产线见表4。热连轧线是指精轧机列≥2个机架的生产线,热轧板带总生产能力17910kt/a,占世界总生产能力的5.3%左右。在热轧板带中,厚板的产量一般不会超过8%,其余的为供冷轧用的带卷坯,供冷轧用的热轧带坯厚度通常都≥2.2mm~≤12mm。

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中国现有2条哈兹雷特1950mm连铸连轧线(图6),一条在河南豫港龙泉高精度铝板有限公司,该厂把生产能力定为250kt/a;另一条在内蒙霍林郭勒绵联铝材有限公司,生产能力定为350kt/a。实际上每条的生产能力完全可以达到500kt/a。

亚洲铝厂有限公司的1(2450mm)+5(1730mm)式热连轧线已停产。2540mm热粗轧机是全新的,西马克公司设计制造,1730mm 5机架热连轧线是从美国铝业公司购买的二手设备,但由西马克公司作过改造。

——厚板生产。在铝加工产业,厚板是指厚度>6mm的板材,除北美以外,其他国家和地区都采用这一定义,在北美将厚板定义为厚度>6.35mm(0.25in.)的板材。在全世界铝行业,按厚度只有厚板(plate)与薄板(sheet)之分,没有中厚板之说,以后*好不要用这一名称,但是却有特厚板(thick plate)这一名称。

2018年中国铝合金厚板生产能力已超过1000kt/a,是世界上*大者与*先进的,如东北轻合金有限责任公司的3950mm热轧机、天津忠旺铝业有限公司的4500mm热轧机、南山铝业股份有限公司与爱励铝业(镇江)有限公司的4100mm热轧机、南南铝加工有限公司的4100mm热轧机、西南铝业(集团)有限责任公司的4300mm热轧机都是从西马克公司引进的(图7),还有企业拟建5600mm粗轧机,生产线已预留出此轧机的位置,它真是世界铝粗轧机之王,比奥科宁克铝业公司达文波特轧制厂的粗轧机还大一点点。

要生产航空航天铝合金厚板还必须有辊底式固溶处理炉(图8)、时效炉、预拉伸机、超声探伤线等,应可处理38m长、厚达250mm的板材,生产线总长近180m。当下中国有辊底式固溶处理炉与时效炉(28台),又是全球拥有这类炉*多的国家。中国有一家企业有3台辊底式固溶处理炉,炉膛长38m,炉内保温板材的*大温差为±1.5℃,首台炉2015年12月3日进行了有负荷试车,全面达到预期效果;该公司还有4台艾伯纳辊底式时效炉,3台处理通用板,另一台炉膛长39m,可进行T77处理,这是中国首台,也是亚洲第 一台,可处理板材*大质量25t。

板材淬火后,内部存在着相当大的内应力,必须矫直(平)消除,否则在以后机械加工时,会产生变形,拉伸矫直是消除内应力*有效的措施,因为拉伸是在时效与机械加工之前进行,故称预拉伸。拉伸变形量一般为2%左右,*大4%,太小不能有效地消除残余应力,太大会产生滑移线,且可引发新的内应力,过大时还可能拉断。

至2018年12月全世界在产的厚板预拉伸机约60台,中国有25台,占总数的42%,由于85%以上的厚板都要经过拉伸,所以拉伸机的生产能力决定了企业淬火厚板生产能力。目前,世界上*大厚板预拉伸机为136MN,为美国凯撒铝业公司雷文斯伍德轧制厂所有,中国西南铝业(集团)有限责任公司有一台120MN的拉伸机,是中国航母级拉伸机,洛阳中信重工集团制造(图9)。

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图6哈兹雷特连铸连轧生产线示意图

双带式连续铸造机技术参数:带材厚度14mm~22mm,*大宽度2300mm,连铸速度6m/min~9m/min

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图7西南铝业(集团)有限责任公司的4300mm厚板热轧机

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图8西南铝业(集团)有限责任公司的2台辊底式固溶处理炉

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图9西南铝业(集团)有限责任公司的120MN的预拉伸机

4.4双辊式连续铸轧王国

双辊式连续铸轧带坯。铝及铝合金厚板可以直接由热轧机生产,热轧也可以生产供冷轧用的带坯,这种带坯是一种中间产品,目前热轧产品的95%以上是这种中间产品。中国是双辊式铸轧机王国,2018年中国有在产的双辊式连续铸轧机约880台,带坯总生产能力约8500kt/a,占世界总产能的96%以上。在这些铸轧机中,仅有12台是引进的,其他的都是中国有关企业设计制造的,中国生产的铸轧机不但可以满足国内需求,而且已出口到世界6个发展中国家。2018年,中国生产的铸轧带坯约5600kt,设备利用率约66%。这是世界上绝无 仅有的,几乎占冷轧用带坯的57%。

双辊式铸轧机生产冷轧带坯具有短流程、投资低、节能环保等优点,但目前还不能生产热处理可强化合金与镁含量≥3.5%的合金,除电池阳极箔外,中国铝箔几乎全是用铸轧带坯轧制的,包括0.0045mm厚的电力电容器箔,这是中国铝箔工业的创举。

4.5带材冷轧及ABS板带

中国铝板带冷轧始于1919年,直到1995年块片式冷轧才在华夏大地上消失,现在冷轧时,轧的都是带材,所以不要说“铝板带冷轧”;第二,目前,中型(辊面宽度≥1300mm)冷轧机与大型(辊面宽度>1800mm)冷轧机都是非可逆式的,同时卷的质量≥5t,只有小型轧机(辊面宽度≤1200mm)、同时带卷质量<5t时才进行可逆式轧制;第三,在现有技术水平条件下,冷轧带材速度很难超过2400m/min,带卷质量也不会超过32t;第四,冷轧带材宽度大多数不会超过2500mm,也会有个别例外的;第五,由于轧制速度和带卷质量提高,今后不会建5机架冷连轧线了,建4机架冷连轧线也仅是个别的。如果突破这些底线一定要做好技术经济分析。

截止2018年12月,中国有约580家生产板、带的企业,生产能力约16400kt/a,产量约9800kt,设备利用率约60%,处于产能较为严重的过剩状态,去产能任务很重。按生产能力中国铝板带企业结构如下:

按生产能力大小,中国铝板带生产企业结构如下:

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可以按工作辊也可以按支撑辊辊面宽度将冷轧机分为大、中、小型,支撑辊辊面宽度比工作辊的窄3%~4.5%。工作辊辊面宽度≥1800mm的称为大型轧机,辊面宽度≥1200mm~<1800mm的为中型轧机,辊面宽度窄于1200mm的划为小型轧机。

当下,中国约有大小单机架铝带冷轧机1350台,冷连轧线15条,连轧线的生产能力3840kt/a,单机架冷轧机的生产能力12180kt/a。生产能力*大的单机架冷轧机的*大产能为135kt/a(罐料)。但这个数字的实际意义不大,因为与产品结构的关系很大。在这15条冷连轧线中,双机架的11条,三机架的3条,5机架的1条(2014年停产),国外还有4机架的,中国没有。在这些冷连线中,有11条是引进的,其中9条是西马克公司的,装机水平世界 领先。

中国自1956年~2018年从苏联、日本、美国、英国、奥地利、意大利、德国等7国共引进4辊、6辊铝带冷轧机34台,其中*多也是*先进的是西马克公司的,共19台,仅先进的CVC plus6冷轧机就有16台,2021年可达26台,独占世界鳌头,还有哪个国家有这么多先进的单机架冷轧机?

铝合金板带中,CTP与PS版基板、铝箔带坯、罐料、ABS(Automative-Body-Sheet汽车车身薄板)是4种大宗产品,约占全球平扎铝产品(FRPS)总量的65%。在这四种产品中,前三类中国都能生产,不但能满足本国的需求,而且还有少量出口,总体上与美国、德国、日本的产品相比,在品质方面还有一些差距,大而不强,多而不高。

中国是世界*大的汽车产销大国,却不是一个用铝大国,单车的铝材用量比工业发达国家的低21%以上。中国自2013年以来掀起了ABS生产线建设浪潮,不少跨国铝业公司大举登陆中国,而且国内一些大的铝加工企业也在建设专业ABS项目。率先进入中国此领域的是诺贝丽斯铝业公司(图10),其次是日本神户钢铁公司,第三是爱励国际。2018年中国ABS生产能力793kt/a,2021年的可超过1100kt/a(表5)。

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图10诺贝丽斯(中国)铝制品有限公司的ABS生产线,中国首条

诺贝丽斯(中国)铝制品有限公司2014年10月21日投产,位于常州市,生产能力120kt/a,神钢汽车铝材(天津)有限公司的2016年投产,它们都不生产带坯,前者从韩国运来,后者所需的带卷从日本真冈轧制厂运来。诺贝丽斯常州厂正在进行扩建,2020年投产,总生产能力可达200kt/a;南山铝业公司的ABS生产线也在扩建,2021年投产,按早期的规划,ABS的*终生产能力应达到600kt/a。

4.6铝箔产量雄居世界首位

2006年中国铝箔产量745kt,超过美国的成为世界第 一,从而一路领跑,把其他国家铝箔产业远远地摔在后面。中国铝箔生产始于上世纪30年代初,近35年是其黄金发展期,2018生产能力达到约5500kt/a,产量3850kt,从2005年起中国成为世界铝箔初级强国,主要标志如下所述。

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生产能力*大,2017年的约5500kt/a,约占全球总生产能力的76%,产量3650kt,约占全球产量的56.7%;

拥有全世界*多的先进的2000mm箔轧机35台,其中进口的26台,占总数的74.3%,占世界总台数(50台)的70%;

可生产经济建设所需的各种箔材,可用铸轧带箔生产宽1100mm的厚0.0045mm~0.005mm的电力电容器箔,国外生产超薄箔用的都是铸锭热轧带坯;

双辊式铸轧带坯占的比例达78%,这在世界主要铝箔生产国是绝无 仅有的,在国外生产的铝箔中,铸锭热轧-冷轧带坯占93%以上。中国铝箔带是世界上*节能环保的,经济效益*好的;

中国铝箔在国际市场上有很强的竞争力。

作者:王祝堂13154次浏览

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