铝板带加工项目.docx
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铝板带加工项目
第五届长三角铝业高峰论坛暨上海铝业行业协会年会
资深铝加工专家周鸿章教授
2012年11月
1序言
2投资与设计
•铝加工人生见证
•您想投资铝板带加工项目吗
•国内铝板带投资热点思考
——热连轧热
1国内外连轧技术
2热连轧理念三点感悟
——中厚板热
1国外中厚板技术
2国内中厚板发展历史
3国内中厚板投资热
4中厚板理念三点感悟
•现代铝板带加工项目工艺平面设计
•长三角铝板带加工投资项目实例选读
——上海神火铝箔项目
——Aleris公司与镇江鼎胜铝业有限公司的特种铝合金厚板项目
——常州lovelis汽车板精整线项目
3装备与技术
•熔铸技术及设备
•
轧制技术及设备
•
精整技术及设备
•
机加工技术及设备
•
热处理技术及设备
•
物流技术及设备
•
在线检测技术及设备
•
点滴技术及设备选读
――熔体搅拌现代技术（EMS电磁搅拌和EMP电磁泵技术）
――热、冷连轧机CVCDSRTP辊配置的板凸度及平直度现代控制技术
4产品与市场
•罐体料的特殊个性
•印刷用铝版基的特殊个性
•钎焊用铝合金复合板的特殊个性
•预拉伸中厚板的特殊个性
•高强、高韧铝合金材料的特殊个性
•铝箔坯料及双零箔的特殊个性
•建筑装饰铝板（铝塑板、铝单板、蜂窝铝幕墙板）的特殊个性
•汽车车身铝板的特殊个性
•典型产品特殊个性选读
――罐体料
1各项质量指标要求及主要指标测试方法礼品
2冶金质量
3立方织构（制耳率）
4厚度差
——印刷用铝版基
1印刷用铝版基的特性及各项质量指标要求
2表面质量
3板形平直度
4内部质量
序言
2005年，我曾撰写“小国-大国-强国”是中国铝加工业发展的必由之路。
而今回头望，这条路的轨迹愈走愈宽，仅铝板带加工而言，中国几乎拥有了当今国外最先进的铝板带装备。
虽然，这条路轨愈走愈宽，然而，面对现实，我们需要把路铺垫的更加厚实。
为此，撰写了现代铝合金板带（投资与设计、装备与技术、产品与市场）。
与之同行共读共研。
文中提倡的投资理念和现代设计思想会告诉我们，对于新建的铝板带加工项目必须遵循科学发展的观点、续持发展和环境友好的理念、资源节约和低碳经济的发展方式。
文中所汇集、提炼的当今铝板带最新装备技术和相关理论知识会告诉我们，要在不断的学习和实践中，永远跟踪和掌握世界铝加工最新技术发展动态，早圆铝加工强国之梦。
文中用“共性和个性”的哲学观点对于铝加工品种的研究会启迪我们，对铝加工的发展、新技术的研究、新品种的开发要有独特的思维和见解，实现【中国制造】到【中国创造】的跨越。
投资与设计
•铝加工人生见证我们这一代人见证了中国铝板带加工六十年的变化。
—20世纪50年代：
中国第一代铝加工人操纵原苏联制造的2000mm热粗轧机时，我们这一代
人还是中小学生。
—20世纪60年代：
当我们这一代人进入有色高等学府压力加工专业学习时，在压延厂见习
时，见到的是二人转轧机。
—20世纪70年代初：
中国第一代铝加工人操纵中国制造的2800mm热粗轧机时，我们这一代人
曾是刚刚步入铝加工厂的大学毕业生，在操纵室里认真地记录各种铝合金轧制工艺数据。
—20世纪80年代：
中国铝加工业进入大发展时期，我们这一代人在基层锻炼，茁壮成长，走向不同的领导岗位。
中国的改革开放让我们这一代人有机会走出国门，看到了精彩的世界铝加工，看到了多机架热连轧生产线。
—20世纪90年代：
当中国第一代铝加工人已步入花甲之年时，我们这一代人已经成长为中国第一条双机架热轧生产线上的指挥员。
—21世纪的今天：
我们这一代人已过花甲之年，高兴的是在中国东南西北中的大地上，都能看到多机架热连轧生产线上一条条铝板带如银色长龙翩翩起舞。
东：
山东南山1+4、瑞闵铝业1+3、浙江永杰1+3、山东魏桥（邹平）1+4在建）、山东魏桥（滨海）1+4（在建）。
南：
亚洲铝业1+5、广西柳州铝业1+4。
西：
西南铝业1+4、青海平安1+3、青海鲁丰1+4、四川乐山1+4（筹建）。
北：
渤海铝业1+3、辽宁中旺（筹建）。
中：
河南明泰1+4、河南万达1+4、河南中孚1+4（在建）、河南三门峡（筹
建）
•您想投资铝板带加工项目吗
您想投资铝板带加工项目吗
若您是国有企业的董事长或厂长，投资是一种神圣的责任，是国家的重托，职工的信任。
若您是上市公司的CEO投资是一种远见，是团队智慧的集中体现，是股民的期盼。
若您是私营企业的老板，投资是一种财富的积累，是家族兴旺的延续。
无论属于哪一种类型，只要您想投资铝板带加工项目，每个成功投资者必备思维，必须知晓铝板带加工项目的四大特点、您领导的团队必须知道投资指导的四个基本原则、工艺平面设计的四种优化配置、当您在面对投资机遇选择投资方式和管理团队时，必须具有的四种抗风险能力。
1铝板带加工项目的四大特点：
1）铝板带加工产品市场应用广泛
2）铝板带加工项目生产工序复杂
铝板带加工项目生产的铝板、带、箔产品按其不同用户的使用要求，尽管加工工艺有所不同不同，但都具有两个基本的特点：
（1）工序的衔接，道道相连
（2）工序的质量，前后遗传
3）铝板带加工项目技术含量高精
4）铝板带加工项目一次投资巨大
2铝板带加工项目投资指导的四大原则：
1）产品目标和装备选择的一致性
2）关键设备和配套设备档次的一致性
3）专项品种的特殊性
4）产品与环境的和谐性
3铝板带加工项目工艺平面设计的四种优化配置：
1）工艺最优配置
2）设备合理配置
3）资源合理配置
4）最佳物流配置
4投资者在面对投资机遇选择投资方式和管理团队时，必须具有的
四种抗风险能力
1）投资决策的科学判断力
2）区域资源配置的控制力
3）产品技术开发的支撑力
4）国际国内市场的融通力
•国内铝板带投资热点思考
——热连轧热
1国内外连轧技术
纵观铝板带连轧技术70年发展的历程，从1941年美国Reynolds铝Listerhill工厂建设的1+1+4（热粗轧辊面宽4320/3300mm4机架连轧机辊面宽3048mm）第一条热连轧生产线开始，随后在50-80年代，日本古河、住友、神户钢铁公司，美铝、加铝、法铝、凯撒铝、雷诺铝、海德鲁等又相继建设了多条热连轧生产线。
且基于世纪交替世界铝加工风云变幻之形势，正当国外铝加工重组的时期，中国铝加工又掀起了一股铝板带连轧热的高潮。
在铝加工中，世界铝加工历史给我们留下的热、冷连轧生产线最具有特点的有
四条
原Reynolds在1941年建设的Listerhill工厂1+1+4（辊面宽4320/3302/
3048mm生产线，其特点是世界铝加工最早的热连轧生产线
Alcoa在1948年建设的Davenport工厂1+1+1+5（辊面宽5558/4064/3058/2540mm生产线，其特点仍然是当今拥有辊面最宽的粗轧机，拥有1+1+1+5唯一
设计的，拥有热精轧双卷取配置的。
原Kaiser在1946年建设的Trentwood工厂1+1+5（辊面宽3353/2845/2032mm生产线，其特点是拥有精轧机的F1、F2机架是4辊，F3、F4、F5机架是
6辊唯一设计的。
Alcoa在1963年建设的Warrick工厂1+6（辊面宽1676/1626mm）热连轧生产线和5机架、6机架（辊面宽1524mm两条冷连轧生产线，其特点仍然是当今拥有的连轧生产线条数最多、热连轧和冷连轧机架最多的。
2热连轧理念感悟
感悟1：
热连轧基于它高温、高速、大压下率的轧制工艺特点，确保了生产工艺稳定、生产效率高、产品品质优（厚度偏差小、板凸度适中、板形优良、产品
组织性能均匀的优势，已应用于工业大生产近70年，且还在不断的发展中创新。
尽管它可用于生产所有的铝合金板带材，是冷轧用带卷坯的最佳生产工艺，但笔者感悟到：
可以确认热连轧生产线具有生产效率高，产品质量稳定，保证专项品种特殊工艺需求三大功能。
可以发现选择热连轧生产工艺的专项品种主要是两大产品方向。
一是以2000、7000系航天、航空材料为主导产品；二是以3104铝合金罐体料为主导产品，且具有极强的独占性。
也就是说，作为一个投资者，如果您投资的产品定位，没有上述两大主导方向，就可以不需要作这样的选择；即是有投资2000
系、7000系航天、航空材料的思考，考虑投资大，也可以不作这样的选择（充分条件；但是由于3000系罐体料对热连轧工艺的独占性需求，就必须作这样的选择（必要条件
铝罐体料
航空、航天应用的产品
从上面国内外概况所列出的工厂中，更可以看出热连轧品种定位的两大主导方向。
其中，1946年美国凯撒铝特伦伍德厂建造的1+5热连轧生产线、1948年美铝达文波特厂建造的1+1+1+5热连轧生产线，都是生产2000系、7000系航天、航空材料的典型代表。
目前国内的热连轧，唯独亚洲铝业的1+1+5热连轧生产线具有这
个能力，在合同中做了明确说明。
从1963年美铝沃里克厂建造的1+6热连轧生产线、1987年美铝田纳西厂改造建设的1+5热连轧生产线，到加铝在法国重组或建造的2条热连轧生产线、日本建造的3条热连轧生产线、海德鲁在德国阿卢诺夫厂建造的2条热连轧生产线，乃至中国所有的热连轧生产线，几乎都是因为品种定位了3000系罐体料而投资建造的。
感悟2：
改革开放的实践可以证明两点：
一是，无论何种行业的投资项目，不要管投资者是谁，选择何种投资方式，对于一个行业，多种所有制的进入将有利于该行业的发展。
二是，无论何种行业的投资项目，多总比少好。
多了才能竞争，才会有生命力，才能不断提高产品质量。
当然，多总还有个度。
对于铝板带加工项目，大家都在上热连轧线，产品方案又都大致相同，到最后只有产品质量不仅最好，而且稳定；同时成本最低的企业，才真正是最有智慧的投资者，竞争的赢家。
感悟3：
盲目投资和产能过度扩展都会遭遇风险。
风险出自于对产品的市场预测出现了重大失误或者根本不考虑市场分析，一种盲目跟随投资大潮的思维占据了主导地位。
主要表现形式为：
反正企业上了市，有了钱，别人投，我也投；相互攀比，看谁投资大，看谁产能高。
近期，出现这种盲目攀高现象，特别是在某些地方政府发展目标的催动下，更是雄心壮志，要在最大、最高上干一番事业的投资者，确实大有企业在，大有人在。
如，别人上热连轧生产线，我也要上热连轧生产线，投资者是否知道在中国凡是热连轧生产线项目的总体设计都具有面对市场的同一产品方案吗有的企业设计的产品方案既不生产3104合金罐体料，又不生产2000、7000系航天、航空材料，为什么就硬要上热连轧生产线呢
——中厚板热
从上面国内外概况所列出的工厂中，还可以看出有多条热连轧生产线的热粗
轧辊面宽度比多机架连轧机辊面宽度宽，这是因为这些热连轧生产线的热粗轧产品设计具有单独生产更宽幅中厚板产品的功能。
美铝达文波特厂建造的1+1+1+5热连轧生产线是世界上能生产最宽幅中厚板产品的典型代表。
1国外中厚板技术
1）全球厚板生产商
（1）阿莱利斯（Alires）公司设在德国的柯布伦茨（KOBLEN）Z轧制厂，生产
能力8万吨/年（热轧机（148”）mm拉伸机8000/3600/2500t）,可生产最厚
280mm最宽3500mm与最长28米的厚板，它是欧州空客飞机公司最主要供货商。
（2）美国美铝（ALCOA达文波特（DAVENPORT轧制厂，生产能力7万吨/
年（热轧机5558mm拉伸机3台），1971年投产，可生产最厚220mm最宽5334mm
与最长33.5米的厚板，它是美国波音飞机公司最主要供货商。
（3）美铝（ALCOA设在英国的基茨格林（KittsGreen）轧制厂。
（4）美铝（ALCOA设在意大利的富西纳（Fusina）轧制厂。
（5）加铝（ALCON设在美国的雷文斯五德（RAVENSWOOD轧制厂，生产能
力6万吨/年（曾经是与中国镇江铝合作谈判的项目）
（6）加铝设在法国的（ALCON依苏瓦尔（ISSOIRE）轧制厂，生产能力万
吨/年（热轧机3400mm）
（7）美国凯撒铝（KAISER特伦特伍德（TRENTWOQ轧制厂，生产能力5万
吨/年（热轧机3315mm）
8）美国诺威利斯公司奥斯威文轧制厂，生产能力5万吨/年
（9）RUSSIAKrasnojarsk,卡缅斯克-乌拉尔斯基冶金厂
（10）RUSSIA别拉雅卡利特娃（BelayaKalitva）工厂
（11）日本古河电气公司福井轧制厂（热轧机4320mm拉伸机5600t）
（12）南非HULETTAluminum（1条3600mn热粗-精轧生产线）
（13）印度巴尔科（Belco）铝业公司，欣达尔科-阿尔美克斯航空材料公司（Hindalco—AlmexAerospaceMaterialLtd.）
2国内中厚板发展历史笔者的铝加工生涯实践和见证了国内中厚板试制和发展的全过程。
1）70年代-西南铝研制中厚板
从1971年开始，西南铝在不完全具备装备的条件下，开始试生产中厚板。
淬火热处理工艺在盐浴槽采用板材吊挂式淬火。
拉伸工艺采用压延分厂精整硬片机列上的400t拉伸机生产厚度4-7mm宽度1000-2000mm的中厚板。
在锻造分厂1500t型棒拉伸机上，采用型棒拉伸机的嵌口生产厚度8-30mm宽度1000mm以内的中厚
板；自行设计宽1700mm的丁子型嵌口镶嵌在型棒拉伸机的拉伸头内生产厚度
8-30mm宽度1000-1700mm的中厚板。
2）80-90年代-西南铝，东轻研制中厚板
1979年后，东轻引进的4500t，嵌口宽4000mm的拉伸机投入生产，对于从拉伸工艺装备上，满足了生产宽度大于1000mm中厚板的要求。
80年代后，无论是西南
铝，还是东轻，仍然按照传统的盐浴槽板材吊挂式淬火和已有的拉伸装备生产中厚板。
3）21世纪初，东轻建设了中国第一条装备先进的、工艺完整的中厚板生产链。
2000-2002年，东轻发挥自己的优势，引进了国内第一台配有低液位自动铸造
的25吨熔铸生产线；引进了奥地利埃伯纳公司（Ebner）制造的国内第一台中厚板辊
底式淬火炉；改造并加大了热粗轧机幵口度（从300加大到400mr）加上已进口的
4500吨拉伸机，组成了中国第一条装备先进的、工艺完整的中厚板生产链，开始生产高质量的航空中厚板，走在中国这一领域的最前列。
4）2011年，东轻中厚板项目，宽幅3950mm的^热粗轧机进入试车阶段。
2011年，西南铝与4300mr轧机配套的12000吨拉伸机与引进的奥托容克公司
（OTTOJUNKER固溶处理炉将同步调试到位。
2011年11月11日，西南铝中厚板项目
建成投产。
3国内中厚板投资热
2005年，亚铝铝板带项目2期中厚板项目已进行整体工艺平面设计。
2010年，广西南南铝购买Aleris公司引进德国柯布伦茨（Koblenz）轧制厂的粗轧机蛇形轧制技术，建设铝合金宽厚板项目。
2010年6月1日，由北京维宝世捷投资公司建设的吉林世捷铝业公司铝合金宽厚板项目开工建设。
2011年1月18日，Aleris公司与镇江鼎胜铝业有限公司的特种铝合金厚板项目奠基，现已动工建设。
2011年，山东南山铝筹建中厚板项目。
2011年，吉林麦达斯成立大连汇程铝业有限公司筹建中厚板项目。
2012年，辽宁中旺计划筹建中厚板项目。
4中厚板理念感悟
感悟1：
项目投资巨大具备生产铝合金预拉伸中厚板，且具有一定生产能力的铝加工厂一般必有之核
心设备和配套的专门设备。
核心设备是宽幅大开口度热粗轧机、辊底式淬火炉和大
型拉伸机。
配套的设备有大型熔炼和铸造设备、铸锭均热炉、铸锭锯床、铣床、铸锭加热等设备。
专用设备有时效炉、水浸式探伤和电导率测试设备、厚板精密锯，特殊产品还需要表面抛光设备。
感悟2：
航空、航天所需中厚板材料要求严格航空、航天所需中厚板材料除了和其它航空、航天铝合金材料对于内部组织和各种性能有严格的标准之外，其在生产过程中，有特殊的工艺要求和独有的控制技术。
1）卧式辊底式厚板淬火炉
（1）保证快的加热速率，保温时间控制
（2）保证温度均匀性（土1.5°C）。
（3）保证更加均匀的冷却速率（芯部/表面）
（4）目的：
保证淬火后的厚板，具备以下特性
-更好的平直度
-高性能；稳定，均匀的性能
-材料的晶粒结构是：
极细的晶粒；各向同性的结构；最强的成形能力；不产生橘皮剥落。
2）拉伸机
（1）保证材料内部最小的残余应力
（2）目的：
预拉伸厚板在续后任何复杂形状的机械加工中，不发生任何变形，仍然保持原有的平直状态。
感悟3：
用途广，但量有限
铝合金预拉伸中厚板所涉及的铝合金有2XXX、5XXX、6XXX、7XXX
系，典型产品既可用于航空飞机，航天飞行器的机翼、框架、结构件（高强度）航空工业用工具和台板，也可用于压力容器箱、机器结构件、机加台板、模具、工具和最普通的鞋模板。
无论用途多广，但整个国内外市场的需求量是有限的。
•现代铝板带加工项目工艺平面设计
凡是参观过亚洲铝业工厂的国内外同行，都有同感：
亚铝板带项目工艺平面设计思想现代，符合资源节约性、环境友好性发展理念。
达到了最佳的效果。
1分步总体布置
2现代物流布置
3节能经济布置
4要素精细布置
5产品质量保证
6安全健康保证
•长三角铝板带加工项目投资实例选读
1上海神火铝箔项目
2003年，河南神火集团投资建设铝箔项目，领导们听取了笔者的意见：
电解铝厂排放的污染物不仅可能会影响铝箔产品的针孔度，而且会因为人们对氟化氢生物链积累作用的心理障碍，导致影响食品，医药箔的市场。
项目采纳了专家的建议：
改变在新扩建的电解铝车间附近建设铝箔车间的方案，最后选址到环境优美、靠近市场的上海浦东地区。
2Aleris公司与镇江鼎胜铝业有限公司的特种铝合金厚板项目
2006年，镇江鼎胜铝业幵始与ALCAN公司谈判合作中厚板项目。
笔者作为中
方代表参加了6次项目方案设计和技术交流。
项目总投资约-2亿欧元，建设期预计-2年，项目建成后，产能达到10-
12万吨。
其产品结构是：
厚板（厚13-250mm）3-4万吨；中厚板（厚3-
12mm）3-4万吨；热轧卷材4万吨。
板材最宽3400mm,最长15000mm;卷材最宽2500mm。
该项目在运作过程中，适逢2008年金融危机，项目搁置。
2010年，Aleris公司与镇江鼎胜铝业有限公司合作，重新启动中厚板项目。
2010
年10月18日中外双方签约，投资3亿美元，分2期建设，总产能20万吨。
其产品结构是：
板厚5-280mm；板最宽3500mm,最长25000/30000mm。
2011年1月18日，项目奠基，动工建设。
3常州lovelis汽车板精整线项目
ALCAN公司在意大利的Nachterstedt工厂有一条世界上最先进的专门生产用于
交通的铝合金带材精整连续生产线，见图。
该生产线的功能之齐全让人亲寐，它组合了冷轧工序之后的所有生产工艺，既有现代的气垫式热处理功能和精整功能（拉矫、纵剪）、又有带材表面处理功能和带材表面涂层功能。
它生产的各种用途的铝合金板材性能稳定，表面质量优，生产的汽车车身铝合金板材等各种产品的厚度范
围是-3.0mm,最宽宽度是2300mm
图交通用铝合金带材精整连续生产线
近几年,笔者一直跟踪该设备和工艺技术,因为它是中国唯一没有从国外引进的先进装备技术。
直到2012年,lovelis公司开始在常州投资建设这一多功能精整线项目,主导产品汽车板,且产品最厚的厚度是4.5mm。
该生产线的工艺是双开卷-卷头尾连接-拉矫-进口活套-气垫式热处理-拉矫-电清洗-[化涂（-涂层）]-出口活套-板带上下表面检查-表面贴膜-卷取。
由于该生产线的[化涂（-涂层）]设备位于下层,则可以根据产品用途的需求,其生产工艺可分离选择。
上述工艺可以看出，涂装工艺的前处理采用的是热电解过程脱脂、成膜。
轧制后的铝带材表面总会带有少量残存的轧制油、各种氧化物和轧制碎屑，表面必须彻底清洗。
前处理是保证涂装工艺的重要步骤，是保证涂层板产品质量的关键工序。
在清洁的基材表面进行化学处理或电解处理，化学处理过程中将形成以Cr6+和Cr3+为基本骨架的网状化学转化膜；热电解过程中将形成氧化膜，并以此增加基材与涂层之间的附着性，提高基材的防腐性和涂层的耐久性。
因此，铝带材涂层前的前处理包括脱脂和成膜两个过程。
热电解过程的脱脂清洗和成膜处理是基于热电解形成的氧化膜比常温的更软、不易碎的机理，根据实验研究，发展了热电解前处理工艺。
在新的电解工艺中，没有碱脱脂部分；带材直接进入稀硫酸溶液的前处理槽，在带有电流的电极中通过，但没有直接接触。
热酸和电解产生的大量气泡彻底清洗带材，表面产生一层非常薄的阳极氧化膜，其柔韧性和附着力会更好。
这层膜无毒，更适应于需要深冲的食品罐。
热电解处理工艺成膜的阳极氧化膜的典型厚度为um,热电解工艺在一个宽的
时间范围，即在时间从秒到高达10分钟范围能获得好的结果。
若其它参数恒定，唯一的可视影响的是一分钟后带材表面无光泽，这一点，用户是不能接受的。
上述时间范围的实际意义是生产线带速甚至降到爬行速度，都不会影响油漆附着力。
热电解工艺能够运行更高速度，现在运行在德国的生产线速度达到300米/分
钟，北美生产线设计为450米/分钟。
装备与技术
本文跟踪、精炼、汇集了21世纪世界铝板带箔加工及装备最新的技术创新、发展和实践。
•熔铸技术及设备：
熔炉蓄热式燃烧现代技术；熔体搅拌现代技术（EMSI磁搅拌和EMP电磁泵技术）；熔体净化处理现代技术（各种设计的熔体在线处理最新技术）；铝合金铸造现代工
艺技术（现代低液位结晶器和结晶器液面自动控制铸造技术）；现代复合锭铸造技
术。
•轧制技术及设备：
双粗轧-多机架热精轧-双卷取组合的热轧工艺配置生产线；
铝带热、冷连轧工艺过程自动控制现代技术（LEVEL2级现代集成化控制技术）；热、冷连轧机CVC、DSR、TP辊配置的板凸度及平直度现代控制技术；热、冷连轧装备及工艺技术的再开发；热粗轧斜轧工艺技术；连铸连轧工艺技术；冷轧现代板形控制技术的特殊设计（SCR辊和HES热边喷射系统）；冷轧DS铝带干燥控制系统；冷轧含油空气洗涤系统；轧制润滑现代技术（热轧乳基润滑、冷轧水基润滑、冷轧油基润滑）
•精整技术及设备：
现代拉矫、辊矫技术（Levelflex型张力矫技术；Pure-Stretch-levelflex
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