铝板带加工项目.docx

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 一 序言二 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 三 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CVC、DSR、TP辊配置的板凸度及平直度现代控制技术 四 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4320/3300mm，4机架连轧机辊面宽3048 mm）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）。 航空、航天应用的产品 铝 罐 体 料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（KOBLENZ）轧制厂，生产能力 8万吨 / 年（热轧机 3759.2(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(Kitts Green)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 4.5万吨 / 年（热轧机3400mm）（7）美国凯撒铝（KAISER）特伦特伍德（TRENTWOOD）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）RUSSIA Krasnojarsk, 卡缅斯克- 乌拉尔斯基冶金厂（10）RUSSIA别拉雅卡利特娃(Belaya Kalitva)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 HULETT Aluminum（1条3600mm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 Almex Aerospace Material Ltd.）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1000 mm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开口度（从300加大到400mm）；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4300mm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（±1.5）。 （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2×××、5×××、6×××、7×××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。2 Aleris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，镇江鼎胜铝业开始与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1.8 2亿欧元，建设期预计1.5 2年，项目建成后，产能达到10 - 12万吨。其产品结构是：厚板（厚13 250 mm ）3 - 4万吨；中厚板（厚3 12 mm ）3 - 4万吨；热轧卷材4万吨。板材最宽3400 mm，最长15000 mm；卷材最宽2500 mm。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5 280 mm；板最宽3500 mm，最长25000/30000 mm。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0.3-3.0mm，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0.05m，热电解工艺在一个宽的时间范围，即在时间从1.2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（EMS电磁搅拌和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® 型纯拉伸矫弯技术；矫直辊直径渐近向大变化设计新理念的Tension-leveller技术；拉矫在线AFC技术）；中厚板拉伸矫直技术；铝板带精确切边技术；铝箔精确分切技术；静电涂油新技术；多功能精整生产线阅览；涂层近红外固化技术；铝卷，铝板自动包装生产工艺。 机加工技术及设备：高速扁锭切削带锯系统（扁锭切削Drylube干式润滑技术、扁锭锯长度精度控制技术、锯屑旋风吸收系统）；现代扁锭铣床系统（立轴式、卧轴式单面、双面铣，侧边铣；激光扫描铝锭表面检测技术、铣屑收集处理）；高表面高精度轧辊磨辊技术（减震垫床身新设计、轧辊的自动磨削、轧辊的凸度磨削、轧辊的测量和检测）。 热处理技术及设备：大型铝合金热处理炉（铸锭均质炉，铸锭加热炉，厚板退火与时效炉）温度精控技术；炉体节能结构设计核心技术；铝合金带材气垫式退火、辊底式淬火热处理温度精控技术；铝合金带、箔材箱体式退火炉温度精控技术。 物流技术及设备：铸锭铣面机的碎片收集、处理、贮存并直接进入熔炼EMP电磁泵系统；现代物流 - 热、冷轧卷综合高架智能库；轧制卷平面智能库；轧制板材高架智能库。 在线检测技术及设备：熔体ALSCAN氢含量检测技术；熔体LIMCACM粒子含量检测技术；热精轧板厚度凸度和板型集成化测量系统；热轧温度检测及温度自动控制系统；铝带在线表面检测技术；表面阳极氧化检测技术；建筑幕墙检测技术。 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）1 熔体EMS电磁搅拌技术ABB公司开发的EMS电磁搅拌技术用于熔铝炉已有近50年的历史。由于它对铝熔体的搅拌效果充分保证了熔体化学成分和温度的均匀性，因此对于新建设的大型铝加工厂都采用了这一现代技术。目前，在设备配置中普遍采用的是两台熔铝炉配置一台电磁搅拌装置，两台熔铝炉炉底之间设计有轨道相通，可将电磁搅拌装置按指令传输到两台熔铝炉炉底的指定位置，见图所示。图 底装式EMS及相通轨道1） EMS工作原理EMS安装在熔铝炉在炉底或炉侧处，有一块不锈钢（奥氏体不锈钢），EMS位于此无磁性不锈钢板附近。EMS线圈中的低频电流产生一个可移动的行波磁场，此行波磁场穿透不锈钢板并在熔池内产生搅拌力。在图中，搅拌力驱动熔池铝熔体，均匀熔池上下表面温度；同时均匀合金化学成分。由搅拌力产生的熔体流动降低了熔池上表面的过热，从而减少了氧化铝的产生。由于电磁搅拌时炉门关闭，搅拌在炉内充分进行，见图所示。显然和人工搅拌相比，避免了烧嘴产生的热量向炉外散失，这样不仅降低了能耗，还大幅度的提高了生产效率。图 搅拌力产生的熔体流动由于EMS与熔体不接触，本身也没有移动部件，所以维护费用低。EMS的线圈由绝缘的矩形断面中空铜管组成，见图所示。固定在铁芯周围以防止因线圈振动导致的裂纹和绝缘失效。线圈采用内部水冷却，并可以实现最小水量的有效冷却。图 矩形断面中空铜管2 EMS现代技术的优势1）安装灵活、使用方便可以安装在炉体的底部，也可安装在炉体的侧边，底装或侧装式EMS，见图所示。 图 底装或侧装式线圈 2）熔体温度均匀在2-3分钟内就可以实现炉内熔池熔体温度基本完全均匀。3）减少氧化渣有关试验证明：在熔池内对铝熔体使用电磁搅拌比较没有对铝熔体使用电磁搅两者相比，可减少氧化渣28%。4）提高生产效率有关试验证明：采用EMS，生产效率提高可51%。5）合金元素成分均匀选择最难熔化的Al-Si中间合金进行试验。两种工艺条件，一种工艺是采用了EMS，熔体硅含量均匀到1.0%上下范围所用的时间是32分钟；另一种工艺是在开始阶段采用人工搅拌68分钟（此时熔体中硅的含量仅仅是0.75% 上下），然后更换为EMS操作。熔体均匀达到1.0%上下的硅含量范围所用的总时间要超过120分钟。从另外一个角度说，采用EMS工艺使硅含量迅速均匀的情况下，也就是大大提高了生产效率。2 熔体EMP电磁泵技术1992年，Alan M Peel公司开发的熔体EMP电磁泵新技术开始得到应用。新设计的熔化系统是一个强力并瞬间可逆的循环熔炼系统，它和EMP成为一体，并以一种独特的方式，即通过一个装料井把各种形状的铝金属和合金元素加入到熔炉中，如图所示。 图 配置EMP的熔化系统1） EMP工作原理从图中可见，连接熔炉和装料井的两个旁路组成了熔化系统铝金属熔体流的回路，在其中一个旁路中安装了EMP。EMP本身没有移动部件，当EMP工作时，装料井中的铝金属熔体立即在强大的电磁力作用下形成高速涡旋式的铝金属涌流，如图所示，使之通过两个旁路回流的铝金属熔体迅速的达到成分均匀，温度均匀。此时，无论是极细小的板锭铣面碎屑、板带切边时的切边碎片和铝箔打包废料，还是铝锭和合金锭（块），在加入装料井的瞬间就完全浸没在旋涡式的熔化金属中。这样一种加料方式会使铝金属熔体氧化损失的可能性达到最小值。图 高速涡旋式的铝金属涌流 图 EMP装置 EMP是循环熔炼系统的心脏，由围绕一个碳化硅管的多层线圈装置组成，如图所示。线圈保持在不锈钢水冷的带端环支持的端板、板条和绝缘尖端连接杆内。包括一个泵管重新衬里包的碳化硅管。这个管是由不锈钢架支撑的。线性马达原理是发展成熟的，广泛用于整个工业。它使用磁排斥现象驱使导体通过磁场。缠绕在碳化硅管上的多层线圈产生的强大的磁场和相应在铝金属熔体中感应的涡流驱使新加入的铝金属和合金元素熔化。熔化的金属被驱使向一个方向或另一个方向，取决于磁场的极性。增加和减少电压控制流速。装料井是一个耐火衬里的容器。是循环熔炼系统的第二个关键部件。电磁泵腿和返回腿连接装料井和炉子，专利设计技术会确保在装料井里产生涡流。并且电磁泵提供的是熔体表面下搅拌控制和液体金属向下和水平运动的特殊设计。这种特殊设计就意味着在装料井里的垂直流模式和折叠运动将把所有装入的原材料，特别是薄的表面积大的碎片废料瞬间快速的浸没在熔化的金属中。原材料和废料被液体金属的超级加热所快速熔化，并在装料井和熔炉的封闭回路中连续地循环。这种工艺原材料和废料远离直接火焰，氧化损失最小。2） EMP优势上述可知，配置有EMP电磁泵的新熔炼系统专利技术的特点是原材料和废料加入瞬间的旋涡浸没技术、超级加热的快速熔化技术、金属熔体炉膛内强制循环技术。专利技术优势明显。（1）减少熔炼时间，提高生产效率可达25%取决于铝金属熔体的快速循环，能够使各种形状的原材料和废料被更快熔入，合金添加剂熔化速度和达到铝合金化要求的熔炼循环时时间明显减少，加上彻底地搅拌确保熔体更快地达到同质性条件。（2）合金适应性好配置有EMP电磁泵装料井的另一个好处是所有的合金添加剂，例如硅、铜、镁、锰、铁和钛不需要先制备中间合金， （3）废料金属回收率高，可达98%（4）增加温度的均匀性 通过EMP系统的强力循环，流速达到每分钟10吨，熔化的金属在金属熔体中很快有一个均匀的温度。高循环速度可以使铝熔体的温度梯度最小化为4（取决于熔体的尺寸和深度）。（5）新的功能 引入在线除气机理减少助熔剂注入机理，减少氯化镁污染 热、冷连轧机轧辊凸度可变技术（CVC、DSR、TP辊配置）轧辊凸度可变技术近年来已经广泛用于铝轧机上，除了经常用的正负弯辊和润滑冷却液喷射控制技术外，新的断面凸度控制手段主要有SMS公司开发的CVC辊技术、VAI公司开发的DSR辊技术、IHI公司开发的TP辊技术。1 CVC辊CVC技术是SMS公司的专利，它能用一组辊型曲线代替多套辊子的不同凸度，实现连续变化凸度，并结合弯辊系统可实现较宽范围的调节，优化板带平直度控制的机械系统。1）基本原理上、下工作辊辊面磨成S形，上、下工作辊S形相差180°，见图。 它们的相对轴向移动实现轧辊的连续可变凸度，辊的凸度能够由中性平辊缝变为正凸度或负凸度。根据需要组合成不同的辊形，和液压弯辊系统配合，板带可以得到很好的板形。显然能够实现同一S形辊子上生产不同规格、不同合金的产品。图 CVC凸度控制技术从图中可以看出，当上工作辊向轴正向移动、下工作辊向轴负向移动时辊的凸度为正凸度，反之辊的凸度为负凸度；图上CVC辊可以是工作辊，也可以是6辊轧机的中间辊。2）实践认识（1）CVC技术在轧制生产中是一个预设定功能，与板形系统开环，其自身与液压弯辊系统闭环，即弯辊在一定设置范围内CVC辊不轴向移动；超出弯辊的设置范围，CVC辊才轴向移动，轴向移动范围约为±150mm。（2）生产实践表明，工作辊采用CVC辊设计在实际生产中会遇到一些问题。由于在轧制过程中工作辊直接与铝金属接触，无论是工艺条件的失控，还是因润滑不良或设备故障，极易造成工作辊辊面的粘铝或损伤，这也就必须换下重新磨辊。然而CVC辊是S形辊，显然磨CVC辊比磨平辊的难度大、要求的精度高、耗费的时间长。因此就有可能出现两种情况：一是，因难度大、要求的精度高，达不到S形的标准要求；二是，因耗费的时间长，不能满足生产的需要。西南铝的第一台1850轧机就遇到了类似的情况，之后就将CVC辊磨成了平辊，完全失掉了CVC技术的特殊功能。目前，河南中孚板带项目引进的1+4热连轧生产线的热精轧的后2个机架的工作辊采用CVC辊设计，厦顺铝新的板带项目设计的1+1热轧生产线的热精轧机的工作辊也采用了CVC辊设计，都需要在实践中积累生产管理经验。（3）在生产过程中必须注意CVC辊移动在边部造成的纵向印痕。（4）纵观CVC技术在国内的实际使用情况，笔者感到：对新技术的消化，企业的管理者，必须认真对待，要全力培养一批能够熟练掌握新技术的技术人员和操作技工。否则，把控制轧辊断面凸度手段的CVC新技术，买回来后又把它锁住，而且还担心锁不住会窜动而损坏轧辊辊面，这岂不是成了自我拥有和陶醉的一种摆设吗？2 DSR辊DSR技术是VAI公司的专利，DSR辊是一个动态执行机构，它可实行随机动态板型与微调厚度控制的技术，它能够较大程度地改变辊型，对辊型起到明显的调节作用；由于响应速度极快，特别是可以大量减少头尾不平度缺陷损失。同时它还具有调整轧制线的功能。 1）基本原理DSR( Dynamic Shape Roll )辊是支承辊，它是通过轧辊内不同的油缸压力调整外辊环的凸度，改变轧辊的形状。它的内芯轴为固定轴，在其上有5-7个滑块，滑块可通过其上的液压系统调整位置，在滑块及轴的外部为钢质活动辊套。辊套可在轴及滑块上转动，旋转的钢套可在动压或静压状态工作。一般设计有6-7个油缸，3个液压系统供油。1个静压系统，1个动压系统，保证内芯轴和外辊环之间的油膜稳定；另外1个液压系统保证供油给6-7个油缸。这一结构，在轧制过程中通过液压系统可调整单个滑块的位置，实现辊套的凸度变化，从而控制了板型，见图。它还可以通过滑块的整体位移实现厚度微调。此外，如果热轧机以DSR辊作为下支承辊，还可以通过滑块的整体位移来调整轧制中心线，调整范围可达65mm。由于DSR辊调整板型的效率高，可实现更大的道次加工率。图 DSR辊结构2）实践认识 （1）DSR辊在热连轧机上也有应用，如原法国Pechiney公司ISSORE三连