我國(guó)鋁箔生產(chǎn)工藝技術(shù)的基本情況和差距
2005年末,我國(guó)各類鋁箔生產(chǎn)企業(yè)共140余家,估計(jì)總的箔材產(chǎn)能85萬(wàn)噸~90萬(wàn)噸。全年鋁箔產(chǎn)量62萬(wàn)噸,其中雙零箔產(chǎn)量在1 1萬(wàn)噸~1 1.5萬(wàn)噸之間。出口鋁箔12萬(wàn)噸,進(jìn)口6萬(wàn)噸,表觀消費(fèi)量約56萬(wàn)噸,其中約60%用于空調(diào)等散熱產(chǎn)品,約18%用于包裝領(lǐng)域,約6%用于電子工業(yè)。用于其他領(lǐng)域的約16%。
盡管自主創(chuàng)新加國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和裝備的大量引進(jìn),使我國(guó)的鋁箔加工業(yè)無(wú)論在裝機(jī)水平、生產(chǎn)能力,還是在產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了大幅度的提高,但總體上看,我國(guó)鋁箔加工業(yè)的工藝、技術(shù)裝備水平仍落后于國(guó)際先進(jìn)水平,低附加值產(chǎn)品多,深加工、高附加值的產(chǎn)品少,企業(yè)規(guī)模小,技術(shù)創(chuàng)新能力不足。突出問(wèn)題如下:
1.鋁箔工業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局不盡合理。大中型現(xiàn)代化鋁箔廠均建在內(nèi)地和沿海地區(qū),西部地區(qū)僅有西南鋁業(yè)集團(tuán)公司和西北鋁加工廠、新疆眾和鋁業(yè)公司等數(shù)家企業(yè),鋁箔總生產(chǎn)能力不超過(guò)5萬(wàn)噸/年,僅為全國(guó)鋁箔產(chǎn)能的6%左右。
2.我國(guó)鋁箔生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備的現(xiàn)代化和自動(dòng)化水平尚存在差距,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力不足。英國(guó)的布瑞際諾斯鋁業(yè)利用單機(jī)架四輥可逆式熱軋機(jī),配備冷軋機(jī)和張力矯直機(jī),確保PS版基的質(zhì)量。其生產(chǎn)的PS鋁板帶,主要供膠片制造行業(yè)。而國(guó)內(nèi)企業(yè)雖然主機(jī)先進(jìn),往往配套設(shè)備存在瓶頸,即使擁有同樣先進(jìn)的設(shè)備,也難以大量生產(chǎn)如此高附加值的產(chǎn)品。從生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平來(lái)看,國(guó)產(chǎn)鋁箔與國(guó)外產(chǎn)品還存在相當(dāng)大的距離。
中國(guó)企業(yè)的平均產(chǎn)能只有6000噸,而發(fā)達(dá)國(guó)家的平均產(chǎn)能都在3萬(wàn)噸左右。國(guó)內(nèi)鋁箔生產(chǎn)裝備控制系統(tǒng)及軋制速度上也有較大差距;同時(shí),鋁箔的厚度、成品率、厚度偏差、針孔數(shù)等方面還有待改進(jìn)。
3.鋁箔毛料的生產(chǎn)工藝技術(shù)與國(guó)外有很大差異。國(guó)外多采用熱軋鋁箔毛料,全世界鑄錠熱軋板帶坯生產(chǎn)能力占板帶坯總生產(chǎn)能力的80% 以上,連續(xù)鑄軋板帶坯生產(chǎn)能力占板帶坯總生產(chǎn)能力不足20% ,雖然隨著西南鋁“1+4”熱連軋生產(chǎn)線的投產(chǎn),使我國(guó)錠熱軋板帶坯生產(chǎn)能力大大提高,但我國(guó)連續(xù)鑄軋和連鑄連軋板帶坯生產(chǎn)能力仍占總板帶生產(chǎn)能力的40%左右。連續(xù)鑄軋工藝技術(shù)的特點(diǎn)使鋁合金箔材生產(chǎn)受到限制,鋁箔產(chǎn)品的品種大大減少,同時(shí)在采用鋁板帶連續(xù)鑄軋工藝生產(chǎn)的鋁箔毛料時(shí)常會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)、大晶粒和邊部裂紋等質(zhì)量問(wèn)題,不適應(yīng)罐用和中高壓電容器用陽(yáng)極鋁箔的生產(chǎn)需要。
4.鋁箔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不理想。有些高精鋁箔產(chǎn)品尚需依賴進(jìn)口,厚度5.5微米的超薄鋁箔國(guó)內(nèi)能少量生產(chǎn),但成品率極低,6微米厚鋁箔的供貨還不能完全滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。與國(guó)外相比,6微米厚和7微米厚鋁箔的差距主要體現(xiàn)在成品率上,較低的成品率使生產(chǎn)成本上升。
5.鋁箔產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。鋁箔的生產(chǎn)技術(shù)要求很高,溶體過(guò)濾、除氣、晶體細(xì)化等工藝過(guò)程決定了毛料的內(nèi)在質(zhì)量,冷軋板形、厚度公差以及鋁箔粗、中軋工藝對(duì)鋁箔的最終成品率都十分關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)許多鋁箔企業(yè)都不同程度存在著生產(chǎn)工藝不夠穩(wěn)定現(xiàn)象,也導(dǎo)致鋁箔產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。
6.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后。2005年我國(guó)的鋁材綜合成品率僅65.8% ,鋁箔的最終成品率更低,比國(guó)際先進(jìn)水平低10%。國(guó)產(chǎn)鋁箔的厚度、厚度偏差、單位面積針孔數(shù)等指標(biāo)也均低于國(guó)際先進(jìn)水平。
鋁箔加工技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢(shì)分析
1.加工技術(shù)向高效率、低成本、低能耗、短流程發(fā)展。為了減少消耗、降低加工成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,國(guó)際上鋁箔加工工藝不斷改善,流程不斷縮短。美國(guó)鋁業(yè)公司推出的3毫米厚鋁板的水平連鑄及連軋工藝,生產(chǎn)出的薄鋁板可直接用于沖制飲料罐體。意大利FATA工程公司開(kāi)發(fā)出的新型超薄高速輥式鑄軋機(jī)用于生產(chǎn)厚為1毫米一1.5毫米、鑄軋速度在7.6米/分一23米/分的鋁散熱片和鋁箔毛料。可降低連續(xù)鑄軋鋁板坯厚度,改善鑄軋板內(nèi)部組織和細(xì)化晶粒,提高產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)能進(jìn)一步節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率、降低成本。
2.新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)。采用強(qiáng)磁場(chǎng)、超高溫、超高壓、快速凝固、低溫大變形量加工等特殊條件制備新材料已成為開(kāi)發(fā)高性能材料的一個(gè)重要途徑。電磁鑄造、電磁鑄軋可以明顯改善鑄錠或鑄坯質(zhì)量;超薄高速鑄軋技術(shù)是連續(xù)鑄軋技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)。
箔軋機(jī)的設(shè)計(jì)制造向高速、寬幅、大卷重方向發(fā)展,軋機(jī)速度和生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。VAI公司開(kāi)發(fā)了解決鋁箔軋機(jī)穿帶和卷取問(wèn)題的工藝技術(shù),在一定程度上解決了產(chǎn)品質(zhì)量因素與軋機(jī)的速度和產(chǎn)量難以兼顧的矛盾。重點(diǎn)對(duì)軋機(jī)的機(jī)械部件,如熨平輥、帶材干燥系統(tǒng)、箔材喂料系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。成功解決了熨平輥隨著鋁箔軋制速度的提高,在鋁箔卷取過(guò)程中,由于空氣進(jìn)入導(dǎo)致卷材松卷,進(jìn)而限制帶材的軋制速度,使軋機(jī)的生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮等問(wèn)題。開(kāi)發(fā)的控制軟件可精確控制熨平壓力,整套干燥系統(tǒng)保證了成品卷的質(zhì)量。在冷卻系統(tǒng)優(yōu)化噴射方式,加強(qiáng)噴射區(qū)域面積控制,以保證冷卻效果和箔材的板形。喂料系統(tǒng)以及在軋機(jī)出口側(cè)的浮動(dòng)平臺(tái),有效減化和加快了穿帶過(guò)程。這項(xiàng)新技術(shù)也可用于現(xiàn)有軋機(jī)的更新改造。
3.提高生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性、可靠性、降低生產(chǎn)成本,生產(chǎn)過(guò)程向自動(dòng)化和智能化發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋁加工行業(yè)中的廣泛應(yīng)用,使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度越來(lái)越高,從而提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
先進(jìn)的超薄高速輥式鑄軋機(jī)采用鑄軋輥縫電動(dòng)控制,鑄嘴電動(dòng)定位,通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和測(cè)厚儀與鑄軋主傳動(dòng)機(jī)相連,進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)控,確保高速鑄軋產(chǎn)品的尺寸精度和組織結(jié)構(gòu)。隨著加工過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展和控制軟件的開(kāi)發(fā)。加工過(guò)程的最優(yōu)化控制得到了進(jìn)一步提高。使鋁箔加工過(guò)程逐步向著智能化發(fā)展。
4.生產(chǎn)與市場(chǎng)緊密結(jié)合。實(shí)現(xiàn)規(guī)模大型化和產(chǎn)品專業(yè)化。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)緊密依托市場(chǎng),周期短,更新?lián)Q代快。力求做到應(yīng)用一代、儲(chǔ)備一代、研究一代。為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,鋁加工產(chǎn)業(yè)向著大型化、專業(yè)化、規(guī)?;l(fā)展,國(guó)外新建鋁板帶加工企業(yè)規(guī)模都在20萬(wàn)噸~50萬(wàn)噸,大型的達(dá)60萬(wàn)噸~70萬(wàn)噸,并形成了一些專業(yè)化的鋁箔廠。
5.開(kāi)發(fā)高性能鋁箔合金新材料和熱處理狀態(tài)。鋁箔越薄,生產(chǎn)的技術(shù)難度便越大,經(jīng)濟(jì)效益也越可觀。減少厚度和提高質(zhì)量一直是鋁箔工業(yè)的努力方向。但當(dāng)調(diào)節(jié)鋁箔加工工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行控制的潛力發(fā)揮到極限時(shí),通過(guò)改善鋁箔組織來(lái)提高質(zhì)量尤為重要。通過(guò)改變材料的合金體系、微量元素固溶度以及加工和熱處理過(guò)程中合金相的形成及轉(zhuǎn)變、數(shù)量、尺寸和分布,進(jìn)而改善鋁箔的性能,生產(chǎn)工藝、組織控制和質(zhì)量評(píng)價(jià)、相變對(duì)鋁箔組織和性能的影響、工藝參數(shù)對(duì)鋁箔性能的影響等進(jìn)行系統(tǒng)研究與分析,可為組織控制和工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。
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