20多年來,我國國民經濟的高速發(fā)展帶動了國內鋁加工業(yè)的快速發(fā)展,也促進了國內鋁板帶箔軋制技術的不斷進步。目前國內的鋁板帶箔軋制生產企業(yè)正進入一個重整狀態(tài),大量的投資用于更新技術和設備。除大、中型鋁軋制企業(yè)引進先進的國外鋁加工設備外,更多的中、小型鋁軋制企業(yè)購買的是國產設備,從而大大刺激和促進了我國鋁加工設備的自主設計和研制,也不同程度地促進了國產鋁軋制設備的技術進步。
一、近年國產鋁板帶冷軋機生產情況
截至2004年底,中國擁有現(xiàn)代化四輥及六輥冷軋機108臺,生產能力2100kt/a,二輥冷軋機約300臺,生產能力450kt/a,總計冷軋板帶生產能力2550kt/a;截至2005年底,引進軋機的生產能力為1000kt/a,中國四輥軋機的生產能力為2120kt/a,二輥軋機的生產能力為380kt/a,總計冷軋板帶生產能力3500kt/a。有自制的輥寬≥800mm的四輥鋁板帶冷軋機約150臺,其中1400mm級的達65臺, 占總數(shù)的43%;2006年全國投產的冷軋機26臺,形成板帶生產能力725kt/a,是投產能力最多的一年。另外,2006年在建的冷連軋生產線有2 條,四輥及六輥單機架不可逆式冷軋機13臺,總生產能力1750kt/a。
我國從1984年開始對引進的現(xiàn)代化鋁板帶冷軋機進行系統(tǒng)消化吸收和國產化,從1984年到2006年,洛陽有色金屬加工設計研究院為國產鋁板帶冷軋機的生產代表單位,引領了這一階段的國產化發(fā)展進程;從2002年至目前,以上海捷如重工機電設備有限責任公司為代表的民營企業(yè),加入了鋁板帶冷軋機的國產化進程,進一步加速了國產鋁板帶冷軋機的技術進步。
目前,我國自行設計和制造的鋁板帶冷軋機在低速、窄規(guī)格方面已經接近或達到國際鋁冷軋機的專有技術水平。伴隨著市場需求的不斷增長和變化,國產鋁板帶冷軋機正在滿足市場多樣化要求,逐步向高精度化、寬幅化、高速化以及高水平和連續(xù)軋制的方向發(fā)展。
在滿足國內生產的同時,我國自行設計和制造的鋁板帶冷軋機于2002年起開始陸續(xù)向國外出口,如涿神有色金屬加工專用設備有限公司的 Φ380/960×1800mm鋁冷軋機首次于2002年底出口泰國;中色科技股份公司向印度出口的一臺Φ380/960×1750mm四輥不可逆式冷軋機;上海捷如重工機電設備有限公司今年向俄羅斯出口一臺Φ260/700×900mm冷軋機等。
二、國產鋁板帶冷軋機的技術特點
1.機組設備布置緊湊,總體功能齊全,整機自動化程度提高。
現(xiàn)代化鋁板帶冷軋機的軋制形式均為不可逆軋制,配有卷材自動運輸裝置。20世紀末至21世紀初年設計的機組中,同時配備了帶卷自動測量和上卷自動對中裝置,可實現(xiàn)上卸卷的自動化操作,使操作強度逐步降低,提高成品率,增加競爭能力。
2.軋制速度提高,單機產能增加。
前些年的國產鋁板帶冷軋機,最大軋制速度由原來的300m/min提高到近800m/min,隨著板型自動控制系統(tǒng)的投入,最高軋制速度不斷提高,達到1200m/min,但來料厚度較大,單機產量較低,單機產能由最初的7.5kt/a提高到現(xiàn)在的40kt/a,但軋制速度與國外相比,仍有一定的差距,單機產能也有較大差距。
3.整機國產化程度提高,設備維護方便。
隨著國產裝備業(yè)的發(fā)展,國內配套能力進一步提高,國產冷軋機以前主要靠引進的檢測元件或控制系統(tǒng)逐步被質優(yōu)價廉的國產元件或系統(tǒng)代替:如厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)、帶材自動糾偏控制系統(tǒng)(EPC)、X射線測厚儀、板型自動控制系統(tǒng)(AFC)等。同時,由于國產化的提高,設備維護費用越來越經濟, 產品更具競爭力。
4.液壓和潤滑系統(tǒng)更加完善和標準化。
國產鋁板帶冷軋機液壓系統(tǒng)主要為整體泵站和分散閥臺布置,軋機控制更趨于全液壓化。對中伺服液壓系統(tǒng)、彎輥伺服液壓控制、厚度伺服液壓控制以及上卸卷測量及液壓控制系統(tǒng)等均廣泛用于軋機控制。
5.電氣傳動系統(tǒng)有了比較大的發(fā)展。
開卷機、卷取機和主傳動電動機控制系統(tǒng)廣泛采用全數(shù)字直流傳動裝置,供電全數(shù)字直流傳動裝置與交流傳動裝置相比,其優(yōu)點在于造價較低,控制簡單可靠、維護方便;交流傳動與直流傳動裝置相比,其優(yōu)點在于結構緊湊、維護量小、動態(tài)控制特性優(yōu)良。
6.電氣控制更加完善。
不管是自動控制部分還是傳動部分,國產現(xiàn)代化軋機近期發(fā)展采用三級控制系統(tǒng):即0級———自動化基礎;1級———閉環(huán)控制;2級———過程控制。裝配了多個CPU中央處理單元,系統(tǒng)的開放性很強,用戶可以自己開發(fā)和自己修改。
7.完善的厚度自動控制系統(tǒng)。
其控制系統(tǒng)包括:輥縫控制、前饋控制、反饋控制、彎輥力補償及軋輥偏心補償。
8.板形自動控制系統(tǒng)應用越來越廣泛。
國產板形輥及板型自動控制系統(tǒng)的投入使用,將代替價格昂貴的進口板型控制系統(tǒng)。同時,產品質量又提高了檔次。
三、國產鋁板帶冷軋機的技術進步
1.以中色科技股份公司為國企代表的技術進步。
2007年6月28日在中鋁鄭州冷軋廠,由中色科技股份公司設計和研制的Φ480/Φ560/Φ1300×2050mm六輥不可逆鋁板帶箔冷軋機正式投入生產。這是一臺具有國內先進水平的2050全數(shù)字智能六輥寬幅鋁板帶箔冷軋機,熱軋坯料為純鋁及軟鋁合金1000、3000、5000、8000 系,其技術進步主要反映在:鋁板帶箔冷軋機軋輥寬度2050mm為國內首創(chuàng);采用六輥(工作輥、中間輥、支承輥)軋制技術,國內領先;鋁板帶箔冷軋機軋制速度達到1000m/min,國內領先;中間輥軸向移動機構開發(fā)和控制系統(tǒng)開發(fā),有效改善軋制各種寬度帶材的板形等方面。
2.以上海捷如重工為民企代表的技術進步。
上海捷如重工機電設備公司作為新興的民營企業(yè),近年為中國鋁板帶箔軋制工業(yè)設計制造了一批又一批達到了國內一流水平的裝備,在生產中發(fā)揮了很好的作用,獲得業(yè)界的好評。
上海捷如重工充分吸收國外的先進技術,結合中國市場的實際需求,自2002年起為客戶提供高檔、中檔以及經濟型冷軋機共計14臺。今年已向湖南晟通科技有限公司提供2臺Φ420/1120×1900mm的四輥不可逆式冷軋機,軋制速度最大可達到1200m/min,軋制出的成品厚度最小可達到 0.08mm。目前一臺已安裝完畢,正著手安裝第二臺。這2臺冷軋機由上海捷如重工總承包,與意大利法塔·亨特公司合作制造,由法塔公司提供圖紙、關鍵機械與電氣設備,并對國產配套設備的制造品質進行監(jiān)控,以使軋機整體水平達到國際先進行列。上海捷如重工的這種中外合作制造方式,大大提高了國內大型現(xiàn)代化鋁板帶冷軋機的設計與制造、調試水平,從而從整體上提高國產鋁板帶箔冷軋機的研制水平。
四、國產鋁板帶冷軋機的未來發(fā)展
隨著我國鋁板帶箔軋制工業(yè)的迅猛發(fā)展,鋁板帶箔軋制設備經歷了一個自主開發(fā)———引進———學習借鑒———國產化的往復循環(huán)過程,盡管目前我國鋁板帶箔軋制的國產冷軋機技術水平得到提升,但在大型裝備的研發(fā)、設計與制造方面還有較大差距,需要不斷地自主創(chuàng)新。
目前,現(xiàn)代化鋁板帶箔冷軋機在圍繞完善控制系統(tǒng)和控制工作輥凸度等方面做了大量研究開發(fā)工作,朝著大卷重、寬幅、高速度、高自動化的方向發(fā)展。發(fā)達國家有的冷軋機軋制帶材寬度已達3500mm,最小出口厚度達0.05mm,軋制速度達40m/s,最大卷重達30t,帶材厚度公差不大于1% ~1.5%,平直度不大于10I。高速、高質量、高配置、高性能的過程控制系統(tǒng)以及高度自動化是現(xiàn)代化軋機控制系統(tǒng)的特點。在未來一段時間,世界冷軋機的發(fā)展不會有重大的“發(fā)明創(chuàng)造”,而是會有許多小的進步。
國產鋁板帶冷軋機的未來發(fā)展應學習和借鑒國外軋機設計中的綜合問題處理模塊的執(zhí)行和描述軋機內部以及周圍的卷材流程。
五、國內鋁板帶軋制設備生產企業(yè)的未來發(fā)展方向
縱觀世界現(xiàn)代化鋁板帶箔軋制設備的設計、研制以及生產安裝的發(fā)展趨勢,我國如果要進一步提高國產鋁軋制設備生產技術的整體水平,國內鋁板帶箔軋制設備生產企業(yè)應適應世界的發(fā)展趨勢,建立現(xiàn)代鋁軋制裝備研制、設計、制造、生產、維護體系,將不同領域的獨立的觀念有機地結合到一起,生產出更現(xiàn)代化的軋機。
1.重視鋁板帶冷軋機的一體化設計和服務。
軋機的一體化設計非常重要,機械、液壓和自動化系統(tǒng)的所有元件必須有效地調節(jié),傳感器的選用和測量裝置的定位都需要考慮。
目前中色科技股份有限公司、上海捷如重工等都建立了自己獨立的大規(guī)模裝配廠。如位于上海浦東的上海捷如重工總裝廠擁有5000m2的規(guī)模,設施完備,可同時總裝2000t重量的產品。為加快安裝速度、滿足一體化設計和服務奠定了基礎。
2.注重規(guī)模化、專業(yè)化生產,有意識地成為一個系統(tǒng)的提供者。
今后的鋁板帶市場要求更為嚴格的成品品質,同時對其生產設備的靈活適應性提出了更高的要求,作為鋁板帶冷軋機的研制方,必須通過機械工程、液壓系統(tǒng)、電氣工程和自動化系統(tǒng)各領域的配合,努力提高工藝系統(tǒng)的功能,同用戶密切合作從而形成系統(tǒng)合作關系,促進雙方的可持續(xù)發(fā)展。
3.注重鋁板帶冷軋機的安全性和可靠性。
工廠設備的設計在安全方面采用高標準,要求機械和電氣的設計構造安全可靠;要求最佳均衡優(yōu)選的安全和防護措施;要求通過機械、液壓和電氣自動化的密切協(xié)作來實現(xiàn)安全操作;要求對設備和生產過程的操作安全可靠,要求在維護和服務階段的操作安全舒適。
4.提高鋁板帶冷軋機的利用率,降低能耗,努力完善工藝過程自動化系統(tǒng),從而提高鋁板帶冷軋機的利用率,降低能耗,使運行方式最佳,獲得優(yōu)質產品。
