20多年來(lái),我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展帶動(dòng)了國內鋁加工業(yè)的快速發(fā)展,也促進(jìn)了國內鋁板帶箔軋制技術(shù)的不斷進(jìn)步。目前國內的鋁板帶箔軋制生產(chǎn)企業(yè)正進(jìn)入一個(gè)重整狀態(tài),大量的投資用于更新技術(shù)和設備。除大、中型鋁軋制企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)的國外鋁加工設備外,更多的中、小型鋁軋制企業(yè)購買(mǎi)的是國產(chǎn)設備,從而大大刺激和促進(jìn)了我國鋁加工設備的自主設計和研制,也不同程度地促進(jìn)了國產(chǎn)鋁軋制設備的技術(shù)進(jìn)步。

一、近年國產(chǎn)鋁板帶冷軋機生產(chǎn)情況

截至2004年底,中國擁有現代化四輥及六輥冷軋機108臺,生產(chǎn)能力2100kt/a,二輥冷軋機約300臺,生產(chǎn)能力450kt/a,總計冷軋板帶生產(chǎn)能力2550kt/a;截至2005年底,引進(jìn)軋機的生產(chǎn)能力為1000kt/a,中國四輥軋機的生產(chǎn)能力為2120kt/a,二輥軋機的生產(chǎn)能力為380kt/a,總計冷軋板帶生產(chǎn)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, 占總數的43%;2006年全國投產(chǎn)的冷軋機26臺,形成板帶生產(chǎn)能力725kt/a,是投產(chǎn)能力最多的一年。另外,2006年在建的冷連軋生產(chǎn)線(xiàn)有2 條,四輥及六輥單機架不可逆式冷軋機13臺,總生產(chǎn)能力1750kt/a。

我國從1984年開(kāi)始對引進(jìn)的現代化鋁板帶冷軋機進(jìn)行系統消化吸收和國產(chǎn)化,從1984年到2006年,洛陽(yáng)有色金屬加工設計研究院為國產(chǎn)鋁板帶冷軋機的生產(chǎn)代表單位,引領(lǐng)了這一階段的國產(chǎn)化發(fā)展進(jìn)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(yíng)企業(yè),加入了鋁板帶冷軋機的國產(chǎn)化進(jìn)程,進(jìn)一步加速了國產(chǎn)鋁板帶冷軋機的技術(shù)進(jìn)步。

目前,我國自行設計和制造的鋁板帶冷軋機在低速、窄規格方面已經(jīng)接近或達到國際鋁冷軋機的專(zhuān)有技術(shù)水平。伴隨著(zhù)市場(chǎng)需求的不斷增長(cháng)和變化,國產(chǎn)鋁板帶冷軋機正在滿(mǎn)足市場(chǎng)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軋制的方向發(fā)展。

在滿(mǎn)足國內生產(chǎn)的同時(shí),我國自行設計和制造的鋁板帶冷軋機于2002年起開(kāi)始陸續向國外出口,如涿神有色金屬加工專(zhuān)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(chǎn)鋁板帶冷軋機的技術(shù)特點(diǎn)

1.機組設備布置緊湊,總體功能齊全,整機自動(dòng)化程度提高。

現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(dòng)運輸裝置。20世紀末至21世紀初年設計的機組中,同時(shí)配備了帶卷自動(dòng)測量和上卷自動(dòng)對中裝置,可實(shí)現上卸卷的自動(dòng)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(chǎn)能增加。

前些年的國產(chǎn)鋁板帶冷軋機,最大軋制速度由原來(lái)的300m/min提高到近800m/min,隨著(zhù)板型自動(dòng)控制系統的投入,最高軋制速度不斷提高,達到1200m/min,但來(lái)料厚度較大,單機產(chǎn)量較低,單機產(chǎn)能由最初的7.5kt/a提高到現在的40kt/a,但軋制速度與國外相比,仍有一定的差距,單機產(chǎn)能也有較大差距。

3.整機國產(chǎn)化程度提高,設備維護方便。

隨著(zhù)國產(chǎn)裝備業(yè)的發(fā)展,國內配套能力進(jìn)一步提高,國產(chǎn)冷軋機以前主要靠引進(jìn)的檢測元件或控制系統逐步被質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的國產(chǎn)元件或系統代替:如厚度自動(dòng)控制系統(AGC)、帶材自動(dòng)糾偏控制系統(EPC)、X射線(xiàn)測厚儀、板型自動(dòng)控制系統(AFC)等。同時(shí),由于國產(chǎn)化的提高,設備維護費用越來(lái)越經(jīng)濟, 產(chǎn)品更具競爭力。

4.液壓和潤滑系統更加完善和標準化。

國產(chǎn)鋁板帶冷軋機液壓系統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、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等均廣泛用于軋機控制。

5.電氣傳動(dòng)系統有了比較大的發(fā)展。

開(kāi)卷機、卷取機和主傳動(dòng)電動(dòng)機控制系統廣泛采用全數字直流傳動(dòng)裝置,供電全數字直流傳動(dòng)裝置與交流傳動(dòng)裝置相比,其優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)較低,控制簡(jiǎn)單可靠、維護方便;交流傳動(dòng)與直流傳動(dòng)裝置相比,其優(yōu)點(diǎn)在于結構緊湊、維護量小、動(dòng)態(tài)控制特性?xún)?yōu)良。

6.電氣控制更加完善。

不管是自動(dòng)控制部分還是傳動(dòng)部分,國產(chǎn)現代化軋機近期發(fā)展采用三級控制系統:即0級———自動(dòng)化基礎;1級———閉環(huán)控制;2級———過(guò)程控制。裝配了多個(gè)CPU中央處理單元,系統的開(kāi)放性很強,用戶(hù)可以自己開(kāi)發(fā)和自己修改。

7.完善的厚度自動(dòng)控制系統。

其控制系統包括: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(dòng)控制系統應用越來(lái)越廣泛。

國產(chǎn)板形輥及板型自動(dòng)控制系統的投入使用,將代替價(jià)格昂貴的進(jìn)口板型控制系統。同時(shí),產(chǎn)品質(zhì)量又提高了檔次。

三、國產(chǎn)鋁板帶冷軋機的技術(shù)進(jìn)步

1.以中色科技股份公司為國企代表的技術(shù)進(jìn)步。

2007年6月28日在中鋁鄭州冷軋廠(chǎng),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(chǎn)。這是一臺具有國內先進(jìn)水平的2050全數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(shù)進(jìn)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(shù),國內領(lǐng)先;鋁板帶箔冷軋機軋制速度達到1000m/min,國內領(lǐng)先;中間輥軸向移動(dòng)機構開(kāi)發(fā)和控制系統開(kāi)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(shù)進(jìn)步。

上海捷如重工機電設備公司作為新興的民營(yíng)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(chǎn)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(jìn)技術(shù),結合中國市場(chǎng)的實(shí)際需求,自2002年起為客戶(hù)提供高檔、中檔以及經(jīng)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(zhù)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(guān)鍵機械與電氣設備,并對國產(chǎn)配套設備的制造品質(zhì)進(jìn)行監控,以使軋機整體水平達到國際先進(jìn)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(chǎn)鋁板帶箔冷軋機的研制水平。

四、國產(chǎn)鋁板帶冷軋機的未來(lái)發(fā)展

隨著(zhù)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(jīng)歷了一個(gè)自主開(kāi)發(fā)———引進(jìn)———學(xué)習借鑒———國產(chǎn)化的往復循環(huán)過(guò)程,盡管目前我國鋁板帶箔軋制的國產(chǎn)冷軋機技術(shù)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,現代化鋁板帶箔冷軋機在圍繞完善控制系統和控制工作輥凸度等方面做了大量研究開(kāi)發(fā)工作,朝著(zhù)大卷重、寬幅、高速度、高自動(dòng)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(zhì)量、高配置、高性能的過(guò)程控制系統以及高度自動(dòng)化是現代化軋機控制系統的特點(diǎn)。在未來(lái)一段時(shí)間,世界冷軋機的發(fā)展不會(huì )有重大的“發(fā)明創(chuàng )造”,而是會(huì )有許多小的進(jìn)步。

國產(chǎn)鋁板帶冷軋機的未來(lái)發(fā)展應學(xué)習和借鑒國外軋機設計中的綜合問(wèn)題處理模塊的執行和描述軋機內部以及周?chē)木聿牧鞒獭?/p>

五、國內鋁板帶軋制設備生產(chǎn)企業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向

縱觀(guān)世界現代化鋁板帶箔軋制設備的設計、研制以及生產(chǎn)安裝的發(fā)展趨勢,我國如果要進(jìn)一步提高國產(chǎn)鋁軋制設備生產(chǎn)技術(shù)的整體水平,國內鋁板帶箔軋制設備生產(chǎn)企業(yè)應適應世界的發(fā)展趨勢,建立現代鋁軋制裝備研制、設計、制造、生產(chǎn)、維護體系,將不同領(lǐng)域的獨立的觀(guān)念有機地結合到一起,生產(chǎn)出更現代化的軋機。

1.重視鋁板帶冷軋機的一體化設計和服務(wù)。

軋機的一體化設計非常重要,機械、液壓和自動(dòng)化系統的所有元件必須有效地調節,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模裝配廠(chǎng)。如位于上海浦東的上海捷如重工總裝廠(chǎng)擁有5000m2的規模,設施完備,可同時(shí)總裝2000t重量的產(chǎn)品。為加快安裝速度、滿(mǎn)足一體化設計和服務(wù)奠定了基礎。

2.注重規?；?、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn),有意識地成為一個(gè)系統的提供者。

今后的鋁板帶市場(chǎng)要求更為嚴格的成品品質(zhì),同時(shí)對其生產(chǎn)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(guò)機械工程、液壓系統、電氣工程和自動(dòng)化系統各領(lǐng)域的配合,努力提高工藝系統的功能,同用戶(hù)密切合作從而形成系統合作關(guān)系,促進(jìn)雙方的可持續發(fā)展。

3.注重鋁板帶冷軋機的安全性和可靠性。

工廠(chǎng)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(guò)機械、液壓和電氣自動(dòng)化的密切協(xié)作來(lái)實(shí)現安全操作;要求對設備和生產(chǎn)過(guò)程的操作安全可靠,要求在維護和服務(wù)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(guò)程自動(dòng)化系統,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(zhì)產(chǎn)品。