鋁及鋁合金軋制設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

盛春磊，劉靜安，朱 英

（1.上海捷如重工有限公司，上海 徐家匯 200072；2.西南鋁業(yè)（集團）有限責(zé)任公司，重慶 九龍坡 401326）

鋁及鋁合金軋制設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

盛春磊1，劉靜安2，朱 英1

（1.上海捷如重工有限公司，上海 徐家匯 200072；2.西南鋁業(yè)（集團）有限責(zé)任公司，重慶 九龍坡 401326）

簡略介紹了國內(nèi)外鋁及鋁合金軋制生產(chǎn)及工藝裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，著重論述了我國鋁軋制設(shè)備的國產(chǎn)化率及國產(chǎn)化水平，并對設(shè)備國產(chǎn)化提出建議。

鋁軋制裝備；國產(chǎn)化率；國產(chǎn)化水平；制造強國

1 現(xiàn)狀

近十多年以來，全球鋁工業(yè)進入了一個嶄新的發(fā)展時期。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，在全球經(jīng)濟一體化與大力提高投資回報率的經(jīng)營思想推動下，一方面加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，另一方面開展了一場向科技研發(fā)大進軍的熱潮，以求更合理更均衡地利用與配置資源，不斷擴大鋁工業(yè)的規(guī)模，提高產(chǎn)品的科技含量并拓展其應(yīng)用范圍，大幅度降低能耗、改善環(huán)保，不斷加強鋁材部分替代鋼材成為人民生活和經(jīng)濟部門基礎(chǔ)材料的地位。可以肯定，以鋁代木、以鋁代銅、以鋁代塑、以鋁代鋼將成為材料工業(yè)的基本發(fā)展趨勢。

為了滿足鋁軋制工業(yè)的飛速發(fā)展及產(chǎn)品品種與質(zhì)量日益提升的要求，鋁軋制工藝裝備水平也有了飛躍進步。但由于我國底子薄，起步慢，制造業(yè)水平較低，鋁軋制設(shè)備的設(shè)計與制造幾乎從零開始。為了盡快趕上世界先進水平，采取了先引進、消化、吸收，再仿制、國產(chǎn)化創(chuàng)新的道路，因此，國產(chǎn)化及其水平是衡量我國鋁軋制工藝裝備由中國制造到中國創(chuàng)造的一個重要指標(biāo)。

2 鋁軋制設(shè)備國產(chǎn)化率的初略評估

國產(chǎn)化率是衡量我國鋁軋制設(shè)備達(dá)到國際先進水平的重要指標(biāo)之一。可按整機（整條生產(chǎn)線）和主要零部件系統(tǒng)（機械部分、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等）來評估國產(chǎn)化率。

2.1 按整機（整條生產(chǎn)線）評估國產(chǎn)化率

2.1.1 扁錠熔鑄設(shè)備

據(jù)初步統(tǒng)計，到2013年年底止，我國鋁扁錠生產(chǎn)能力約為22000kt/a，容量從5～150t的熔鑄生產(chǎn)線約1000條左右。除了少數(shù)的大型（容量50t以上）熔煉爐從法國、英國、德國、美國等進口外，95%以上已國產(chǎn)化。80%以上的在線凈化系統(tǒng)和細(xì)化系統(tǒng)也已國產(chǎn)化。鑄造設(shè)備除小部分從美國wagstaff等公司引進外，也90%以上實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但液壓式鑄造裝備的液壓系統(tǒng)仍大部分依賴進口。

2.1.2 熱軋設(shè)備（生產(chǎn)線）

（1）單機架熱軋機：至2013年底，我國有輥面寬度≥1000mm單機單卷取和雙卷取熱軋機78臺，650～1000mm的180臺。還有上百臺二人轉(zhuǎn)小軋機，其中除了20世紀(jì)從原蘇聯(lián)、意大利、日本、英國等進口小部分中、小熱軋機外，90%以上是國產(chǎn)的。

（2）（1+1）式熱粗-精軋生產(chǎn)線：至2013年底，我國投產(chǎn)的（1+1）式熱粗-精軋生產(chǎn)線有8條，其中除西南鋁（中國一重）和河南鋁（洛陽設(shè)計院和陜壓廠）為國產(chǎn)的外，其他都是從德國SMS、歐洲的奧鋼聯(lián)及美國等引進，國產(chǎn)化率低于20%。

（3）（1+3）式熱連軋生產(chǎn)線：至2012年底，我國已投產(chǎn)的（1+3）熱連軋生產(chǎn)線共計4條，其中除杭州永杰新材料有限公司的1850mm生產(chǎn)線外，其他（渤海鋁、瑞閩鋁、青海平安鋁等）均從美國、奧鋼聯(lián)、西馬克等引進，國產(chǎn)化率僅25%。

（4）（1+4）式熱連軋生產(chǎn)線：至2013年底，中國已有10條（1+4）式熱連軋生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，其中河南明泰鋁業(yè)、寧夏巨科（二重）、河南萬達(dá)鋁業(yè)、銀海鋁業(yè)、瑞豐鋁板帶、魯豐鑫恒鋁材、河南同力鋁業(yè)等為國產(chǎn)設(shè)備，其余均為引進奧鋼聯(lián)、石川島磨播、西馬克等公司設(shè)備。國產(chǎn)化率為50%左右。

（5）（1+5）式熱連軋生產(chǎn)線：至今我國僅有1條（1+5）式熱連軋生產(chǎn)線（廣東肇慶亞洲鋁廠），為美國二手貨西馬克改造生產(chǎn)線，在建的三條均為西馬克設(shè)備，國產(chǎn)化率為零。

（6）航空航天級鋁合金厚板熱軋生產(chǎn)線：至2013年底，中國已有7條中厚板熱軋生產(chǎn)線投產(chǎn)，除西南鋁的2800mm（一重）、4300mm（二重）為國產(chǎn)化外，其余都是從原蘇聯(lián)烏拉重工、德國西馬克等公司引進，國產(chǎn)化率為25%左右。

2.1.3 連鑄連軋生產(chǎn)線

2012年投產(chǎn)了一條1950mm三機架連鑄連軋（黑茲萊特）生產(chǎn)線，由意大利米諾公司生產(chǎn)，正在籌建的另一條1950mm黑茲萊特連鑄連軋生產(chǎn)線擬采用米諾技術(shù)，國內(nèi)制造，國產(chǎn)化率為30%左右。

2.1.4 雙輥式連續(xù)鑄軋生產(chǎn)線

中國早已是雙輥連續(xù)鑄軋帶坯生產(chǎn)大國，至2013年底，保有這類生產(chǎn)線約600條，生產(chǎn)能力5000kt/a，占世界總生產(chǎn)線條數(shù)的85%左右，總生產(chǎn)能力的60%左右。除了早期從意大利、英國等公司進口少量的這類鑄軋機外，90%以上是國內(nèi)生產(chǎn)的，上海捷如重工、洛陽涿神公司等都是雙輥連續(xù)鑄軋機生產(chǎn)大廠，占領(lǐng)了國內(nèi)大部分市場，且有大量出口。

2.1.5 冷軋板帶生產(chǎn)線

至2012年底，我國冷軋鋁板帶材生產(chǎn)能力約為10500kt/a，為世界之首，擁有450余臺四輥鋁帶冷軋機，其中輥面寬度≥1000mm的現(xiàn)代冷軋機約400臺，輥面寬度≥1400mm的不可逆四輥與六輥冷軋機約360臺。冷連軋生產(chǎn)線6條，其中雙機架的4條，3機架的1條，5機架的1條，其中有3條是引進的。估計到2015年現(xiàn)代單機架冷軋機可達(dá)到500臺以上，冷連軋生產(chǎn)線可達(dá)到12條。中小型（輥面寬度≤1400mm）單機架冷軋機大部分為國產(chǎn)的，國產(chǎn)化率達(dá)90%以上，但輥面≥1600mm的現(xiàn)代四輥和六輥單機架冷軋機，特別是寬幅高速現(xiàn)代化冷軋機（總數(shù)達(dá)20臺以上），國產(chǎn)化率不足25%。其中從西馬克引進的就有15臺，CVC四輥和六輥高速冷軋機幾乎全部引進。

至2013年底，中國有鋁帶冷連軋生產(chǎn)線9條，其中有5條引進，4條國產(chǎn)，國產(chǎn)化率40%左右。2.1.6 鋁箔生產(chǎn)線

至2013年底，中國鋁箔生產(chǎn)能力約2500kt/a，大、中、小鋁箔軋機約300臺左右，其中，中、小型鋁箔軋機均為國產(chǎn)，國產(chǎn)化率達(dá)95%以上，幅度≥1700mm的先進高精高速鋁箔軋機大多數(shù)從德國阿森巴赫等公司引進，特別是2000mm以上的寬幅高速鋁箔軋機幾乎全部是引進，國產(chǎn)化率在20%以下。目前正在籌建的鋁箔連軋生產(chǎn)線估計會采用國外設(shè)備。

2.2 按主機和輔機來評估國產(chǎn)化率

在以上分析中，主機國產(chǎn)化率按各類軋機分類已有初步結(jié)果。生產(chǎn)線中的輔機，包括各類爐子、鑄造機、熱處理精整設(shè)備、檢測設(shè)備與儀表，軋輥及磨削、銑床、鋸床及其他機加工設(shè)備，物流、信息流設(shè)備等，除了高端、高精、高技術(shù)含量（如高精板型儀等）等外，大部分已國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率達(dá)到75%以上，但對于一個制造大國來說，顯然是不夠的。

2.3 按設(shè)備主要組成部分或主要零部件（元件）來評估

鋁軋制設(shè)備主要組成部分可分為機械部分、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。我國已有強大的煉鋼、鑄造能力（最大鋼錠可達(dá)500t以上）、鍛造能力（如洛礦的18000t自由鍛造機），現(xiàn)代化重型工作母機及精密加工系統(tǒng)（如一重、二重等）具有先進的現(xiàn)代化的機械設(shè)計、制造和加工能力，其水平足以滿足鋁軋制設(shè)備機械部分國產(chǎn)化的要求，而且有出口能力。液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的設(shè)計生產(chǎn)能力，特別是某些關(guān)鍵元部件，需要依賴進口。不過近年來，在國內(nèi)已建有一些中外合資企業(yè)，在消化吸收仿制基礎(chǔ)上，已有部分（30%左右）實現(xiàn)國產(chǎn)化，但核心技術(shù)的研發(fā)方面仍有一定差距。

3 國產(chǎn)化水平分析

國產(chǎn)化水平是衡量我國鋁軋制設(shè)備達(dá)到國際先進水平的另一個重要指標(biāo)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國鋁軋制設(shè)備從無到有，從小到大，從落后到先進，由引進→消化吸收→仿制→國產(chǎn)化→創(chuàng)新走過了一段漫長的路程，突破了重重困難，解決了道道難題，取得了可喜成就。目前，我國已成為制造大國，正在向中國創(chuàng)造進軍。但是，我們應(yīng)看到，我國鋁軋制設(shè)備的國產(chǎn)化率和國產(chǎn)化水平不算高，與世界先進水平還存在一定差距（見表1），要盡快成為一個真正的制造強國，實現(xiàn)中國創(chuàng)造還有很多工作要做。

表1 國內(nèi)外鋁軋制設(shè)備及國產(chǎn)化水平分析

冷軋生產(chǎn)線輥寬2000mm以上，最寬冷軋板材達(dá)3500mm，最高軋制速度40m/s，最大卷重30t。軋制參數(shù)計算機控制，帶有AGC厚度控制、AFC板型閉環(huán)控制、液壓正負(fù)彎輥、X射線測厚、EPL對中裝備、CVC輥等控制手段，另有全油潤滑、軋輥分段冷卻，二氧化碳自動滅火等手段。自動化、智能化水平高。輥寬1800mm以上，最寬2600mm，最高軋制速度25m/s，最大卷重25t。控制手段基本與國際先進水平相當(dāng)。有一定的自動化水平。輥寬1400mm以上，最高軋制速度10.5m/s，最大卷重7t。控制手段與先進水平相比沒有板型輥，不能實現(xiàn)板型自動閉環(huán)控制，其他控制手段已具備。機械化、自動化水平一般。輥寬1200mm以下，大多數(shù)為1000mm以下，軋制速度5m/s左右，最大卷重3t以下，控制水平低。機械化、自動化水平較低。箔軋生產(chǎn)線輥寬2000mm以上，最寬鋁箔產(chǎn)品達(dá)2200mm，最高軋制速度40m/s，最大卷重27t，軋制參數(shù)計算機控制，配置有AGC厚度控制、AFC板型閉環(huán)控制、液壓正負(fù)彎輥、X射線測厚、EPL對中裝備、CVC輥等控制手段，另有全油潤滑、軋輥分段冷卻，二氧化碳自動滅火等手段。輥寬1850～2200mm以上，最寬鋁箔產(chǎn)品達(dá)2000mm，軋制速度達(dá)33m/s左右，最大卷重達(dá)16t。裝有液壓壓下、液壓彎輥、AGC、AFC、速度自動控制、軋輥分段冷卻、全油潤滑、二氧化碳自動滅火系統(tǒng)、速度最佳化系統(tǒng)等手段。輥寬1400～1700mm以上，最高軋制速度10.5m/s，最大卷重7t。控制手段與先進水平相比，沒有板型輥，不能實現(xiàn)板型自動閉環(huán)控制，其他控制手段已都具備。輥寬1300mm以下，其中大多數(shù)在1000mm以下，軋制速度5m/s左右，錠重50kg左右。操作過程幾乎全部由人工完成，厚度也由人工測量。連續(xù)鑄軋生產(chǎn)線擁有輥寬2000mm以上，最寬2500mm的超級和超薄高速輥式鑄軋機，軋坯厚度1～1.5mm，軋速8 ～25m/min，全線自動控制。輥寬2000mm以上，最寬達(dá)2 3 0 0 m m，軋坯厚度3～8mm，軋速2～4.5m/min，可進行自動化控制。輥寬1800mm左右，軋坯厚度5～10mm，卷重12t，軋制速度1.5～2m/min，部分自動控制。輥寬1400mm以下，軋坯厚度7～12mm，卷重小于5t，軋制速度1m/ min以下，部分自動控制。連鑄連軋生產(chǎn)線已有1930、1650、1320mm連鑄連軋生產(chǎn)線約10條，年生產(chǎn)能力約2000kt/a。尚無一條國產(chǎn)的連鑄連軋生產(chǎn)線，已從意大利引進一條1950mm黑茲萊特兩輥式連鑄連軋生產(chǎn)線。尚無 尚無

4 我國鋁及鋁合金軋制設(shè)備國產(chǎn)化前景與幾點淺見

4.1 我國鋁軋制設(shè)備國產(chǎn)化發(fā)展趨勢與前景

我國處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的高峰期，也是由制造大國→制造強國→中國創(chuàng)造的關(guān)鍵時期。節(jié)能降耗、環(huán)保安全是當(dāng)前社會和經(jīng)濟發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。作為輕量化、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的鋁合金材料在一個相當(dāng)長的時期內(nèi)將獲得高速持續(xù)發(fā)展，支撐其發(fā)展的軋制設(shè)備也將獲得大力發(fā)展。提高鋁軋制工藝裝備國產(chǎn)化水平是一項重要任務(wù)，其發(fā)展前景十分可觀。

（1） 加快設(shè)備更新?lián)Q代，淘汰落后產(chǎn)能與設(shè)備，除了關(guān)鍵零部件（元件）外，應(yīng)大幅度提高國產(chǎn)化率，估計在近5年內(nèi)，綜合國產(chǎn)化率將提高20%以上。

（2） 大幅度提高國產(chǎn)化水平，很多領(lǐng)域會在5～10年內(nèi)趕上或超過國際先進水平，成為真正的制造強國。

（3）加強輔助設(shè)備的研制開發(fā)，除個別高技術(shù)環(huán)節(jié)外，絕大多數(shù)（＞90%）應(yīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化或替代進口。

（4）加強液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的研發(fā)，大大提高設(shè)計與制造水平，盡快達(dá)到國際先進水平，使國產(chǎn)化率由目前的25%左右提高到50%～60%。

（5）加強自主開發(fā)核心技術(shù)的能力，在消化吸收的基礎(chǔ)上開展創(chuàng)新研發(fā)，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，實現(xiàn)中國創(chuàng)造，大幅提高國產(chǎn)化水平。

4.2 關(guān)于我國鋁軋制設(shè)備國產(chǎn)化的幾點建議

（1）充分發(fā)揮政府指導(dǎo)和市場調(diào)節(jié)相結(jié)合的作用，加強宏觀調(diào)控力度，合理利用和配置資源，加大產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與產(chǎn)品升級力度，關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)一大批規(guī)模小、管理差、技術(shù)和設(shè)備落后、能耗大、環(huán)保差、產(chǎn)品質(zhì)量低劣、市場潛力不大的弱勢企業(yè)，制止低水平重復(fù)建設(shè)，組建若干個大型的現(xiàn)代化國際一流（如德國SMS公司）的鋁加工設(shè)備集團公司。在國家政策支持下，振興民族制造工業(yè)，提高我國鋁軋制設(shè)備整體水平。

（2）在引進、消化、吸收、仿制的基礎(chǔ)上，開展基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，提升科技創(chuàng)新與自主開發(fā)能力，突破關(guān)鍵技術(shù)，掌握核心技術(shù)，促進科技成果產(chǎn)業(yè)化，不斷提高鋁軋制設(shè)備產(chǎn)業(yè)的綜合技術(shù)水平。要組建世界級一流的鋁加工設(shè)備技術(shù)開發(fā)中心或?qū)ｉT研究院所，培訓(xùn)大批高素質(zhì)人材，為提高鋁軋制設(shè)備國產(chǎn)化水平提供前瞻性技術(shù)儲備。

（3）加大科技投入，將先進技術(shù)不斷應(yīng)用到新產(chǎn)品開發(fā)中，以提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值，保持產(chǎn)品市場競爭力和技術(shù)核心競爭力，建議優(yōu)先將以下幾種先進技術(shù)在鋁軋制設(shè)備中推廣應(yīng)用：① 三維CAD技術(shù)；② 有限元（FEM）分析技術(shù)；③ 減振減噪技術(shù)；④ 智能PID控制、模糊PID控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進控制技術(shù)。

（4）集中力量，盡快攻破制約我國鋁軋制設(shè)備國產(chǎn)化水平的液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)及其主要元件的關(guān)鍵技術(shù)，并大批量設(shè)計、制造具有中國特色的液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及其關(guān)鍵元件，提高國產(chǎn)化率和國產(chǎn)化水平。

（5）加強與鋁加工等相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系，使設(shè)備設(shè)計與制造質(zhì)量與鋁加工工藝密切結(jié)合，以滿足鋁加工產(chǎn)品的工藝要求，加大市場競爭力，提高國產(chǎn)化程度。

（6）全面實現(xiàn)企業(yè)的自動化、科學(xué)化、信息化、高效化、現(xiàn)代化和全球一體化管理，以適應(yīng)社會發(fā)展與市場變化 。

5 結(jié)束語

我國已成為一個名符其實的鋁加工大國，但還不是強國，從綜合水平看與國際先進水平尚有一定差距，特別是某些大型高技術(shù)鋁軋制設(shè)備在很大程度上仍依賴進口，整機（生產(chǎn)線）和液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及其關(guān)鍵元件的國產(chǎn)化率和國產(chǎn)化水平還比較低。

為改變這種狀態(tài)，必須根據(jù)國情和世界發(fā)展趨勢及國內(nèi)外市場需求，合理制訂我國鋁軋制設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略和國產(chǎn)化水平指標(biāo)，在政府宏觀指導(dǎo)下發(fā)揮各方面的積極性，振興民族工業(yè)；合理配置資源，大刀闊斧調(diào)整產(chǎn)業(yè)，提升產(chǎn)品水平，節(jié)能降耗，發(fā)展環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟；開展基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，加強科技創(chuàng)新與自主開發(fā)能力，不斷提高鋁軋制設(shè)備產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平；加強與相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系，滿足鋁加工工藝要求，提升產(chǎn)品競爭力；全面實現(xiàn)自動化、科學(xué)化、現(xiàn)代化管理，不斷提升鋁軋制設(shè)備的國際競爭力及國產(chǎn)化率和國產(chǎn)化水平。

（編輯：楊毅）

Current Situation and Trend of Rolling Equipment Domesticization for Aluminum and Aluminum Alloy

SHENG Chun-lei1， LIU Jing-an2， ZHU Ying1
（1.Shanghai Jieru Heavy Electric Equipment Co.Ltd, Shanghai, 200072; 2.Southwest Aluminum (Group) Co.,Ltd., Chongqing 401326, China）

Development situation of aluminum alloy rolling productions and process equipment at home and abroad were introduced simply, and domesticication rate and level and development trend and prospect of rolling equipment at home were emphasized in the paper. Some advice was put forward for improving domesticization level and establishing strong manufacturing country.

rolling process and equipment; domesticization rate; domesticization level; strong manufacturing country

TG339

A

1005-4898（2014）05-0036-05

10.3969/j.issn.1005-4898.2014.05.08

盛春磊（1964-），男，上海人，碩士，高級工程師。

2014-05-10