（棟梁鋁業(yè)有限公司，浙江 湖州 313000）

1 鋁及鋁合金軋制的特點

我國是鋁及鋁合金的生產(chǎn)大國，軋制是主要的生產(chǎn)工藝，該工藝具體是指軋輥與軋件在相互作用的過程中，受到摩擦力的牽引，軋件被拉入到旋轉(zhuǎn)的軋輥間，受到壓縮產(chǎn)生塑性變形[1-3]。在鋁及鋁合金生產(chǎn)中，較為常用的軋制工藝有以下幾種：鑄扎、冷軋、熱軋。下面分別對這幾種軋制工藝的特點進(jìn)行分析。

1.1 鋁及鋁合金鑄扎工藝

鑄扎是一種連續(xù)鑄造、連續(xù)軋制的過程，該工藝的特點體現(xiàn)在如下幾個方面：其一，整個軋制過程不需要對鋁錠進(jìn)行鋸切、銑面及加熱，從而使得工藝流程大幅度縮短；其二，與熱軋相比，鑄扎工藝的能耗較低，可以節(jié)能30-50%左右；其三，幾何損失以及工藝廢品均比較少，由此使得軋制成品率獲得進(jìn)一步提升；其四，軋制設(shè)備比較的結(jié)構(gòu)比較簡單，占地面積小，前期投資少，適用性較強(qiáng)[4]。

1.2 鋁及鋁合金冷軋工藝

冷軋工藝具體是指在結(jié)晶溫度以下的軋制過程，該工藝的特點如下：其一，由冷軋軋制出來的鋁及鋁合金產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組織與性能都相對較為均勻，由此使產(chǎn)品具備了良好的機(jī)械性能和再加工性能；其二，冷軋生產(chǎn)出來的鋁及鋁合金產(chǎn)品的尺寸精度較高，并且表面質(zhì)量和板形也都非常好；其三，通過對加工率的有效控制，并配合熱處理工藝，能夠獲得各種狀態(tài)的產(chǎn)品；其四，冷軋可以生產(chǎn)出比鑄扎和熱軋更薄的鋁及鋁合金產(chǎn)品。

1.3 鋁及鋁合金熱軋工藝

熱軋工藝具體是指在結(jié)晶溫度以上的軋制過程，其工藝特點主要體現(xiàn)在如下幾個方面：其一，與冷軋工藝相比，熱軋的能耗更低一些；其二，可以進(jìn)一步改善加工工藝性能，在對鋁及鋁合金進(jìn)行熱軋的過程中，可使組織發(fā)生變化，即由低塑性鑄態(tài)向高塑性鑄態(tài)轉(zhuǎn)變，隨著粗大的晶粒全部破碎，使得產(chǎn)品的缺陷隨之消除；其三，能夠?qū)w積較大的鑄錠進(jìn)行加工，有助于生產(chǎn)率的進(jìn)一步提升[5-7]。

2 鋁及鋁合金軋制設(shè)備的現(xiàn)狀分析

2.1 鑄扎設(shè)備

隨著技術(shù)水平的不斷提升，加之科研人員的不懈努力，使得我國的鋁帶坯鑄扎工藝及設(shè)備獲得了長足進(jìn)步，國產(chǎn)鋁材鑄扎機(jī)的性能獲得了全面提升，較具代表性的產(chǎn)品為超薄快速型鑄扎機(jī)，該設(shè)備可對1、3、5、8四個系的鋁合金進(jìn)行鑄扎，年產(chǎn)量約為2.8萬t左右。從全球鋁及鋁合金鑄扎工業(yè)的總體情況上看，快速、寬、薄、自動化是鑄扎設(shè)備的主流發(fā)展方向。

2.2 連鑄連軋設(shè)備

在雙鋼帶式連鑄機(jī)方面，美國Hazelett公司的產(chǎn)品，無論是在工藝，還是設(shè)備結(jié)構(gòu)上，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國家，該設(shè)備在國外的鋁軋制業(yè)中得到了廣泛應(yīng)有，如北美、歐洲等國家，使用的全部都是該生產(chǎn)線。目前，該公司的雙鋼帶式連鑄機(jī)正朝著自動化、智能化的方向發(fā)展，通過不斷減薄鋁帶坯的厚度，來達(dá)到提升鋁制品整體質(zhì)量的目的，不僅如此，隨著設(shè)備智能化水平的進(jìn)一步提升，操作過程將會變得更加簡單，生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性也會隨之提升，由此可大幅度降低生產(chǎn)成本。

2.3 冷軋與熱軋設(shè)備

（1）冷軋設(shè)備。目前，我國的鋁材冷軋生產(chǎn)能力位于世界首位，單機(jī)架冷軋機(jī)的數(shù)量較多，約為550臺左右，相應(yīng)的生產(chǎn)線在15條以上，中小型的單機(jī)架冷軋機(jī)基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，只有極少數(shù)設(shè)備為國外進(jìn)口，設(shè)備國產(chǎn)化的程度已經(jīng)非常之高。但是寬幅高速冷軋機(jī)的數(shù)量相對較少，大部分都是從國外進(jìn)口，因此，加大此類設(shè)備的研發(fā)力度，使其在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)國產(chǎn)化的目標(biāo)是今后的主要工作。

（2）熱軋設(shè)備。①熔鑄設(shè)備。相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，我國鋁錠的年產(chǎn)量約為22000kt，不同容量的熔鑄生產(chǎn)線數(shù)量已經(jīng)達(dá)到千條提上，其中絕大部分均為國產(chǎn)設(shè)備，只有極少的大型熔煉爐是從國外引進(jìn)。同時，在線凈化及細(xì)化兩大系統(tǒng)也基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。但由于我國在液壓技術(shù)方面的欠缺，致使很多液壓系統(tǒng)仍以進(jìn)口為主。②單機(jī)架熱軋機(jī)。此類設(shè)備按照輥面寬度可分為650-1000mm和1000mm以上兩種，根據(jù)類型又可以分為單機(jī)單卷取和雙卷曲兩種，前者的臺數(shù)已經(jīng)超過200臺，后者也將近100臺，其中只有極少的設(shè)備是從國外進(jìn)口，大部分均為國產(chǎn)化。③熱粗-精軋線。我國在此類生產(chǎn)線上，只有西南鋁與河南鋁為國產(chǎn)，其他的均為進(jìn)口，國產(chǎn)化程度相對較低。④熱連軋線。此類生產(chǎn)線有三種形式，即（1+3）、（1+4）和（1+5），其中（1+3）式生產(chǎn)線，基本都是從國外引進(jìn)，只有杭州永杰新材料公司使用的國產(chǎn)線，國產(chǎn)化的程度偏低；（1+4）式生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)的在10條以上，國產(chǎn)化程度達(dá)到60%以上；（1+5）式生產(chǎn)線的數(shù)量相對較少，相關(guān)設(shè)備全部是從國外引進(jìn)，國產(chǎn)化率幾乎為零。⑤航天級鋁合金熱軋線。截止到目前，我國已經(jīng)投產(chǎn)的航天級鋁合金厚板熱軋線為7條，出西南鋁的兩條線為國產(chǎn)之外，其余的均為國外進(jìn)口。

3 鋁及鋁合金軋制設(shè)備的發(fā)展趨勢及對策

對于鋁及鋁合金軋制設(shè)備而言，衡量其是否達(dá)到國際先進(jìn)水平的標(biāo)準(zhǔn)主要是看設(shè)備的國產(chǎn)化程度高低，我國的鋁及鋁合金軋制設(shè)備得到了長足發(fā)展，從最初的全部靠進(jìn)口，到逐步國產(chǎn)化，現(xiàn)如今，我國已成為鋁及鋁合金的生產(chǎn)大國，相關(guān)的軋制設(shè)備也長在趕超國際水平。然而，雖然我們在一些方面取得了成功，但不得不承認(rèn)的是，與發(fā)達(dá)國家之間尚有一定的差距，不斷縮小這個差距，將是我國在未來努力的主要方向。下面重點對鋁及鋁合金軋制設(shè)備的國產(chǎn)化發(fā)展趨勢進(jìn)行，并提出相應(yīng)的對策。

3.1 發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，我國的工業(yè)化水平也較之以往大幅度提升，但在實際生產(chǎn)中，能耗較高、污染較大的問題非常突出，而在節(jié)能環(huán)保的理念下，必須不斷降低工業(yè)生產(chǎn)的能耗以及對自然生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，這樣才能實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。鋁及鋁合金材料具有輕量化、綠色環(huán)保等特點，由此使得該材料將在未來一段時期獲得快速發(fā)展，而鋁及鋁合金生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素是軋制設(shè)備，在這樣的形勢下，軋制設(shè)備必將隨之獲得進(jìn)一步發(fā)展，因此，不斷提高鋁及鋁合金軋制設(shè)備的國產(chǎn)化水平是今后的主要任務(wù)。具體的發(fā)展方向如下：其一，要逐步加快鋁及鋁合金設(shè)備的更新?lián)Q代，對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改良，并將一些性能落后的設(shè)備逐步淘汰掉，除某些關(guān)鍵的部件之外，爭取全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，借此來提高鋁及鋁合金軋制設(shè)備的國產(chǎn)化率。其二，在未來的5-10年里，國內(nèi)的各大設(shè)計院、研究機(jī)構(gòu)及鋁業(yè)集團(tuán)，應(yīng)當(dāng)加大對鋁及鋁合金軋制設(shè)備的研究力度，不斷提升設(shè)備的國產(chǎn)化水平，拉近與國際之間的差距，從而使我國逐步成為鋁及鋁合金的制造強(qiáng)國。其三，目前國內(nèi)的鋁及鋁合金軋制設(shè)備的輔助裝備稍顯滯后，因此，在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)加大該方面的研究力度，除了某些技術(shù)含量超高的裝備可通過進(jìn)口獲取之外，剩余的輔助設(shè)備應(yīng)當(dāng)在5-10內(nèi)全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，這對于鋁及鋁合金窄軋制設(shè)備整體水平的提升具有重要的現(xiàn)實意義。其四，由于鋁及鋁合金軋制設(shè)備的液壓及電控兩大系統(tǒng)較之國外發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平尚顯落后，所以，要加強(qiáng)對其的研究，逐步提高設(shè)計與制造水平，爭取在短時間內(nèi)追趕上國際先進(jìn)水平，并使系統(tǒng)的國產(chǎn)化率提升至60%以上。其五，要進(jìn)一步強(qiáng)化自主研發(fā)核心技術(shù)的能力，在對國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)的同時，應(yīng)對其進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上通過創(chuàng)新，來提高我國的鋁及鋁合金軋制設(shè)備的國產(chǎn)化水平。

3.2 對策建議

為進(jìn)一步推動我國鋁及鋁合金軋制設(shè)備國產(chǎn)化程度的提升，筆者提出以下幾點對策和建議：其一，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮出政府的指導(dǎo)作用，逐步加大宏觀調(diào)控力度，對相關(guān)的資源進(jìn)行合理的配置和利用，并在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，不斷加大產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及產(chǎn)品升級力度，對于規(guī)模較小、技術(shù)設(shè)備比較落后且不具備市場潛力的鋁及鋁合金生產(chǎn)制造企業(yè)，可以采用合并的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)型，同時，要逐步消除低水平和重復(fù)建設(shè)，加快組建與國際化接軌的鋁加工設(shè)備集團(tuán)公司。而國家應(yīng)當(dāng)出臺一些扶持政策，以此來促進(jìn)我國制造工業(yè)的發(fā)展。其二，建議加快組建與世界級水平相仿的鋁及鋁合金設(shè)備技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，并通過培訓(xùn)提高技術(shù)人才的素質(zhì)和專業(yè)水平，為軋制設(shè)備技術(shù)水平的提升提供人才保障。其三，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加大科技投入力度，把各種先進(jìn)的技術(shù)和科研成果應(yīng)用到鋁及鋁合金軋制設(shè)備的研發(fā)當(dāng)中，以此來增強(qiáng)產(chǎn)品的技術(shù)含量，全面提升軋制設(shè)備的整體性能。筆者建議，可將如下技術(shù)應(yīng)用于軋制設(shè)備的開發(fā)當(dāng)中：CAD技術(shù)、有限元分析技術(shù)、PID控制技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。

4 結(jié)語

綜上所述，我國是鋁及鋁合金制品的生產(chǎn)大國，但在軋制設(shè)備方面卻與國外發(fā)達(dá)國家之間存在一定的差距，為了逐步拉近這一差距，在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)加大對鋁及鋁合金軋制設(shè)備相關(guān)方面的研究力度，除了對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)研發(fā)一些新的技術(shù)，從而使其能夠促進(jìn)鋁及鋁合金軋制設(shè)備的持續(xù)發(fā)展。