铝板带箔技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

20多年来，我国国民经济的高速发展带动了国内铝加工业的快速发展，也促进了国内铝板带箔轧制技术的不断进步。目前国内的铝板带箔轧制生产企业正进入一个重整状态，大量的投资用于更新技术和设备。除大、中型铝轧制企业引进先进的国外铝加工设备外，更多的中、小型铝轧制企业购买的是国产设备，从而大大刺激和促进了我国铝加工设备的自主设计和研制，也不同程度地促进了国产铝轧制设备的技术进步。

目前，我国自行设计和制造的铝板带冷轧机在低速、窄规格方面已经接近或达到国际铝冷轧机的专有技术水平。伴随着市场需求的不断增长和变化，国产铝板带冷轧机正在满足市场多样化要求，逐步向高精度化、宽幅化、高速化以及高水平和连续轧制的方向发展。国产铝板带冷轧机的技术特点：

1、机组设备布置紧凑，总体功能齐全，整机自动化程度提高。现代化铝板带冷轧机的轧制形式均为不可逆轧制，配有卷材自动运输装置。20世纪末至21世纪初年设计的机组中，同时配备了带卷自动测量和上卷自动对中装置，可实现上卸卷的自动化操作，使操作强度逐步降低，提高成品率，增加竞争能力。

2、轧制速度提高，单机产能增加。前些年的国产铝板带冷轧机，最大轧制速度由原来的300m/min提高到近800m/min，随着板型自动控制系统的投入，最高轧制速度不断提高，达到1200m/min，但来料厚度较大，单机产量较低，单机产能由最初的7.5kt/a提高到现在的40kt/a，但轧制速度与国外相比，仍有一定的差距，单机产能也有较大差距。

3、整机国产化程度提高，设备维护方便。随着国产装备业的发展，国内配套能力进一步提高，国产冷轧机以前主要靠引进的检测元件或控制系统逐步被质优价廉的国产元件或系统代替:如厚度自动控制系统(AGC)、带材自动纠偏控制系统(EPC)、X射线测厚仪、板型自动控制系统(AFC)等。同时，由于国产化的提高，设备维护费用越来越经济，产品更具竞争力。

4、液压和润滑系统更加完善和标准化。国产铝板带冷轧机液压系统主要为整体泵站和分散阀台布置，轧机控制更趋于全液压化。对中伺服液压系统、弯辊伺服液压控制、厚度伺服液压控制以及上卸卷测量及液压控制系统等均广泛用于轧机控制。

5、电气传动系统有了比较大的发展。开卷机、卷取机和主传动电动机控制系统广泛采用全数字直流传动装置，供电全数字直流传动装置与交流传动装置相比，其优点在于造价较低，控制简单可靠、维护方便;交流传动与直流传动装置相比，其优点在于结构紧凑、维护量小、动态控制特性优良。

6、电气控制更加完善。不管是自动控制部分还是传动部分，国产现代化轧机近期发展采用三级控制系统：即0级———自动化基础；1级———闭环控制；2级———过程控制。装配了多个CPU中央处理单元，系统的开放性很强，用户可以自己开发和自己修改。

7、完善的厚度自动控制系统。其控制系统包括:辊缝控制、前馈控制、反馈控制、弯辊力补偿及轧辊偏心补偿。

8、板形自动控制系统应用越来越广泛。

国产板形辊及板型自动控制系统的投入使用，将代替价格昂贵的进口板型控制系统。同时，产品质量又提高了档次。

第二节 产品工艺特点或流程

根据热轧机的机架数及卷取方式，可将热轧工艺分为4种类型：单机架单卷取、单机架双卷取、热粗轧+热精轧、热粗轧+多机架热连轧。

1、单机架（二辊或四辊热轧机）单卷取

这种生产方式常见于国内前些年投产的热轧生产线，如华益铝厂、新疆众和股份有限公司、宁波双圆铝制品厂、重庆铝制品厂、长江电工厂、北京伟豪铝业有限公司等的热轧机。这种类型的热轧机多为1200-1500mm的热轧机，其装机水平不高，轧制速度一般在1.5-3m/s左右，最大卷重4t以下，生产规模不大，年产量约在数千吨至1万吨之间，产品厚度较大，尺寸精度不高，板凸度也很难控制，但投资较少。目前这些生产线大多正在(或准备)进行双卷取改造，以加大卷重，提高产品质量，同时增加产品品种，扩大生产规模。

我国仍有一定数量辊面宽度小于1200mm的热轧机，而在工业发达国家这些小型热轧机几乎已经绝迹，但在发展中国家还普遍存在，特别在我国这些小型热轧机在近期内仍将存在。

2、单机架(二辊或四辊热轧机)双卷取

单机架双卷取热轧机是由1台可逆热轧机及两台卷取机组成，关铝集团、常熟铝加工厂、洛阳中色万基铝加工有限公司等企业正在建设的热轧机(均由中色科技股份有限公司设计制造)均是这种类型的热轧机。该生产方式的特点是：轧制速度最高可达3-4m/s；最大卷重可达10t以上；产品厚度一般为3.5-6mm；生产规模适中，一般在5-12万t/a之间；可生产各种合金的板带材，产品质量较高，精度及平直度较好，可作为高档铝板带箔材的生产坯料，但生产制罐料时质量不够稳定；生产控制及装机水平要求较高。其工艺过程为:首先根据产品需要进行铸锭铣面，然后按合金品种不同进行铸锭加热或均热，再将加热好的铸锭送至热轧机进行多道次大压下量的可逆轧制，热轧过程中根据工艺要求进行切头、尾，最后3个道次进行带张力轧制。

与铸轧生产相比这种生产线的投资较大，但与热连轧相比要低的多。目前，这种热轧机在世界上约有10多台(包括新制造的7台)，大多数为2000mm以上的轧机。

3、热粗轧+多机架热连轧

这种热轧生产线是由1台(或2台)可逆热粗轧机及3-6机架热连轧机组成的，代表了当今世界铝板带加工技术与装备的最高水平。其主要特点是高速度、大卷重、专业化、连续化；生产控制手段齐全，产品质量优异，适合于轧制各种合金，生产规模通常为30-60万t/a。但一次性建设投资相当大，而且只有产量达到经济规模时才具备价格竞争能力。目前全世界约有20条热连轧生产线，几乎均建在发达国家，其中美国8条、日本4条，我国西南铝业已建成1条，渤海铝业及南山铝业的2条正在筹建之中。

4、热粗轧+热精轧

热粗轧+热精轧(俗称1+1热轧)工艺介于单机架双卷取和热粗轧+多机架连轧之间，基本解决了单机架双卷取热轧机一机两用(热粗轧和热精轧)的问题，生产规模一般在15-20万t/a之间，投资也较大。全世界有5家采用此生产工艺，我国西南铝业集团有限公司目前的旧热轧生产线也是这一类型。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

尽管目前我国铝板带箔轧制的国产冷轧机技术水平得到提升，但在大型装备的研发、设计与制造方面还有较大差距，需要不断地自主创新。

目前，现代化铝板带箔冷轧机在围绕完善控制系统和控制工作辊凸度等方面做了大量研究开发工作，朝着大卷重、宽幅、高速度、高自动化的方向发展。发达国家有的冷轧机轧制带材宽度已达3500mm，最小出口厚度达0.05mm，轧制速度达40m/s，最大卷重达30t，带材厚度公差不大于1%~1.5%，平直度不大于10I。高速、高质量、高配置、高性能的过程控制系统以及高度自动化是现代化轧机控制系统的特点。在未来一段时间，世界冷轧机的发展不会有重大的“发明创造”，而是会有许多小的进步。

国产铝板带冷轧机的未来发展应学习和借鉴国外轧机设计中的综合问题处理模块的执行和描述轧机内部以及周围的卷材流程。