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天下鋁工業(yè)看渤海灣:制粉與鍛壓篇

2019年04月23日 9:10 7870次瀏覽 來源:   分類: 鋁資訊   作者:

 

制粉
鋁及鋁合金粉是以鋁為主要成分,根據(jù)用途和需要,適當(dāng)加入其他成分,采用不同的工藝制備的粉末,其外形尺寸大都小于等于1000μm。按GB/T 2085-2007,鋁粉分為空氣霧化的、球磨的、粉碎的和氮氣霧化的4類。
中國鋁粉生產(chǎn)始于1962年哈爾濱鋁加工廠(現(xiàn)在的東北輕合金有限責(zé)任公司)二期項目制粉車間的建成,其中鋁粉1500t/a、鎂粉400t/a、鋁-鎂合金粉500t/a。經(jīng)過57年特別是改革開放40年的高速發(fā)展,中國已成為全世界最大的鋁粉、鎂粉生產(chǎn)國,2017年全國鋁粉、鎂粉生產(chǎn)能力已超過180kt/a,占世界總產(chǎn)能的64%左右;產(chǎn)量約120kt/a,約占世界總產(chǎn)量的55%。中國鋁粉制造技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比還有較大差距,仍處于“跟跑”階段,特別是在超細(xì)軍工球粉制備技術(shù)方面,不但在技術(shù)方面有較大差距,而且成品率比先進(jìn)國家的低一些。
渤海灣2017年鋁粉、鎂粉生產(chǎn)能力約65kt/a,是全國最大的地區(qū),占全國總產(chǎn)能的36%,其5個大企業(yè)的相關(guān)資料見表。
金茂鋁業(yè)高科有限公司位于黃河三角洲中心城市、國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)東營經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)境內(nèi),有5條鋁粉生產(chǎn)線,生產(chǎn)能力約15kt/a,2017年鋁粉產(chǎn)量約8kt。
恒大實業(yè)有限公司位于遼寧省營口市高新技術(shù)開發(fā)區(qū),是一個大型綜合性制粉企業(yè),產(chǎn)品:氣霧化鋁粉,空氣霧化鋁粉、鎂粉、鋁-鎂合金粉、涂料鋁粉等,是中國粉產(chǎn)量最大的企業(yè)之一,產(chǎn)量超過10kt/a。
霍林郭勒在建特大鋁粉項目。據(jù)《中國鋁業(yè)》2017年第11期第47頁報道,霍林郭勒市人民政府與安徽旭陽鋁顏料有限公司簽訂了《20萬噸球形鋁粉、10萬噸鋁銀漿項目投資協(xié)議書》。該項目技術(shù)投資38億元,分三期建設(shè):一期投資6億元,建設(shè)50kt/a粉球項目,2018年底具備生產(chǎn)條件;二期投資14億元,建設(shè)50kt/a球粉、50kt/a鋁銀漿項目;三期投資14億元,建設(shè)100kt/a球粉、50kt/a鋁銀漿項目,2020年投產(chǎn)。此項目如能建成,無疑將是世界上最大的鋁粉與鋁銀漿工程。
霍林郭勒是內(nèi)蒙古東部一座新型工業(yè)城市,緊鄰渤海灣,因煤而建、緣煤而興,霍林河煤田儲量119.2億t,是中國五大露天煤田之一。新世紀(jì)以來,該市依托煤資源,實施能源轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),向煤炭下游延伸發(fā)展,從建設(shè)大型坑口電站開始,到發(fā)展高載能鋁產(chǎn)業(yè),再到發(fā)展高附加值的鋁材深加工產(chǎn)品,開創(chuàng)了煤-電-鋁-鋁材-深加工產(chǎn)品一體化發(fā)展的“霍林河模式”。2017年末已形成33250kt/a煤、4427.5X103kW電力裝機、1770kt/a原鋁、1610kt/a鋁加工材生產(chǎn)能力,2017年工業(yè)總產(chǎn)值410億元,居民人均可支配收入超過4萬元,躋身全國最具投資潛力中小城市百強第38位、中國西部百強縣第10位,成為國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地、首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范市和產(chǎn)城融合示范區(qū)創(chuàng)建地區(qū),霍林郭勒工業(yè)園區(qū)被認(rèn)定為自治區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。
鍛壓
南山鋁業(yè)公司鍛壓公司
山東南山鋁業(yè)股份有限公司航空材料事業(yè)部的鍛壓公司位于南山航材園,有4臺鍛壓機,2臺模鍛機,1臺125MN的,1臺500MN的,從德國新貝爾康普公司(Sienpelkamp)引進(jìn);2臺自由鍛造機,1臺25MN的,另1臺為60MN的,德國韋普科海得里克公司(Wepukohypdiulik)設(shè)計制造,設(shè)計生產(chǎn)能力14kt/a。
山東航橋新材料有限公司
山東航橋新材料有限公司位于鄒平縣,是一家新近建成的鋁合金鍛壓企業(yè),是北京航空材料研究院與魏橋鋁電公司的合資工廠,投資2億元,2016年8月投產(chǎn),有4臺鍛壓機:1臺500MN的,第一重型機器制造有限公司設(shè)計制造;另3臺為36MN、25MN、16MN的各1臺,天津市天鍛壓力機有限公司制造。航橋新材料有限公司鍛件生產(chǎn)能力10kt/a。
山東固德鎂鋁有限公司
山東固德鎂鋁有限公司于2015年投產(chǎn),有天津天鍛壓力機有限公司100MN、36MN、0.63MN的鍛壓機各1臺,生產(chǎn)能力3.5kt/a。
渤海活塞股份有限公司
渤?;钊臼鞘澜绲诙笃囦X合金活塞生產(chǎn)企業(yè),中國最大的活塞是用4032鋁合金鍛造的,在T6狀態(tài)應(yīng)用,活塞位于發(fā)動機的心臟,其工作質(zhì)量直接影響發(fā)動機的性能,鋁合金是制造活塞的良好材料,因為它的質(zhì)量輕和熱導(dǎo)率高,現(xiàn)在有的汽車已用鋁基復(fù)合材料制造活塞及活塞環(huán)。復(fù)合材料的性能比4032合金更好,不但質(zhì)量更輕,而且有更高的高溫強度和抗熱疲勞性能,以及更低的線脹系數(shù),因而延長了活塞壽命,降低了油耗和廢氣排放量,提高發(fā)動機功率。
4032合金是一種Al-Si-Mg-Cu-Ni系合金,它的注冊成分(質(zhì)量%):(11.0~13.5)Si,1.0Fe,(0.50~1.3)Cu,(0.8~1.3)Mg,0.10Cr,(0.50~1.3)Ni,0.25Zn,其他雜質(zhì)單個0.05、總計0.15,其余Al。4032合金的固溶處理溫度(520±5)℃,其過燒溫度530℃。
渤?;钊境龑I(yè)生產(chǎn)鋁活塞及組件外,還開發(fā)、設(shè)計、制造及銷售專用數(shù)控機床、鋁合金汽車零部件、車輪、汽車空調(diào)、減震器、排氣系統(tǒng)、油箱、啟停電池等產(chǎn)品,實現(xiàn)了汽車動力總成、熱交換系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)布局,并在大力搶占新能源汽車輕量化零部件市場。
鋁合金鍛造車輪
鍛造鋁合金車輪的各項性能比鋼車輪和低壓鑄造鋁合金車輪優(yōu)越得多,例如美國奧科寧克鋁業(yè)公司(原美國鋁業(yè)公司)的DURA-BRIGHI EVO鍛造大巴車輪質(zhì)量比鋼輪輕47%,如果一輛公共汽車的12個車輪全部用鍛的,則在其生命周期內(nèi)(運行1.5Mkm)可少排放CO2 13.3t;鍛造車輪可承受71.2t重量,而鋼輪承受13.7t時就發(fā)生變形,可見鍛造鋁合金輪承受外力的能力為鋼輪的5倍。奧科寧克公司采用80MN鍛壓機生產(chǎn)大巴車輪。
渤海灣是中國鍛造鋁合金車輪發(fā)祥地,秦皇島中信戴卡輪轂制造有限公司,有3臺35MN的鍛壓機,從德國引進(jìn),后來又建了一條生產(chǎn)線,有3臺60MN的鍛壓機。筆者在參觀美國鋁業(yè)公司瓦里克(Warrick)加工廠時,車輪線上僅有1臺鍛壓機,不到1min就有1只車輪下線。2017年,中國約有18家生產(chǎn)鍛造車輪的企業(yè),擁有約48臺鍛壓機,戴卡集團(tuán)是全世界最大者。生產(chǎn)大巴與卡車車輪的鍛壓機宜≥70MN。
遼寧忠相鋁業(yè)公司
遼寧忠相鋁業(yè)有限公司位于遼寧省遼陽市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),2012年組建,占地面積30余萬m2,總建筑面積16萬m2,是中國唯一的既能生產(chǎn)液態(tài)模鍛鋁合金軸頭又能以鍛、旋綜合工藝生產(chǎn)鋁合金車輪的大型高新技術(shù)企業(yè)。主導(dǎo)產(chǎn)品為鋁合金車輪和法蘭軸頭,車輪生產(chǎn)能力5M只/a,適用于各類高、中檔商用卡車、客車、商務(wù)車及國防、消防、安全等特種功能車使用。
公司建成了世界一流的領(lǐng)先水平的熔鑄生產(chǎn)線,全自動智能化的鍛造生產(chǎn)線、機加工生產(chǎn)線、熱處理線和表面處理生產(chǎn)線,其中不少裝備是引進(jìn)的。
忠相公司特別注重技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新,不斷加大研發(fā)投入,聚集國內(nèi)外技術(shù)精英,組成了一支實力雄厚的技術(shù)團(tuán)隊,引進(jìn)了一批國際一流的檢測設(shè)備,建成了國際領(lǐng)先的綜合理化實驗室,打造出了高水平的創(chuàng)新研發(fā)平臺——技術(shù)中心。幾年來公司獲得了諸多榮譽稱號,是中國卡車公開賽唯一指定車輪供應(yīng)商。
鍛造用的鋁合金及鍛造溫度
常用的鋁合金有1100、1200合金,用于鍛造通訊零件、計算機磁鼓等。還有2024/2124/2424、2219/2618/2A50/2B50、2A70、2A80/2A90、2A14/4032/5056/5083/6A021/6061/6066/6082/6070/6013/6351/6005A、6N01/6061/6063/7022、7055/7155/7068/7075/7175/7475合金等。除5056/5083合金在O狀態(tài)下應(yīng)用外,其他合金都是熱處理可強化的,在T6或T7狀態(tài)下應(yīng)用,占整鍛件總質(zhì)量的93%以上,同時都是受力的結(jié)構(gòu)件。
當(dāng)今用的鋁合金鍛件,大都是在熱態(tài)下鍛造的,占鍛件總質(zhì)量的98% 以上,在室溫下鍛造的很少,也就是說冷段的鋁合金工件很少。鋁合金鍛件都是熱鍛的,所以鍛造溫度是一項極為重要的工藝參數(shù),合適鍛造溫度范圍的確定,應(yīng)保證合金有高的塑性、低的變形抗力,寬的溫度范圍,一方面便于操作,另一方面保證鍛件有高的性能和細(xì)小均勻的晶粒組織。鍛造用的坯料有兩種:鑄造的和預(yù)變形的。
結(jié)束語
中國是鋁粉、鎂粉、鋁-鎂合金粉生產(chǎn)大國,制粉裝備也已完全國產(chǎn)化了,但制粉工藝和生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)效率與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的相比還有一定的差距,還不是此領(lǐng)域的全盤領(lǐng)軍,在特重(>7t)“炸彈之母”與“炸彈之父”用的超細(xì)球形鋁粉的成品率比國際先進(jìn)水平的低很多,同時粒度也欠均勻。
中國是鋁合金鍛造王國,有世界最大的800MN模鍛機,模鍛機總數(shù)占全球總數(shù)的65%以上,鍛件質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家并駕齊驅(qū),中國生產(chǎn)的航空器鋁合金鍛件已裝上成千上萬架波音民機,但在鍛件成品率與工藝創(chuàng)新領(lǐng)域,以及新型鍛造合金研發(fā)方面還有待加強。

渤海灣5個大制粉廠的概況

 企業(yè) 產(chǎn)能,(kt/a)  2017年產(chǎn)量,(kt)   生產(chǎn)線數(shù),(條)  主要粉末類型
東營金茂鋁業(yè)高科技有限公司   15  8  5  微細(xì)球粉
營口恒達(dá)實業(yè)有限公司  15   12  4 空氣霧化粉 
山東魯馳新材料科技有限公司  12   11  2/40臺球磨機 微細(xì)球粉、膏 
鞍鋼實業(yè)微細(xì)鋁粉有限公司   9   微細(xì)球粉 
章丘金屬顏料有限公司   7    
其他4廠   7  4    
總計   58  49    

責(zé)任編輯:王慧

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