中国现代铝带冷轧工业的现状
中国到2002年底拥有的现代化四辊铝带冷轧机将超过76台,生产能力近1398kt/a,仅次于美国、日本、德国,居世界第四位。到2005年很可能超过日本和德国而跃升到全球第二位。中国自行设计与制造的四辊铝带冷轧机中国第一重型机械集团公司从1961年开发始为西南铝业(集团)有限责任公司设计制造了1台Φ750mm/1400mm×2800mm四辊可逆式铝热轧机和1台Φ650mm/1400mm×2800mm四辊可逆式铝带冷轧机。它们于1969年投产,产品不但满足了国内市场需求,而且有一批进入国际市场,其产品于1979年获国家银质奖。1983年,第一重型机械集团公司又为西南铝业(集团)有限责任公司设计制造了1台Φ650mm/1400mm×2800mm四辊可逆式铝带冷轧机,而将第一台2800mm冷轧机改为热轧机。同时,该集团公司还为西南铝业(集团)有限责任公司设计制造了中国首台Φ360mm/1000mm×1400mm不可逆式四辊冷轧机,轧制速度可达600m/min,产品最薄厚度为0.2mm,板厚偏差为±0.005mm。具有液压AGC系统、X射线测厚仪、轧制油板式精密过滤、可控硅供电、开卷机自动对中、快速换辊、自动灭火系统等。其技术水平基本与20世纪70年代中期的国际水平相当。该机于1986年10月正式投产。
与此同时,洛阳有色金属加工设计研究院吸收了引进的四辊不可逆铝带冷轧机的技术,于1984年独立自主地为洛阳铜加工集团有限责任公司设计了一台Φ360mm/1000mm×1400mm四辊不可逆铝带冷轧机,由洛阳矿山机械集团公司制造,1988年投产,最高轧制速度360m/min,产品最薄厚度0.2mm,厚度偏差±0.005mm。整体装机水平与20世纪70年代中期的国际水平相当。截止到2010年底中国有自行设计制造的辊面宽度≥1400mm的四辊不可逆式冷轧机165台左右(含4台6辊的,它们的总生产能力约4800kt/a。)800mm级四辊铝带冷轧机:第一重型机械集团公司设计制造的首批四辊800mm铝带冷轧机于1985年在东北轻合金有限责任公司等工厂投产。后来洛阳有色金属加工设计研究院、西安重型机械研究所等在研制开发这类轧机方面做了许多工作,所提供的十多台这类轧机在薄带材与厚铝箔生产中发挥了很好的作用。一般都把这类轧机设计成可以轧制≥0.05mm的带材。西安重型机械研究所高林林等在为众和铝业股份有限公司设计的800mm思机上采用了一定凸度的展平辊,对减少带材的横向应力取得了很好的效果。薄带材或厚箔材在张力的作用下有横向收缩倾向,易导致横向弯曲变形,采用凸度展平辊对纠正这种弯曲变形是有效的。从2003年起几乎没有建过以800mm级冷轧机为主导装备的平轧铝产品企业,这在中国铝板带轧制工业发展历程中也是很有意义的。1400mm级四辊不可逆铝带冷轧机:中国是全球(至2010年)拥有1400mm级四辊铝带冷轧机最多的国家,共共约83台,其中有自行设计制造的74台,引进的9台,总生产能力约1800kt/a。
值得指出的是,目前工业发达国家几乎不再建1400mm级的四辊不可逆铝带冷轧机。近些年来世界上一流的轧机设计制造企业如西马克公司、奥地利钢铁联合工业公司(VAI)、法塔亨特公司(FATAHunter)、日本石川岛播磨重工业公司(IHI)等也未见提供这类轧机。这一点应引起我们的关注。当然,由于中国的国情不同,是一个经济发展不平衡的发展中国家,今后还会发展些这类轧机。中国有色科技股份有限公司、上海捷如重工机电设备有限公司、涿神有色金属加工专用设备有限公司、上海天重重型设备有限公司、诚达机械设备有限公司、正扬设备制造有限公司、圣实冶金机械有限公司等等,在设计开发1400mm级四辊铝带不可逆冷轧机方面作了大量工作,成就突出。有些轧机的水平已达到当今的国际水平。它们通常都具有如下的功能与装机水平。中国设计的1400mm级四辊不可逆冷轧机一般能生产宽660mm~1260mm、厚0.1mm~3.00mm的纯铝及大部分软合金带材。目前的产品最薄厚度为0.05mm。
冷轧机生产线主要由上郑车、纠偏装置、开卷机、轧机、偏导辊、圆盘剪、碎边机、助卷器、卷取机、卸卷车等组成。带卷开卷后经入口夹送偏导辊、五辊展平装置、光亮辊送至主机轧制,高硬度的四辊辊长江及展平光亮辊可保证轧制的带材平直光亮;轧辊倾斜、正负弯辊、轧辊分段冷却的采用,可改善板形;为了保证表面洁净,设有支承辊清辊器及空气清辊器;高强度与高刚性的牌坊及升降灵敏的压上缸,在AGC系统的控制下,可获得高精度的带材;轧制线可保持恒定,并在操纵台屏幕上以数字显示;排烟系统能及时吸抽、净化、排放轧制烟雾,保持良好的工作环境,排放的气体符合环保要求。
轧机的传动系统由大功率直流电机、高精度联合齿轮减速箱、万向联轴节组成,传动既稳定又可靠;采用快速换辊装置、万向接轴支架及快换接头,能显著缩短换辊停机时间;出口侧设有X射线测厚仪,可确保带材的精确轧制厚度;圆盘剪可在线剪切带材边部,经碎边机切断后由皮带运输机送至碎边箱;带材端部由液压剪切齐;尾部导向装置可将带材导入卷取机的卷筒。卷取机由卷筒、活动支撑、减速箱、推料板、涨缩缸与传动部分组成。采用串联直流电机驱动、牙嵌式电磁离合器与机械变档,能可靠地为不同厚度的带材提供所需的张力。当带材厚度被轧到4mm以后,皮带助卷器可使带材快速、方便地卷取。两侧的运卷升降小车都是自动控制的,带卷储运系统能方便、快速运输,大大提高了轧机的自动化程度。入口侧及出口侧的套筒导出装置及导入装置可各存放4个套筒,缩短了天车的使用时间。轧制液喷横梁安装于入口侧,可向轧辊喷射高效的冷却液,通过喷嘴流量调节系统可实现轧辊分段冷部,有效地控制辊形。轧制液通过精密板式过滤器过滤。
液压系统包括压上、弯辊及一般操作系统。设有压上泵站,可为压上缸及正负弯辊缸提供强大可靠的压力,压上系统在厚控系统的控制下可快速灵敏地使压上缸升降,从而精确地调控带材的厚度。弯辊系统可通过手动单独调节流量控制阀调控板形,也可以采用板形仪自动控制板形,多数1400mm级轧机都装有引进的板形仪。一般操作系统由一个泵站及3个阀站组成,控制轧机一般运动件的油缸、油马达,以保证轧机达到高度的整体自动化。润滑系统包括稀油、干油及油雾润滑系统。稀油润滑系统向开卷机、卷取机及主传动齿轮减速箱提供循环流动并经过滤的齿轮润滑油;干油润滑系统向轧机各处的滑动面及转动面强制压送干油,以保证雾部件运动的灵活性与降低磨损;油雾润滑系统向轧辊轴承及导辊轴承喷射雾化润滑油,对保证轧机的高速转动起着至关重要的作用。气动系统由压缩空气干燥机和气动阀站构成,向轧机的空气吹扫器及各种气缸提供所需的压缩空气。
