铝及铝合金板带热连轧生产工艺及工程建设浅析

铝及铝合金板带热连轧生产工艺及工程建设浅析金玉成（中冶东方工程技术有限公司，内蒙古包头014010）摘要本文通过分析热轧铝板带材的几种生产方式，说明了热连轧工艺的优势，结合中冶东方正在参与设计的国内某“14”热连轧项目，简要分析了热连轧项目工艺设备情况及国产化设备的发展前景。关键词铝板带材；热连轧；国产化DOI103969/JISSN16716396201206027自2005年西南铝引进了国内第一条“14”热连轧生产线后，中国的铝板带建设随着市场迅速扩大，跻身世界前列，目前已拥有多条热连轧生产线。自2010年以来，国内新增在建多条铝板带热轧生产线，多为大型热连轧生产线。1国内铝及铝合金热轧板带材的主要生产方式目前铝及铝合金热轧板带材主要有两种生产方式，一种是铸轧法，一种是热轧法。铸轧法设备简单、工序简练、能源消耗小、生产效率高、一次性投资小，但其生产合金品种少，其提供的坯料相当一部分是铸态组织，且往往能生成对后续冷加工非常不利的羽毛状晶，影响后续成品率，所生产的板坯不适于用来加工某些铝材，如目前不适于轧制铝饮料罐用料等高端产品，产品品种范围受到较大限制。热轧法是铝板带加工的先进技术，它可以生产出铸轧法所不能生产出的高质量板带产品。热轧法提供的坯料成分均匀、组织均匀致密、平整度高、生产能力大，可生产所有牌号的铝及铝合金，适应所有铝板带消费领域，产品在深冲性能等各方面都有较大的优势。作为铝板带生产大国的美国和日本采用的都是热轧供坯，冷轧带卷坯料约85是经过热轧的，特别是日本其比例更大些，铸轧带卷坯仅为8左右。其中热连轧供坯是制备制罐用铝板带、高精度PS版基等的关键技术。热连轧机组是由1台或2台可逆热粗轧机和35台不可逆热精轧机串联构成的连轧生产线，最具有代表性的为“14”配置方式，典型配置如图1所示。很高的要求，所以工艺过程广泛采用先进的监控仪表和计算机控制技术，极大地提高了生产效率。当前，世界铝板带材正向着高纯化、细晶化、超硬化、高精化的趋势方向发展；生产设备向大型化、连续化和自动化方向发展。因此以生产高精度铝板带材为主的热连轧生产方式是铝板带生产工艺发展的一个重要方向。2国内某在建“14”热连轧生产线概况近几年来，我国机械制造、电气自动化控制等方面在引进、消化吸收国外先进技术的基础上得到了长足的进步，已达到或接近国际先进水平，目前国内在建的几条大型铝板带热连轧项目设备及电气均立足国产化。以下结合中冶东方正在参与设计的国内某铝加工项目对热连轧工艺、设备及工程建设情况进行浅析，不足之处，请各位同行批评指正。生产线包括熔铸及热连轧车间，按“T”字型布置，在总图运输及公用辅助设施中留有二期建设的可能性。项目的规模在35万T/A以上，主导产品包括交通运输用铝材、建筑装饰铝材、铝箔坯料、包装容器用铝材等高精尖产品，热轧产品规格如下（1）热轧带材带材厚度20100MM；带材宽度10002750MM（未切边），9502680MM（切边后）；带材内径610MM；带材外径1100MM2500MM；带材重量MAX250T。（2）热轧板材厚度880MM；宽度10003100MM；长度200015000MM。热轧车间包括热轧生产线和中厚板生产线，布置如图2所示。图1“14”热连轧基本配置图热连轧生产工艺稳定、工序少、产量大、生产效率高，能有效地降低生产成本，轧制后的带坯厚度小，厚度、凸度及板形精度高，产品质量好，是其他热轧生产方式无法比拟的，特别适用于大规模生产制罐料以及优质铝箔坯料等高精度产品。热连轧的终轧厚度可达2MM，生产能力3060万T/A。但同时对机组主体设备的性能，特别是自动控制系统提出了图2某项目热轧铝板带车间热轧生产线平面布置图3生产工艺本热轧生产线包括热轧卷及热轧中厚板。厚度小于70MM铝及铝合金板带材通常采用热轧卷方中国西部科技2012年06月第11卷第06期总第275期61式生产，产品主要用作冷轧坯料，也有用作生产片材，生产工艺流程铸锭铣面加热（均热加热一体化）热粗轧热连轧打捆称重。热轧中厚板是指厚度不小于70MM的铝及铝合金板材，主要品种有热轧板、退火板、淬火或淬火预拉伸板等，热轧厚板在热轧机上通常采用块片法生产，工艺流程铸锭均匀化铣面加热热轧定尺剪切矫直。（1）热轧生产线。热轧生产线主要设备铸锭铣面机、推进式加热炉、焊合机、铸锭清洗装置、立辊轧边机、四辊可逆粗轧机、重型剪、轻型剪、F1F4精轧机组、圆盘剪、卷取机、各种连接辊道及其乳化液、液压润滑设备等。（2）中厚板生产线。中厚板生产线设备板材退火炉、拉伸机、精密锯床、超声波探伤机等。4热连轧主要工艺设备及装备特点41铣面机型式带侧铣装置的铸锭铣床；生产能力68块/H。42立推式推进式加热/均热炉最高炉气温度650；最高工作温度550；装炉量660T、530T；加热方式天然气加热；出料铸锭端各部位温差士5。43液压式定尺剪剪刀长度3300MM；剪切力MAX4600KN；剪切频率5次/MIN。44立辊轧机型式卧式电机下传动；轧制力MAX6000KN；轧制速度0100200MPM；主电机功率AC1400KW。45四辊可逆全液压式粗轧机组机架刚度约6000KN/MM；支承辊规格1600/1500MM3300MM；工作辊规格1050/980MM3300MM；压下系统电动压下液压AGC压上；轧制力MAX45000KN；电机功率2X5000KW，AC；弯辊力MAX2500KN/侧。46重型剪型式液压式；剪切温度350；剪切力MAX9000KN；剪切频率4次/MIN。47轻型剪型式液压式；剪切力MAX4600KN；剪切频率5次/MIN。48四机架热连轧机组机架刚度5000KN/MM；支承辊规格1600/1500MM2850MM；工作辊规格750/700MM2950MM；轧制力40000KNMAX；电机功率45000KW；弯辊力1750KN/侧。49圆盘剪和碎边机491圆盘剪剪切带材厚度210MM；剪切带材宽度MAX100MM/单侧；主传动电机AC150KW。492碎边剪剪切带材厚度210MM；刀盘直径380MM；主传动电机AC200KW。410卷取机型式上卷取式；卷取张力25350KN；卷取速度MAX480M/MIN；卷材直径13502500MM；卷筒涨径607/610MM；卷筒传动AC0/2000KW。5生产线机组及自动化装备水平本生产线装备有轧辊平衡；正负弯辊系统和液压AGC系统；轧线标高调节装置。用于提供反馈控制信号的测厚仪、多功能凸度仪装置、红外线高温计。轧制过程中采用乳化液冷却和工艺润滑，机架配备有冷却乳液喷射梁及清除工作辊表面金属残留物的刷辊。机组配备排烟系统以将热轧过程中产生的烟气排出，达到良好的清洁除尘的目的。热轧自动化使用世界先进的软硬件和网络配置，自动化系统具有开放性、安全可靠。采用二级方式控制一级系统完成自动板形控制、工作辊弯辊控制、厚度控制、偏心补偿控制等功能；二级控制系统完成一级系统参考值设定、轧制跟踪、轧制数收集、报表、轧制分析、系统测试、产品分类、性能评估等功能。6结束语随着国内铝加工业的发展，国内的科研开发人员逐步努力克服了各方面的技术难点，计算机控制、精密机械加工制造等现代化技术也已广泛应用于铝合金加工设备之中。本项目选择全国产化的热粗轧四机架热连轧机的配置型式，代表了国内先进的装备水平。同时投资规模较国外设备大为降低，其产品针对高精尖产品，板、卷联合生产方式灵活，适应市场变化。伴随着技术的发展应用和铝板带材的广泛使用，市场对于铝板带产品的质量标准要求必然会愈来愈高，市场竞争会非常激烈。这就需要铝板带企业未来投入大量的科研开发，利用自身优势，提高产品质量，努力开发新产品，迎接市场新的挑战。参考文献