工业与建筑铝型材生产线项目可行性研究报告

PAGE78工业、建筑铝型材生产线建设项目可行性研究报告工业、建筑铝型材生产线建设项目可行性报告工业、建筑铝型材项目可行性报告目录第一章总论第二章项目背景及建设必要性第三章市场分析第四章建设地址及建设条件第五章建设规模及产品方案第六章技术方案、设备方案及工程方案第七章总图运输与公用辅助工程第八章环境保护与资源节约第九章组织机构与人力资源配置第十章项目管理及实施进度安排第十一章项目效益分析第十二章结论 第一章总论1.1项目名称项目名称：年产20000吨建筑、工业铝型材生产线建设项目1.2项目建设地点湖北省大冶市金山店镇罗金工业园1.3项目建设内容项目占地56亩，总建筑面积34404平方米，新建厂房，办公楼及厂区道路建设，绿化等配套设施。项目年生产工业铝型材、建筑铝型材等20000吨，年产值达4亿元。1.4项目投资估算及资金筹措项目拟总投资8000万元，其中固定资产投资6500万元，流动资金1500万元。资金来源：自筹资金6000万元，银行贷款1000万元，其他1000万元。1.5可行性报告编制依据(1)国家发改委《产业结构调整指导目录（征求意见稿2007年本）》；(2)国家发改委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)；(3)《投资项目可行性研究指南(试用版)》；(4)《环境空气质量标准》(GB3095—1996)；(5)《城市区域环境噪声标准》(GB3096—93)；(6)《工程设计节能技术暂行规定》(GBJ’6—85)；(7)《建筑防雷设计规范》(GBJ57—83)；(8)《建筑设计防火规范》(GBJ‘16—87)’；(9)大冶市“十二五”经济发展纲要；（10）项目单位提供的有关本项目的基础资料。1.6可行性报告编制原则本报告的编制原则遵循下述原则：1、力求全面，客观地反映情况本报告在编制过程中严格按照国家产业政策的要求，严格执行国家、地方和部门的各种标准和规范，对项目的工程建设条件、生产技术经济指标以及对环境影响等多方面进行分析对比，力求全面地、客观地反映项目的实际情况，为上级主管部门、投资者和建设单位提供决策依据。2、采用先进的实用技术为了能较好地发挥节能工业铝型材、建筑铝型材生产线及配套的公用工程，辅助设施的作用，在立足国产化的同时，既注重技术的先进性，也充分注意技术的适用性。即本项目的可行性研究、设计、建设的过程中，根据我国目前的技术开发能力和管理水平等实际情况，选取适用的先进技术。这些先进适用的技术不仅体现在节能技术、工艺流程、技术装备和控制水平上，而且同样体现在环境保护和工业卫生等方面。3、以降低能耗、提高经济效益为中心经济效益是企业生存的命脉。因此，在本报告编制过程中特别注意装置的合理布局，减少用地，选用先进适用的可靠技术，优化工艺指标，减少定员、减少运转费用，降低消耗，降低成本，减少非生产性投资，控制项目总投资，提高产品在市场的竞争能力，从而提高企业的整体经济效益。4、严格按照国家节能减排的要求遵循可持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规，安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善“三废”处理设施，控制对环境的污染，做到环保措施建设“三同时”。1.7结论1、本项目实施符合国家产业政策，具有良好的技术可行性和经济可行性。本项目不属于国家国土资源部门、发改委《限制用地项目目录（2006年本）》中限制用地和禁止用地的项目。2、项目选址在大冶市金山店镇罗金工业园，占地56亩，符合当地产业发展规划和总体布局要求。3、本项目总体建设规模为年产2万吨节能型工业、建筑铝型材。项目产品的市场前景较好，采用的生产工艺技术成熟先进，主要生产设备引进先进节能设备，过程建设方案合理。4、承担本项目技术指导单位的中国铝材信息网是国内知名铝行业网站，具有较强的技术优势和人才实力的服务团队。因此，本项目的建设是必要的，也是可行的。

第二章项目背景及建设必要性2.1项目背景2.1.1项目提出背景1、地域背景大冶市位于湖北省东部，该市区位独特，位于九省通衢的武汉与中部资源丰富地区的衔接带，是武汉经——长沙——南昌“中三角”的连接区。素有“中国铜都”之称，也是国内闻名的铝型材生产集散中心之一。2、政策背景改革开放以来，尤其是近十多年来，中国铝工业获得了迅猛发展，我国虽已是铝材的生产和消费大国，但人均年消费量仍很低，1998年为1.51公斤，仅为全世界平均值3.0公斤的一半。而美国是25.6公斤，日本为20.1公斤，德国为14.2公斤；发展中国家巴西也近3.0公斤。

我国铝材消费量若要达到世界平均水平，其产量应达到400万吨；若要达到美国、瑞士、日本、瑞典、德国、法国、英国、奥地利、意大利和澳大利亚等10国平均水平消费量的16.988公斤，铝材产量需达到2200万吨，其中铝型材应约为880万吨。以上数字十分惊人，但却正好说明了我国铝材和铝型材具有庞大的发展空间。这样浩大的市场需求正是我国铝加工业发展的巨大动力，也是我国铝加工材的最大优势。因此，国际铝业巨头纷纷看好中国市场，并试图把生产制造基地转移到中国。其中世界三大铝型材生产商之一的美国鹰都铝业总裁马克·恩英里就公开表示：“中国是全球未来铝型材的生产大国和消费大国，中国的市场优势和较低的生产成本会形成一种巨大的竞争力，要想争夺中国这个潜力无穷的市场，最佳的选择就是在中国建立生产基地。”

根据我国国民经济发展三步走的战略，现在进入了全面建设小康社会的阶段，2001至2050年间将达到中等发达国家的水平。因此，这期间住宅建设将继续高速发展，其拉动国民经济增长总值将达7％左右。2000年我国住宅建设面积6.3亿ｍ２，仅门窗生产规模达16.1亿ｍ２。2050年前我国将新建250～300亿ｍ２住宅，仅门窗约需640～766亿ｍ２。其中2010年前，仅铝门窗一项所需铝型材年均增长10万吨。这里还不包括其他建筑铝型材及北京2008年奥运会和上海2010年世博会建设所带来的巨大需求。

根据以上情况，许多国家政府部门和专家学者对我国2010年和2015年的铝锭、铝材和铝型材需求量进行了预测，2015年我国铝锭的需求量是850～880万吨，铝材的需求量为570～600万吨，铝型材的需求量为300～320万吨。

实际上，近年来我国铝型材企业已在积极进行产业结构和产品结构的深层次调整。尤其是我国加入ＷＴＯ之后，市场经济规律的作用日益突显出来，加速了铝型材企业产业结构和产品结构调整的进程，突出表现在铝型材企业重组兼并加快，大型企业越做越大，向着集团化、大型化、专业化迈进；普遍加大科技投入，积极组建技术中心，全面提升企业研发能力，装备向着大型化、连续化、紧凑化和自动化方向发展，工艺技术向着流程短、节能环保型方向发展；大力开拓国内外两个市场，开始出现出口主导型企业。结果使我国铝型材企业由最多时1142家降低到目前的650家，产能为250万吨。广东省是我国铝型材生产最集中的省份，仅南海市大沥镇最多时曾有铝型材生产企业180家，除已被兼并或倒闭的几十家外，目前尚有120家在生产。

由此可以看出，我国建筑铝型材企业通过重组、兼并和淘汰，企业数量在减少，但产量仍在快速增长，质量不断提高，品种、规格不断增加，表现出了良好的持续发展态势3、发展机遇

（1）铝业是朝阳产业。从市场需求来看，中国建筑门窗中，铝窗约占60%左右，塑窗（PVC）约占30%左右、钢窗5%左右，木窗在城市几乎没有使用。中国铝型材有75%左右是使用在建筑行业上用于制作建筑门窗和幕墙。2006年中国总建筑面积21亿平方米，比2005年增长21%左右，中国建筑业使用铝合金门窗产量约3.2亿平方米左右，建筑幕墙每年竣工面积约5100万平方米。新型建筑铝合金门窗逐年增加，建筑结构用铝合挤压材尚待开发，市场潜力巨大。交通运输业大量使用工业型材是拉动工业铝型材快速增长的动力，21世纪交通运输业发展的首选材料就是铝合金。轨道交通、城市交通、快速客车、轻轨列车使用中强韧耐蚀宽幅铝合金型材，需求量达到10万吨。集装箱型材：中国铝制集装箱的用铝量已超过5万吨,据预测，2015年集装箱铝型材需求量约达到12万吨左右。散热器型材：大截面、薄壁散热器的需求量将达到12万吨。船舶制造：中国造船产量2006年1451载重吨，占世界市场19%。船舶夹板和船体上大量的壁板、支撑件是高强韧耐蚀铝合金材的潜在市场，据预测，2015年，此类型材的需求将有大量增长。

（2）多种铝业技术有待研发，每项技术的研发成功并产业化，会带来巨大的效益。广东铝工业路线图中列举了56项有得研发的养分技术，需要企业、科研机构集中开展研发。

（3）人才需求旺盛，高素质铝业人才的机遇。依靠技术进步、技术创新，实行技术管理和经营是我国铝型材加工企业求得生存和发展，保持竞争力的必要条件。也是企业为铝门窗幕墙行业提供优质产品、一流服务的基本保证。2.2项目建设必要性本项目属于建材行业，是我国传统产业和现代产业相结合的重要支柱产业，产业链条长，关联度高，辐射面广。对当地产业结构调整和经济协调发展意义重大。同时，通过本项目的建设还对项目区的经济发展和社会稳定有着深远的现实意义和作用，必将成为项目区经济建设的一个重要增长点。第三章市场分析我国的建筑铝型材起步较晚，始于1980年。在改革、开放政策和国民经济快速增长的推动下。国内建筑市场迅速扩大，经济条件不断改善，一些宾馆、商场及公共建筑开始大量采用铝型材，从而使之迅速发展。从90年代初开始，尤为明显，成为铝加工工业中一支异军突起的生力军。经过引进新设备、新技术，加上老企业挖潜改造和新厂的建设，我国建筑铝型材的产能、产量都得到大幅度的增加，已拥有一批较大的骨干企业，具有现代化的厂房和国际先进水平的生产设备，产品种类较全，形成了一定的规模，质量也不断得以改善，基本能满足国内各建筑工程的需要。建筑铝型材企业也已开始向规模化发展。这一切都标志着我国建筑铝型材生产已取得巨大进步，成果令人可喜。

3.1我国建筑铝型材的现状

3.1.1我国建筑铝型材的装备水平和生产能力

80年代中期是中国铝建材生产大发展时期，1984－1986年短短两、三年时间内我国铝型材生产企业便由69家猛然增至175个；挤压机台数由96台增加到305台；生产能力由9.0万t/a增加到38.0万t/a；产量由2.0万t上升到6.0万t，年平均增长率为87.7％。由此可见，我国建筑、装饰用铝型材的发展是快的，尤其是自1991年以后，中国又掀起一股铝建材生产高潮，发展势头更加迅猛。目前我国铝型材生产企业已超过1000家，其中乡镇企业、私营企业占50％以上；挤压机数量在2000台以上，75％以上都是引进的；生产能力达180万t。目前我国铝加工材料产量中建筑铝型材所占比例最大，并在生产厂家数量、挤压机数、设计生产能力三方面居世界第一位。

3.2铝建材生产中存在的问题

从总体上看，我国建筑铝型材的生产设备和生产能力还是不错的，但由于市场需求比较旺盛，发展速度过快，建筑铝型材在某些方面还存在许多弊端和问题。

1、生产能力大、实际产量小

我国铝建材挤压机数量虽然在2000台以上，年生产能力达到180多万t，但产量却远未达到设计生产能力水平，1995年铝建材产量仅80万t左右，不及生产能力的二分之一。而美国有300多家铝型材厂，生产能力150万t，实际年产量就达130多万t。

2、小企业多、小型设备多，未能形成规模生产

我国建筑铝型材生产厂家最大的特点就是小而多，生产分散。在1000多家企业中，生产能力≥1.0万t/a的仅有56个，总生产能力约8.5万t/a，占全国总产能的一半，而产能在10.0万t/a的却一家也没有。在所统计的329台挤压机中，挤压力≥13.33MN的仅88台，占总数的26.7％，在生产中普遍存在着小设备干大规格产品的现象。如按以往的惯例，生产全套90系列铝门窗型材必须用16.3MN挤压机，而现在有的企业则是采用8MN的挤压机。众多小而分散的企业各自为营、各自为政，没有形成专业化生产，更未能形成规模经济。

3、产品质量较差，存在诸多问题

近年来，建筑、装饰用铝型材由于国内需求旺盛而增加很快，大批生产厂蜂拥而上，遍地开花，其中有些厂技术基础薄弱，技术水平低下，工艺落后，再加上管理未能及时跟上，致使出现了产量上去了，质量却有些失控的现象，有部分产品存在着一些质量问题，如产品性能达不到规定要求，合金成份得不到保证(根本不是6063合金)，型材表面清洁度差，氧化膜着色有缺陷，而氧化膜厚度不合格则是最突出、最普遍存在的问题。国外规定建筑用铝型材的氧化膜厚度不小于20μm，而我国有些企业只有7-8μm。更有甚者是在包装上做文章，个别厂家每吨型材商品的包装纸多达150-200kg，致使这些伪劣产品组装的门窗或幕墙遇上大风、大雨就被刮掉，发生伤人事故。建材产品质量的低下，败坏了这一行业的形象的信誉。

4、产品档次低，无法与国外产品抗衡

我国建筑铝型材90％以上在国际市场上属低档产品，其产品在色泽、花样、处理工艺等方面与国外的产品有一定距离。一些高档次的门窗型材及幕墙所需型材还需进口，仅1996年就进口6万多t。

5、管理不善，建材市场较混乱

我国铝建材这几年发展迅猛，市场前景看好，一大批企业不顾客观条件，盲目上马生产，不仅给市场造成一定的压力，也使铝建材市场的管理出现许多漏洞。为了占领市场，有些企业甚至不惜采用些不正当的手段，或者竞相压价，严重扰乱了市场秩序，没能形成公平竞争。

6、铝建材面临新的挑战

近几年，塑料工业发展很快，其用途非常广泛，铝的消费市场的份额正逐渐被其争去，尤其是在建筑业，铝门窗方面表现得更为明显。欧洲的建筑门窗塑化较高，1996年全欧洲塑料门窗用量所占比例为35.5％，铝门窗占30％左右；德国塑料门窗所占的比例更大，为49％，铝门窗只占23％。我国从事塑料型材生产的厂家已近400家、600多条生产线，形成20多万t的生产能力，塑料门窗组装线达1500条，组装能力约1500万m2。特别是近一年来塑钢门窗争夺市场的声势很高。但塑钢门窗优缺点待时间考验。

普通铝合金门窗渐被冷落的另一因素是由铝合金自身的某些缺陷造成的，如铝合金的能耗较其它建材要高得多，其导热系数、成本都比较高，不符合国家节能住宅的要求。"十二五"期间，全国节能住宅要达到70％，到本世纪末，"三北"地区塑钢窗要达50％以上，同时这些"三北"地区的不少省份均明确表示建筑中将使用节能建材。另一原因薄壁铝型材造成铝门窗质量低劣。今后铝合金隔热铝门窗将逐渐代替质量低劣的铝门窗。

塑料、钢材的挑战，也为铝建材的发展提出了一个严峻的问题。如何迎接这一挑战，怎样在竞争中取胜，建筑铝型材的生产企业与同仁们都必须对此加以认真地分析和研究，从而作出正确的决策和采取相应的措施。

3.3建筑行业用铝材消费预测

我国新一轮的经济增长已经开始，建筑业被定为新的经济增长点和重点发展行业。1992年我国铝建材的消费为18.8％，接近发达国家的水平，2012年预计将达49.08％，而在今后十几年里，铝建材的年增长率将为5％，产量为铝材生产总量的60％左右。建筑业的新发展为铝型材的发展创造了新机遇。

我国建筑行业发展十分迅速，近几年来，我国每年的房屋施工面积在15亿m2以上，农村及其它个人建房约30亿m2。随着我国国民经济和第三产业的发展，人民生活水平的提高和国家安居工程的实施，预计今后几年我国城镇住宅建设每年在1.6亿m2以上，农村及其它个人住宅建设每年在6.0亿m2以上，宾馆、饭店、写字楼、商店及其它公用建设等每年约2亿m2左右，工业厂房及其它建筑约6亿m2左右。与此同时，新建筑物装修的工程量急剧增加，老建筑物翻新周期明显缩短，装修材料也向豪华、实用的方向发展。我国建筑装饰投资占建筑工程总投资的比例，已从80年代的20％左右提高到现在的40％一50％，增长势头相当强劲。

根据我国"十二五"计划和2012年远景目标纲要将重点建设城乡住宅和保障房，初步估算"十二五"期间我国建筑铝型材平均消费量大约在50-60万t/a左右，到2012年的消费可能达到100-120万t/a。

3.4我国铝建材发展思路

根据上述我国铝建材的生产现状和对需求的分析，可以看出，我国现有的铝建材生产能力，总体上已基本满足"十二五"期间的需求，不宜再盲目扩大铝合金建筑型材的生产，尤其是普通铝合金门窗的生产，今后的发展应从以下几方面着手：

3.4.1不断提高产品质量，增强市场竞争力

如前所述，我国生产的铝建筑型材中，部份产品还存在着许多质量问题，如1996年的全国铝合金建筑型材产品调查结果表明，我国目前铝合金建材的表面处理工艺(主要是阳极氧化和冷封孔工艺方法)与国外较先进的电喷漆和静电喷涂等工艺有一定的差距，还有待有关企业进一步加大技术改造力度，采用先进工艺提高产品质量，增强市场竞争力。实践告诉我们，没有质量就没有市场，就没有竞争力。因此，我们应紧抓不放，切实把提高质量放在紧要位置，瞄准国际先进水平，力争将我们的产品打入国际市场。

3.4.2依靠科技，不断开发新产品

只有紧紧依靠科学技术，才能不断开发出新产品、新工艺，才能使产品不断更新换代，永远处于领先地位；只有紧紧依靠科学，在产品的性能、实用价值和节能降耗等方面多下功夫，才能不断提高产品的高附加值和市场的占有率。

现在许多新产品亟待开发，如泡沫铝合金。

3.4.3充分发挥现有设备的生产能力，有效提高生产效率

日本铝合金型材挤压工业发展历史不长，但它的产能、产量、挤压设备、生产技术、产品性能等各方面，在世界铝挤压业中却名列前茅。近十年来，日本的铝建材工业是十分稳定的，既无大的破产，也未新建大型企业，这与我国的现状形成鲜明对比。但在挤压机生产方面，日本在近年来却发生了巨大的变化。挤压机的生产不断得到发展，功能逐步完善，在国际挤压机生产上一直处于领先地位。正是挤压机的蓬勃发展，使整个挤压生产的装机水平达到了一个新的高度，大大促进了铝型材工业的发展。由此可见，铝型材生产是否健康发展，不是由生产厂家的多少，挤压机台数的多寡决定的。从日本铝型材的发展史中，我们是否可以得到某些启示?

不能充分发挥现有设备的生产能力，这一问题在我国许多建材企业中表现得较为突出和普遍。充分发挥现有设备的生产能力，是提高生产效率，降低成本的有效措施之一。我国现有挤压机的台数如此之大，若都能充分发挥其设计生产能力，那我国铝合金建筑型材的状况及产量将会是另一番景象。

3.4.4优化产品，实现规格效益

我国铝建材企业普遍规模较小，大多数企业没能形成专业化生产，更没有形成规模经济。在市场竞争日趋激烈的今天，应重点放在产品优化方面，尽快实现专业化生产并组织企业集团，实现规模效益，合理配置和使用生产资料。对铝建材的中小企业，则完全推向市场，实行自生自灭。

3.4.5强化企业内部管理，促进两个转变

实践证明，管理水平的先进与否直接决定了对先进技术装备的消化、吸收程度，决定了其效能发挥的程度，决定了其所产生的经济效益。我们应迅速改变落后的管理水平，加强其科学性，实现向社会主义市场经济的转变，由粗放经营向集体化经营的转变，向管理要效益。

3.4.6严格遵循国家有关制度，规范市场，促进公平竞争

目前在铝合金建筑型材市场还存着"好产品卖不上好价钱，伪劣产品乱卖价"的不正常现象，严重损害了合格生产厂家的利益，扰乱了市场秩序。为此，国家建设部相继出台了《建筑幕墙》、《玻璃幕墙工程技术规范》等文件，旨在加大对铝建材质量监控的力度，使我国的建材质量逐步向国际标准靠拢，从国内认证走向国际认证。在今后的工作中，我们必须加强学习，严格执行各项规章制度，有力打击和惩治不法商贩，保护合格、合法厂家，以便形成铝建材良好的市场氛围，开展公平、公正的健康竞争。

我国铝合金建筑型材经过十几年的发展、提高，已取得了巨大的进步和可喜的成绩，在这一行业中也涌现出不少的优秀企业，开发、生产出许多新型或名牌产品。

我国经济健康、稳定、高速发展为铝合金建筑型材的发展创造了新机遇。铝建材的市场特别是潜在市场很大，许多跨国公司早就看好，我们国内的生产厂家，既然处在这样一个大好的形势下，就更不应丧失良机，应该做好我们自身的工作，争得我们应有的市场份额，将我国铝合金建筑型材的生产推向一个新纪元。3.5工业铝材市场分析目前，我国铝合金加工量很不平衡，民用型材占型材总量80%，工业型材占20%，而在国外，工业型材在整个铝型材市场占据了70%。目前我国生产的工业型材以小型材居多，如散热器、挤压、电动工具、车厢行李架、扶手、而应用于航天、航空、交通运输的集装箱、地铁列车、轻轨列车和高速列车车厢的工业型材所占比例较少。工业型材消费水平与发达国家有很大差距。虽然现在上述现象有所改变，国内几家大型铝型材厂如广东兴发、南海坚美、凤铝、福建南平、苏州罗普斯金、辽宁忠旺等15家企业均在扩建产能，调整产品结构的计划。因而市场前景十分广阔。第四章建设地址及建设条件4.1场址选择4.1.1大冶市金山店镇罗金工业园区内。占地面积56亩。4.2建设条件1、原辅材料供应原料来源一是邻县阳新的华骏、万兴等10万吨电解铝厂，二是中国本身就是国际主要电解铝生产国家，原料供给有保障。另外大冶铝型材在全国已有一定知名度，已形成除南海大沥、山东临朐、江西安义之外的四大铝型材生产基地之一，具有较好的市场资源。2、主要建筑材料消耗本项目主要消耗的建材有机砖、水泥、石子、黄砂、石灰、钢材、给排水管材、木材、电力电讯管线、燃气管材及其它辅助材料。3、建筑材料来源大冶地理位置优越，交通方便快捷，所需各种原辅材料可直接运至工地。其中水泥、石灰可就近购入；钢筋可从各钢厂定购。4、水、电供应本项目是新建项目，水、电等设施业已配套，可直接利用。燃料、电力供充足，煤气由大冶市煤气公司供应。通讯手段先进，程控电话已进入国际直拨，电报、电传直达国内外，移动电话已经普及，公路四通八达，全市已发展一批专业批发市场，城市综合服务功能较强，公用设施齐全。5、劳动力资源大冶市人多地少，农业人口约占全市总人口的80％，劳动力资源丰富，是促进产业结构调整，发展市场经济的支柱。劳动力数量充足，质量优良，价格低廉。4.2.2地形、地质条件主要气象条件如下：1、气温年平均最高气温22.3年极端最高气温40.3年极端最低气温-10.6历年来最高月平均温度33.52、风向常年主导风向东南风年平均风速2.1m/s最大风速31m/s3、降雨量年平均降雨量1333日最大降雨量208.6mm年降雨天数163天年雷电天数63天最大积雪深度200mm4、土壤土壤结深度110cm土壤结天数27天土壤深度0.8-1m处平均土壤温度为24.7结冰厚度5mm5、湿度年平均相对湿度81％最大绝对湿度3.89Kpa最小绝对湿度0.17Kpa6、气压年平均气压0.1014Mpa7、地下水地下水位-6m4.2.3地震情况地震烈度小于5级。本项目的各类建构筑物的规划建设审批、勘察设计、施工图审查、施工质量安全监管等工作应按照相关的法规严格执行。从以上分析可知，拟选场区的自然条件、社会环境条件及基础设施配套条件均能满足本项目建设的要求。

第五章建设规模及产品方案5.1建设规模及内容项目占地56亩。建设熔铸生产线、挤压生产线、氧化电泳线、彩色喷涂线、木纹加工线以及隔热断桥生产线完全具备熔铸、挤压、机械抛光、机械喷砂、阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂、热转印木纹（石纹）、断桥隔热生产线、化学抛光及模具、试验、检测等生产需要。建设生产车间、仓库、办公及附属设施。总建筑面积34404平方米。5.2产品方案5.2.1产品方案1、工业铝合金型材5000吨；2、玻璃幕墙系列型材4000吨；3、推拉窗系列型材5000吨；4、平开窗系列型材5000吨；5、门系列型材1000吨。5.2.2产品生产依据的主要标准《铝合金建筑型材第1部分：基材》（GB5237.1-2008）；《铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化型材》（GB5237.2-2008）；《铝合金建筑型材第3部分：电泳涂漆型材》（GB5237.3-2008）；《铝合金建筑型材第4部分：粉末喷涂型材》（GB5237.4-2008）；《铝合金建筑型材第5部分：氟碳漆喷涂型材》（GB5237.5-2008）。第六章技术方案、设备方案及工程方案6.1工艺技术方案铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程。

1.熔铸是铝材生产的首道工序。主要过程为：

（1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。

（2）熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。装料

熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有：

1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。

装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。

小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。

炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。

炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。

2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。

3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。

熔化

炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。

A、覆盖

熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。

B、加铜、加锌

当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。

这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。

电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。

C、搅动熔体

熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化。

扒渣与搅拌

当炉料在熔池里已充分熔化，并且熔体温度达到熔炼温度时，即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。

A、扒渣

扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂，以使渣与金属分离，有利于扒渣，可以少带出金属。扒渣要求平稳，防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底，因浮渣的存在会增加熔体的含气量，并弄脏金属。

B、加镁加铍

扒渣后便可向熔体内加入镁锭，同时要用2号粉状熔剂进行覆盖，以防镁的烧损。

对于高镁铝合金为防止镁的烧损，并且改变熔体及铸锭表面氧化膜的性质，在加镁后须向熔体内加入少量（0.001%-0.004%）的铍。铍一般以Al-BeF4与2号粉状熔剂按1：1混合加入，加入后应进行充分搅拌。

NaBeF+Al→2NaF+AlF+Be

为防止铍的中毒，在加铍操作时应戴好口罩。另外，加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。

C、搅拌

在取样之前，调整化学成分之后，都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作，但是在工艺过程中是很重要的工序。因为，一些密度较大的合金元素容易沉底，另外合金元素的加入不可能绝对均匀，这就造成了熔体上下层之间，炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底（没有保证足够长的时间和消灭死角），容易造成熔体化学成分不均匀。

搅拌应当平稳进行，不应激起太大的波浪，以防氧化膜卷入熔体中。

调整成分

在熔炼过程中，由于各种原因都可能会使合金成分发生改变，这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后，取样进行快速分析，以便根据分析结果是否需要调整成分。

A、取样

熔体经充分搅拌后，即应取样进行炉前快速分析，分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。

快速分析试样的取样部位要有代表性，开然气炉（或煤气炉）在两个炉门中心部位各取一组试样，电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热，对于高纯铝及铝合金，这了防止试样勺污染，取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。

B、成分调整

当快速分析结果和合金成分要求不相符时，就应调整成分——冲淡或补料。

（1）补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确，应按下列原则进行计算：

1）先算量少者后算量多者；

2）先算杂质后算合金元素；

3）先算低成分的中间合金，后算高成分的中间合金；

4）最后算新金属

一般可按下式近似地计算出所需补加的料量，然后予以核算，算式如下：

X=

式中X——所需补加的料量，kg;

Q——熔体总量（即投料量），kg;

a——某成分的要求含量，%；

b——该成分的分析量，%；

c

c——分别为其它金属或中间合金的加入量，kg;

d——补料用中间合金中该成分的含量（如果是加纯金属，则d=100），%。

（2）冲淡。

快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。

在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。

我国的铝加工厂根据历年来的生产实践，对于铝合金都制定了厂内标准，以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此，在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。

在冲淡时一般按照下式计算出所需的冲淡量。

X=Q（b-a）/a

式中b——某成分的分析量，%；

a——该成分的（厂内）标准上限的要求含量，%；

Q——熔体总量，kg;

X——所需的冲淡量，kg;

C

调整成分时应注意的事项

（1）试样用元代表性。试样无代表性是加为，某些元素密度较大，溶解扩散速度慢，或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌，以均匀其成分，由于反射炉熔池表面温度高，炉底温度低，没有对流传热作用，取样前要多次搅拌，每次搅拌时间不得少于5min。

（2）取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深，尽管取样前进行多次搅拌，熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差，因此，试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。

取样前应将试样模充分加热干燥，取样时操作方法正确，使试样符合要求，否则试样有气孔、夹渣或不符合要求，都会给快速分析带来一定的误差。

（3）取样时温度要适当。某些密度大的元素，它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低，虽然经过多次搅拌，其溶解扩散速度仍然很慢，此时取出的试样仍然无代表性，因此取样前应控制熔体温度适当高些。

（4）补料和冲淡时一般都用中间合金，熔点较高和较难熔化的新金属料，应予避免。

（5）补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。

（6）如果在冲淡量较大的情况下，还应补入其它合金元素，应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。

精炼

工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程，而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理，便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼，其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类：即气体精炼法和熔剂精炼法。

出炉

当熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，待温度合适时，即可将金属熔体输注到静置炉，以便准备铸造。

清炉

清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后，都要进行一次清炉。当合金转换，普通制品连续生产5-15炉，特殊制品每生产一炉，一般就要进行大清炉。大清炉时，应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂，并将炉膛温度升至800℃以上，然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。

（3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。常用的牌号6063合金，在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程，以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化合金，其热处理制度不同。实心型材：整个型材断面上均无孔。

中空型材：型材断面上有孔，简单挤压模具的结构和设计要点：

筒单挤压模有两种：第一种是实心型材挤压模。第二种是空心型材挤压模。具体结构如下：

1）挤压筒：用高强度合金钢制造的多层圆筒体，一般内衬套可卸下。长度根据挤压机吨位确定。材料：外套5CrMnMo，内套3Cr2W8V。

2）模支承：保证模子和模垫同心，是安装模子、模垫时的辅具。

3）模垫：模垫和模子外形尺寸相同，其厚度为模子厚度的3倍，与模具一起承受挤压力。模垫、模孔尺寸比模子的稍大。材料：合金工具钢。

4）压型嘴：保证模具在挤压过程中不移位及与挤压筒紧密配合的辅具，结构及尺寸根据挤压机吨位确定。

5）挤压垫片：防止挤压轴与被挤压的金属直接接触的辅具。其外径较挤压筒内径小一些，厚度在40至150mm之间。

6）挤压轴：挤压轴工作时伸进挤压筒中，并与挤压垫接触，挤压轴承受挤压机的最大挤压力。材料：3Cr2W8V。

模孔配置原则：

单孔型材模孔配置：一般是让模也重心与模具中心重合。如果壁厚变化非常大，应把最薄的部位配置在模具中心，

多孔型材模孔配置：对于断面较小或断面对称性较差的型材，通常采用多孔模。多孔模各模孔间距不应过小。

模孔工作带的确定：

1）以整个型材难出料处为基准，该处工作带长度为成品厚度的（1.5至2）倍。

2）与基准点相邻近的工作带长度为基准点工作带长度加1mm。

3）型材厚度相同时，与模具中心距离相等处工作带长度也相同。

4）由模具中心算起，每相距10mm工作带长度增减数值见表2。

5）工作带的空刀：空刀过多，模具工作带强度减弱。阻碍角：

当模孔工作带长度大于15至25mm时，实际上，由于尺寸收缩金属已不与工作带贴合，此时，可用阻碍角调节金属流速。工作带母线与挤压中心线之间夹角为阻碍角，最有效阻碍角为3度至5度。

促流角：一般促流角是在模具工作端面上作成对称的锥面或者倾斜的锥面。

3、氧化：挤压好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。其主要工艺流程为：

1）、工艺流程:

①银白料及银白电泳料氧化：

上架——水洗——低温抛光——水洗——水洗——钳料——氧化——水洗——水洗——水洗——封孔——水洗——水洗——下架——风干——检验进入电泳工序

——包装

②磨砂料及磨砂电泳料氧化：

上架——除油——水洗——酸蚀——水洗——水洗——碱蚀——水洗——水洗——中和出光——水洗——水洗——钳料——氧化——水洗——水洗——水洗——封孔——水洗——水洗——下架——风干——检验——包装

进入电泳工序

③着色料及着色电泳料氧化

上架——水洗——低温抛光——水洗——水洗——钳料——氧化——水洗——水洗——水洗——着色——水洗——水洗——封孔——水洗——水洗

检验

进入电泳工序

——下架——风干——检验——包装

2）、上料：

①型材上料前应将吊杆接触面打磨干净，并按标准支数上料，其计算公式：上料支数=标准电流

标准电流密度×单支型材面积

②上架支数的考虑原则：

a、硅机容量利用率不大于95%；

b、电流密度取1.0—1.2A/dm;

c、型材形状和两支型材之间留必要的间隙；

③氧化时间的计算：氧化时间（t）=膜厚

K·电流密度K为电解常数，取0.26—0.32，t单位为分钟；

④上排时必须按照《型材面积及上排支数表》规定的支数上架；

⑤为了便于排液和排气，上排捆扎时应倾斜，倾斜度5°为宜；

⑥两端可超出导电杆10—20mm，最多不得大于50mm。

3）、低温抛光工艺

①低温抛光槽中低温抛光剂浓度控制为总酸25—30g/l，最低≥15g/l；

②抛光槽温20-30℃不得低于20℃，抛光时间90—200s；

③提架倾斜，滴净残液后，迅速放入清水槽中漂洗，经两道水洗后迅速放入氧化槽氧化，在水槽中停留时间不应大于3分钟；

④低温抛光材料在抛光前不得进行其它方式的处理，也不能将其它槽液带入抛光槽中。

4）、除油工艺；

①在室温酸液中进行，时间2—4分钟，H2SO4浓度140-160g/l；

②提架倾斜滴净残液后，放入清水槽中清洗1-2分钟。

5）、磨砂（酸蚀）工艺

①除油后在清水槽清洗再进入酸蚀槽；

②工艺参数：NH4HF4浓度30-35g/l，温度35-40℃，PH值2.8-3.2，酸蚀时间3-5分钟；

③酸蚀结束后经两道水洗再进入碱蚀槽。

6）、碱洗工艺

①工艺参数：游离NaOH30-45g/l，总碱50-60g/l，碱蚀剂5-10g/l，AL3+0-15g/l，温度35-45℃，砂料碱蚀时间30-60秒；

②提架倾斜，滴净溶液后迅速放入清水槽中清洗干净；

③检查清洗后的表面质量，当无腐蚀斑纹，无杂物、凝附表面现象，即可进入出光工序。

7）、出光工艺

①工艺参数：H2SO4浓度160-220g/l,HNO3适量或50g/l-100g/l，温度室温,出光时间2-4分钟；

②提架倾斜滴净残液后迅速放入清水槽中1-2分钟，再放入第二清水槽1-2分钟；

③两次清洗完毕后，应钳紧扎架上的铝线，以保证氧化过程的良好接触。普通料钳紧扎架一端铝线，着色料、电泳料应钳紧扎架的两端铝线。

8）、氧化工艺

①工艺参数：H2SO4浓度160-175g/l，AL3+≤20g/l，电流密度1-1.5A/dm，电压12-16V,氧化槽温度18-22℃,按计算公式求得通电时间。氧化膜规定：银白料3-4μｍ,白砂4-5μｍ，电泳7-9μｍ;

②阳极架应平稳放入导电座中，检查并确认型材与阴极板无接触时，可通电氧化;

③氧化结束将阳极杆吊离液面倾斜并滴净残液，转入清水池清洗2分钟;

④对不着色的型材可进入二级水槽待封孔处理。

9）、着色工艺

①工艺参数：SnSO45-6g/l；NiSO416-18g/l；着色剂9-12g/l；游离酸17-20g/l；PH值=0.8-1.2，槽温19-21℃,着色电压应低于氧化电压即14-16V；平时添加按如下比例进行:SnSO4:NiSO4=1:1；着色添加剂:SnSO4=1:1

②着色产品只能采用单排双线扎排的方式，产品之间间距≥相邻两产品的对应面宽度，一般用手指测时≥两支手指宽度，扎排必须扎紧，扎牢固，只能采用新线扎排；

③着色产品氧化时氧化槽温必须控制在18-22℃,保证膜厚均匀结构细密；

④着色产品每排氧化着色面积应基本一致；

⑤着色后提架倾斜，用色板对比，符合条件后，再入清水槽清洗，否则试下列情况而处理；

a、色彩浅,重新入着色槽，按补色开关着色，时间不得超过2分钟；

色泽深，应放入氧化槽相应的水槽中退色，或空中悬挂退色至理想为止；

b、氧化后产品必须经三道或以上水洗后方可进入着色槽，保证最后一道水洗槽PH≥5；

⑦着色产品在氧化后禁止在水槽中长久浸泡，一般浸泡时间应不大于3分钟；

⑧产品进入着色槽后，应先不通电，浸泡1分钟左右，再开始通电着色，着色过程开始后，约在30s内平稳地将着色电压升至14-18V，然后保持电压稳定不变直至着色完毕；

⑨尽可能避免不同品种产品、不同批次产品在同一架上进行着色；

⑩着色完毕后进行二次水洗后才能进行后处理，控制水洗PH，值第一道PH≥2，第二道PH≥5。

10）、封孔工艺

①将氧化型材入封孔池中，使其让多孔膜层封闭，达到提高氧化膜腐蚀能力；

②工艺参数:普通封孔温度：10-30℃时间3-10分钟，PH5.5-6.5，封孔剂5-8g/l，镍离子0.8-1.3g/l，氟离子6.1.2生产工艺6.1.2.1铝合金建筑型材氧化膜质量缺陷原因分析及解决方法1、氧化膜质量缺陷

氧化膜质量的主要缺陷是氧化膜厚度和封孔度质量达不到铝合金建筑型材标准GB/T5237-200所规定的要求，不能保证在正常使用情况下铝型材的耐腐蚀、耐候性等性能指标。

2、氧化膜厚度缺陷

氧化膜厚度是阳极氧化膜技术指标中最重要的指标，对铝型材的耐腐蚀、耐磨性、耐候性起着重要的作用，直至影响铝型材的使用寿命。氧化膜厚度的主要技术指标是氧化膜的最小平均厚度和最小局部厚度。氧化膜厚度出现的主要问题是膜厚达不到标准规定的最小值。

国内目前普遍采用的阳极氧化方法是直流电硫酸阳极氧化法，即采用10%～20%的硫酸作为电解液，保持直流电压15～20V，电流密度1～2A/dm2，电解液温度15～20℃，氧化时间在30分钟以上，就可保证铝型材的氧化膜厚度达到标准规定10um以上。

该方法影响氧化膜形成和生长的主要因素有电解液温度、成分及其浓度、电流密度、直流电压、氧化时间和合金成分。电流密度低，氧化时间不足，电解液温度偏高或局部过热，合金中铜、硅含量过高等都会影响到氧化膜的厚度。

从技术角度采取以下措施是能够保证氧化膜厚度合格：1、合理控制电流密度和电压，保持稳定；2、加强电解液的搅拌，保证温度均匀；3、保证电解液的成分和浓度；4、保证足够的氧化时间；5、铸锭熔铸时注意控制成分，提高合金成分的均匀性。

正常的阳极氧化过程，阳极氧化膜的厚度是随着阳极氧化的时间增加而增加的，当然随着时间的增加，生产成本也会增加，实践证明平均每吨铝型材氧化膜厚度每增加1um，将增加成本100～120元。一些生产厂家为了降低生产成本而不惜缩短阳极氧化时间，降低阳极氧化膜的厚度，这是造成氧化膜不合格的首要原因，技术上的工艺因素只是次要的。

3、封孔质量缺陷

封孔是铝型材在阳极氧化后，将氧化膜外表面的多孔质层封闭，减少氧化膜的孔隙及其吸附能力的一道工序，从而提高氧化膜的耐腐蚀性、防污染和电磁绝缘性能，从根本上保证铝型材使用时的寿命。封孔分为高温封孔和常温封孔两种方法。

高温封孔出现的问题，是由于阳极氧化质量差、阳极氧化厚度不均匀、封孔水质不纯、水温不高、封孔液的PH值不合适和封孔时间不够等原因造成的。通常情况下，高温封孔随着封孔时间的延长、封孔温度的升高，封孔质量提高，耐腐蚀性增强。一般高温封孔的温度在95℃以上，封孔时间20～30分钟。封孔液的PH值在5.5～6.5之间。封孔应使用纯水，保证SO42-＜250mg/L，CI-＜100mg/L，SO32-＜10mg/L，PO33-＜5mg/L，F-＜5mg/L，电阻率500Ω·㎝。

4、影响常温封孔质量的主要因素有：封孔剂质量、封孔液PH值、杂质离子、封孔液温度、封孔时间等。

封孔剂质量是封孔质量的关键。常温封孔是通过Ni2+进入氧化膜孔隙进行水解沉淀实现的，Ni2+的填充速度直接影响封孔速度，Ni2+和F-的浓度对封孔质量影响最大，一般以Ni2+浓度1.0～1.2g/L，F-浓度0.3～0.6g/L为宜。

封孔液的PH值高低对封孔质量也有影响，PH值太高，型材表面容易产生白灰，PH值太低则产生封孔不合格，通常PH值在5.5～6.5之间。

杂质离子对封孔质量也有不良影响，常温封孔应采用纯水配制封孔液，并尽可能减少Mg2+，Ca2+，SO42-，CI-等杂质离子存在。封孔最佳温度是20～35℃6.1.2.2建筑用铝材的性能要求、检测方法建筑用铝合金型材的表面保护层除阳极氧化膜之外，品种不断增加，粉末静电喷涂聚酯涂层、电泳丙烯酸涂层、液体静电喷涂氟碳涂层等聚合物涂层异军突起，发展迅猛，占据了半壁江山。现有铝型材阳极氧化膜检测方法难以反映聚合物涂层铝型材的性能，如盐雾腐蚀的常规方法不能预测和反映膜下腐蚀，因此应该建立铝型材聚合物涂层的专用检测方法及相应验收标准。由于目前我国有关的国家标准尚很不齐全，根据欧洲Qualicoat技术委员会的“建筑用铝的色漆、清漆和粉末涂层质量规范”和美国建筑铝制造业协会AAMA的“建筑用铝型材和板材高性能有机涂层的技术规范”，提出以下建筑用铝材的性能要求、检测方法和相应的国际国外标准。

1、涂层厚度(ISO2360：1982)

涡流法测厚：待测样品必须不少于5个测量点(约1cm²)，每点重复测定3～5次，每点的测量平均值应在报告中记录。

2、光泽度(见ISO2813：1978)

采用60°入射角，如果有效表面太小或者不适于光泽计测量，则可用目测法与一参照样品(在相同观察角下)进行对比。

3、涂层附着力(见ISO2409：1992)

按ISO2409之5.2.4节，须采用粘胶带。粘胶带可为Scotch610、Permacel99或其它等效产品，涂层厚度在60μm以下时，切割间距是1。6.1.2.3铝型材酸蚀亚光工艺的研究与应用1、工艺简介

近年来，铝合金亚光型材生产和销售量越来越大，市场占有率在80%以上。目前亚光型材生产普遍使用碱蚀方法，铝溶损在3%-5%之间，造成巨大资源浪费，而且大大增加了环保治理难度，加重了企业的“三废”处理负担。酸蚀技术是针对碱蚀方法的不足而研制开发的，在原理上完全有别于碱蚀亚光砂面处理。工艺主要采用了独特的使铝型材表面产生高度均匀的、高密度分子点腐蚀，通过改善型材表面凹凸处的物质结构，从而达到平整表面和消除冶金工艺造成的表面缺陷的效果（如能消除挤压痕、掩盖焊合线、缓和粗大晶粒等缺陷），使铝型材表面平整细腻，金属光泽柔和，大大提高了铝型材的表面质量。采用酸蚀亚光工艺，铝溶损在0.5%-0.8%之间，使生产成本降低到传统亚光工艺的二分之一以下，生产效率又有大幅度的增加，具有很大的实用和经济价值。

2、酸蚀机理

酸蚀是在特定条件下的化学浸蚀。铝型材接触蚀液，在很短时间内迅速反应生成络合物，反应方程如下：

3F-+A1-A1F3

6F-+A13+-A1.F63-

A1F63-+A12O3·3H2O-A13（OH）3F6+30H-

生成的络合物且具有一定的粘度，容易附着于铝基体表面，形成一种保护膜。挤压型材一般都有许多轻微的模痕，在高倍显微镜下观察呈峰状，粘附于铝基体的保护膜在凹处较厚，凸处较薄，薄处接触酸蚀液的几率较大，能继续较快地进行溶解反应；厚处受到粘附物的屏蔽而使浓液反应速度放慢，由于凹凸部位溶解速度的不同，从而达到平整表面、消除挤压痕的（砂面）亚光效果。缓解粗晶和焊合线与酸蚀的特定性能有直接关系，在铝型材生产中，粗晶和焊合线与模具、挤压工艺及铸棒均匀化有很大关系，氧化预处理时，碱蚀程度越深，粗晶和焊合线就越严重。由于酸蚀速度快，时间短，在还未出现严重粗晶和焊合线的情况下，反应就已结束，因此酸蚀工艺能有效缓解粗晶和焊合线。

酸蚀添加剂在酸蚀工艺中主要作用有以下几个方面：（1）缓蚀作用：由于F-与自然氧化膜及铝基体反应速度很快，且反应剧烈，容易出现粗晶和焊合线等表面质量缺陷。为了既能保持一定反应速度，又不至于造成质量缺陷，添加葡萄酸钠、柠檬酸钠、甘油等有机化合物来抑制酸蚀反应速度，从而达到缓蚀效果。（2）整平作用：挤压型材有许多轻微的模痕，在高倍镜下观察呈山峰一般，加入磷酸三钠、硅藻土、多元醇等化合物，可使型材模痕谷底受到保护，尖峰磨平，从而达到整平效果。（3）促进作用：加入促进剂可使酸蚀添加剂充分扩散到槽液中去，且有效进入被络合物覆盖的铝基体表面内层，使反应得以继续进行，以免造成型材腐蚀不匀。（4）表面活性剂作用；加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等表面活性剂可进一步增强除油能力，以及在槽液表面产生一层泡沫，抑制热量损失及槽液挥发，更重要作用是增加槽液稳定性，这是因为带负电荷的表面活性剂能吸附在微粒周围，使微粒产生静电反力，从而使微粒能很好地悬浮在槽液中不易沉淀。（5）金属离子作用：加入Cu2+、Ag+等金属离子可防止过腐蚀，使砂面效果更细腻、均匀、砂面清晰。

3、试验

试验目的：通过对铝型材进行酸蚀、碱蚀工艺试验，比较两种工艺获得的型材表面质量以及生产过程中溶铝量的大小。

试验材料：取同一批次、同一型号尺寸的幕墙型材作为试验材料。幕墙型材特别是几何尺寸大、壁厚较厚的型材，很容易在传统碱蚀后出现粗晶和焊合线等缺陷，做酸蚀、碱蚀工艺试验对比，具有一定代表性。

试验内容：碱蚀工艺试验：取两件试样在碱蚀液中进行碱蚀处理，其它工序按常规氧化工艺操作。酸蚀工艺试验：取两件试样在酸蚀液中进行酸蚀处理。型材经过酸蚀、水洗后在碱液中碱洗1min，其它工序按常规氧化工艺操作。

试验结果及分析：观察碱蚀工艺制得的1#、2#样件表面状态。1#样件表面砂面细微，有轻微挤压痕，粗晶和焊合线不明显；2#样件表面砂面清晰，看不到挤压痕，但有轻微粗晶及焊合线暴露。表明随着碱蚀时间的增长，型材表面挤压痕被蚀平，砂面更细致、均匀，但容易暴露出粗晶及焊合线等缺陷。

观察酸蚀工艺制得的3#、4#样件表面状态。两个样件表面质量相差无几，都表现为砂面细腻、柔和，基本看不到挤压痕、粗晶及焊合线的存在。表明酸蚀工艺能使型材在几分钟内获得质量好的砂面状态，挤压痕被消除，能有效遮盖焊合线，缓解粗晶现象，而且随着酸蚀时间的增长，型材表面不容易产生过腐蚀。

测量1#、2#样件氧化前壁厚为3.0mm，氧化后1#样件测得壁厚为2.96mm，壁厚损失0.04mm；2#样件测得壁厚为2.92mm，壁厚损失0.08mm。表明碱蚀时间的增长，型材腐蚀量增大，生产砂面亚光型材，碱蚀溶铝量在3%以上。

测量3#、4#样件氧化前壁厚为3.0mm，氧化后3#样件测得壁厚不少于2.99mm，壁厚损失不超过0.01mm；4#样件测得壁厚为2.99mm，壁厚损失不超过0.01mm。表明酸蚀时间的增长，型材溶铝量增加很少，生产砂面亚光型材，酸蚀溶铝量在0.5%以上。

试验结论：从以上试验结果及分析中可以得出结论：铝型材氧化表面处理采用酸蚀工艺是可行的。比较碱蚀而言，亚光砂面型材经酸蚀外理后铝材损耗量大大降低，而且型材表面质量得以提高，预处理时间缩短，生产效率提升，综合成本下降。

4、生产应用

工艺流程

脱脂-水洗-酸蚀-水洗-碱洗-水洗-水洗-中和-水洗-常规阳极氧化-（酸蚀时要循环过滤）

铝型材经脱脂和水漂洗后进入酸蚀工序。酸蚀并经水漂洗后再碱洗30s-1min，以去除表面粘附的络合物。水洗、中和后按正常氧化工序完成阳极氧化（着色）及封孔处理。

使用循环过滤装置，能有效保证槽液的除渣效果。有的厂家循环过滤装置只是一台板框压滤机，随着滤渣的增多，槽液循环流量不够，造成除渣不良，影响槽液的使用。常见故障及对策：

(1)表面有点状斑

型材表面出现局部点状斑，说明槽液排渣不良，酸蚀槽有铝渣，需改进槽液出液法，加大铝渣回收量。

（2）表面无光泽

生产出来的型材表面粗糙无光，说明酸蚀添加剂中的促进剂含量不足，需补充促进剂含量。

（3）表面有机械纹

生产出来的型材表面有机械纹，说明酸蚀时间不够，或槽液中酸蚀添加剂含量偏低，需补充氟化氢铵或添加剂含量。

（4）表面过腐蚀

酸蚀表面预处理技术的应用，收到良好的表面质量效果和可观的经济效益。在提高产品表面质量，降低生产成本，为高档化、集约化生产开辟新的途径。6.1.2.4铝材整平光亮技术1、前言铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节，型材机械纹的去除、起砂、亚光、增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种：

（1）、碱蚀工艺：由除油→水洗→碱蚀→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→氧化组成，即型材经除油后，在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、起砂，然后经出光槽除去表面黑灰，即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀，型材的表面平整度、起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的，一般需碱蚀12-15分钟，铝耗达40-50Kg/T，碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗，既浪费资源，又带来严重的环保问题，增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年，全球大部分铝材厂沿用至今，直到近两年，才由酸蚀逐渐取代。

（2）、酸蚀工艺：由除油→水洗→酸蚀→水洗→水洗→碱蚀→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→氧化组成。型材经除油后先酸蚀，后碱蚀，出光，完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀，去机械纹、起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀，酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、起砂快、铝耗低，一般3-5分钟即可完成，铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看，酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而，酸蚀的环保问题更加突出：酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽Fˉ的污染。氟化物一般都有剧毒，处理更加困难。另外，酸蚀处理后，型材外观发黑发暗，尽管不得已延续了碱蚀和出光，可增亮一些，但仍然很暗，既增加了工序，又损失了光泽，这些问题至今还没有有效的解决方案。

（3）、抛光工艺：由除油→水洗→抛光→水洗→水洗→氧化组成，型材经除油后即放入抛光槽，经2-5分钟抛光后，可形成镜面，水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光，去纹、镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、型材光亮的优点，但抛光槽的NOx的逸出，造成严重的环境污染及操作工的身体伤害，同时，昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。

通观上述三种工艺，虽各有特点，但缺点也比较突出，如碱蚀铝耗高、碱渣多、工效低；酸蚀氟化物污染、型材发暗；抛光污染严重，成本过高等等。这些工艺要么污染了环境，要么浪费了铝资源，要么降低了铝材表面质量，亟待进行工艺改进。本公司推出的XY-Z整平光亮剂，正是为弥补上述三种前处理工艺的不足而精心设计的一种全新的表面处理技术。

2、整平光亮工艺所谓整平光亮工艺，是继抛光、碱蚀、酸蚀之后推出的一项新的表面前处理工艺，是对碱蚀、酸蚀工艺的深刻改造和变革，它既具有酸蚀铝耗低、去机械纹能力强、起砂快的优点，又具有抛光的亮丽，但却根本杜绝了抛光NOx污染、酸蚀氟化物污染、碱蚀碱渣污染等弊端，是一项颇具前途、具有革命性的新工艺。

（1）、工艺流程

整平光亮工艺比酸蚀、碱蚀要简单得多，甚至比抛光工艺都简单，主要由下述工序组成：整平光亮→水洗→水洗→氧化。本工艺的核心是整平光亮，整平机械纹、起砂、光亮等均由整平光亮槽完成，整平光亮后即可氧化，省去除油、碱蚀、中和等工序。

(2)、型材外观经过整平光亮技术处理过的型材具有三大特点：

一是、平整：在整平剂作用下，1-5分钟内，可完全去掉机械纹，表面特别平整。二是、细砂：在起砂剂的作用下，型材表面起了一层均匀细砂，是喷砂和酸蚀技术很难达到的。三是、光亮：在光亮剂的作用下，型材表面非常光亮，几乎可跟抛光材媲美。

3、适用范围：建筑型材：银白料经整平光亮后，表面非常平整、光亮、砂粒细腻均匀；着色、染色与整平光亮技术的结合，使得型材表面象经过打蜡处理后一样鲜艳；电泳与整平光亮技术的结合能大幅度提高型材档次。工业用材：汽车轮毂、自行车圈、自行车架等用铝合金制成的各类工业用材都可用整平光亮技术处理，以取代机械抛光，提高生产效率及产品档次。家用电器：很多家用电器铝制外壳，都可借助本技术提高外观质量。灯饰及装饰用材也可借用本技术。

4、工艺规范

1）、开槽：整平光亮液(开槽液)

2）、生产：温度：95－110℃

时间：1-5min

3）、添加：当槽液液面不能满足生产要求时，应及时补充添加液。补充添加液时一定要补充到初始液位。添加后，应充分搅拌槽液，然后开始生产。

4）、管理：整平光亮槽管理非常简单，及时按比例添加即可，溶解与带出的AL3+可达到平衡，槽液寿命在3年以上。

5、消耗：铝耗比酸蚀低，与抛光相当；整平光亮剂消耗约为200-250Kg／T三、工艺对比

整平光亮技术是在碱蚀、酸蚀、抛光技术基础上发展起来的，她吸收了前三项技术的优点，同时又避免了其缺点，是-项难得的技术突破。不同技术之比较见下表：工艺去纹力亮度砂废渣废气铝耗药剂消耗碱蚀弱一般一般白色泥浆碱雾50NaOH添加剂5HN0313酸蚀强暗好剧毒HF剧毒10NH4HF230添加剂5NaOH20HNO32抛光弱镜面无无NOx剧毒5H2SO4100HNO3100H3PO4400整平强很亮好无无5槽液3006.2设备方案1、主要设备选型原则主要设备选型的原则是技术先进、可靠和经济合理。具体包括：（1）主要设备选型的原则应与选择的项目建设规模、产品方案和工艺技术方案相适应，满足项目的要求，可获得最大效益。（2）适应产品品种和质量的要求。（3）提高连续化、大型化程序，降低劳动强度，提高劳动生产率。（4）降低原材料、水、电、汽单耗，满足环境保护要求。（5）强调设备的可靠性、成熟性，保证生产和质量稳定。不允许将不成熟或未经生产考验的设备用于建设方案设计。（6）符合政府或专门机构发布的技术标准要求。（7）在满足机械功能和生产过程的条件下，力求经济合理（含用料、制造、操作和维护保养），尽可能立足于国内市场。（8）主要设备及辅助设备之间应相互配套。2、设备方案基于以上原则，结合本项目特点，制订本项目设备方案。本项目设备由引进目前市场上已经成熟的、先进的、可靠的生产设备，主要设备从广东佛山，主要设备的详细清单如下：序号设备名称规格及型号单位数量备注1熔铸炉及其浇铸系统20T套42挤压机660T条51000T条31250T条11800T条13氧化生产线半自动条14电泳生产线半自动条15喷涂生产线半自动条16断桥隔热生产线半自动条17木纹转印生产线半自动条18行车2T—BZA型台109叉车内燃—H2000台210空压机0.8MPA台211时效炉2000×2000、220KW台412环境治理设施半自动条26.3工程方案6.3.1标准化生产厂房、办公楼、宿舍楼、门卫室及相关配套设置等。1、设计依据的标准，规范，规程GB50017-2003钢结构设计规范GBJ5009-2001建筑荷载设计规范GBJ50011-2001建筑抗震设计规范GBJ50018-2002冷弯薄壁型钢结构设计规范GBJ0205-2001钢结构工程施工质量验收规范CECS102：2002门式刚架国型房屋钢结构技术规程JG144-2002门式钢架轻型房屋钢构件JG/T137-2001结构用高频焊接薄壁H型钢2、设计参数（1）跨度：10m。（2）柱距：10m（3）檐口高度：8（4）柱底连接：柱底为铰接（5）檩条、墙梁间距：≤1.5m（6）荷载分项系数：恒载：1.2活载：1.4（7）屋面荷载（标准值）：屋静载：0.25Kn/m2，屋面活载：0.55KN/m2，屋面雪载：0.55KN/m2；（8）风荷载（基本风压）：0.45KN/m2；（9）抗震设防裂度：60，设计基地地震加速度值为0.05g。3、基本设计规定结构的重要性系数1，构件安全等级二级，设计年限25年。第七章总图运输与公用辅助工程7.1总图运输总体布局要求达到：①生产流程合理衔接，物料搬运线路流畅短捷；②生产车间、辅助车间、生活建筑和其他设施的组合与配置，’便于生产管理，便于职工的劳动和休息；③在合理布置的基础上尽量节约用地和减少土石方工程量；④符合工厂建设规划和发展要求；⑤符合环境保护、卫生、绿化、抗震、防火、安全等国家规范；⑥空间布置能表现良好的建筑艺术格局。总体布局应有利于缩短建设周期，节约建设投资，提高生产效率，降低生产费用，提高产品质量，方便职工生活，从而取得最大限度的经济效果。7.1.1总图布置原则1、符合地方建设规划要求，功能分区明确，布置合理整齐。2、合理组织运输，缩短运输距离，便于相互联系，避免人流、物流交叉与干扰。3、满足厂区生产、安全、卫生、防火要求，满足地上、地下工程管线的敷设要求。4、符合企业发展规划及项目场地现状，合理利用土地资源；5、根据场址的地形、地势特点及地质条件，因地制宜，着意于建筑环境的协调以及自然环境的美化。7.1.2总图布置方案场地大致为梯形，厂区的分别在东、西及南侧，呈凹形布局，中部道路与各区相联。整个厂区在功能上被区分为办公及生产区两部分，管理、办公及生产区由厂区内道路自然分开，做到了功能区分明确、物流人流分开等。7.2场内外运输7.2.1场内运输场内运输主要为原材料的卸车进仓，生产过程中原材料、半成品和成品的转运，以及成品的外运装车。本项目将利用起重机、叉车等，可满足场内的运输需求。7.2.2场外运输该项目的场外运输主要为原材料的供给以及产品的外运。原材料及产品的远距离运输由铁路运输解决，XX火车站货运东站和XX火车站货运站，运力充足，可满足需求。短距离的运输任务将利用社会运力解决，基本可以满足各类运输需求。7.3公用辅助工程1、给水根据《城市给水工程规划规范》（GB50282－98）规定，供水水源为城市自来水。给水管道的布置遵照国家规范《室外给水工程设计规范》（GBJl3-86）中的城市管道综合设计要求。供水管网系统采用生活—生产—消防统一的供水管网系统，规划配水管道管径为DN200-DN400，采用球墨铸铁管。承担消防任务的给水管道的最小管径不小于100mm，室外消火栓采用地式双开口消火栓，消火栓间距不大于120m。给水干管、分配管均用铸铁清水管、胶圈接口。铸铁管内壁喷涂水泥砂浆，外壁刷冷底子油一道，石油沥清两道。2、排水雨水：满足水体环境质量的要求，采用雨污分流的排水体制。为保证雨水排放畅通及便于以后运行维护，规划在各干道下埋设雨水干管，在厂区支路下埋设雨水支管。路面雨水通过雨水口直接进入雨水干管，工厂区内雨水通过支管进入干管。进入干管的雨水按照就近排放的原则排入六里大沟。雨水管道采用DN200、DN400钢筋混凝土圆管。污水：污水量按供水量0.8的折污系数计算，接入的城市