时刻比市场先行一步 走进忠旺集团的铝加工王国

屈联西

        辽宁忠旺集团有限公司创建于1993年，经过22年的发展，现已发展成为全球最大的单一挤压铝材企业，并正在建设世界最大的平轧铝产品项目。该项目从2015年年底起陆续投产，生产能力2000kt/a，这是一期，同时建设二期，主要是平轧产品精深加工件，2018年全部建成投产，届时忠旺集团将成为世界四大铝业公司之一，另三个是：美国铝业公司、诺贝丽斯铝业公司、中国铝业公司。忠旺第一条厚板生产线将于2015年12月投产。
　　忠旺集团铝板块有三大部分：挤压铝材及其深加工产品，平轧产品及其精深加工产品，铝的上游产品，即正在建设与拟建的铝土矿、氧化铝、铝电解项目。
　　忠旺集团于2003年通过了ISO9001质量体系认证和ISO14001环境体系认证，2006年获得美国AAMA（建筑铝材厂商协会）及欧共体工厂环境及产品质量认证，2007年通过了挪威船级社国际认证，2009年获得法国Alstom现场评审证书，2010年顺利通过国家铁路IRIS体系认证及EN15085轨道车辆和车辆部件焊接体系认证，2011年通过了ISO3834-2金属材料熔化焊认证、TSI6949国际汽车行业认证和AS9100航空基础质量体系认证。公司获得的这些认证资质，为产品走向国际市场打下了良好的基础。截至2013年12月，公司有职工6400余人，其中工程技术人员近1260人，占员工总数的约20%，银行信用等级AAA。
　　挤压板块单厂规模世界最大
　　忠旺集团挤压铝材厂位于辽宁省辽阳市，自1994年以来一直是全球最大的单一挤压铝材生产企业，2011年以前主要产品为建筑铝材，从2011年逐步转变为生产工业铝材，占95%以上，并进行大量的精深加工，将尽量多的半成品挤压材升级为创新型升值产品，是在这方面做得最好的中国铝挤压企业之一，也是效益最佳的企业之一。
　　挤压机93台，世界上台数最多的单一企业之一
　　截至2014年12月公司共保有挤压机93台，当然，由于市场及产品结构方面的原因，在产的挤压机不一定有这么多，7.2MN、8MN的挤压机有33台，很可能有一些永久性封存在那里。（挤压机的大致结构见表1）。
　　由以上的挤压机结构可看出，按常规的设计理念说来，小挤压机似乎多了一些，因为原来是为生产建筑型材配置的，适合中国的市场情况，不过在大挤压机设置方面，从125MN的一步跨到225MN，跨度过大，如果有2台150MN的，可能会更好些，需要150MN级挤压的材料用不着上225MN挤压机去生产。通常，100MN的挤压机配置间隔以约50MN为宜，50MN~100MN间的间隔以30MN为宜。当然，各厂有各自的实际情况与市场态势，不必遵守常规理念。
　　太原重工股份有限公司设计制造的2台225MN卧式铝材挤压机已进入制造的最后阶段，这是全世界从未有过的最大挤压机，其挤压筒直径近3m，质量约110t，它的加热系统及其温度测量系统是德国伊瑟隆市（Iserlohn）马尔克斯公司（Marx GmbH& Co.KG）设计制造的，它在制造挤压筒加热系统方面有几十年的经验，曾为200MN、160MN、150MN的铝材挤压机与1台130MN的多种材料（Ms）挤压机挤压筒提供过加热系统，其中160MN、150MN铝材挤压机是中国有关企业从西马克集团梅尔公司（Meer）引进的，已投产二三年，运转良好。
　　配套齐全的精整处理装备
　　忠旺集团为挤压机配备了完整的精整装备，最主要的有：德国贝灵格公司的精密带锯、24MN液压拉伸矫直机、干井立式淬火炉等，有这种干式淬火炉的挤压企业在世上极为罕见。
　　忠旺集团有完善的表面处理生产线（见表2），有从西班牙奥特普公司引进的抛光机2台、碛砂机2台。复合穿条生产线3条，生产能力21.6kt/a。
　　阵容强大的精深加系统
　　忠旺集团的铝合金高铁车厢总成车间及相应零部件生产车间在世界铝合金挤压材生产企业中是独特的，是中国特有的。忠旺车厢零部件生产能力2000t/a。主要加工设备从奥地利、德国、意大利等国与地区引进，都是世界上顶尖的装备。
　　深加工产品除开发出轨道车辆铝合金厢体外，还成功研发一系列铝合金产品并已销往市场，如全铝消防车、垃圾车、半挂车、油罐车、其他特种车等。新引进的机器人托盘焊接生产线已于2014年10月投产，由10组机器人组成，每组包括2个机器焊接手臂和1个搬运手臂。机械焊接手臂可以提高焊接效率和焊件品质。焊接过程产品的烟尘由净化系统自动处理，整个生产过程达到智能化，仅需少数工作人员进行监管。
　　2014年前三季度忠旺集团深加工产品的销售额同比增长22.7%至约13.8亿元。当下，忠旺深加工产品主要用于出口，带动以美国市场为主的海外收入显著增加29.8%至约17.0亿元，这是机器人生产的高端产品的贡献。2015年首季纯利润同比上升15.9%至5.8亿余元。
　　除了焊接机器人外，铝合金车体制造厂于2014年第四季度又投产了3台新引进的智能机床，以进一步提升生产加工能力强化先进设备优势。
　　研发技术力量雄厚，试验装备尖端
　　忠旺集团建有省级技术中心、省级工程技术研究中心、国家级CNAS认可实验室、国家级企业技术中心等研发检测机构和省级博士后科研基地。实验仪器从德国、日本、美国、瑞士等国家引进，主要仪器装备有：直读光谱仪、X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜、金相显微镜、万能材料试验机、色谱－质谱仪等精密仪器和设备约250台套。还引进了Altair Hyperxtrude，SYSWELD等有限元分析软件，对挤压、焊接工艺进行动态模拟，形成了强有力的研发软、硬件条件。
　　10万套/年高精模具设计与制造能力
　　现代化的模具厂有RPO-320型龙门加工中心24台，VMC－1100S型立式加工中心7台，数控电火花成型机15台，其他模具加工配套设备253台套；形成年产10万套高精模具设计与制造能力。
　　在建铝平轧产品项目300万吨/年
　　2011年8月，忠旺集团决定在天津武清区建设铝平轧产品生产基地，位于武清区汽车零部件产业园，占地1000公顷，总投资466亿元，半成品板带箔生产能力2000kt/a，是为一期，其中板材1000kt/a、带材800kt/a、箔材200kt/a，可从2015年年底起分批投产；二期为平轧产品的深加工产品，生产能力1000kt/a，2018年全部建成投产，在二期精深加工产品中还含一些挤压型材的深加工产品。天津忠旺铝业有限公司达产生产后可安置员工约一万名，是全球第一大单一铝加工厂。
　　天津忠旺铝业有限公司是一个举世罕见的特大型平轧铝材及其精深深加工产品企业，该公司瞄准市场发展前沿，定位产品为航空航天级与轨道车辆板带材、罐料、印刷版基材、高端建筑及结构板带材、电子产品板带材、高精箔材等尖端平轧成品，2018年全部建成后将是全球规模最大、装机水平最高、产品品种齐全的铝及铝合金平轧产品生产基地。该公司的投产对提高中国铝加工产业集中度，优化资源配置，推动行业发展和技术进步将起积极的推动和示范作用。
　　熔铸厂：各种锭坯生产能力2860kt/a（按半成品综合成品率70%估算）
　　熔铸厂的进料、配料、装炉、熔化、净化处理、晶粒细化剂添加、成分分析、铸造等技术与装备等都已现代化，并达到当前的顶尖水平。按原设计有3条1（4500mm）+1（3350mm）+3（3350mm）式热连轧线，生产硬合金厚板，≥12mm的厚板在粗、中轧机上生产，＞6mm~＜12mm厚板在3机架热连轧线上生产，硬合金薄板由冷轧厂（车间）完成，在实际建设中由于世界经济形势与国内经济状况的变化，很可能不会按原来规划的那样全部一次性建成，而只建2条或甚至1条生产线。一个软合金板带厂与一个铝箔厂（车间），有1条（1+5）式热连轧线与相应的冷轧、箔轧轧机与精整设备。3条硬合金生产线、1条软合金生产线和1条铝箔生产线实际上是5个独立的单位。
　　3条硬合金生产线实际上是三个独立的厂，各有一个独自的熔铸车间，由于硬合金种类繁多，产品规格复杂，批量小等特点，不宜设置大的熔炼炉与铸造机。因此，每个熔铸车间都可以生产2xxx系、3xxx系、4xxx系、5xxx系、6xxx系、7xxx系合金扁锭，锭的规格：厚400mm~700mm，宽1050mm~2350mm，长2350mm~6000mm，最大质量20.8t。锭的成品率决定于许多因素，如合金种类、锭的尺寸、铸造工艺等等，但综合起来看，可按81%成品率匡算铸锭产量，产量一确定，就可以确定熔炼－静置炉组容量大小与数量。据此，设计部门确定铸造车间的主要装备为：6组60t熔炼炉－静置炉－铸造机组（2－2－1式配置）、3组30t熔炼炉－静置炉－铸造机组（2－2－1式）、2台30t洛伊（L01）双室炉，用于熔化废料、1台铸锭锯切铣面联合机组、1组均匀化处理炉。生产的主要合金为2024、2524、5052、5182、5083、6061、6082、7039、7150、7055、7075、7175合金，还有3003、4004合金等。在建设过程中很可能会有所改变。
　　按现行的技术状况，熔炼炉为圆形，顶装料；静置炉为矩形，倾动式，从瑞士高奇公司（Gautschi）引进；铸造机从美国瓦格斯塔夫公司（Wagstaff）引进。燃料全部为天然气。车间有60t及30t均匀化处理炉12台，处理温度400℃~620℃，温度偏差≤±2.5℃。
　　铸锭锯切－铣面联合机组从梅尔公司引进，有些部件中外合作制造，锯切采用带锯。
　　还有从德国奥托容克公司（OTTO Junker）引进的4台7.5t中频减应废料熔化炉，工作温度700℃~760℃，温度精度±5℃，烧损率≤1%，熔化速度3t/h。熔炼炉、静置炉和双室废料熔化炉各一台。德国格拉马公司（Glama）提供的扒渣车和抬包车，扒渣车的臂长为11m和9m，抬包车容量5t。
　　旋转除气机为SNIF式，净化处理含镁量≥1%熔体时，除气率可达55%~60%，若进口熔体含氢量为0.3ml/Al，则出口处熔体的可为0.1ml/100gAl；净化处理含镁量<1%的合金熔体时，除气率60%~65%，可使含0.3ml/100gAl气体熔体中的含量下降到出口处的0.12ml/100gAl。DBF型深床过滤器从法国诺贝丽斯公司（Novelis PAE）引进，对尺寸>10μm的夹杂物的除去率可达95%，泡沫陶瓷过滤板为CFF型的，也是诺贝斯公司的产品，对尺寸>20μm固态粒子的清除率为70%左右。
　　30t、45t、65t、85t、120t熔炼炉设有ABB公司的熔体搅拌装置，成分与温度能达到尽可能的均匀，炉内熔体温度偏差≤5℃；元素含量<1%的成分偏差≤6%，而对含量>1%的合金元素的成分偏差≤3%；炉料熔化时间缩短12%以上，有利于节能减排；炉渣可减少10%。
　　合金成分控制采用炉前直读光谱仪分析，光谱仪从奥地利谢林公司引进。为了存放铣面后的锭坯从德国沃尔特公司（Vollert）引进一套平面库管理系统，可以存放2100块锭坯，用机械手装卸，最大速度4m/s，卸锭频率9块/h，装锭频率15.5块/h，全自动管理、定位精准，系统可靠性高达99.5%。为了保护环境，熔铸厂排放的烟气都经过净化处理，布袋净化系统从瑞典尼德曼公司（Nederman）引进，应按使用说明书定期清理净化系统。
　　软合金熔铸厂（车间）有熔炼－静置炉12组，容量各120t。工业纯铝及软合金扁锭需要量约1060kt/a，合金为1xxx系、3xxx系、5xxx系及大部分8xxx系的，铸锭规格（mm）：厚420~680×宽1050~2200×长4500~8000，锭的最大质量32.7t。