中国铝加工业发展现状综述
写在《中国有色金属报》创刊30周年之际
2015年07月01日 12:33 7549次浏览 来源: 中国有色金属报 分类: 2015年国际铝工业展览会最新报道-头条 作者: 王祝堂
铝车轮家族。
铝合金天桥。
《中国有色金属报》已创刊30周年,经过30年的茁壮成长,进入了而立之年,旺盛之年。30年弹指一挥,《中国有色金属报》随着中国有色金属工业的发展一步步地走了过来。《中国有色金属报》不但见证了、记述了、传播了中国有色金属工业的转变和发展,而且对这些转变起了积极有力的促进、鼓舞、指引作用。
中国不但是原铝与氧化铝生产大国,也已成为一个初级强国,如果在电流效率与环保方面再上一层楼,将成为名副其实的强国。中国已是挤压铝材与铝箔产业初级强国与大国,可以生产国民经济建设各行各业所需的一切挤压材与箔材,但是在ABS批量稳定生产方面与废旧全铝易拉罐回收再利用方面尚未起步,亟待追赶,刻不容缓。总体上来说,中国铝加工行业还谈不上强大,现在还处于跟踪阶段,要变成铝加工业强国进而引领世界铝加工业潮流至少要到2050年。
铝挤压产业
当前中国有大大小小的铝挤压企业约820家,有4.5MN~250MN的挤压机约5800台(250MN挤压机正在制造,可于2016年底或2017年投产),生产能力超过17000kt/a。全国有各种各样的铝材表面处理线约1500余条,可生产市场所需的各种色调的铝挤压材,从单一阳级氧化白色、电泳涂漆、氟碳喷涂到本纹处理等应有尽有。
2014年中国有5500kt挤压材由加工厂深加工成产品,其中80%以上为门窗及其他建筑与结构产品,在所生产的产品中深加工率约45.8%,看来低了一些,我们的目标应是70%左右,要达到此目标至少是2025年以后。
对于工业铝材产量与建筑铝材产量的比例来说,没有高好低差的说法。地区不同,国家不同,这个比例也会不同,可根据各自实际情况与市场情况着重发展其中一类产品,或齐头并进都发展。对中国这样发展中的大国来说,无疑都应发展,同时建筑铝材产量一定会大于工业铝材的,因为只有大兴土木才能满足人们日益提高的对居住条件的要求,只有适当建一些楼堂馆所才能满足日益发达的商业和第三产业的要求,以及国际交往日趋频繁的需要。这些需要得到一定的满足后,建筑铝挤压材的市场需求才会趋于平稳,工业铝材产量才会逐年有所上升。
挤压材的深加工
铝合金桥
铝合金桥梁是挤压大型材深加工的主要产品之一,至2014年全世界建造了约380座铝公路桥与过街天桥,铁路桥廖若晨星,只有3座。中国的铝合金桥还很少,至2015年仅建成7座,首座桥是杭州市庆春路中河人行天桥。为了建造铝合金桥,山东丛林集团与德国迈尔公司(PML)于2013年6月组建了丛林迈尔铝合金轻质结构有限公司,主要从事铝合金桥梁设计与建设,该公司承建的多哈铝合金天桥于2015年3月竣工,是中国企业承建的第一个国外铝合金天桥。南南铝加工有限公司将与南宁市合作在南宁市建设20余座行人铝合金天桥,首座已于2014年年底交付使用,如全部建成将成为全世界拥有行人铝合金天桥最多的城市。
铝模板
铝模板是铝型材又一重要的深加工产品,是工信部与中国有色金属工业协会重点推广产品之一,它的主要优点:施工周期短,三五天可以建一层;重复使用次数多,平均使用成本低;施工方便、效率高;稳定性好,承载力高;应用范围广;低碳减排,所用材料全是可再生的;支撑系统简单,使用方便。
铝模板1962年诞生于美国,已有50多年的历史,技术成熟。在欧洲、北美、东亚日韩、中东、巴西等国家与地区已获得相应广泛的应用。目前,美国铝模板的市场份额约1.2亿美元/a,韩国高层住宅楼施工已有80%采用铝模板。2014年注册的中国铝模板企业约76家,2013年中国铝模板产量约52万m2,不到模板总量的1%,市场前景可观。按照目前的发展趋势,加大宣传与推广,到2022年铝模板市场占有率达到10%是可能的,铝型材用量可达2000kt/a。
轨道铝合金车辆
中国是铝合金轨道车辆制造大国,2008年京津高速铁路开始运营,所有机车及机辆是全铝合金的。1962年,日本山阳电气化铁路为了减轻车体质量采用5083合金及6061合金代替碳钢制造车体,开铝合金制造轨道车辆的先河。当前,除高速列车与磁悬浮列车已全部铝化外,地铁、高架城轨、市域快轨、城际高铁、市区单轨等的车辆也有约40%合铝化。
截至2014年年底,中国可生产车体大型材的挤压力≥90MN的挤压机有52台,而全世界只有68台,中国的占世界总量的76.5%。这些大挤压机的大型中空薄壁型材的生产能力约600kt/a,可制造15万辆轨道车辆。
截至2015年,中国可制造铝合金轨道车辆整车或模块的企业除中国中车有限公司的长春客车股份有限公司、唐山车辆有限公司、四方车辆股份有限公司、浦镇车辆有限公司、株洲电力机车车辆有限公司等外,还有一批铝型材生产企业也加入此行列:吉林麦达斯铝有限公司、利源精制股份有限公司、南南铝加工有限公司、明泰铝业有限公司、中铝-萨帕特种铝型材(重庆)有限公司等。铝挤压企业参与轨道车辆整车与模块制造是中国特有的情况,其他国家无此现象。
汽车铝型材的深加工
汽车产业是目前用铝最多的,中国是全球最大的汽车生产国,所以铝在中国汽车中的应用与汽车铝材的深加工潜力巨大。
据国家发展和改革委员会披露,中国有6亿人及1/4的国土面积正在遭受着无所不在的雾霾天气,而汽车保有量的不断上升使环保问题更加严峻,这些都呼吁汽车行业的绿色发展,采用尽量多的铝制造汽车是当前汽车轻量化从而节能减排的最直接有效的措施与途径。
车轮和保险杠是汽车大的深加工零部件,中国是世界最大的铝车轮生产国和出口国,用挤压铝材深加工零件有四五十种,保险杠是最大的铝挤压材深加工产品,1998年深圳华加日铝业有限公司向东风汽车制造厂提供日系汽车用的6063-T5合金保险杠,开中国深加工此种产品的先河。
2014年中国汽车产量2372.9千辆,同比增长7.26%,其中乘用车19919.8千辆,同比上升10.2%;2014年中国铝车轮产量约1.6亿件,消费1600kt铝。当前中国铝车轮产量占世界总产量的60%以上,其中有一半出口到世界约160个国家与地区,出口厂商达1320家,出口额39.67亿美元,出口到的国家以美国居首,为19.4亿美元,占48.9%。车轮平均出口单价4.98美元/kg。
1999年在法兰克福汽车展上,奥迪公司推出全球全铝公共汽车。现在,全铝或高铝容量的公共汽车、半推车、特种车(邮政车、运钞车、快递车、冷藏车、运烟车、汽车运输车、垃圾车等等)中国都能制造。在这些领域,丛林集团铝业公司与晟通集团公司等作出了突出贡献。以晟通汽车公司潜心研制的“铝行者”为例,在保证其各项性能的前提下,车体成功减轻3.4t,该车在生命周期内可节油45KL,减少CO2排放110t。据有关方面调查,2014年中国保有重型半挂车110万辆,若其中有80%全铝化,按年行驶15万km计算,则可节油5310kt/a,按80万km使用期计算,可节油约28350kt/a,10kt柴油的价值8134万元,可省230亿元/a,同时可减少CO2排放90000kt/a,相当于25万公顷阔叶林一年吸收的CO2。
企业结构与挤压机结构
中国现代化铝挤压工业始于1956年投产的哈尔滨加工厂(代号101厂,现名东北轻合金有限责任公司),有从苏联引进的水压机9台:50MN的1台、35MN的1台、20MN的1台、12MN的2台、7.5MN的2台、6MN的2台,形成生产能力:管材900t、型材3000t、棒材1100t、线材1000t。1970年西南铝加工厂(代号112厂,现名西南铝业(集团)有限责任公司)投产,锻压车间有1台第一重型机器制造厂提供的125MN水压机,主要生产锻造坯料与大的挤压材,生产能力:管、棒、型材2000t/a、锻压坯料7000t/a;1984年中小型材挤压车间投产,有国产水(油)压机10台:35MN管材水压机1台,25MN管材油压机1台、6.5MN管材挤压机2台,型棒线水压机5台:20MN的3台、12.5MN的2台,7.5MN油压机1台,1984年年底投产,生产能力4kt/a。西北铝加工厂(代号113厂,现名中铝西北铝加工公司),1965年动工兴建,1968年陆续投产,可生产除锻件以外的各种半成品,总生产能力7200t/a。华北铝加工厂于1978年动工兴建,1985年全面建成,生产能力12kt/a,其中平轧产品10kt/a,挤压产品2kt/a。
除了上述4个大中型国有铝加工企业外,在1956年~1984年中国还建设了约95个可生产挤压铝材的企业,它们生产的挤压材(管材、棒材、型材、线坯)约820kt,共拥有约185台挤压机,总生产能力约250kt/a,除有7台油压机是从日本宇部兴产公司引进的外,其他的是:水压机27台,最大的125MN1台,50MN的2台(从苏联引进),从苏联引进和国产的水压机27台。其他的149台都是从台湾省购进的中小型油压机。
1850年~2015年是中国铝加工业飞速发展的30年,现有挤压材生产能力(2015年)预计可18000kt/a,年平均增长率为15.1%。这30年又可分为三个阶段:1985年~1999年为飞速发展阶段,2000年~2009年为向工业材转变阶段,2010年起向深加工全面延伸阶段。2015年中国挤压企业按生产能力大小分的结构如表1所列,挤压机按压力大小分的构成见表2。
在中国引进的挤压机中有德国西马克美尔公司的22台,日本宇部兴产公司的110台,意大利达涅利公司的10台,中国台湾地区的约4200台,其他国家的28台,国内制造的1430台,引进的占75.35%,国内制造的占24.65%。
平轧铝产品
2014年铝平轧产品生产能力约13800kt/a,比上年度的12500kt/a上升约10.4%。
2014年中国铝平轧产量产量约9900kt,或者说10000 kt/a,同比上升7.6%(不含铝箔产量,但含铝箔带坯),产能利用率约72%,约比工业发达国家的低16个百分点。
2014年中国出口铝板带1738.371 kt,同比上升3.85%,进口347.306 kt,与上年度的持平,净出口铝板带1391.065 kt,比上年度的上升4.8%,是全球最大的铝板带出口国。2014年中国出口铝箔796.624 kt(有衬背铝箔按50%计算),进口50.560 kt(有衬背铝箔按50%计算),净出口746.064kt,同比上升13.6%,是世界最大铝箔净出口国。2014年中国净出口平轧铝产品2137.129kt,同比上升8.4%。
在此需指出,在计算铝箔产量与进出口量时最好按50%将有衬背箔换算为无衬背的,在有些国家将铝箔视为带材的深加工。
铸锭热轧
铸锭热轧是当前国外生产铝板带的主要工艺,占板带总生产能力的78%左右,2013年中国的这个比例为62.5%,比国外的低15.5个百分点。不过,在此需指出的是,这个比例的大小并不表示结构的合理与否,一个国家可根据各自特点与资源情况发展平轧产品的生产工艺。2013年中国铸锭热轧生产能力已达13800kt/a,2016年的生产能力有可能超过16000kt/a,占那时全球总生产能力的59%左右。
连铸连轧生产线
连铸连轧生产线是由1台哈兹雷特双带式铸造机(Hazelett)与其后的双机架或三机架热(温)轧机列组成。中国首条这类生产线于2012年初正式投产,规格1950mm,实际上可铸带坯最大宽度2032mm,这是世界最大的这类生产线,设备利用率90%计算,生产能力可达500kt/a,但由于受到市场等方面的制约,所以在计算技术经济指标时按250kt/a计算。
双辊式连续铸轧线
中国是一个铝带坯双辊式来连续铸轧生产大国,生产的铸轧机不但满足了本国经济建设的需求,而且出口到巴西、巴基斯坦、越南、印度尼西亚等国。截至2014年年底中国保有双辊式连续铸轧线约850条,带坯生产能力约8000kt/a,同比上升8.2%,占全世界总生产线条数的78%,约占全球总生产能力的67.5%
高精板带
大宗高精铝板带是指航空级厚板、印刷版铝基板、罐体料(can body stock)、汽车车身薄板(auto body sheet,ABS)它们中国都能生产,大都可以满足国内市场需求,但制造试航大飞机用的铝合金厚板全是进口的,并不表示中国完全不能制造,而是为了取证。
平版印刷铝基板有PS版用的与CTP版用的,2014年中国可生产这两种高级铝板带的企业有13家,总生产能力880kt/a,在建的企业有10家,总生产能力570kt/a,2014年中国印刷版基用铝板带销售量约512kt,其中PS版用的约占45%,CTP板用占55%左右。
罐料是指制造易拉罐罐身用的3104合金薄带材,2014年中国罐料生产能力约900kt/a,在建的生产能力约3252kt/a。2014年的罐料产量近400kt,中国从2015年起可成为继美国、韩国、德国之后的世界第四大罐料净出口国。
ABS即汽车铝合金车身薄板用于冲制乘人小汽车的车身钣金件,2014年全世界的消费量约380kt/a,其中中国的用量约35kt,全是进口的。2013年全世界制造汽车车身钣金件用的薄钢板约20000kt,如果在今后15年内有约1/3用铝合金代替,就需要铝合金薄板约8500kt。
由于节能减排与环保意识的加强,汽车轻量化在步步跟进,ABS成了铝板带板块市场增长最具潜力的亮点,2014年~2020年全世界的平均增长率可望达到20%。
中国自2013年掀起了ABS生产线建设的浪潮,不但跨国铝业公司大举登陆中国,而且中国一些大的在建板带企业都增建专业ABS生产线。率先进入中国此领域的是诺贝丽斯-大韩铝业公司,其次是日本神户钢铁公司。2016年中国ABS的生产能力可达545kt/a(表3),2018年可达995kt/a。
铝带冷轧
1984年以来中国共引进了四辊与六辊单机架高技术冷轧机37台,其中仅西马克公司的CVC型冷轧机就有21台,占全世界总台数的75%。这37台单机架冷轧机的总生产能力约3000kt/a。此外还引进了4条冷连轧生产线:1720mm五冷连轧线1条,2000mm双冷连轧线1条,2300mm级的CVCR Plus6型。3机架冷连轧线2条;它们的总生产能力约1200kt/a。这些引进的冷轧机的装机水平都达到国际先进水平,总生产能力约4200kt/a,占全国总产能的33.6%。
2014年年底中国有约450台单机架4辊国际一般水平的冷轧机,它们的合计生产能力约11210kt/a,其中辊面宽度≥1200mm的占总生产能力的75%,其他小型(辊面宽度<1200mm)冷轧机的铝带生产能力约3300kt/a,占总生产能力的25%,结构相当合理。
中国拥有世界上最多的先进的2000mm级箔轧机,约有35台,生产能力约400kt/a,比世界其他国家的总和还多约12台。
2014年中国铝箔生产能力约3620kt/a,比上年度的3400kt/a增加6.5%,产量约3080kt/a,同比上升10%,产能利用率87.5%,比上年度的提高5.1个百分点,成就斐然,居世界前列。2014年中国出口铝箔796.624kt,进口50.560kt,净出口746.064kt。
2014年在中国生产的铝箔中,用双辊式连续铸轧带坯轧制的约占87.5%,比上年度的提高约2个百分点,因为空调箔的产量有较大提升,中国以铸轧带坯生产铝箔的技术与工艺居世界领先水平。
锻件
自由锻件及模锻件是一类重要的受力结构零件,中国已成为世界铝锻件生产初级强国,西南铝业(集团)有限责任公司与东北轻合金有限责任公司生产的5m及9m级大锻环不但满足了中国航天工业发展的需求,而且有一批批的铝合金锻件装上了波音公司的成千上万架飞机,件件合格,从未同过质量事故。
截至2015年,中国拥有30MN~400MN的模锻机24台,其中300及400MN级的各1台,自行设计与制造的世界锻压机之王——800MN的模锻机地已投产,将锻出全球最多最大的铝、镁、钛等合金锻件。2014年中国铝锻件的生产能力约184kt(含车轮锻件)。
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