全球主要的高精铝板带企业之一——阿雷利斯公司科布伦茨轧制厂

全球主要的高精铝板带企业之一——阿雷利斯公司科布伦茨轧制厂
王祝堂任柏峰,WangZhutangRenBaifeng
全球主要的高精铝板带企业之一
一一
阿雷利斯公司科布伦茨轧制厂Amainenterprisesforaluminumplatesofhighprecision'_______??-______.AlerisAlumin ium
WalzprodukteGmbhInKoblenz
概况
Summary
德国科布伦茨(K0blenz)轧制厂(AleriS
AluminiumwalzprodukteGmbH)属阿雷利斯
(Corus),板带产量约150kt/a,是一个名副其实的
高精铝板带轧制企业,生产的合金种类约l10个,主导
产品为热交换器用的复合热传输板带箔,航空航天板
带,汽车与船舶板材,工模具厚板,结构板材等等(图
1),材料的65%出口到其他欧洲国家(约占32%)与世
界各国(约占33%),见图2.
其它汽车
舰}7%4%
热交换器
t6%
分领域的销售份额
图1科布伦茨轧制厂产品结构示意图
除悠田以外的
其它欧州国家
35%
分地区的销售份额
图2科布伦茨轧制厂产品销售地区示意图
科布伦茨轧制厂是一个比较年青的工厂,成立
于1964年,原属美国凯撒集团(AmericanKaiser GrOuP),初期生产挤压材,稍后转为生产板带
材,1987年革荷兰霍哥文集团(DutchHoogovens GrouP)收购该厂,1999年霍哥文集团被英国钢铁
生产者一一科鲁斯集团公司(CorusGroupplc.)
并购,2006年以为阿雷利斯公司收购.现在,该公
司下辖三个企业,其他两个企业是:比利时杜菲尔(DUffe1)轧制厂,加拿大卡普-得?拉,马德里
(Cap-de-la-Madeleine)轧制厂.
科布伦茨轧制厂的质量管理体系与追求高品质
的经营理念在世界铝板带轧制行业中居前列,久负甚誉,成为国际航空航天材料的主要供应者之一,所生产的厚板更是享誉全球(图3).
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图3科布伦茨轧制厂提供的模具合金及其厚度
科布伦茨轧制厂的生产,技术服务工艺与品质
保证,市场开拓,销售与管理员工约1300人,工厂不仅保证员工有一个安定长期的工作岗位,而且有一个安全,健康与环境友好的工作场所,大家都处于一个和谐的环境中.工厂的劳动生产率达120t/(人年).产
品品质年年有所改善,产量逐年有所上升,生产装备在不断地更新与改造.职工平均工龄在15qa以上.
不断完善的一流装备ConUnuouslyimprovedONfirst-rateequipment
为了保证优质航空航天铝板带的供应,科布伦茨
轧制厂不但有一流的装备,同时根据需要在不断地改
造与扩建,上世纪80年代后期熔炼铸造车间新安了一台现代化的可倾动的静置炉.现在全车间共有5套熔炼静置炉组,在线熔体处理有SNIF除气系统与陶瓷片过滤箱.
同期,增建了一台四辊不可逆式冷轧与成套的辅WORLDNONFERROUSMETALS2006961
企业与机构
■■●■—●■—■—●—_r盛
助设备如退火炉,矫直机与剪切生产线,以及一台四
辊可造式3250ram热轧机,形成一条(1+1)式生产
线.2002年一台世界上最大的之一的铣床建成投产,
对航空薄板生产系统进行了全面的改造.后来又投资42百万欧元对冷轧工艺作了全面的大规模改扩建,从而可于2005年末向航空航天部门提供宽度达2800mm 的铝合金厚板.
熔炼合金用的原料:纯铝,合金元素,工厂内部
废料.铸锭最大质量25t.由于采用当前先进的熔炼铸
造工艺,铸锭既有均匀一致的冶金组织,又有相当高
的力学性能与低的内应力.
3760mm热粗轧机可将600mm厚的扁锭轧成最大
宽度3600mm,最薄厚度8mm的厚板,最大轧制速度
l80m/min.3250mm四辊热精轧机是双卷取的,产品
最终厚度2.5～15mm,最大宽度3000mm.
热粗轧机的主电机功率7200kW,最大轧制力
45000kN.有一台铁本公司(Tippins)提供的4辊不
可逆式3760mm冷轧机,产品最大宽度3500mm,最大厚度2.5mm.还有一台1830mm6辊不可逆式冷轧机,最终产品厚度0.20ram,精度±0.005mm.所有冷
轧机都有全自动化控制设备,自动调控带材厚度,板形,平直度.6辊冷轧机的最大轧制速度1000m/min.
图43760mm热粗轧机
图5厚板HHT连续热处理炉
可生产的最大厚板尺寸为厚l80mm,宽
3600mm,长24000mm,有一台80000MN的拉伸矫直02世界有色金属2006年第9期
机.HttT连续卧式固溶处理炉可处理的最大板材尺寸为:厚200mm,宽3600mm,长24000mm.
研发力量不断加强
R/OforceisOntherise
为了保持工厂的三大主导产品(航空航天与交通
运输铝合金板带材,工模具厚板,热交换复合板带材) 在世界市场中的领先地位,不断提高产品的市场竞争力,科布伦茨轧制厂非常重视产品的开发研究工作,每年投入的研发经费占销售收入的3%.将主要力量集中干战略研究上,同时制订了短,中,长期计划,工厂的
研发工作与集团的研究工作紧密地联系在一起.
科布伦茨轧制厂研发中心近20年来的最大成就
是:为铸造大扁锭与特厚工模具板研制出一套行之有效的成熟的工艺,制订了一套工艺文件,开发出了一
套独特的工具与模具,不但保证了产品所需的性能, 而且使铸造厚板中的内应力低于标准中的规定极限值;制定了高精度航空航天,交通运输,工模具厚板
的热轧,热处理与精整工艺(图6);研制出一批有良
好综合性能的新合金,它们有适用于厚板生产的,也
有适宜轧制薄板与热交换复合厚箔的.
阿雷利斯公司技术中心在研发航天航空,工模具厚
板合金方面与美国铝业公司(Alcoa),加拿大铝业公
司(Alcan)并列为世界三强之一,在热交换复合铝板
带生产方面是世界四强之一(另三个是萨帕铝热传输公司,加拿大铝业公司,海德鲁铝业公司).科布伦茨轧
制厂新研制的有更高强度的热交换器合金,可使热传输箔的厚度减薄和/或热交换器在更高的压力下工作,因而可将热交换做得更加紧凑些,可进一步减轻其质量. 图6用科布伦茨轧制厂厚板制造的重型卡车车箱
该公司发展的Alustar合金在焊后的强度比同系
传统高强度合金的强度还高20%,适用于制造高速渡轮(ferry),可显着减轻自身质量.飞机工业用特厚板机
械加工"集成结构(integralstructure)",不但可显
着减轻部件的质量,降低制造成本,而且飞机的可靠性,安全性也有很大提高.所谓集成结构就是过去需用几个或甚至三四十个零件用铆接,焊接,紧固联接工艺才能组装成的复杂部件,现在只用一块热轧的特厚板通过铣,刨等机械切削工艺加工成一个整体结构部件.生产集成结构件是一项高技术工作,首先需铸造冶金组织合格内应力低的特大硬合金铸锭,经过严格的均匀化处理后,热轧成特厚板,固溶热处理后,再经拉伸.拉伸
工序很重要,一方面使厚板达到所要求的平直度,另方面使热处理过程中产生的残余应力降低到某一值,使厚板中的这种应力与以后机械加工时产生的应力处于平衡状态,当然这是理想的状态,即使达不到这种状态,
也应使切削加工后的残余应力小到不会引起成品集成
结构件发生变形,否则就会成为废品.
Alustar合金是一种A1一Mg系不可热处理强化
的高强度铝合金,对海水有很强的抗腐蚀性能,在焊
接后的强度比常规船舶合金的高得多,在制造水翼艇, 高速渡轮,巡逻艇方面有独特的优势,对减轻船体质
量与增加载荷,提高稳定性有着重要意义(图7).
图7用科布伦茨轧制厂厚板制造的高速渡轮
随着模具与工具结构的改进,铝合金fE工模具制
造业中的应用取得了长足的进展,尽管铝合金工模具价格目前比钢的贵一些,但由于其易加工,交货快捷, 铝合金厚板在工模具材料中有很强的竞争力,是一种很有前景的材料.为此,科布伦茨轧制厂开发出了一系列的工模具厚板铝合金,最大厚度可达900mm.科布伦茨厂模具合金家族各成员的特性如下(见图1): HOKOTOL高强度铝合金:
★最大厚度400ram
★优良的抛光性能
猡■■■●■■●■●■■—一
★抗磨损性能强
★板材厚度上力学性能高度一致
WELDURAL通用型模具铝合金:
★最大厚度700mm
★优秀的可焊性能
★中高力学性能
★高抗磨性能
★在整个厚度上有均匀一致的力学性能
GIANTAL传统模具铝合金:
★最大厚度900mm
★良好的可焊性能
★高的力学性能
★优秀的尽寸稳定性能
★优良的可切削加工性能
科布伦茨/7L~Ij厂另一类最有特色的高精产品是汽
车热换器复合铝板带箔,是阿雷利斯集团生产这类材
料的最大工厂.阿雷利斯集团是全球最大的复合铝板
带箔生产者,2004年的产量约l20kt,占全世界总产量
的四分之一左右(图8).
图8汽车发动机散热器
科布伦茨轧制厂研制成功多个热传输复合铝合
金,形成了系列,在汽车发动机与齿轮箱冷却系统,中
冷器,空调器中获得了广泛的应用.由于这些合金有更
强的抗腐蚀性高,更高的力学性能与更优良的热交换
效率,更大的减重效果与长得多的使用期限,被誉为"长寿合金(1onglife)".科布伦茨轧制厂可向用户
提供任何厚度与宽度的复合热传输铝合金板带箔材.
结束语
Conclusiveaccounts
德国阿雷利斯集团科布伦茨轧制厂既是一个有名
的高精铝板带生产企业,主导产品为汽车热交换复合
材料,航空航天板带材与模具厚板,又是一个名副其
实的跨国公司,出VI到境J'l,的占销售收入的65%左右. (下转69页)
WORLDNONFERROUSMETALS2006963
在荧光粉领域的应用
在三基色灯用荧光粉(红,蓝,绿粉)中,绿色粉
是用Tb激活的稀土磷酸盐(La,Ce,Tb)PO.它是
由La2O3,CeO,Tb4O7和H3PO4等制成的.具有效率
高,合成度低,粒度较细和高辉度更佳的特点.
在投影电视荧光粉中,蓝粉是用Ce激活的稀土溴
化物(La,Y)OBr:Ce,颜色效果较好.
在终端显示器荧光粉中,黄绿粉是用Tb激活硫氧
化镧La,O,S:Tb,其特点是色泽优良,生产效率较高.
x射线稀土增感屏荧光粉是用Tb(Tm)激活的硫氧
化镧La,OS:Tb(Tm)和溴氧化镧LaOBr:Tb(Tm).
医疗用X射线稀土增感屏比传统钨酸钙增感屏具有更优越的性能,不仅检验身体时间短,而且X射线作用小和设
备寿命长,从而获得了医疗应用单位的好评.
彩色显象管荧光粉是由红,蓝和绿色粉组成的.其
中,蓝,绿粉,可用La,O与溴氧化物等制成.如绿粉是
用Tb激活的溴氧化镧LaOBr:Tb,不仅生产效率高,而
且温度猝灭特性好.再1:L~N蓝粉则是Ce激活的溴氧化镧LaOBr:Ce,这种高效蓝色荧光粉的能量效率为5%.
在其它领域的应用
用LaO与Cr2O在1300℃高温下可制成铬酸镧(LaCrO)高温电发热体(熔点2490~C),具有耐高温
性和高导电性.已用于温度为1500～1800C的高温箱式
电阻炉中作高温发热元件.此外,这种发热体在高温下
还具有高离子传导性,可作为氧传感器的优良材料.
用氧化镧(La,O)与硼(B)可制成高纯LaB
细粉,因其具有多余电子,故导电性较好,熔点高(2715℃)和硬度大(显微硬度为245×104Mpa),现
已用于制作阴极材料.该材料与钨丝阴极材料相比, 静——■———■■■■—■■■●一
其阴极性能更加优越.
用La!O和银(Ag)还可制成复合电触点,具有
耐电侵蚀和化学稳定性高等优点;并可代替纯银电触
点,具有很高的实用价值.
此外,La,O,La,OS,LaBeO,LaAlO和
LaPO等尚可作为激光材料的基质工作物,用于制造
固体激光器.
将La,O作为加重天然丝和人造丝的化学药品,可
改善工业纺织品的质量.
氧化镧的市场
Lanthanumoxidemarketof
20世纪90年代以来,国内外稀土市场对LaO的需
求量不断攀升,从而促进了国内La,O的产量及销售量
的快速增长.据统计,国内市场1992年的LaO销售量
约300t,2000年为500t,2003年达到了700t,2003年
比1992年增长了1.4倍.2003年国内销量约占总销量的26.4%.1999年我国出口La2O31300t,2000年约1450t, 2005年则达到了6775t,2005年比1999年增加4.2倍.
主要出口对象为日本和美国等,但以日本为主.近年来
我国出口日本的La,O约占日本总进口量的85%以上.
据了解,近年来我国LaO的价格在不断下跌.
2000年99%的La,O为33元/kg,2002年为20元/kg, 2005年为14元/kg,2005年1:1-,2oo2年$~2ooo年的价格下降了43%与135%,从而造成了生产厂的效益下滑.出口
价格则比国内价格还低.但是,今年以来国内外稀土市
场形势在逐渐好转,LaO的国内外价格亦有所回升.因
此,从总体看La,O今后的产量,国内消费量和出口量仍
会增加,从而进一步推动我国LaO工业向前发展.
(本文作者单位:中国有色工程设计研究总院)
(上接63页)
工厂的产量虽不大,只有约150kt/a,但产品附加值
高,效益甚好.该厂仅经过10余年的生产就成为一个
闻名遐迩的高精铝板带企业,值得我们学习,他们特
别注重研发工作,也是很值得借鉴的.
中国当前已建成与在建的,而且都把高精铝板带箔
作为其主导产品的企业有近20家,但真正称得上如科布伦茨轧制厂那样的高精铝板带箔企业的恐怕就不多了. 现在中国建的一些大型铸锭热轧厂的热粗轧机的
开口度都≥600mm,也就是说可以生产厚度≤200mm
的热轧厚板,但要生产热处理可强化的铝合金厚板,
必须有固溶热处理炉及其他配套齐全的精整设备,即
使仅生产的热处理不可强化铝合金厚板也需要配置相应的精整设备.
厚度大干200mm的特厚板都是用铸造法生产的,
中国尚无这样的生产线,也未听说哪个企业拟建这类
生产线.实际上特厚铝合金板在工模具制造业中有着
广泛用途,亟需这种材料,市场容量虽不大,但需求
年平均增长率却很大.有条件的企业可考虑引进铝合
金模具厚板铸造生产线.
当前世界上可生产厚达1】00ram的模具铝合金厚
板,科布伦茨轧制厂模具厚板的最大厚板为900mm. (本栏目责任编辑:史丽丽) WODNONFERROUSMETALS2006969。