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全球高端铝合金中厚板材预拉伸机总览

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2022-07-06 09:17:21
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铝合金板材(厚度>3mm)在热轧、剪切、退火、淬火过程中,因温度、压下辊形变化、工艺冷却控制不当,总会产生或大或小的纵向弯曲、横向弯曲、边部波浪和内应力,为了消除缺陷与使内应力降低到尽可能低的水平,必须在退火之前或时效前进行矫直。根据设备配置情况及应用范围有三种矫直方式:辊式矫直、压平矫直和钳式拉伸矫直。前两种不但设备较简单,工艺技术也不高,是一种相当古老的工艺,但是现在仍广为应用,在此不再赘述。后一种是20世纪40年代中期以来,在工业发达国家发展起来的,中国1956年开始引进此设备与技术。当前,铝合金板拉伸矫直装备水平与技术高低已经成为衡量一个国家铝加工业是否强大的主要标志之一,能否为航空航天工业提高所需的关键铝材的重要标志。


铝合金板材在淬火过程中,由于板材表面层和中心层存在相当大的温度差,从而产生很大的内部残余应力,表层为压应力,中心部为拉应力,如果在机械加工之前预先把这种残余应力消除85%以上,那么在以后用数控加工中心制造零部件时,板材就不会发生不允许的变形,以致无法继续加工而成为废品。因此,必须在机械加工之前,对淬火板材进行预拉伸矫直,以消除残余应力,一般拉伸永久变形率小于35%,太小达不到消除波浪和残余应力的效果;太大可能产生滑移线,还可能出现新的内应力分布不均。因为是在零部件机械加工之前进行的拉伸,也就是说这种拉伸是为顺利进行机械加工提供材料,故称之为预拉伸,所生产的板材称为预拉伸厚板(prestretched aluminium alloy plate)。


全世界有中国、美国、德国、俄罗斯、法国、日本等13个国家可以生产铝合金预拉伸板,总生产能力约500kt/a。美国和中国的拉伸机数居前,中国最多,共有12台;美国第二,有11台。到2016年,中国可能有24台,大大超过美国,届时,中国将成为世界的预拉伸机王国。


国外共有30台预拉伸机最大的132MN


国外共有30台铝合金厚板预拉伸机,在2025年以前不会新建预拉伸项目,拥有拉伸机情况见表1。


达文波特轧制厂是当前全球最大的铝合金厚板生产企业,在中国天津忠旺铝业有限公司与银河铝业特种铝合金预拉伸项目(见2014年5月22日《中国有色金属报》第5版)未建成前将一直保持着这种龙头老大的地位。它有5台预拉伸机,有1台拉伸变形率可达12%,这也是独一无二的。


凯撒铝业公司特雷特伍德轧制厂与肯联铝业有限公司雷文斯伍德轧制厂各有1台124MN(136ustf)的拉伸机,其基本技术见表2。


德国科布伦茨轧制厂属爱励铝业国际,有3台拉伸机,32MN、38MN、80MN的各1台,可拉伸厚板的最大截面尺寸为220mm×1600mm,最大长度24.4mm;最值得一提的是,对于超出拉伸机能力的厚板,该厂有1台300MN的压平机,可通过压缩减小板材中的残余应力。


奥地利有色金属公司(AMAG)拉舍芬(Ranshofen)铝加工公司有2台拉伸机,都是西马克集团梅尔(Meer)公司设计制造的:1台131.5MN的,可拉厚板最大宽度1520mm,2000年投产;另1台的拉力是90MN,可拉板的最大宽度150mm,2006年投产。


肯联铝业公司法国苏瓦尔轧制厂有2台拉伸机,一台61MN的,1980年投产;另一台是50MN的,2001年投产,可拉厚板规格为(6~250)mm×(700~3200)mm×(4000~15000)mm。前者可拉36m长的,这是A380型客机制造机翼所需的最长厚板。


南非共和国休内特铝业公司有1台拉伸力(25MN)并不大的拉伸机,可拉伸薄到0.9mm的薄板,这也是有其特色的,这台拉伸机可拉伸板材的规格为:


意大利富西纳铝业公司是美国铝业公司的子公司,有1台12MN的,MDH公司提供,是全球小拉伸机之一;另一台30MN的,是由意大利达涅利公司设计制造的。


俄罗斯卡缅斯克-乌拉尔斯基铝加工材有1台10MN的预拉伸机,乌拉尔重型机器制造厂制造,可拉板材的尺寸如下:


日本福井轧制厂,原属古河铝业公司,从2014年4月份起隶属日本联合铝业公司,有1台日本三井公司生产的56MN的厚板预拉伸机,是日本拉力最大者。


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