鋁擠壓業要發展--技術自主是關鍵

       在中國引進的擠壓機中有德國西馬克美爾公司SMS Meer的22臺，日本宇部興產（Ube）公司的110臺，意大利達涅利公司的10臺，中國臺灣的約4200臺，其他國家的28臺，國內制造的1430臺，引進的占75.35%，國內制造的占24.65%。

　　中國現代鋁擠壓工業始于1956年投產的哈爾濱鋁加工廠（代號101廠，現名東北輕合金有限責任公司），有從蘇聯引進的水壓機9臺：50MN的1臺、35MN的1臺、20MN的1臺、12MN的2臺、7.5MN的2臺、6MN的2臺。形成生產能力：管材900t/a、型材3000t/a、棒材1100t/a、線材1000t/a。1970年西南鋁加工廠（代號112廠，現名西南鋁業（集團）有限責任公司）投產，鍛壓車間有1臺第一重型機器制造廠提供的125MN水壓機，主要生產鍛造坯料與大的擠壓材，生產能力：管、棒、型材2000t/a、鍛壓坯料7000t/a；1984年中小型材擠壓車間投產，有國產水（油）壓機10臺：35MN管材水壓機1臺，25MN管材油壓機1臺、6.5MN管材擠壓機2臺，型棒線水壓機5臺：20MN的3臺、12.5MN的2臺，7.5MN油壓機1臺，1984年年底投產，生產能力4kt/a。西北鋁加工廠（代號113廠，現名中鋁西北鋁加工分公司），1965年動工興建，1968年陸續投產，可生產除鍛件以外的各種半成品，總生產能力7200t/a。華北鋁加工廠于1978年動工興建，1985年全面建成，生產能力12kt/a，其中平軋產品10kt/a，擠壓產品2kt/a。

　　除了上述4個大中型國有鋁加工企業外，在1956年~1984年中國還建設了約95個可生產擠壓鋁材的企業，它們生產的擠壓材（管材、棒材、型材、線坯）約820kt，共擁有約185臺擠壓機，總生產能力約250kt/a，除有7臺油壓機是從日本宇部興產公司引進的外，其他的是：水壓機27臺，最大的125MN的1臺，50MN的2臺（從蘇聯引進），從蘇聯引進和國產的水壓機27臺。其他的149臺都是從中國臺灣購進的中小型油壓機。

　　1985年~2015年是中國鋁加工業飛速發展的30年，現有擠壓材生產能力（2015年）預計可達18000kt/a，年平均增長率為15.1%。這30年又可分為三個階段：1985年~1999年為飛速發展階段，2000年~2009年為向工業材轉變階段，2010年起向深加工全面延伸階段。

　　擠壓企業及擠壓機結構

　　擠壓企業結構

　　在中國引進的擠壓機中有德國西馬克美爾公司SMS Meer的22臺，日本宇部興產（Ube）公司的110臺，意大利達涅利公司的10臺，中國臺灣的約4200臺，其他國家的28臺，國內制造的1430臺，引進的占75.35%，國內制造的占24.65%。

　　在中國的鋁材擠壓機中，單動正擠壓后裝料的占96%以上，前裝料的是近些年引進的與國內制造的。有反向擠壓機45臺，其中25臺是引進的，主要在金橋鋁廠有限公司、南山輕合金總廠、中鋁西北鋁加工分公司等，昆山捷安特科技有限公司有最多的國產反向擠壓機，共7臺，用于擠壓自行車管材。中國雖擁有各式各樣的大小不等的鋁材擠壓機，但還沒有HybrEx型擠壓機，2013年在德國面世，日本于2014年引進了1臺。

　　擠壓機結構

　　到今年年底，中國擁有的鋁擠壓機總數可達約5800臺（表2），占世界總臺數的85%以上，在擠壓機中有兩個顯著的特點：一是擠壓力<15MN的特別多，占世界臺數的96%以上，達2880臺；二是現代化的擠壓力≥150MN擠壓機多，有6臺，而全世界僅7臺，占全球總數的86%。

　　HybrEx擠壓機

　　2014年，德國西馬克美爾公司推出一款新型的鋁材擠壓機，名為HybrEx擠壓機，讓人大開眼界，在鋁擠壓機發展史上具有里程碑意義，與常規擠壓機相比，能源節約55%以上，生產效率提高20%。

　　當前，全球有三大擠壓機制造公司：德國西馬克集團的美爾公司，日本的宇部興產公司（Ube），中國的太原重工股份有限公司。對于HybrEx型擠壓機連日本企業也甘拜下風。2014年12月日本大阪（Osaka）野洲多金屬公司（Yasuda Metal Industries）向美爾公司訂購了一臺HybrEx14型鋁材擠壓機，可于今年年底或2016年首季投產，這可能是世界上首臺商業化生產的這類擠壓機，它的擠壓力14.5MN，用于生產建筑鋁材，可擠錠坯的最大長度800mm，生產能力5000t/a。由于采用HybrEx 14驅動技術，可節能55%。這是近40年來德國首次向日本出口擠壓機。日本引進這類擠壓機后，通過消化吸收，可在二三年內制造在技術方面更先進一些的鋁擠壓機。

　　在HybrEx擠壓機中，美爾公司利用其研發的有創造性的機構產生的成形力擠壓長的鋁材，僅利用動態電伺服驅動力使擠壓機作各種輔助運動，因此與常規擠壓機驅動系統相比，擠壓速度可提高一倍以上，達到1000mm/s，非生產時間可縮短到僅1s，這就是說提高產量100t/a。

　　由于HybrEx擠壓機采用獨特的液壓驅動系統，生產成本大大下降，其他的關鍵技術還有：液壓缸帶有預注室（prefill chamber）與氣密槽（air-tighttank），后者還有除氣裝置。這種擠壓機采用了新型“OxiStop”技術，因而液壓油中的空氣含量由10%下降到1%。這種下降對泵、閥和其他磨損件壽命延長極為有利。與常規擠壓機的油槽相比，HybrEx擠壓機的油槽容積減小90%。

　　新一代HybrEx擠壓機對擠壓批量大的鋁型材極為有利，有條件的企業也可考慮這種擠壓機的引進，對擠壓機設計與制造的企業來說，如果對這種擠壓機感興趣，不妨對其技術做一些研究，并跟蹤其發展。

　　現在美爾公司制造的HybrEx擠壓機已形成系列，從14MN至38MN共5種：HybrEx14的錠坯直徑152mm，HybrEx19的錠坯直徑178mm，HybrEx25的錠坯直徑203mm，HybrEx32的錠坯直徑230mm，HybrEx38的錠坯直徑254mm。

　　生產能力匡算

　　計算實例，例如一臺20MN或2000tf的擠壓機生產各種擠壓材的匡算生產能力為2000×2.3＝4600（t/a）。此匡算系數只適應于中國當前的擠壓生產線，即每條生產線有五、六個工人操作，如果生產線的自動化程度高，由一名工人或甚至無人操作，則1臺20MN的擠壓機的產量可達10kt/a或12kt/a。大擠壓機匡算系數之所以小是出于對市場的考慮，如日本輕金屬擠壓公司（KOK）有1臺97MN的擠壓機，按筆者提出的系數計算，其產量只不過7kt/a左右，可是由于擠壓機的狀態好，工人的操作技術高，訂單充足，生產管理好與產品結構安排合理，有些年度的最高產量達到10.5kt/a。日本全國僅有1臺100MN級的擠壓機，軌道交通車輛車體用的大型材及其他產業需要100MN級擠壓機生產的大型材全由此機擠壓。

　　表面處理與模具生產

　　鋁合金有良好的可表面處理性能。可進行陽極氧化、電泳涂漆、氟碳噴涂、木紋處理等，建筑鋁擠壓材都要經過表面處理，主要是為了裝飾，其次是為了提高抗腐蝕性能，工業鋁材也有一部分需進行表面處理如反應堆用的工藝管的內外都要進行陽極氧化處理，有些鋁材為了提高耐磨性還需進行硬質陽極氧化處理。

　　哈爾濱鋁加工廠與西北鋁加工廠的建設是為了滿足國防軍工對鋁材的需求，擠壓車間都沒有建陽極氧化生產線，1965年哈爾濱鋁加工廠工藝管車間交付生產，有一條陽極氧化生產線，這是中國首條。上世紀80年代初期天津鋁材廠與營口鋁材廠建成，各有一條從日本引進的陽極氧化生產線，從此中國有了完整的建筑鋁材表面處理線。

　　截止到2014年年底，中國擁有的表面處理線如下，其中40%左右是引進的，通常，一個建筑鋁材企業表面處理生產能力應比鋁材生產能力大5%左右：

　　陽極氧化線  25000條

　　電泳氧化線  110條

　　粉末噴涂線  200條

　　氟碳噴涂線  65條

　　木紋處理線  20條

　　結束語

　　中國是世界超級擠壓大國，擁有世界上最多的鋁擠壓材生產裝備，有全球最先進的擠壓機，有最多的現代化大擠壓機，然而遺憾的是它們大多是新世紀以來從國外引進的，總體上我們與工業先進國家的擠壓工業還有一定的差距，特別是裝備制造方面差距更大一些，可能還要三四十年才能與那時世界領先水平的國家并駕齊驅。

　　在此介紹了HybrEx型擠壓機，希望國內能引進1臺作為樣機，通過解剖與消化吸收，造出更先進的擠壓機。日本在這方面的經驗值得我們借鑒。20世紀初日本從美國薩頓公司（Saton）引進1臺擠壓機，沒過幾年就由宇部公司大批量生產出更好的擠壓機，從而滿足了當時日本鋁工業的需求。幾年以后，宇部公司的技術與規模就超過薩頓公司，成為全球的龍頭老大，當然在技術與創新方面與美爾公司相比還略遜一籌。

　　HybrEx型擠壓機于2014年一推向市場，日本立刻引進1臺，很可能2017年它會制造出性能更好的變型的HybrEx擠壓機，或者以更新的面孔出現。