鋁鑄軋機(jī)與熱軋機(jī)的應(yīng)用對(duì)比

以及在未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展

上海捷如重工機(jī)電設(shè)備有限公司   盛春磊

摘要：本文簡(jiǎn)要概述了鋁鑄軋機(jī)與熱軋機(jī)各自的工藝技術(shù)特點(diǎn)，描述了鋁鑄軋機(jī)的研制開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，并將鋁鑄軋機(jī)與熱軋機(jī)進(jìn)行了應(yīng)用對(duì)比和坯料性能對(duì)比。通過(guò)分析對(duì)比和市場(chǎng)展望，認(rèn)為鋁鑄軋技術(shù)與工藝的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研制，為鋁鑄軋機(jī)的應(yīng)用開(kāi)拓了生存和發(fā)展空間。

近50年來(lái)，在鋁板帶軋制產(chǎn)品工業(yè)領(lǐng)域中，連續(xù)鑄軋工藝已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)卷材，大約有80%以上的板、帶、箔都可以用較低成本的雙輥式連續(xù)鑄軋板帶坯或連鑄連軋板帶坯進(jìn)行冷軋生產(chǎn)，這種一步到位的工藝配置對(duì)不想投資大型熱軋工廠的企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)極好的機(jī)會(huì)。

一、鋁鑄軋機(jī)與熱軋機(jī)概述

1. 鑄軋方法分類(lèi)及各自工藝技術(shù)特點(diǎn)

鋁鑄軋機(jī)按軋制形式分為：連續(xù)鑄軋（雙輥鑄軋）、連鑄連軋。按開(kāi)發(fā)進(jìn)程又分為三種類(lèi)型：第一代鑄軋機(jī)（標(biāo)準(zhǔn)型鑄軋機(jī)）、第二代鑄軋機(jī)（超型鑄軋機(jī)）、第三代鑄軋機(jī)（超薄快速型鑄軋機(jī)）。第一代鑄軋機(jī)是美國(guó)亨特工程公司于上世紀(jì)60年代初研發(fā)的，輥徑在600mm左右，我國(guó)華北鋁業(yè)有限公司于上世紀(jì)80年代初研制成第一代鑄軋機(jī)。第二代鑄軋機(jī)輥徑約為900mm，由于輥徑加大，因而鑄軋輥剛度和熔體凝固區(qū)長(zhǎng)度都相應(yīng)地有所增加，生產(chǎn)板帶坯寬度有了較大增加。第三代鑄軋機(jī)是亨特工程公司（現(xiàn)為意大利法塔·亨特公司）與原法國(guó)普基公司研究開(kāi)發(fā)的，鑄軋速度≥10m/min，產(chǎn)品最薄厚度為1mm。

連續(xù)鑄軋法單機(jī)產(chǎn)量較小，一般不超過(guò)1萬(wàn)噸，經(jīng)濟(jì)規(guī)模在0.5～3萬(wàn)噸之間。連鑄連軋與雙輥連續(xù)鑄軋相比，由于液穴加深，結(jié)晶器加長(zhǎng)，因此可以生產(chǎn)的合金范圍大大拓寬。在今天蓬勃發(fā)展的鋁加工技術(shù)中，特別是在“ 1＋3”、“1＋4”鋁熱連軋技術(shù)不斷應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的情況下，連鑄連軋工藝依然具有旺盛的生命力，其工藝革新和設(shè)備優(yōu)化具有廣闊的空間。

2. 熱軋方法分類(lèi)及各自工藝技術(shù)特點(diǎn)

按產(chǎn)品可將鑄錠熱軋機(jī)分為：厚板專用的、航空用的、民用普通的；按粗軋機(jī)及單機(jī)架熱軋機(jī)軋輥多少可分為2輥及4輥兩種；按卷取方式可分為單卷取及雙卷取。

單機(jī)架雙卷取熱軋機(jī)是將粗精軋合二為一，這種軋機(jī)除生產(chǎn)罐料冷軋帶坯的成本競(jìng)爭(zhēng)力較弱以外，可生產(chǎn)鋁合金的所有板帶材。

熱粗-精軋生產(chǎn)線， 即（1+1）式熱軋生產(chǎn)線，由1臺(tái)2輥或4輥粗軋機(jī)與1臺(tái)4輥熱精軋機(jī)組成。多機(jī)架熱連軋生產(chǎn)線，由1臺(tái)可逆式熱粗軋機(jī)或外加1臺(tái)熱中軋機(jī)與2機(jī)架～6機(jī)架串聯(lián)的熱精軋機(jī)組成，其特點(diǎn)是產(chǎn)量大、工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品品質(zhì)高且穩(wěn)定、板形優(yōu)良等特點(diǎn)，可生產(chǎn)所有鋁合金板帶材，是生產(chǎn)鋁及鋁合金冷軋用帶坯的主流。

目前，新上項(xiàng)目采用的熱軋生產(chǎn)方式通常是單機(jī)架雙卷取熱軋、雙機(jī)架雙卷取熱軋、1+X熱連軋、1+1+X熱連軋。

二、鋁鑄軋機(jī)與熱軋機(jī)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況

1. 鑄軋坯料在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用對(duì)比及鑄軋生產(chǎn)與產(chǎn)品性能對(duì)比

過(guò)去，在傳統(tǒng)熱軋生產(chǎn)線的提倡者和連續(xù)板帶鑄軋機(jī)的支持者之間存在著有關(guān)鑄軋金屬質(zhì)量的爭(zhēng)論，鑄軋金屬規(guī)格、帶坯厚度、生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品性能的制約多少限制了鑄軋坯料的生產(chǎn)發(fā)展。20世紀(jì)90年代下半期，薄規(guī)格鑄軋工藝的發(fā)展給連續(xù)鑄軋帶來(lái)一個(gè)新的生命期。通過(guò)對(duì)連續(xù)鑄軋機(jī)關(guān)鍵元件：金屬流嘴，軋輥冷卻系統(tǒng)，軋輥潤(rùn)滑油以及控制系統(tǒng)等進(jìn)行重大改進(jìn)，并通過(guò)更佳的工藝控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)了鑄軋更輕規(guī)格、更薄更寬帶坯的目標(biāo)，同時(shí)也帶來(lái)了板帶質(zhì)量連貫性方面的重大改進(jìn)，拓展了鑄軋坯料的使用空間。

意大利法塔·亨特工程公司開(kāi)發(fā)出的新型超薄高速輥式鑄軋機(jī)，以及新型Jumbo 3CM連續(xù)鑄軋機(jī)證明了鑄軋?jiān)O(shè)備有能力生產(chǎn)出完全適合下游冷軋的高品質(zhì)產(chǎn)品。最近在美國(guó)Norandal Quantum Leap項(xiàng)目中，4套鑄軋機(jī)向一臺(tái)24噸2300mm寬的超現(xiàn)代化6倍高速冷軋機(jī)供料，冷軋機(jī)以最高速度軋制，再一次論證了鑄軋產(chǎn)品所具有的高品質(zhì)。

⑴ 鑄軋坯料與熱軋坯料在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用對(duì)比

在世界鋁板、帶、箔總產(chǎn)量中，必須用鑄錠熱軋坯料的冷軋板還不到20%，而80%以上的板、帶、箔都可用成本低一些的雙輥式連續(xù)鑄軋板帶坯或哈茲萊特連鑄連軋板帶坯進(jìn)行冷軋生產(chǎn)。

當(dāng)前國(guó)外70%左右鋁箔是用鑄錠熱軋坯料生產(chǎn)的，而中國(guó)2005年生產(chǎn)的鋁箔約有82%是用雙輥式連續(xù)鑄軋帶坯軋制的，不但掌握了以鑄軋坯料生產(chǎn)厚箔與單零箔的技術(shù)，而且全面系統(tǒng)掌握了以鑄軋坯料軋制雙零五與雙零六箔的工藝，既可用這種坯料軋制普通的包裝箔，又可用這種坯料軋出優(yōu)質(zhì)的有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的超薄電力電容箔，形成了有中國(guó)特色的以鑄軋帶坯為主生產(chǎn)鋁箔的工藝。如2005年云南新美鋁鋁箔有限公司自主開(kāi)發(fā)的鑄軋坯料生產(chǎn)0.005mm鋁箔技術(shù)，在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用鑄軋坯料批量生產(chǎn)出電容器用0.005mm規(guī)格鋁箔。最近，華北鋁業(yè)公司采用鑄軋工藝生產(chǎn)超寬幅鋁箔坯料獲得成功，成為國(guó)內(nèi)首家采用鑄軋坯料生產(chǎn)1700mm以上規(guī)格超寬幅雙零鋁箔坯料的企業(yè)。從我國(guó)鋁板坯鑄軋生產(chǎn)線分布情況看，以鋁箔生產(chǎn)為主的企業(yè)，坯料生產(chǎn)大多采用鑄軋卷；而綜合性的鋁板帶生產(chǎn)企業(yè)，坯料大多采用熱軋卷。

電解電容箔可用熱軋坯料軋制，也可以用鑄軋坯料軋制，但高壓陽(yáng)極箔必須用熱軋坯料生產(chǎn)。

用鑄軋坯料和熱軋坯料生產(chǎn)PS版基鋁板帶材的兩種工藝對(duì)比：① 鑄軋坯料：熔煉→鑄軋（7.5mm）→冷軋（0.27mm）→拉彎矯直→卷??；② 熱軋坯料：熔煉→鑄造→銑面→均勻化→熱軋（7～8mm）→冷軋（2～3mm）→退火→冷軋（0.27mm）→拉彎矯直→卷取。由此可看出，用鑄軋坯料生產(chǎn)PS版基鋁板帶材，可使工藝流程大為簡(jiǎn)化。

截至2006年底，全世界約有590條雙輥式鑄軋生產(chǎn)線，而中國(guó)則占有約近300條，鑄軋產(chǎn)能約為2500kt/a。其中，從國(guó)外引進(jìn)的有14臺(tái)，產(chǎn)能為152kt/a，是全球擁有鋁帶坯鑄軋機(jī)最多的國(guó)家。但單臺(tái)的平均生產(chǎn)能力約比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的低35%，因此，今后在增加鑄軋機(jī)數(shù)量的同時(shí)，應(yīng)提高現(xiàn)有裝備的效率。

至2006年底，中國(guó)已建成的熱軋項(xiàng)目有183個(gè)，總的鑄錠熱軋產(chǎn)能約為2800kt/a。表1對(duì)雙輥鑄軋和1+X熱軋進(jìn)行了綜合性比較。

表1           雙輥式鑄軋與1+X熱軋的綜合性比較

⑵ 先進(jìn)鑄軋工藝及產(chǎn)品性能對(duì)比

采用薄帶坯高速鑄軋工藝生產(chǎn)PS版基鋁板帶材的坯料能彌補(bǔ)常規(guī)鑄軋坯料生產(chǎn)方式的不足。由于薄帶坯高速鑄軋比常規(guī)鑄軋具有更大的冷卻強(qiáng)度，可以得到更細(xì)小的晶粒尺寸及枝晶間距，提高合金元素在固溶體中的過(guò)飽和度，可以充分抑制常規(guī)鑄軋帶坯表面經(jīng)常出現(xiàn)的由于重熔而產(chǎn)生的粗大化合物組織和表面偏析等缺陷，從而能提高表面和內(nèi)部質(zhì)量。

電磁鑄軋技術(shù)可以明顯改善鑄軋帶坯質(zhì)量。研究表明，電磁場(chǎng)不僅能使枝晶破碎，增加“外來(lái)”核心，還能促進(jìn)亞穩(wěn)熔體中的自發(fā)形核，增加熔體中的晶核數(shù)量。同時(shí)電磁場(chǎng)能有效地使鑄軋組織細(xì)化、等軸化，可以取代傳統(tǒng)使用的Al-Ti-B合金細(xì)化晶粒。

在鑄軋生產(chǎn)工藝中，連鑄連軋生產(chǎn)線是一種先進(jìn)的帶坯生產(chǎn)工藝，在節(jié)約能源與資源、投資成本、生產(chǎn)成本方面優(yōu)于鑄錠熱軋法，在產(chǎn)品品質(zhì)方面接近鑄錠熱軋法且優(yōu)于雙輥式連續(xù)鑄軋法。連鑄連軋工藝除未見(jiàn)生產(chǎn)2xxx及7xxx第合金外，其他系的民用產(chǎn)品合金均可生產(chǎn)，在生產(chǎn)鋁箔帶坯、交通運(yùn)輸工具板帶材與建筑板帶材方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其中哈茲萊特連鑄連軋工藝是目前世界上成熟的并商業(yè)化生產(chǎn)的連鑄連軋法。

哈茲萊特連鑄連軋工藝的優(yōu)勢(shì)在于：① 產(chǎn)品合金范圍寬。由于具有約2000mm長(zhǎng)鑄造模區(qū)，其縱向和橫向的固化條件均受到嚴(yán)格控制。相比之下，鑄軋工藝在這方面有很大的局限性。② 由于固化速度比直冷工藝要快得多，晶粒度較細(xì)而且均勻。③ 由于在鑄造的寬度方向上采用了惰性氣氛的分區(qū)控制，其鑄坯的板形非常好。④ 由于采取了幾種嚴(yán)格的措施，固化是在無(wú)氧、無(wú)水、無(wú)塵的條件下進(jìn)行，故其表面質(zhì)量很好。

普通鑄軋板坯、電磁鑄軋板坯、熱軋板坯性能比較參見(jiàn)表2，哈茲萊特連鑄連軋與單機(jī)架雙卷取熱軋比較參見(jiàn)表3。

表2         普通鑄軋板坯、電磁鑄軋板坯、熱軋板坯性能比較

表3          哈茲萊特連鑄連軋與單機(jī)架雙卷取熱軋比較表

2. 鋁鑄軋機(jī)在國(guó)內(nèi)外的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

在50年的發(fā)展進(jìn)程中，傳統(tǒng)的雙輥式鑄軋機(jī)及其生產(chǎn)技術(shù)，如原普基鋁業(yè)公司的Jumbo 3C鑄軋機(jī)、原英國(guó)戴維公司的鑄軋機(jī)、法塔·亨特公司的亨特式鑄軋機(jī)等，無(wú)論在鑄軋機(jī)本身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方面，還是在操作性能的改善與自動(dòng)化程度的提高方面均取得了很大的成就，既提高了生產(chǎn)率、改善了勞動(dòng)條件，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

1997年前后，法塔·亨特公司的Speedcaster^TM鑄軋機(jī)、原普基鋁業(yè)公司的Jumbo 3CM鑄軋機(jī)以及英國(guó)戴維公司的Fastcast四重鑄軋機(jī)先后問(wèn)世并投入運(yùn)行。目前這些鑄軋機(jī)都已順利軋出3～4mm鑄軋帶坯并總結(jié)出許多工藝訣竅，同時(shí)還對(duì)薄鑄軋帶坯的組織、性能及其后續(xù)加工工藝進(jìn)行了研究。

①    Speedcaster^TM鑄軋機(jī)的開(kāi)發(fā)

    亨特公司于20世紀(jì)90年代初開(kāi)始了高速薄帶坯鑄軋技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)。1991年亨特公司改造了一臺(tái)610mm寬的鑄軋機(jī)，增大其最大速度并增加了輥縫控制、鑄嘴自動(dòng)定位、高速剪切和助卷器等功能，并在此鑄軋機(jī)上試軋出了1mm左右薄帶坯。同時(shí)，還對(duì)薄帶坯鑄軋工藝的最佳化、薄帶坯后續(xù)加工工藝進(jìn)行了研究。接著，又設(shè)計(jì)制造一臺(tái)2184mm寬工業(yè)生產(chǎn)用的高速薄帶坯鑄軋機(jī)并投入運(yùn)行。

該公司開(kāi)發(fā)出的新型超薄高速輥式鑄軋機(jī)用于生產(chǎn)厚為1 ～ 1.5mm、鑄軋速度在7.6 ～ 23m/min的鋁散熱片和鋁箔毛料。這種新型鑄軋機(jī)采用鑄軋輥縫電動(dòng)控制，鑄嘴電動(dòng)定位。通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和測(cè)厚儀與鑄軋主傳動(dòng)機(jī)相連進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)控，確保高速鑄軋產(chǎn)品的尺寸精度和組織結(jié)構(gòu)?？山档瓦B續(xù)鑄軋鋁板坯厚度，改善鑄軋板內(nèi)部組織和細(xì)化晶粒，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)能進(jìn)一步節(jié)能、降耗、提高生產(chǎn)效率、降低成本。不久前，亨特公司還為土耳其薩亞薩鋁業(yè)公司設(shè)計(jì)制造了2臺(tái)高速鑄軋機(jī)，可生產(chǎn)寬達(dá)2400mm、厚2mm～8mm的帶坯，供軋制鋁箔用。這是迄今為止世界上可生產(chǎn)的最寬鑄軋帶坯，其鑄軋機(jī)鑄軋輥的輥身寬度至少為2600mm。

② Jumbo 3CM鑄軋機(jī)的開(kāi)發(fā)

原普基鋁業(yè)公司的雙輥高速減薄鑄軋研究計(jì)劃始于1991年，于1994年開(kāi)始設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)用的Jumbo 3CM 2020mm薄帶坯鑄軋機(jī)，并于1996年使該鑄軋機(jī)投入運(yùn)行。

在3CM鑄軋機(jī)中普遍采用了液壓壓下與輥縫調(diào)節(jié)，實(shí)行了雙輥傳動(dòng)，液面高度控制與全生產(chǎn)線的各項(xiàng)工藝參數(shù)的調(diào)控實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化與自動(dòng)化，輥套材質(zhì)有所改善，使用壽命有較大延長(zhǎng)，軋輥表面涂料有了很大改進(jìn)，研制出新型的供料嘴材料，采用了新型的真空成型耐火材料。這種鑄軋機(jī)可自動(dòng)在最優(yōu)化條件下生產(chǎn)，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)可處于最佳生產(chǎn)狀態(tài)，也就是說(shuō)鑄軋機(jī)在此狀態(tài)，一方面能以最大的速度生產(chǎn)，另一方面又能保證優(yōu)等質(zhì)量，不會(huì)產(chǎn)生不允許的任何缺陷。

③    Fastcast（Dynamic Stripcaster）鑄軋機(jī)的開(kāi)發(fā)

戴維公司最早與牛津大學(xué)合作在實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行高速薄帶坯鑄軋項(xiàng)目的試驗(yàn)，利用數(shù)學(xué)模型和過(guò)程模擬探索高速薄帶坯鑄軋的工藝。1992年在一臺(tái)改造過(guò)的雙輥鑄軋機(jī)上進(jìn)行中間試驗(yàn)，1994年開(kāi)始建造一臺(tái)四重結(jié)構(gòu)的高速薄帶坯鑄軋機(jī)，1995年該鑄軋機(jī)投入運(yùn)行。

該鑄軋機(jī)采用支承輥驅(qū)動(dòng)方式，同時(shí)裝有鑄軋輥液壓正、負(fù)彎輥裝置、動(dòng)態(tài)傾斜裝置用于控制板型。鑄軋機(jī)還配備了先進(jìn)的非接觸式激光液面高度控制系統(tǒng)、Davy21系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)板型輥（DSR）等。整個(gè)輔助裝置采用PLC進(jìn)行監(jiān)控。

目前電磁鑄軋技術(shù)也已在國(guó)際通用的兩種結(jié)構(gòu)鑄軋機(jī)（亨特式、3C式）上獲得工業(yè)應(yīng)用。

此外，連鑄連軋技術(shù)正在向薄型化、高精度和高速方向發(fā)展。美國(guó)已研制出可生產(chǎn)寬2200mm、厚2.0mm鑄軋帶材、速度15m/s以上的連鑄連軋生產(chǎn)線，可減少或省卻冷軋過(guò)程，為鋁箔軋機(jī)直接供坯料，有的甚至可作為易拉罐的毛坯料。

我國(guó)鋁帶坯連續(xù)鑄軋技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作是從20世紀(jì)60年代初在東北輕合金有限公司開(kāi)始的，1981年開(kāi)始在華北鋁業(yè)有限公司進(jìn)行鋁帶坯連續(xù)鑄軋商業(yè)化生產(chǎn)。1998年中南大學(xué)開(kāi)始在華北鋁業(yè)公司研究高速鑄軋技術(shù)，取得了許多可喜成果。此外，我國(guó)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究電磁鑄軋技術(shù)，也取得了一些成績(jī)。

經(jīng)過(guò)20多年的研究開(kāi)發(fā)，我國(guó)鋁帶坯連續(xù)鑄軋技術(shù)工作取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。以涿神公司、中色科技公司、上海捷如公司等為代表的鑄軋機(jī)生產(chǎn)廠已成為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型鋁材鑄軋機(jī)制造廠。

此外，上海捷如重工機(jī)電設(shè)備有限公司還擁有國(guó)內(nèi)唯一一家專業(yè)的鑄軋輥研究所，專業(yè)從事設(shè)計(jì)制造鑄軋輥，并擁有兩項(xiàng)專利 —— 鑄軋機(jī)用輥套鋼和熱處理方法專利以及逆流式水冷鑄軋輥結(jié)構(gòu)專利。生產(chǎn)的輥套和輥芯除占據(jù)國(guó)內(nèi)超過(guò)50%的市場(chǎng)份額外，還出口到俄羅斯、韓國(guó)、印度、巴西、泰國(guó)、巴基斯坦和印尼等國(guó)家。由于上海捷如重工完全掌握了鑄軋機(jī)的核心技術(shù)，所生產(chǎn)的鑄軋卷的質(zhì)量得到保證，有的鑄軋機(jī)已經(jīng)能生產(chǎn)出0.0055mm的包裝用鋁箔。2002～2008年初，僅上海捷如重工機(jī)電設(shè)備有限公司就設(shè)計(jì)和制造水平式、傾斜式鑄軋機(jī)近90臺(tái)。其中，2003年為鄭州鋁業(yè)有限公司設(shè)計(jì)制造的4臺(tái)Φ1003×1950 mm傾斜式鑄軋機(jī)于2004年3月投產(chǎn)，采用液壓調(diào)節(jié)輥縫、預(yù)應(yīng)力閉式牌坊、液壓換輥裝置、數(shù)字可控硅調(diào)速直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。2006年，為配合蘭鋁西北鋁加工分公司新增的四輥不可逆式1700mm冷軋機(jī)，上海捷如公司設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)Φ820×1800mm雙輥式連續(xù)帶坯鑄軋機(jī)，這是為板帶箔增產(chǎn)技改工程配套建設(shè)的鑄軋機(jī)改造項(xiàng)目的主體設(shè)備，經(jīng)過(guò)鑄軋車(chē)間技術(shù)人員和操縱手的精心調(diào)試，順利試生產(chǎn)出了多卷合格的帶卷，已于2006年10月底投產(chǎn)。今年還有5臺(tái)Φ1200×2300mm大規(guī)格傾斜式鑄軋機(jī)有待制造和安裝。

三、鋁鑄軋機(jī)未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展

1. 高速鑄軋機(jī)的新技術(shù)、新工藝?yán)^續(xù)得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

目前在高速薄帶坯鑄軋生產(chǎn)線中使用的新技術(shù)、新工藝有：

① 金屬液面高度自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前高速薄帶坯鑄軋機(jī)都配備有高精度自動(dòng)液面控制系統(tǒng)，都能達(dá)到±0.5mm的控制精度。② 新的熔體供流系統(tǒng)。新開(kāi)發(fā)的熔體供流系統(tǒng)主要包括：鑄嘴平臺(tái)位置伺服控制系統(tǒng)、新型鑄嘴（新設(shè)計(jì)、新材料）、改良供流系統(tǒng)的其他部分。法塔·享特公司近年開(kāi)發(fā)了4種系列連續(xù)鑄軋機(jī)鋁熔體供流系統(tǒng)，均為模塊式，能合理有效地向鑄軋機(jī)提供鋁熔體。③ 改進(jìn)鑄軋輥設(shè)計(jì)和輥套材料。即加大鑄軋輥輥徑/寬度比，以承受大軋制力；增大冷卻水流量；改變冷卻水的流向或分段改變冷卻水流量，以此來(lái)改善鑄軋帶坯厚度波動(dòng)和板形。如法塔·亨特公司在Speedcaster上采用熱凸度技術(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)地控制輥型，動(dòng)態(tài)控制熱凸度，可在不改變鑄軋其他條件下生產(chǎn)出板形好的薄鑄軋帶坯。④ 改進(jìn)噴淋技術(shù)。新的噴淋系統(tǒng)有極好的防粘輥性能，且對(duì)輥有輔助冷卻作用。法塔·亨特公司開(kāi)發(fā)了新一代噴淋系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種橫動(dòng)的噴淋系統(tǒng)，利用一個(gè)專用PLC和專門(mén)的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)鑄軋輥直徑和轉(zhuǎn)速的反饋來(lái)控制噴嘴往復(fù)動(dòng)力速度和噴射流速。噴嘴往復(fù)運(yùn)動(dòng)最高速度可達(dá)2m/s。⑤ 新的自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制對(duì)高速薄帶坯鑄軋具有十分重要作用。在其Speedcaster鑄軋機(jī)上建立的自動(dòng)控制包括：金屬供流的控制、全過(guò)程控制、專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是根據(jù)實(shí)際鑄軋工藝數(shù)據(jù)編制的，可加以修改，把為每種產(chǎn)品專門(mén)制定的工藝對(duì)策儲(chǔ)存起來(lái)，用于鑄軋過(guò)程的控制。

在鋁合金板帶坯鑄軋生產(chǎn)技術(shù)方面，我國(guó)目前處于國(guó)際領(lǐng)先水平。如我國(guó)進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)鋁合金板帶快速鑄軋技術(shù)，即將鑄軋機(jī)運(yùn)行速度提高50%以上，厚度保持在6mm左右，可提高生產(chǎn)率30%～50%，從而在各種中低檔鋁合金板帶材制造方面會(huì)具有更加突出的成本優(yōu)勢(shì)。我國(guó)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究電磁鑄軋技術(shù)，也將會(huì)隨著研究的深入而使鑄軋產(chǎn)品得到進(jìn)一步的廣泛應(yīng)用。

從技術(shù)上講，哈茲萊特連鑄連軋是一項(xiàng)優(yōu)秀而成熟的技術(shù)。在中國(guó)，它是除了鑄軋供坯和熱軋供坯之外的第三種富有潛力的供坯方式，有不可忽視的巨大優(yōu)勢(shì)：產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異，屬于熱軋結(jié)構(gòu)，特別節(jié)能降耗，生產(chǎn)安排靈活，經(jīng)濟(jì)效益非常好等。

2. 我國(guó)鋁鑄軋機(jī)的未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展

相比熱軋，連續(xù)鑄軋?jiān)诮ㄔO(shè)投入、流程、能耗等方面有突出優(yōu)勢(shì)，且可以與電解鋁熔鑄工藝配套，成為我國(guó)主要的鋁熱軋板帶卷生產(chǎn)方式。但是常規(guī)鑄軋板組織不均勻、深拉性能差，可鑄軋的合金品種少，應(yīng)用范圍受到較大限制。隨著20多年來(lái)新的鑄軋技術(shù)與工藝的研制開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)、制造水平有了很大的突破，產(chǎn)品性能得到改善，鑄軋產(chǎn)品應(yīng)用范圍擴(kuò)大、生產(chǎn)效率正在逐步提高，從而使鑄軋工藝及其設(shè)備在中國(guó)的鋁加工生產(chǎn)熱潮中擁有較強(qiáng)的生存和發(fā)展空間。預(yù)計(jì)到2010年，中國(guó)可擁有約350臺(tái)連續(xù)鑄軋機(jī)，板帶坯生產(chǎn)能力將達(dá)到3700kt/a左右。

目前我國(guó)鋁鑄軋機(jī)的未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展主要著力于以下幾個(gè)方面：

① 更新改造現(xiàn)有的雙輥連續(xù)鑄軋機(jī)，提高現(xiàn)有連續(xù)鑄軋機(jī)的裝機(jī)水平

有必要對(duì)國(guó)內(nèi)部分的雙輥連續(xù)鑄軋機(jī)進(jìn)行更新和改造，通過(guò)數(shù)學(xué)模型模擬試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理獲得工藝參數(shù)最佳化值，把人工智能計(jì)算機(jī)控制、視頻技術(shù)、儀表監(jiān)控、液壓技術(shù)都應(yīng)用到鋁板帶雙輥連續(xù)鑄軋工藝技術(shù)中來(lái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和最佳化運(yùn)行，提高我國(guó)整體雙輥連續(xù)鑄軋工藝技術(shù)水平。

② 加大鋁板帶雙輥連續(xù)鑄軋工藝技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)力度

國(guó)外一直在研究開(kāi)發(fā)利用雙輥連續(xù)鑄軋工藝技術(shù)生產(chǎn)鋁合金板帶，特別是鋁罐、罐蓋和拉環(huán)毛料（3004、5082和5182），在這方面，我國(guó)還有許多工作要做，例如，雙輥連續(xù)鑄軋工藝技術(shù)的理論研究、鑄軋鋁板帶的金相組織和表面質(zhì)量的研究、雙輥連續(xù)鑄軋機(jī)的設(shè)備及耐火材料的研究和改進(jìn)等。

③ 進(jìn)一步開(kāi)發(fā)薄帶坯快速鑄軋技術(shù)

采用薄帶坯高速鑄軋工藝生產(chǎn)PS版基鋁板帶材的毛料。由于薄帶坯高速鑄軋比常規(guī)鑄軋具有更大冷卻強(qiáng)度，可以得到更細(xì)小的晶粒尺寸及枝晶間距，提高合金元素在固溶體中的過(guò)飽和度，可以充分抑制常規(guī)鑄軋帶坯表面經(jīng)常出現(xiàn)的由于重熔而產(chǎn)生的粗大化合物組織和表面偏析等缺陷，從而能提高表面和內(nèi)部質(zhì)量。

在鋁合金板帶坯鑄軋生產(chǎn)技術(shù)方面，我國(guó)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，如我國(guó)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)鋁合金板帶快速鑄軋技術(shù)，即將鑄軋機(jī)運(yùn)行速度提高50%以上，厚度保持在6mm左右，可提高生產(chǎn)率30%～50%，從而在各種中低檔鋁合金板帶材制造方面具有更加突出的成本優(yōu)勢(shì)。

④ 繼續(xù)立足于研究鋁合金電磁鑄軋技術(shù)

電磁鑄軋技術(shù)的研究立足于發(fā)揚(yáng)常規(guī)鑄軋節(jié)能、投資少的突出優(yōu)勢(shì)。用電磁鑄軋技術(shù)和裝備可生產(chǎn)多種合金品種，鑄軋帶坯質(zhì)量明顯改善，組織性能明顯優(yōu)于常規(guī)鑄軋板，特別是深加工性能獲得突破性進(jìn)展，為高性能鋁板帶材提供性價(jià)比高的鋁帶坯，拓寬了鑄軋板的應(yīng)用范圍。

⑤ 發(fā)展超薄、超寬、快速連鑄連軋機(jī)列

鋁連鑄連軋存在的普遍問(wèn)題是速度和厚度問(wèn)題。厚度一般都限定在 6mm～10mm，速度在1m／min～ 1.5m／min之間。這樣，勢(shì)必要增加后續(xù)工序的軋制道次，同時(shí)為提高產(chǎn)量就必須增加機(jī)組數(shù)量。Φ1050×1600mm 超薄快速鑄軋機(jī)的研制成功，證明在解決熱交換問(wèn)題的前提下，鑄軋厚度可以降至3.5mm～2mm，速度可以提高到3m／min～8m／min，甚至更高，這樣鑄軋機(jī)的生產(chǎn)效率可以成倍遞增。另外通過(guò)改變鑄軋機(jī)參數(shù)來(lái)增大鑄軋板帶寬度，同樣可以提高生產(chǎn)效率。

⑥ 引入哈茲萊特連鑄連軋技術(shù)與工藝

哈茲萊特連鑄連軋工藝是一項(xiàng)成熟的優(yōu)秀工藝，值得在中國(guó)推廣應(yīng)用。其技術(shù)和工藝優(yōu)勢(shì)能滿足中國(guó)鋁板帶市場(chǎng)的巨大需要量，能滿足中國(guó)包裝業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)的發(fā)展所需要的價(jià)廉物美的鋁合金板。

結(jié)束語(yǔ)

高性能鋁板帶材廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、信息、包裝、印刷等領(lǐng)域，市場(chǎng)需求巨大。鋁熱軋板帶卷的主要生產(chǎn)方式為熱軋和連續(xù)鑄軋。熱軋產(chǎn)品深拉性能好，可生產(chǎn)各系鋁合金，但投資巨大。雖然連續(xù)鑄軋?jiān)谑袌?chǎng)上受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但相比熱軋，連續(xù)鑄軋具有建設(shè)投入少、流程短、能耗低、見(jiàn)效快等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為我國(guó)主要的鋁熱軋板帶卷生產(chǎn)方式。但是常規(guī)鑄軋板組織不均勻、深拉性能差，可鑄軋的合金品種少，目前主要用于鋁箔毛料和對(duì)深拉性能要求不高的部分板帶，應(yīng)用范圍受到較大的限制。因此研究新的鑄軋技術(shù)與工藝，改善產(chǎn)品性能、擴(kuò)大鑄軋產(chǎn)品應(yīng)用范圍、提高生產(chǎn)效率是今后鑄軋工藝及其設(shè)備的主要發(fā)展方向。

我國(guó)擁有全球最多與生產(chǎn)能力最大的雙輥式鑄軋機(jī)，但單臺(tái)的平均生產(chǎn)能力約比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的低35%。因此，如何提高現(xiàn)有裝備的效率是我們面臨的一個(gè)課題。

我國(guó)在連鑄連軋工藝和設(shè)備的開(kāi)發(fā)研制方面，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，也取得了很大成就，其設(shè)計(jì)、制造水平有了很大的突破，正在努力向國(guó)際連鑄連軋?jiān)O(shè)備技術(shù)水平邁進(jìn)。從中國(guó)鋁加工業(yè)的現(xiàn)狀和市場(chǎng)前景來(lái)看，加快研發(fā)超薄、超寬、快速連鑄連軋機(jī)列，引入哈茲萊特連鑄連軋生產(chǎn)線仍是今后一大亮點(diǎn)。