铝工业发展现状与趋势.doc

第一讲铝工业发展现状与趋势1.铝工业生产链的组成及发展概况1.1铝工业生产链的组成如下图 1.2 铝加工业发展历史、现状与趋势1807年-发现发明铝元素；1825年第一次用电化学法获得金属铝；1886年发明用电解法从氧化铝中提炼铝金属；1888年发明拜尔法由铝土矿生产氧化铝以及直流电生产铝、电解铝1940年100万吨/年， 1970年100万吨/年2007年3880万吨/年2020年6600万吨/年表1 中、列出了2007年世界与中国电解铝和铝加工材的产消情况表1 2007年世界与中国的铝加工材产消情况项 目世 界中 国电解铝（+再生铝），万吨/a3880（+1575）1250（+275）铝加工材：合计，万吨/a32001176（+电缆线74）其中铝轧制材（板、带、箔材）1880516铝挤压材（管、棒、型、线材）1320660铝轧制材：铝挤压材，万吨/a5875：41.2545:55铝合金型材：合计，万吨/a1160540其中建筑型材，万吨/a470390铝工业型材，万吨/a696150建筑型材：工业型材40.6072:28铝铸造材，万吨/a1854200年人均耗铝量，kg/人.年7.2（美31）、（日28）9.1年人均耗铝材量，kg/人.年5.1（美28）、（日18）90铝及铝材的年平均增长率，%5%-6%20%-22%由表可知，世界铝及铝加工产业发展很快，已具有相当规模。中国已成为铝业大国，但还不是铝业强国，而且产品的比例仍不够合理，需要加大产业结构调整。中国的年增长速度大大高于世界各国，在不久将来，中国很快赶上世界先进水平，成为铝业和加工强国。2、铝及铝合金的特点及其应用范围2.1 铝及铝合金的特点（1）质量轻。铝的密度2.7g/dm3；钢铁-7.8；铜8.9。（2）强度好，比强度高。比铜合金与普通钢材优良。（3）加工性好。可容易加工成各种形状、规格、品种的空心与实心产品（4）美观，适于各种表面处理，花色品种多（5）耐腐蚀性强，耐候性好，耐化学药品。（6）导热、导电性好，仅次于铜，是钢铁的3-4倍。（7）对光、热、电波的反射性好。（8）没有磁性。（9）无毒、抗菌、可与食品接触，不吸水和液体。（10）吸音性能好。（11）抗辐射。（12）耐低温。22 铝合金材料的应用范围2.2.1 铝材的三大用户（1）交通运输30%-35%（世界），15%-20%（中国）（2）包装业15%-20%（世界），8%-12%（中国）（3）建筑业15%-20%（世界）25%-30%（中国）铝质轨道车辆2006年中国已有铝合金地铁车辆900辆，占地车辆的25%2010年中国的铝合金地铁车辆可达1500辆2007年全世界已有铝合金高速车、地铁、轻轨车51000辆2007中国铝质车1000辆，2010可增至10000辆，2008年增至15000辆左右。表2列出了2006年全球铝消费量及结构。表2 2006年全球铝消费量及结构（据美国CRU报告，2006年全球耗铝47478kt，中国11007kt，占23.18%）耗铝部门全球消费量47478kt各部门占的比例，%中国消费量11007kt，各部门所占比例，%交通运输3019建筑与结构1922包装102铝箔88电子电器1117耐用消费品69机器与装备1011其它7（6）12合计47478kt,100%11007kt,100%2.2.2 主要的应用领域（1）航空航天。（2）交通运输：飞机、火车、高速列车、地铁、轻轨、货车、卡车、轿车、大巴、专用汽车、摩托车、自行车、轮船、军舰、汽艇、快艇、水翼艇、集装箱、桥梁等。（3）包装业：硬包装如气桶、易拉罐等，软包装，如香烟箔、化装品与医药包装等。（4）电子通讯、家用电器。（5）建筑与施工：如门窗、幕墙等。（6）空调，散热器等热传输系统。（7）机械电气制造业。（8）石油、矿产、能源、输电系统等。（9）农业机械和轻工业。（10）医疗器械和文体卫生。（11）兵器与军工。（12）化学化工。3、铝及铝合金材料的分类，铝材的品种规格3.1 铝及铝合金材料的分类3.2 铝合金的成分与性能 （2）铝合金的性能。（3）化学性与抗腐蚀性。（4）物理性能热、电、磁属性能。（5）力学性能b,0.2,HB,HV,HW,-1，K1c等。（6）工艺性能-可挤压性，可延展性等。（7）使用性能可焊性，可切削性，可表面处理性等。3.3 铝合金材料的品种与规格3.3.1 铸造铝合金材料：重力铸造，砂模铸造，腊型铸造，压力铸造、挤压铸造，半固态铸造等。3.3.2 变形铝合金材料(1)铸锭圆锭 80-1100mm。 扁锭：20X1007002500mm。(2)板带材： 中厚板： 厚48mm， 宽：5005000mm，长：236M； 厚板： 厚880mm， 宽：5005000mm，长：236M； 超厚板： 厚80300mm， 宽：5003000mm，长：236M； 特厚板： 厚300mm， 宽：5002500mm，长：230M； 薄板板： 厚0.24mm， 宽：5003000mm， 长：卷 特薄板： 厚0.20.6mm， 宽：5002500mm， 长：卷(3) 箔材 铝箔：0.2mm以下的带材 无零箔：0.10.9mm； 宽：302000mm， 长：卷 单零箔：0.010.09mm, 宽302000mm, 长：卷 双零箔：0.0010.009mm, 宽302000mm, 长：卷(4) 管材: 50.5800150 mm(1500150 mm),长50030000mm(5) 棒材：7800 mm,长：50030000 mm（6）型材：宽:32500mm;高:3500 mm, 厚:0.1750 mm 长:50030000mm（7）线材： 70.01mmC （8）自由锻件和模锻件: 0.1m2-5m2（9）粉材：铝粉,铝镁粉。粗、中、细、微米级，纳米粉。（10）铝基复合材：加纤维（夥粒，长纤维，短纤维强化材；双金属层压材（11）粉末冶金材。（12）深加工产品： 铝材的冷冲、冷变成型等4 铝加工基本知识4.1 铝加工方法的分类（1）铝合金铸造法，见图1（2）塑性成形法轧制法：热轧冷轧箔轧挤压法：正挤、反挤、联合挤压、焊合挤压、穿孔挤压、confrom连续挤压、扁挤压、组合模挤压等轧制拉拨法单线、多线式、直线式、盘管式自由锻造与模锻法：自由锻造、模锻、多向模锻、精密模锻等。制粉法：粉末冶金法：铝基复合材料法：深加工生产法：表面处理法阳极氧化着色法电泳涂层法静电喷涂法氟碳喷涂法接合法焊接胶接铆接机械加工法冷弯冷冲成型法其他方法4.2各种铝按加工法的特点4.2.1铸造法工艺简单，投资少，上马快，产品冶金质量较差，品种和生产量有限4.2.2轧制法工艺流程长，速度快，生产量大，产品品种单一，设备投资大，建设周期长4.2.3挤压法技术含量高，生产难度较大，品种多而批量少，投资成本低，见效快4.2.4锻压法技术含量高，生产难度较大，品种多而批量小，应用范围较突，投资较大，建设周期较长。4.2.5制粉：设备投资少，见效快，但安全生产问题较大，易爆炸燃烧4.2.6 其他方法尚为新技术，尚不成熟，未实现产业化4.3铝加工用主要设备4.3.1主要设备（1）轧制设备：热轧机：两辊、四辊、单机架、多机架、世界最宽的热轧机为美国的5580mm轧机 冷轧机：两辊、四辊、六辊、单机架、多机架冷连轧机。目前世界最宽冷轧机为4200mm四辊轧机 箔轧机：粗、中、精箔轧机，目前世界最宽箔轧机2400mm箔轧机（2）挤压设备：压正向、反向、联合挤压机、立式、卧式挤压机，单动、双动挤压机、confrcm连续挤压机等，目前世界上最大挤压机为美国的35000t立式锻造一反向管材挤压机