位于德國(guó)Neuss的Alunorf鋁板帶加工廠, 其熱軋機(jī)是20世紀(jì)60年代以來歐洲最大和最現(xiàn)代化的軋機(jī)。Alcan Deutschland和VAW以1:1的伙伴關(guān)系在20世紀(jì)70年代花費(fèi)近10億馬克的資金完成了該廠鋁板帶熱軋機(jī)和冷軋機(jī)的改建。這兩套軋機(jī)都是由德國(guó)杜賽爾多夫的Schloemann-Siemag公司提供的。該廠原來的“Norf 1”軋機(jī)也是由該公司提供的(1969年), 經(jīng)過幾次改造, 擴(kuò)大了生產(chǎn)能力。擴(kuò)建后, Alunorf是世界上最大的板帶鋁加工廠, 也是唯一在同一車間不同兩跨擁有兩條熱連軋生產(chǎn)線的企業(yè)。其產(chǎn)品遍及全世界, 主要用于飲料罐、 食品包裝、 印刷、 建筑、 車輛、 交通運(yùn)輸和制造業(yè)等。

Alunorf的年產(chǎn)量為熱軋鋁板帶140萬噸, 冷軋90萬噸。新的熱軋機(jī)列總長(zhǎng)達(dá)400 m, 軋機(jī)寬度達(dá)2500 mm。粗軋機(jī)為一臺(tái)軋制力為50 MN的四輥可逆軋機(jī), 一臺(tái)12 MN的立式軋邊機(jī)。鑄錠610 mm×2200 mm×8650 mm重達(dá)30多噸。精軋機(jī)由4臺(tái)四輥軋機(jī)組成, 每臺(tái)軋制力為45 MN。精軋機(jī)支撐輥使用Morgoil軸承, 所有其他的軋輥和輥道都采用抗磨型軸承和與環(huán)境友好的油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)。

如同帶鋼熱連軋那樣, 該工廠采用了最現(xiàn)代化的控制裝置, 包括控制軋件凸度、 平直度和厚度的裝置。在熱精軋機(jī)列上裝備了液壓調(diào)整壓下系統(tǒng), CVC系統(tǒng), 工作輥正彎, 道次在線調(diào)控的變厚板以及控制凸度和平直度的模型。粗軋機(jī)與精軋機(jī)都裝有噴嘴梁噴射乳液, 進(jìn)行工藝潤(rùn)滑和冷卻; 除總閥門進(jìn)行控制外, 每一噴嘴都能獨(dú)立控制, 因此, 沒裝通常的乳液軟管。熱精軋機(jī)架間布置有液壓可調(diào)的軋件張力測(cè)量輥和測(cè)壓頭, 在最后一個(gè)精軋機(jī)架后測(cè)量厚度和凸度。

軋機(jī)能生產(chǎn)2100 mm寬的AlMg5Mn車身板, 厚度剛好超過2 mm。為了保證冶金質(zhì)量, 軋件溫度可以精確控制, 最大出口速度可達(dá)8.0~8.7 mm/s。

熱軋帶卷的尺寸為: (2.0~6.0) mm(厚)×2200 mm (寬);

最大外徑: 2700 mm;

最大卷重: 29噸。

為了滿足環(huán)保和勞保的要求, 軋機(jī)上裝備了煙氣凈化處理和排放裝置。軋機(jī)上的煙罩吸抽乳液蒸汽, 通過褐煤焦炭過濾, 確保從煙囪中排放的僅僅是水蒸氣。

現(xiàn)代化的二機(jī)架冷連軋機(jī)上裝備了SMS高技術(shù)調(diào)控裝置。兩個(gè)機(jī)架都采用了CVC技術(shù), 都由AC電機(jī)驅(qū)動(dòng), 將寬度1300~2150 mm、 厚度0.7~3.5 mm的坯料冷軋成0.2~1.5 mm厚, 來料卷直徑可達(dá)2700 mm, 重可達(dá)29噸。如此重而大鋁卷的冷軋加工與現(xiàn)在通用卷材加工一樣方便。

兩個(gè)機(jī)架的冷卻裝置的冷卻劑最大流量為10000 L/min, 可以通過層流區(qū)段加在軋件上。

為保證質(zhì)量, 檢查站可將卷材打開, 徹底檢查軋件的上下表面。卷材套筒由高架倉庫自動(dòng)運(yùn)送。卷材在軋機(jī)的出口側(cè)用鋼帶捆扎, 由Wumag GmbH提供的軌道車將卷材送到另一廠房。

自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)監(jiān)視卷材由熱連軋機(jī)到高架倉庫, 隨后到冷軋準(zhǔn)備站, 再到二機(jī)架冷軋, 接著到檢查站, 最后又回到高架倉庫的運(yùn)行過程; 監(jiān)控卷材在熱精軋和冷連軋上的情況以便使其處于最佳的加工狀態(tài)。

2.4.1 Alunorf鋁熱連軋生產(chǎn)線熔鑄分廠

擴(kuò)建后, 分廠有2臺(tái)圓形由上部加料的固定式熔爐, 2臺(tái)可傾動(dòng)的保溫爐和2臺(tái)半連續(xù)鑄機(jī), 它們都是由德國(guó)Mülheim-Ruhr的GKI公司提供的。

固定式熔爐的容量為120噸, 每小時(shí)生產(chǎn)能力為36噸, 爐膛直徑為10 m, 熔池深710 mm, 爐門一個(gè), 3.6 m×1.6 m, 有2個(gè)100 mm的流出孔, 有6個(gè)燒嘴, 燃料為天然氣, 每個(gè)燒嘴的能力為4180 kW, 由匹茲堡Bloom工程公司的德國(guó)分公司所提供, 由德國(guó)Krefeld的Montan-Würme GmbH提供換熱器。

物料由約50%重廢料(包括切余板, 生料和錠料)和50%輕廢料(包括切邊料和分切料)所組成, 平均熔化能力為28.3噸/h。

搬運(yùn)系統(tǒng)的小車的運(yùn)行距離為72 m, 速度達(dá)24 m/min, 起重130噸, 由德國(guó)Glodbeck的Glama機(jī)器制造公司提供。

可傾動(dòng)式保溫爐的容量為110多噸, 爐膛約5 m寬, 3.1 m高, 9.3 m長(zhǎng), 熔池最深為1.4 m, 有三個(gè)門, 燒天然氣。裝有兩個(gè)高速?zèng)_擊燒嘴, 每個(gè)燒嘴的能力為1408 kW, 靠?jī)蓚€(gè)420 mm的液壓缸傾動(dòng)爐體, 熔體最高溫度750 ℃, 爐殼上有6個(gè)通道, 以便引入N2-Cl2混合氣體進(jìn)行熔體處理。半連續(xù)鑄造配有Alcan過濾箱, Hycast精煉系統(tǒng)和KBM晶粒細(xì)化劑桿的喂入機(jī)。

鑄機(jī)結(jié)晶器平臺(tái)為5340 mm×2830 mm, 可以傾動(dòng)成垂直, 以便將鑄錠吊出, 可鑄9100 mm長(zhǎng)的錠, 所有錠重達(dá)110噸, 鑄速20~130 mm/min。鑄機(jī)用430 mm×9400 mm的液壓缸和4根導(dǎo)軌以做上下運(yùn)動(dòng), 用常規(guī)的浮標(biāo)來控制鋁水流量, 同樣裝在(水冷的)流槽上。鑄機(jī)控制室設(shè)有西門子的Simatic PLC控制和人機(jī)界面。

Alunorf還向瑞士Teegerwilen的Gautschi Electro-Fours購(gòu)買了一套熔爐、 保溫爐和半連續(xù)鑄機(jī)。該鑄機(jī)最具閃光點(diǎn)的技術(shù)是過程自動(dòng)化, 可自動(dòng)鑄造9 m長(zhǎng)的鑄錠。該自動(dòng)系統(tǒng)是由法國(guó)Voreppe的Pechiney Aluminium Engineering提供的。

1.鋁水的精煉系統(tǒng)

由挪威Sunndalsora的Hydro Aluminium提供的“Hycast HI-70”鋁水精煉系統(tǒng), 采用惰性氣體和圓柱狀旋轉(zhuǎn)頭進(jìn)行潔凈化處理, 全自動(dòng)地脫除溶解的氫和堿土金屬, 特別是不濕潤(rùn)的粒子, 它比別的系統(tǒng)更有效。

本系統(tǒng)對(duì)環(huán)境對(duì)人都無害, 在Hydro工廠已經(jīng)工作了多年, 效果很好。惰性氣體是通過一石墨軸導(dǎo)入的。軸端是一個(gè)圓柱狀的旋轉(zhuǎn)“頭”, 氣泡吹入并分散在鋁水中, 但鋁水并不擾動(dòng)。氣泡與鋁水混合, 由于旋轉(zhuǎn)頭的特定形狀, 使分離出來的浮渣漂浮在熔體表面, 而不會(huì)重新攪入鋁水中。

該裝置由4個(gè)獨(dú)腔組成, 每個(gè)腔都用耐火材料墊片隔熱, 使熱損失最少。每一個(gè)腔的側(cè)面都有清理浮渣的孔洞, 兩個(gè)側(cè)面裝有可伸縮的液壓缸傾動(dòng)腔體, 以易于清理或快速更換合金。采用熔溝感應(yīng)器加熱腔內(nèi)的鋁水。

2.浮渣的冷卻

由加拿大魁北克的S.T.A.S of Chicoutimi 提供給Alunorf的惰性氣體浮渣冷卻劑是由Alcan開發(fā)的。鋁熔化時(shí)產(chǎn)生浮渣, 其中含有價(jià)值的金屬, 浮渣量占爐料的1%~6%, 甚至更多。浮渣從爐膛扒到渣車中, 此時(shí)溫度很高, 需送出去冷卻, 由于鋁氧化發(fā)熱, 冷到400 ℃以下就需若干小時(shí)。鋁氧化的停止取決于冷卻過程。

浮渣處理的原理是將盛放浮渣的鑄鋼或鑄鐵的盆子放到惰性氣體中去冷卻, 渣盤的下面設(shè)置若干孔洞, 渣中的鋁水可以從孔中流到下面的渣盒中收集起來。

渣盆要從扒渣處盡快地送至冷卻站, 因?yàn)榘浅龅母≡舯┞对诳諝庵? 每分鐘要氧化掉約1%的鋁金屬。

冷卻站由一個(gè)底座和一個(gè)罩組成。一旦渣盆放入, 罩子下降以便密閉; 罩好之后, 就向罩內(nèi)通入氬氣, 每分鐘10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方尺(相當(dāng)于284 L/min)。通入5 min后, 以盡快地將所有的空氣趕出去。清洗之后把流量減少到每分鐘0.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方尺(相當(dāng)于11.4 L/min), 一直到最后。這段時(shí)間對(duì)于活性的鋁合金(如5000系)要12 h, 其他的合金一般4~7 h。當(dāng)爐渣溫度降到400 ℃以下時(shí)冷卻過程就算完成, 因?yàn)榇藴囟纫韵落X熱反應(yīng)停止。應(yīng)注意, 大部分冷卻(~70%)是在渣盆內(nèi)進(jìn)行的, 而極少的量是通過氣體冷卻的。

3.Alcan噴射攪拌器

Alunorf所用的噴射攪拌器是S.T.A.S制造的。用它既可攪拌鋁水又不擾動(dòng)熔體表面的保護(hù)膜, 此外也沒有其他運(yùn)動(dòng)的部件與鋁水接觸。

與常規(guī)攪拌方法相比, 其優(yōu)點(diǎn)是:

1)減少浮渣量, 增加收得率;

2)改善溫度控制, 減少燃料消耗;

3)提高熔化速率, 減少爐次時(shí)間;

4)改善合金的均勻性, 提高質(zhì)量。

4.晶粒細(xì)化劑桿喂入器

由荷蘭Oss的KBM Affilips提供, 是兩線式喂入裝置。速度50~63.50 mm/min, 完全能滿足鋁工業(yè)的要求。

這種Model DA的喂入器專門用于復(fù)雜的鑄機(jī), 采用了最新的技術(shù)。電機(jī)、 減速箱和機(jī)架都裝在一塊底板上。