在應(yīng)用的四大類壓力加工產(chǎn)品中鍛件(自由鍛件與鍛件總稱)占的量并不大,僅占30%左右。2011年全世界鋁的總消費(fèi)量約57400kt,其中鑄造產(chǎn)品(壓鑄件與鑄件,前者占80%左右)約16600kt,占29%;壓力加工產(chǎn)品40800kt(平軋產(chǎn)品,即板、帶、箔約21000kt,占52%;擠壓與拉伸材18000kt,占44%;鍛件1224kt,占3%;粉、膏、其他約410kt,占1%),占71%。在上述的鋁消費(fèi)總量中,原鋁占71%,再生鋁16600kt,占29%。這是對全世界而言,對不同的國家與地區(qū)各種產(chǎn)品的產(chǎn)量與消費(fèi)量則不盡相同,甚至對個(gè)別國家與地區(qū)會有相當(dāng)大的差異,但對主要經(jīng)濟(jì)大國上述的比例還是相適應(yīng)的。
日本神戶鋼鐵公司擴(kuò)建蘇州汽車鋁鍛件廠
在鋁制零部件中鍛件的量雖不大,但很重要,都是受力大的承載件,例如2011年日本4~9月份(2011年財(cái)政年度上半年)鋁產(chǎn)品總用量682.601kt,其中:軋制及擠壓產(chǎn)品120.038kt,占17.6%;壓鑄件及鑄件547.906kt,占80.27%,鍛件14.657kt,占2.2%弱,但鍛件都是諸如懸架系統(tǒng)零件與輪轂之類的重載承力結(jié)構(gòu)件,對保證汽車的安全平穩(wěn)行駛起著至關(guān)重要的作用。
日本神戶鋼鐵公司(kobe steel.Ltd.)原投資10億日元在蘇州正在建一個(gè)汽車鋁產(chǎn)品廠,名為神戶汽車鋁產(chǎn)品(中國)公司(Kobe Aluminum Automotive Products(China)Co.,Kapp China),現(xiàn)正在調(diào)拭與準(zhǔn)備試生產(chǎn),可于8月份進(jìn)行商業(yè)化批量生產(chǎn)。該公司屬全資日資企業(yè),神戶鋼鐵公司占60%股份、三井公司(Mitsui&Co.)占25%、豐田貿(mào)易公司(Toyota Tsusho Corp.)占15%,于2010年12月開始建設(shè),專門生產(chǎn)汽車懸架系統(tǒng)鍛件,有一臺63MN的機(jī)械傳動壓力機(jī)(Mechanical Press),鍛件生產(chǎn)能力12萬件/年。
在神戶蘇州鋁鍛壓廠尚在建設(shè)之際,鑒于中國汽車工業(yè)、軌道車輛及其他交通運(yùn)輸工業(yè)的高速發(fā)展,環(huán)保壓力大增,運(yùn)輸裝備亟待減輕自身質(zhì)量,對鋁合金鍛件的需求必會相應(yīng)地上升,神戶鋼鐵公司于2011年12月15日對外稱,將對蘇州鋁鍛壓廠追加45億日元投資,再增建1臺63MN的機(jī)械壓力機(jī),使鍛件生產(chǎn)能力翻一番,達(dá)到25萬件/年。此臺新增鍛壓機(jī)可于2013年投產(chǎn)。
神戶鋼鐵公司生產(chǎn)汽車懸掛零件的鋁合金鍛壓廠還有一二個(gè),一個(gè)在國內(nèi)的三重縣(Mie Prefecture)的大安市(Daian),另一個(gè)在美國肯塔基州(Kentucky)。它們各有4臺壓力機(jī),生產(chǎn)能力各360萬件/年,都在進(jìn)行滿負(fù)荷生產(chǎn)。
中國在建世界巨無霸800MN鍛壓機(jī) 中小鍛件仍有發(fā)展空間
2011年全球共有各種規(guī)格的各種類型式的鍛壓機(jī)約480臺,其中100MN以上(含100MN的)25臺左右,而鍛壓力≥300MN的重型鍛壓機(jī)分布于:俄羅斯4臺,其中750MN的2臺;美國6臺,其中500MN級的4臺,多為美國鋁業(yè)公司所有;法國有1臺650MN的;德國有30MN與450MN的各1臺;中國有1臺30MN的,上世紀(jì)1973年9月有負(fù)荷試車成功,1974年6月生產(chǎn)出首批“轟六”H81框架鍛件,第二重型機(jī)械公司制造的450MN鍛壓機(jī)2011年安裝完畢,這是近30年來全世界新制造的惟一這么大的鍛壓機(jī)。
中國正在建世界上最大的800MN的多向模鍛機(jī),由第二重型機(jī)械集團(tuán)公司設(shè)計(jì)制造,其單件質(zhì)量超過250t級的就有7件。此機(jī)主要用于鍛造航空航器的鋁合金及鈦合金大型鍛件,估計(jì)可于2016年投產(chǎn)。2007年8月立項(xiàng)后,二重采取“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的方式,聯(lián)合西安中國機(jī)械科學(xué)院、中南大學(xué)、清華大學(xué)等多家單位共同研發(fā),整合優(yōu)勢資源,形成科研合力,解決了設(shè)計(jì)與制造中的一個(gè)又一個(gè)難題。800MN鍛壓機(jī)的建設(shè)與投產(chǎn),將使我國大型航空航天鍛件生產(chǎn)水平發(fā)生質(zhì)的飛躍提升,并將改變世界航空航天大型輕合金鍛件生產(chǎn)格局,800MN鍛壓機(jī)主要零部件無論是質(zhì)量還是體積都是超量級的。
美國是當(dāng)前鋁合金鍛件生產(chǎn)大國,也是生產(chǎn)技術(shù)水平與研發(fā)力量最強(qiáng)的國家之一,其美國鋁業(yè)公司(Alcoa)的拉斐特(Lafayette)鍛造廠是全世界最大的也最有代表性的鋁合金鍛造企業(yè),擁有以7MN-450MN的各類鍛壓機(jī)與機(jī)械壓力機(jī)18臺,6MN-150MN的鍛錘8臺,鍛件生產(chǎn)能力約80kt/a,約為西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司的5倍以上。此外,美國鋁業(yè)公司還有克利夫蘭鍛壓公司,2010年筆者在參觀該公司時(shí)僅看到2臺72MN的與1臺45MN的鍛壓機(jī)。
日本2011年財(cái)政年度上半年(4月~9月)生產(chǎn)了568.3萬輛汽車,消費(fèi)鋁合金鍛件14.657kt,平均每輛車的鍛件用量2.6kg。2011年中國汽車產(chǎn)量1741.9萬輛,如果每輛車的鍛件用量與日本的相當(dāng)則需要鋁合金鍛件量當(dāng)超過78kt。需指出的是,由于今后汽車鋁化率的提高與中高檔車比率也會有所上升,中國汽車2015年的平均鍛件用量可能達(dá)到3kt/輛,如此,2015年汽車對鋁鍛件的需求有可能達(dá)到90kt。目前,一些外資企業(yè)如美資的上海通過汽車公司、日本的豐田汽車公司、德國的奔馳汽車公司等所用的鋁合金鍛件都分別從美、日、德國進(jìn)口,這就是為什么日本神戶鋼鐵公司在蘇州建一個(gè)中型汽車專業(yè)鋁合鍛件廠的原因。
在航空航天器制造中鋁合金鍛件的用量較多,約占鋁的總用量的15%。軍用飛機(jī)用的鍛件與發(fā)射航天器用的大鍛環(huán)等都是西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司與東北輕合金有限責(zé)任公司生產(chǎn)的,它們的鍛件生產(chǎn)能力遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮,同時(shí)450MN的大型鍛壓機(jī)已制造完畢,世界鍛壓機(jī)之五——800MN鍛壓機(jī)正在制造中。不過當(dāng)前制造支線客機(jī)ARJ21與大飛機(jī)C919所用鋁合金鍛件則全是進(jìn)口的,主要供應(yīng)商是美國鋁業(yè)公司的拉斐特廠。但是這種進(jìn)口局面不會持續(xù)太長時(shí)間,根據(jù)中國商用飛機(jī)公司的規(guī)劃,2018年制造大飛機(jī)的鋁材國產(chǎn)化率為30%,而鍛件的國產(chǎn)化率可能會更大一些,因?yàn)槲髂箱X業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司十多年前就已成為波音飛機(jī)公司提供鋁合金鍛坯,用它們生產(chǎn)的鍛坯加工的零件裝備了成千上萬架波音飛機(jī)。由此可見,2022年以后除個(gè)別新合金鍛件以外,凡是可用中國能夠生產(chǎn)的鋁合金鍛壓的各種航空航天鍛件中國都能生產(chǎn),至少占此領(lǐng)域所需鋁合金鍛件總量的95%以上,因?yàn)橐研纬赏暾暮娇蘸教戾懠a(chǎn)體系與擁有53年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)儲備。
軌道車輛、磁懸浮列車、船舶艦艇、其他部門等都需要一些鋁合金鍛件,高鐵車輛用的鍛件目前主要從德國進(jìn)口。據(jù)估算,2011年中國這些部門對鋁合金鍛件的總需求量約80kt,全國所有行業(yè)對鋁合金鍛件的需求不會超過200kt,其中約有50%是進(jìn)口的。鋁合金鍛件產(chǎn)業(yè)仍存在較大的發(fā)展空間。
關(guān)于鋁合金鍛壓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與項(xiàng)目建設(shè)
如前所述,中國鋁合金鍛件2011年的總需求量約200kt,國內(nèi)供應(yīng)量約100kt,進(jìn)口約100kt,國內(nèi)總生產(chǎn)能力約150kt/a,生產(chǎn)能力利用率約67%,2015年中國對鋁合金鍛件的總需求量約250kt/a,2020年的約320kt/a。為了滿足市場需求,需要建設(shè)一些鋁合金鍛壓項(xiàng)目,但必須穩(wěn)中求進(jìn),對市場作深入的調(diào)查,不可冒進(jìn),也不應(yīng)過于保守。
鍛壓項(xiàng)目具有如下特點(diǎn):
項(xiàng)目可大可小,可只有1臺鍛壓機(jī),也可以有二三十臺鍛壓機(jī),前者的專業(yè)性很強(qiáng),而后者可以生產(chǎn)諸多產(chǎn)品,為各行各業(yè)提供所需要的種類繁多的鍛件,甚至多種類型鍛件如鋁合金的、鎂合金的,可以建一個(gè)像拉斐特鍛壓公司那樣特大型綜性企業(yè),也可以建一個(gè)像神戶鋼鐵公司蘇州鍛壓公司那樣的小型專業(yè)性強(qiáng)的企業(yè)。這兩種類型企業(yè)中國都需要建設(shè),尤其需要建四五個(gè)專業(yè)性的中小型項(xiàng)目。項(xiàng)目大小與如何建設(shè)由投資者決定。
800MN級的特大鍛壓機(jī)中國在2030年以前有1臺就夠了,500MN級的在到2030年為止的這段時(shí)間內(nèi)還可以建三四臺,但要根據(jù)市場情況分期建設(shè)。
300MN級以上的鍛壓機(jī)的建設(shè)周期長,開工率一般都不超過60%,鍛壓產(chǎn)品的附加值高,進(jìn)入的門坎也高,模具制造與設(shè)計(jì)的技術(shù)含量也高,需要一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)隊(duì)伍。
汽車輪轂鍛壓項(xiàng)目暫不需要建,既有生產(chǎn)能力遠(yuǎn)未得到發(fā)揮。
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