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當代國際鋁業 2015年5月

www.aluminiumtoday.com 目錄 1

2015年5月號

ISSN 1475-455X

Cover picture courtesy of 封面圖片由 Primetals 提供

封面

@AluminiumToday

本刊蒙鋁業聯盟Aluminium Federation鼎力支持

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概要02 現代化制鋁業04 HYDRO將變得更好、更大、更環保

案例研究07 AP60 項目

熔爐12 汽車鋁部件的熱處理生產線

鑄造車間18 確保金屬的安全流動

軋製20 提高軋機的過程控制24 現代切割生產線

汽車28 將鋁材料應用到汽車之中：這才僅僅是個開始。

運輸和處理31 小心輕放32 操縱制鋁行業

展望33 TECHMO 的答案

編輯部主編：Nadine Firth 電話：+44 (0) 737 [email protected]

顧問編輯：Tim Smith PhD, CE ng, MIM

助理編輯：Annie Baker

營銷部國際營銷經理：Paul [email protected]電話：+44 (0) 1737 855116

地區營銷經理：Anne [email protected]電話：+44 (0) 1737 855139

集團營銷經理：Ken [email protected] 電話：+44 (0) 1737 855117

廣告製作部製作主任：Martin Lawrence

發行和訂閱Elizabeth Barford電話：+44 (0) 1737 855028傳真：+44 (0) 1737 855034電郵：[email protected]

年度訂閱（6期）：英國201英鎊其他國家（6期）：219英鎊（328歐元）（451美元）航空郵費另計零售每本：37英磅

ALUMINIUM INTERNATIONAL TODAY(當代國際鋁業) 每年6期，由英國 Quartz 商業媒體有限公司出版。Quartz Business Media Ltd地址：Quartz House, 20 Clarendon Road, Redhill, Surrey RH1 1QX, England.電話：+44 (0) 1737 855000傳真：+44 (0) 1737 855469電子郵箱：[email protected]

Aluminium International Today (USO No; 022-344) is published bi-monthly by Quartz Business Ltd and distributed in the US by DSW, 75 Aberdeen Road, Emigsville, PA 17318-0437. Periodicals postage paid at Emigsville, PA. POSTMASTER: send address changes to Aluminium International c/o PO Box 437, Emigsville, PA 17318-0437. Printed in the UK by: Pensord, Tram Road, Pontlanfraith, Blackwood, Gwent, NP12 2YA, UK

© Quartz Business Media Ltd 2015

2015年5月當代國際鋁業

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現代化製鋁業本文著眼於迪拜鋁業公司如何使其傳統電解槽制鋁工業實現現代化製鋁工業。

2 概要 www.aluminiumtoday.com

D18+ 電池技術，試驗階段。

由阿布扎比商業銀行和迪拜伊斯蘭銀行擔保的迪拜鋁業公司(迪拜鋁業公司，阿聯酋全球鋁業公司下屬運營的一家子公司)於1979年開始運營，擁有3個愷撤公司(Kaiser)生產的製鋁電解槽，每個制鋁電解槽包含有120個愷撤公司P69技術的電池。迪拜鋁業公司內部不斷地進行研究與開發，目前的電池技術已被D18所取代，且D18技術成功應用於迪拜鋁業公司位於阿里山港口的綜合冶煉廠，共配置了520個電池。現如今，隨著工藝技術不斷地完善和改進，使得這一技術中電池的運行電流可以達到205kA，此時制取單位質量的鋁需要消耗的電量是14.77kWh/kg直流電，電流效率是93.8%，年制鋁量可超過2.9萬噸。

迪拜鋁業公司在原有電解槽技術基礎上（目前主要應用在迪拜鋁業公司位於阿里山港口的綜合冶煉廠）為了在工藝技術上進一步改進，他們設計並研發新型的電池技術，這一技術的主要目的是使能耗減少至少10個百分點，且提高液態鋁的產量至少10個百分點，同時還要減少有毒有害氣體如氟化氫和造成溫室效應的全氟化物的排放。

新的技術設計稱為D18+電池技術，其結合了最新的電池製造技術如磁補償技術、氧化鋁點饋線浴傳感斷路器技術和氧化鋁料箱空氣填充滑動系統技術等。使得迪拜鋁業公司利用現有的基礎設施和設備通過對新技術的開發和使用降低了整個制鋁資金

成本的投入。

D18+電池技術的概念和原型設計為了與目前現有的電解槽系列基礎設施相互兼容，D18+電池技術在設計過程中增添了一些難點和技巧。這些難點和技巧如下所示：• 將D18+電池技術的電池替換原有電

池，最初為設計放置D18技術的電池封裝、電池與電池間距、側冒口和匯流排需要進行調整。

• 需要在電池末端對原有D18電池技術內部電池控制器進行替換。D18+電池模

型需要使用一個安裝在上層結構末端進行輸入和顯示的遠程控制器，以便使操作工人方便地控制。上述提到的控制器稱為底池控制器，底池控制系統被應用於現代化工程的原理是基於人機交互界面(HMI)的基礎上並將PLC(可編程邏輯控制器)應用於上層結構的末端來實現的。

• 用於D18+電池技術的匯流排殼體需要加長20cm，上層機構末端也需要被抬升20cm，通過添加一塊混凝土襯板來實現，主要的目的是不要妨礙施工操作人員的進入。

• 為了適應現有電解槽系列基礎設施的限制，基於D20和DX+電池技術的經驗開發了上層結構的設計，使得D18+電池技術的上層結構高度降到最低並大大降低了設計初投資費用。

• D18電池技術的殼體設計的非常健壯，並且具有良好的機械特性。因此在D18+電池技術中再次使用D18電池技術的殼體並將其通過兩個陰極炭塊進行擴展，進而使得初投資達到最小化。

• 與舊的D18電池技術相比，新的D18+電池技術採用的上層結構和罩子的設計方式可以大幅地減少電池所排放的氣體排放物。這樣也可以降低電解鋁車間氟化氫有害氣體的排放同時使氣體處理中心的氣體得到最大程度的循環。

90年代迪拜鋁業公司4個D18電池技術電解槽。



為了驗證新技術的設計和工程的執行情況，通過28天的努力建成了7個D18+電池新技術試點工程項目並於2012年3月份啟動運行。這些示範性的電池新技術均能夠滿足甚至超越設計的運行目標設定值，其單位質量製鋁量的能耗為12.65kWh/kg，電流效率為95% (2014年年初至2014年11月)。

下表給出了D18+新技術示範性電池的主要運行指標和在電流為225kA時所期望的運行指標值。

阿聯酋全球鋁業公司成功地驗證了D18+新技術的設計和工程的執行情況後，同時在2013年第一季度完成了FEED(前端工

程和設計)的研究工作。2014年6月10日阿聯酋全球鋁業公司董事會批准了將D18+新技術替換舊技術的方案。2014年11月董事會決定採用EPCM(設計採購與施工管理模式)模式對項目進行管理並決定替換項目工程開始於2015年6月份。

儘管阿聯酋全球鋁業公司旗下迪拜鋁業公司的阿里山港口綜合冶煉廠曾經採用過 “棕地擴展”的方式改進技術，但這次的替換技術將是第一次完全取代現有電解槽系列的新技術。新的技術也帶來了全新的挑戰：• 需要使用旁路母線的替換方式每批次替

換30組D18電池，這樣可以保證電解槽

內其余未替換電池的正常運行。• 對新替換的D18+電池進行選擇和管理

(通過切斷更換後D18+電池的電流)，這樣可以重新啟動進而取代D18電解槽中過時的D18電池組。

• 對操作人員進行培訓，不斷練習新的D18+電池技術的啟動和運行操作，同時繼續運行同一電解槽內現存未替換的D18電池。

當所有D18+電池全部更換完後，所要達到的中期目標是運行電流安培數為235kA。通過這一新技術，鋁的年產量與之前D18電池技術相比將增加到4.7萬噸。

• 更換工作與電解車間的正常運行同步進行，需要保證未替換的電解槽正常運行的前提下還要保證新電池在電解車間的正常運行。

制鋁現代化的可轉換技術阿聯酋全球鋁業公司有能力提供專業的替換舊電解槽電池並將傳統制鋁技術進行現代化革新的技術。這項業務將提供類似的技術支持和技術服務並將其列入DX和DX+技術許可合同當中。█

聯繫方式：

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概要 3

關鍵運行指標

安培數 (kA) 安裝電池數電流效率 (%) 電解槽總電壓 (V) 電解槽淨電壓 (V) 單位淨功耗 (kWh/kg) 單位產量 (kg/pot-day) 陽極效應次數 (/cell/day) 陽極效應持續時間 (secs/AE) 溫室效應氣體排放 (CO2eq. kg/ t Al) 總氟化物的排放 (kg/ t Al) 陽極長度 (mm) 陽極寬度 (mm) 電池壽命 (days)

2014年初到11月 D18電池技術

205.0 449 93.8 4.73 4.66 14.77 1,548 0.30 18 98 0.45 1,515 810 2,003

D18+示範性電池技術

205.0 7 95.0 - 4.03 12.65 1,568 0.02 29 11

1,515 810 -

D18+替換工程期望運行參數

225.052094.84.224.1513.051,7150.1020360.281,5508101,800



HYDRO將變得更好、更大、更環保

作為鋁的生產者，Hydro已經設立新的生產目標。Hydro總裁兼首席執行官Svein Richard

Brandtzæg (如圖)說：“對待客戶的價值觀念裡這是一個非常重要的因素”。

4 概要 www.aluminiumtoday.com

2014年11月下旬Hydro針對資本市場製定了新的目標。三大支柱的每一部分都已經確定好了路線圖，基於這個，Hydro計劃在2018 – 2020年達成既定目標。

Brandtzæg說：“我們的目標是成為全球最好的鋁業公司。換句話說，我們有決心在運營和客戶方面，鞏固我們自己作為技術領袖與標杆的地位”。

更好Brandtzæg說：“一天比一天更好是我們運營模式的本質，也是我們對客戶的承諾”。

他解釋說，對於“更好”的這部分，公司的目標是加強與客戶合作，利用技術和能力，Hydro已經建立了其長達109年的歷史。

Brandtzæg說：“變得更好是一個永遠不會終結的持續過程。在金融、商業和運營方面，以及在健康、安全和環保方面Hydro都應該做到最好”。另外，在其主要金屬業務運營中，鋁金屬生產系統對於公司如何在日復一日的運營中不斷努力變得更好是一個典型例子。

2008和2009年給制鋁工業帶來巨大打

擊的金融危機後，Hydro採取了果斷的措施來改善其在這個行業的相對成本地位。

經冶煉廠改進過的每公噸300美元的項目在2013年已被完成。近年來，通過綜合價值鏈，在運營方面公司還增加了許多類似的項目。

Brandtzæg說：“我們很好的利用了金融危機後的機會，我相信，作為一家公司，Hydro已經逐步脫離了這場危機，因為它是個不斷被更多客戶關注的，並且給客戶提供更大價值的更好、更全方位的公司”。

更大Brandtzæg說：“我們應對2008年和2009的金融危機的方法是創建一個更健全的、更有競爭力和更強的Hydro”。

他說Hydro通過商業辦法採取了有效措施來削減成本，但也強調近年來的行業塑造活動，例如在2010年啟動Qatalum於2011年收購一些世上最好的鋁土礦和氧化鋁的資產，並在2013年建立南非合資企業。

他說： “ 我們也有幾個很快就會

成熟的項目，但只有時機到的時候才會實現”。

更環保當談到Hydro的新目標中的“綠色”部分時，Brandtzæg說該公司承認，在未來幾年，環保足跡將變越來越重要，同樣對於鋁生產商也一樣重要。

2013年，Hydro制定了它的目標：截止2020年達到碳平衡。Brandtzæg說： “ 我們將通過三方面的努力來達到這一目標。第一，我們將通過自身的努力減少直接排放。第二，我們將為客戶生產在使用階段有利於減少排放的產品。第三，我們幾乎兩倍的回收直到 2020年”。

根據首席執行官所言， H y d r o 的產品的投資組合都有低碳足跡，這主要是由於冶煉廠的良好運行，和水電廠的廣泛使用。

他說：“更重要的是，當鋁被應用的時候可以減少二氧化碳的排放，例如，汽車製造商能夠建造更輕更高效的汽車。鋁在使用階段產生的積極影響可以彌補生產金屬時的排放”。█

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AP60項目

AP60項目的第一階段是一個新的製鋁工廠，該工廠坐落於容基耶爾，魁北克省（位於蒙特利爾東北部464公里的地方）。設計該工廠的目的，是為了對力拓礦業集團加拿大鋁業公司（RTA）所專有的AP60熔煉技術進行測試，並使其工業化——該技術，為下一代的AP技術電解還原槽搭建了平台。該項目，在世界範圍內首開了這種類型項目的先河，並且其最近還獲得了2014年度最傑出的PMI項目認可、尊重和宣傳項目大獎，並且該團隊通過項目管理實踐的成果，也獲得了成功。在這裡，當代國際鋁業雜誌（AluminiumInternationalToday）為我們提供了一個獨特的案例研究。

D18+ 電池技術，試驗階段。

這個世界級水平的AP60項目，比原計劃提前一個月就完成了，並且工程費用也在其預算範圍內。當使用一個強大的“零傷害”，健康、安全、環保(HSE)的理念時，這個項目能夠使得力拓礦業集團加拿大鋁業公司(RTA)在一個工業級別上，展示鋁熔煉技術的突破性進展。

對該項目最終需要實現的目標，我們已經進行了明確的定義，即：“建立一個安全的工業工廠，從而以最小的資本支出以及一個具有可實現性的計劃，來演示AP60技術。”

該項目最主要的三大成果：1. 創新技術的實現：該項目團隊必須克服

許許多多的挑戰，這些挑戰都是獨一無二的，需要將某些技術從一個試驗工廠的水平提升到一個工業應用的水平。

2. 超出客戶的預期：該項目比原始製定的計劃提前一個月遞交結果，並且工程費用也在其預算的範圍內。

3. 傑出的健康、安全、環保(HSE)文化理念：通過努力滿足客戶的委託，來實現最高標準的健康、安全與環保，從而使

得一個世界級水平的健康、安全與環保(HSE)的標準被建立，並且被實現，設定這樣一個基準，不僅是為了力拓礦業集團加拿大鋁業公司(RTA)，也是為了魁北克市的建築業。另外，該項目的失時工傷頻率(LTIFR)為0.27。而從2003年到2009年期間，魁北克市建築業的平

均失時工傷頻率(LTIFR)為23.5。

項目範圍管理該項目團隊，對該工程的範圍、進度和成本保持著一個合理並且一致的看法。不管什麼時候一個變量發生改變，該項目團隊都可以確保剩下的兩個變量將跟隨其進行

案例研究 7www.aluminiumtoday.com

信息客戶名稱力拓礦業集團加拿大鋁業公司 (RTA)EPCM SLH合資企業蘭萬靈集團以及艙口諮詢工程公司啟動時間 2007年完全開工通知 (FNTP) 時間 2010年12月移交給力拓礦業集團加拿大鋁業公司 (RTA) 時間 2012年12月試運行時間結束於2013年12月

項目關鍵數據 130萬美元的CAN 500個小時現場工作時間 100個設備供應商 50個安裝承包商

項目範圍 38pots的操作條件 570千安培生產能力 60000公噸鋁每年 (噸/年)擴張計劃一直到46萬公噸鋁每年 (噸/年)還包括氣體處理中心，主要材料倉儲設備，桿商店，鋼筋混凝土構件廠以及陽極托板倉庫。



相應的變化。這對AP60項目而言，是一個實現其及時、成功的決策的基本因素。

該項目的範圍，是以與該項目利益相關的人的願景、技術要求以及操作需求為基礎確定的。最終的工作範圍的詳細說明，在設備描述文件(FDD)中，若達成一致，則由該項目的主要利益相關者簽署文件，並分發給項目團隊。

根據2010年12月給出的完全開工通知(FNTP)，其估計值將被看作基線來控制預算。我們將運用嚴密的控制工具來對成本方面進行管理。這些工具的中心處，是一個有效的變更管理過程，該過程是在預可行性研究階段推出，用於不斷追踪TIC的，甚至還可能在早期的研究中就已經推出了該過程。在其執行期間，對於決策的確定以及糾正的措施而言，該過程都是至關重要的。

成功地關鍵因素互相協調的團隊該項目團體是以矩陣原理為依據的，在團隊中，該項目被分成為了管理目的而創建的三個主要領域。另外，RTA和SLH還部署了一個經典得鏡像組織，在該組織中，根據標準的EPCA戰略，每一個部門都有它們自己明確定義的任務。

主要的區別在於，AP60團隊是一個所有級別的集成模型；其對每一個角色和職責都有明確的描述，並且在所有的團體之間，還有一個明確的、具有一致性的目標。

風險管理力拓礦業集團加拿大鋁業公司（RTA）用於描述AP60團隊的其中一種評論是，該項目團隊有能力預測到下一個即將出現的問題，在它成為一個問題之前就將其處理好，並將其轉換成一次價值改進的機會。

風險管理是一種很關鍵的方法，它能夠使項目取得成功，在一個項目中，我們需要不斷的與風險進行對話。而且所有級別的風險都需要被考慮在內，包括：企業的、執行的以及HSE的風險。

在項目執行過程中，執行風險登記冊被看做一個堅實的基礎，能夠用於開發一種具有前瞻性的抑制方法。而對風險進行公開的討論，則為我們提供了一個開放的、不具有威脅性的討論平台，來討論一些問題。

與該項目相同的風險管理方法，被重要的總承包供應商所採用。這種共同的努力，允許了某種商業壁壘的突破性進展，以及一個共同減少損失計劃的執行。

採購該項目團隊對所有範圍的採購管理服務負責(包括採購、簽訂合同和主要的過程包、質量監測、催貨以及交通運輸物流)。

為了支持該項目的進度計劃，17個過程包被認為是至關重要的，並且在FEL第三階段期間，為了早期工程動工得到允許，該17個過程包已經發行，可供購買。這種方法的執行，是以一個包括兩個不同階段決定的總括型合同為基礎的。在FEL第三階段期間，工程建設活動將得以完成；而一旦FEL第四階段(執行階段)經力拓礦業集團加拿大鋁業公司(RTA)批准，製造工程活動也就能夠得以動工了。

一旦過程包被發行，並且用於製造，整個網絡的稽查員和核查人員都必須確保，材料和設備能夠按時輸送並且符合設備規範的要求。而質量檢驗員則負責與供應商一起，建立一個檢驗和測試計劃 (ITP)，使產品能夠符合項目質量保證的要求。另外，在生產製造期間，設備和材料需要進行一次檢查，並且在其授權裝運之

前，還需要再一次進行檢查。我們還制定了DTC合同來支持該項目

的技術發展。制定這個合同，是為了消除這種風險，並且確保來自各方的、與所有IP管理計劃一致的、最好的供款。

採購訂單的出清存貨是經過精心策劃的，並且由採購、文檔控制以及項目管理代表一起成立了一個特別工作小組，從而促進這個集中操作的運行。在最終移交給操作三個月之後，從商業上的角度來說，144個過程包中的97%將會被關閉。

變更管理自始至終，我們都會嚴格的執行項目控製過程。而項目的有效變更管理因素之一，以及整個項目成功的關鍵，是該團隊為了執行變更管理過程，沒有等待執行階段。這為嚴格的控制留出了預地，即使在範圍已經成形，並且從一開始就導致了一個健康的項目的情況下。

為了一絲不苟地審查所有的預測值以及再評估完成項目所必須的應急措施，在2012年3月，我們還擁有了一種重要的預測運用(超級趨勢)。另外，簽訂合同計劃變更請求(CPCR)過程也正在實施，用來對簽訂合同/採購計劃(過程註冊)的修改進行管理。無論什麼時候，只要沒有涉及成本的影響，簽訂合同計劃變更請求(CPCR)就允許對項目合同和採購計劃的變更進行批准。

當制鋁行業的發展，為加速第一階段的未來擴張創造一個機會時，AP60項目穩健的變更管理計劃的好處，就可以得到最好的證明。另外，我們還確定了電解槽系列母線擴張(PBE)，從而在不影響工廠操作的情況下，來對未來的擴張起到一定的促進作用。在2011年7月的項目執行階段期間，這個主要範圍的變化，是力拓礦業集團加拿大鋁業公司(RTA)的要求，其正式引

8 案例研究 www.aluminiumtoday.com

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入項目範疇的時間是2011年11月。這個7500萬美元的範圍變更，是該項目在技術、關鍵路線進度以及成本方面最複雜的時期引進的。

經驗教訓經驗豐富的項目管理團隊認可分析過去的經驗來改善流程的價值。“向我們的前輩學習”的過程，在最初研究期間的執行，包括以下方面：n 確定參考項目，從而獲得經驗教訓；n 分析適用於手頭項目的經驗教訓；n 將經驗教訓結合到項目執行計劃中。

該團隊還記錄了所有的經驗教訓，以便為未來的計劃做準備。在項目執行階段期間出現的、這一過程的一個例子是原型設計的概念。在項目執行過程中，當需要復雜和具有重複性的工作時，我們會將一個原型設計活動同步並行的納入規劃中。進行原型設計的目的，是為了在尊重技術要求的同時，確定能夠安全的執行質量工作的最佳方式。

項目的複雜度堅定“零排放”的承諾從項目剛開始的時候，力拓礦業集團加拿大鋁業公司(RTA)就確信，它將可能對項目

的文化轉變產生必然的影響，甚至在一個以魁北克市建築工作人員為基礎的地方，這些工作人員也已經習慣了在一個具有一定比例事故的環境中工作。

改變一種文化並不會在一夜之間發生。“明確清晰的領導力”這種說法，不僅能運用於RTA和SLH的管理，對每一個承包商和供應商而言，也是適用的。我們的目標很明確：也就是，讓所有的工作人員採納“通過選擇，達到零傷害”的價值理念，在這種觀念中，每個人都需要對他們自己以及他們同事的安全負責。

由工作人員對未遂事故和高危情況狀況進行報告和調查，被證明是防止受傷以及確保其具有一個安全的工作環境的最好辦法。這個具有前瞻性的指標，是該團隊能夠實現如此強勁的業績的一種方法。

2008年年底的經濟危機開始於2008年的全球經濟衰退，使得加拿大的經濟增長暫時停滯，並且對建築業產生重大了影響。這次的經濟危機為AP60項目造成的影響包括：n 較多的現金流轉約束；n 執行速度減緩；

n 需要重新評估項目範圍的定義。另外，我們還對項目執行計劃進行了

修訂，並且對短期活動進行了重新安排。戰略決策被採納，這意味著，為了保持該項目連續性，將維持其所有的主要內容。

成果建造一個制鋁工廠，而且該工廠將採用世界上最先進的技術，這對我們來說，是一個巨大的挑戰。更不用說以高水平的、達到盡善盡美的程度，來成功的完成這項工作了。

實際上，這就是AP60項目第一階段的工作人員所實現的目標。工作人員採用嚴格的訓練，展現出了他們能夠改善這種情況的勇氣和對這個行業的激情。

對這個項目有貢獻的人的日常行為，也受根深蒂固的、與職業HSE相關的價值觀念的指導。

在Saguenay- Lac-Saint-Jean以及魁北克地區，來自力拓礦業集團加拿大鋁業公司 (RTA)、蘭萬靈集團 (SNC-Lavalin)、 Hatch、AP項目的技術提供者、承包商以及設備製造商的男男女女，都會因為對這個傑出的成就做出了貢獻而感到自豪的。█

1. SNC-Lavalin-Hatch合資企業(SLH)是怎麼產生的？

在魁北克市建立的SN C - Lavalin - Hatch公司，是以2002年——2005年期間的雲雀項目第二階段的製鋁工程為依據的，為AP60項目建立這個合資企業，正是起因於這個成功的故事。

2. 該項目主要的挑戰是什麼？這個項目是非常獨特的，我們面臨以下的挑戰：• 我們需要改變當地最初的健康、安全和

環境（HSE）的文化理念，從而在一個地區實施一種世界水平的、零傷害的方法，而魁北克市，這並不是一個用於的實踐地方。

• 當在全球金融危機期間要保持團隊的持續運作時，我們就要使該項目的業務案例和價值最優化。

•要在一個大型的基本工程項目中，成功的運用一種新的技術。

3. SLH參與風險管理嗎？是的，SNC - Lavalin - Hatch(SLH)參與風險管理的各個方面。以風險為基礎的方法，被運用於該項目的各個方面，並且涉及RTA(力拓礦業集團加拿大鋁業公司)和SLH(SNC - Lavalin - Hatch)的風險，被不斷地進行公開討論。

4. 在該項目期間，還有其他什麼領域是SLH主要關注的？SLH主要在意的是其能夠充分掌握該項目的執行。該項目使用一種強有力的執行基線，並且以一種非常有規律方式來執行。因此，趨勢和風險都能被早早的發現，並且能夠運用強有力的、積極主動的措施，來達到最好的結果。

5. 在該地區，這個項目期望實現怎麼樣的影響維達鋁冶煉廠的AP60技術中心，每個單元都將比先前的AP技術，產生超過40%產量

的鋁。該60000噸的工廠，僱傭了將近135人，並且在2013年12月達到了全容量。

該項目的承擔總值為13億美元，其中超過6億美元將投入到位於Saguenay- Lac-Saint-Jean地區的公司。

6. 在製鋁行業中，該項目期望實現怎麼樣的影響？可以肯定的說，它代表了冶煉技術歷史的一個新里程碑。

7. 該項目的短期成果和長期成果分別是什麼？為AP60技術平台的成功發展提供一個強有力的平台。

8. 對於被捲入到類似的、即將開始的項目中SLH，有沒有什麼合適的計劃?SNC-Lavalin和Hatch都在進行著連續不斷的討論，並且都在期待未來潛在的機會。 █

AP60項目管理人André noël 對該項目的提問與回答

10 案例研究

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Glama 2015_ADV-ALUChina_chi.pdf 1 4/28/15 4:40 PM



汽車鋁部件的熱處理生產線為了達到降低汽車能源消耗的目標，需要對汽車的重量進行大量的降低。因此，在製造汽車時，越來越多的高度應力集中區的部分都將會是由鋁材料製造而成的。這些部件大多是十分複雜的，壁厚也是非常薄的，同時，這些零件的重量也相當輕的；而當我們應用這些零件的時候，關於他們的幾何特性和力學性能，需要進行嚴格的公差計算。因此為了滿足這些要求，這些零件必須進行仔細的熱處理加工。Hermann Meyer*的解釋

零件的熱處理過程是需要適應其自身的幾何結構和合金比例。根據T6和T7的規範，一個典型的熱處理過程，應當由一系列的固溶退火的過程所組成，其中包含淬火和老化處理兩個主要的過程。

整個過程還可能包括在固溶退火過程和淬火處理之後所需要進行的平整度的處理，典型地包括在老化處理和加工後的水平測量等。

由於其數量龐大，在汽車製造的連續加工線上，用在汽車上的這些典型的零部件都需要進行相應的熱處理。

退火退火的成功與否取決於處理退火、淬火以及老化處理時的解決條件。一個短的且可重複的淬火延遲的過程將會是十分重要的，也就是說，可以將部分零件從分解爐中轉移到淬火裝置中。當然，還有一點也是十分重要的，那就是以下的在一個特定的材料溫度和相應的處理時間下的老化處理過程。

若想得到最佳的處理方法，其退火溫度的選取也將要求也是非常準確的。退火溫度的影響範圍為460-545oC。材料溫度的取值相對於其溫度的設定點的最大變化範圍應該要小於±3K之間。零件的加熱時間由許多因素確定，其中包括鑄造工藝的不同，零件的尺寸大小，冶金的歷史，所需要的機械性能以及處理過程的溫度。在固溶退火過程中，淬火組件將會迅速轉移到相應的位置，並且快速凝固，細的晶粒狀結構將會在此時形成。

淬火過程將是整個退火過程中最為關鍵的部分。對於這些凍結的晶粒結構，其處理的裝置已經在固溶退火的過程中被安裝了。因此，對零件的快速冷卻將會是十分必要的。以這些零部件從溶液爐轉移到淬火裝置中的時間來說，對於小的薄壁零件來說，最多不超過10秒，而對於那些大的厚壁的零件來說，其轉移時間也不能超

過30秒。在水中的淬火速率大約為120K/s，即淬火零部件的溫度將在每秒內降低120K。同時，在淬火過程中，由於水和零部件之間的傳熱，也會導致水溫相應的上升，上升的溫度大約為70oC。對於某些特殊的情況來說，如果減少的淬火速率是已經被提前指定的話，那麼有可能就會使用到聚合物，尤其是空氣將會被用來作為淬火的介質。如果是用聚合物來淬火的話，其淬火速度大約為18K/s，而當使用的淬火介質為高速流動的對流空氣時，其速度僅為2-4K/s。

淬火後的零部件將會進行老化過程的處理。在通常情況下，老化處理過程在溫度範圍是150-220oC的條件下執行的，對溫度也同樣要進行嚴格的控制，其溫度精度應該被控制為大約在±3K之間。

通過一系列的實驗所確定的工藝參數在一個小的生產線上，我們將會進行一系列的工程實驗，實驗的結果可以用來確定不同的工藝參數，而且對於最終的生產廠家來說，可以對其指定詳細的生產要求，通過實驗為生產廠家提供一定的參考依據，幫助其生產出更為合格的產品。

這種全自動的生產線包含了一組生產線所具備的全部組件，同時，對於原始部分組件的處理，將會有一個實時的分析來實現，這一過程參考如圖1所示。

零部件的佈置特別是對於某些薄壁結構的零部件的熱處理過程，以及當熱處理的溫度極高的情況下，這些零部件的能否安裝在正確合適的位置上，這將會是一件十分重要的事情，因為如果安放的位置不對，一些零部件將有可能會發生較大的扭曲。由於在熱處理的過程中，施加的溫度值會較高，高溫會對材料的物性參數造成巨大的影響，因此部分零部件將會變軟，而在重力的作用下，變軟的零部件將會發生扭曲，導致零部件會發生相應的形變。而如果此時在運輸過程中的顛簸較大時，振動將會對此產生很大的影響，而這種產生的影響將會在短時間內迅速擴大。

然而，在熱處理過程中，當需要轉移零部件的位置時，將會把這些零部件放置在一些支架上。對於一些嵌體來說，將會被放置在前面所說的那些支架上，在熱處理的過程中，他們最主要的作用是被用來支撐和轉移這些零部件。為了獲得最佳的支架以及最佳的嵌體的方案，他們在開發的過程中，都將被當成一個單獨的個體來進行設計，最後在進行相應的組裝。

為了使得生產線可以靈活地應用於各種不同的情況，在生產的過程中不會發生不匹配的現象，那麼，在設計這些支架的時候，就需要考慮某些零件所需要用的具體嵌體的結構。

在整個熱處理的過程中，為了避免大

*德國，LOI熱工工程有限公司，Tenova五金部，輕金屬部門銷售總監。

SF AQ QU AF

圖1：鋁零部件的熱處理測試線(其中，SF：分解爐，AQ：空氣淬火，QU：水/聚合物淬火單元，AF：老化處理爐)

12 熔爐

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量零部件的變形，對每一個零部件的各個方面都應該設置充分的支撐，這將是十分重要的。在設計嵌體的時候，對於零部件的加熱和淬火過程中所必須的各種要求，也都應該考慮在內。

當將某些零部件應用於循環爐內時，爐內的氣體氛圍以及零件的所有接觸到的表面都必須確保均勻一致，這一點必須要得到保障。同時，在處理零部件的安裝和拆卸的時候，以及對於某些緊湊的運輸系統來說，支架和嵌體的設計也有著相應的要求。

當需要應用所需要的淬火速率時，淬火介質和零部件表面的最佳匹配性能將是考慮過程中必不可少的一環。因此，可能需要設置單獨的支架，可以讓這些零部件在同一層內通過淬火裝置。這將需要在爐內安裝大量可供拆卸的支架，保證可以隨時拆卸，而不影響其他使用，這樣才能達到上述的要求。

為了在運行過程中減少失真情況的發生，需要對支架進行嚴格仔細的設計。在淬火處理過程發生之前，必須對爐內的支架進行相應的自動的拆卸，這對於系統的安全運行來說，將會是極其重要的。

熱處理生產線由於其生產過程幾乎都是大量可重複性的，因此，這樣的連續作業的熱處理生產線，為工廠提供了一種高效的節能方案。我們的生產線全部都是全自動的，因而，操作者所能夠帶來的對系統運行的干擾也是極少的。如果一些氣缸蓋，發動機缸體以及一些薄壁結構的零部件需要進行熱處理的時候，這種生產線也將會被使用到。

對於熱處理過程，首先是淬火過程的優化，是根據大量的實驗測試之後才能得到的，針對於不同終端用戶的各種個性化需求，對零部件的機械性能進行了大量的

調整的優化測試。輥底式爐的生產線為此提供了多種多

樣的熱處理工藝，通過選擇最佳的處理方式，可以對不同種類的鋁部件，進行各種單獨的退火處理。

輥底式爐——固溶老化的處理爐，將兩者整合到一起，這樣的方式提供了一種可以節省空間的佈置方法，LOI熱工工程公司經常將此系統應用到產品之中，從而達到一種大量節約內部空間的效果，其佈置方法如圖2所示。

對於一個靈活的處理過程來說，如果在設計熱處理的生產線的時候，配備了一個淬火中心，那麼將會提供這樣一種可能性，在大規模生產的時候，如果生產的零部件的數量較多時，可以運行所有的淬火工藝流程。

在整個生產線上，零部件和支架的運輸將能夠保證是全部自動處理的，從而可以顯著減少運行所需的人力資源。

整個裝置的設計是非常緊湊的，因此不會佔用多余的空間，而且操作過程的用戶介面十分友好。舉例來說，安裝和拆卸都是在相同的位置上，如圖3所示。

固溶退火折叠支架被安置在一個輥式輸送機系統中，且安放的水平高度較低，它可以將零部件自動轉發到溶解爐中。加熱區域中包含了幾個控制截面，在加熱區域之後，其熱處理的溫度需要保持在設定的溫度範圍內，同時，在浸泡區域內，其溫度的偏差也應該控制在小於±3oC的範圍之內。浸泡的時間可以設定在60-420分鐘的範圍之內。

加熱區域和浸泡區域的加熱量將會受到連續控制燃氣燃燒器的影響。各個零部件之間的熱量傳遞將會受到對流的影響，它是由各個爐段內的循環風機所驅動的。循環空氣流將會受到導向管路的指引，流入到有效的區域內，並且沿著各個零部件均勻分佈。

淬火處理零件的淬火過程將會直接決定零件的機械性能和殘余應力。在淬火過程中，如果冷卻速度過快，將會導致該零部件的殘余應力過高，在後期的操作過程中，有可能會產生處裂縫等(例如缸體的頭部)。除此之外，高的殘余應力也將會導致零件的變形，這將需要其他額外的等級。

尤其是對於一些壁厚很薄的零部件來說，比如結構零件，空氣就常常用來作為淬火的冷卻介質。由於鋁合金結構零部件的壁厚較薄，那麼在淬火的過程中，零部件不能夠發生變形，這是客觀的約束條件，因此，便可以通過這樣的方法來確定其所需要的淬火速度，從而保證在生產的過程中，不會出現一系列的問題。

同時，對於一些壁厚較厚的零部件來說，比如說發動機的缸蓋和發動機的缸體，需要適當地使用一些鋁合金材料，因此，對這些零部件的淬火也可以通過空氣作為淬火的介質。在這裏所說的淬火速度，是指在淬火過程中，零部件要達到足夠要求的機械性能所需要的淬火的時間，同時，此淬火過程

煙氣進入煙囪

人貨架

出貨架

加熱部分浸泡部分

空氣淬火

聚合物淬火

水淬火

AF

SF

SF

圖2：批量生產的連續熱處理生產線

圖3：批量生產的連續熱處理生產線

熔爐 15



中零部件所產生的殘余應力相對於其他的淬火過程來說也要更小。

對於更加強烈的淬火過程，將需要使用水或者聚合物作為淬火過程的介質。通過使用升降梯，將支架下降到相關液體介質之中。在使用聚合物淬火之後，支架將會被放到一個相應的沖洗盆中。在水或者聚合物的沖洗盆中，都配備了再循環和在冷卻的系統，其目的是為了接觸部分的介質的溫度保持在指定的級別之內，同時還可以確保可以重複地為單個零部件進行淬火。

老化處理每一個零部件在經歷了淬火處理之後，都需要經歷一個老化處理的過程。放置有鋁零件的支架將會通過升降梯提升到相應的位置上，並且將其安放在老化處理爐前面的緩衝線上。根據零部件所用材料的合金配比參數，對老化爐的工作溫度和保溫時間進行預先的設定。在溶液爐中的處理時間是相對獨立的，同時，零部件在其中的浸泡時間也是可以調節來適應其他參數的。

在老化爐之後，折叠支架的運輸是通過輥式輸送機來實現的。隨後，第二個升降機將會把這些支架移動到較低的輥式輸送機上，從而可以將支架運送到加工的車間內。

對能源的消費的積極影響是可以通過以下的方法來實現的，加熱爐的煙氣溫度是很高的，直接排放會將這些熱量全部浪費，並且會造成一定的熱污染，因此可以回收這部分熱量，從而使得爐內煙氣的排

放溫度更低，既節約了能源，同時也保護了環境。

過程的參數化在全自動的產品生產線上，對於一些特定的零部件在熱處理過程中的所需要的參數，比如說處理溫度、保溫的時間，最重要的是淬火過程所選擇的淬火介質，這些參數都可以儲存在相應的配方裏，再經過網路進行分類存儲。

對於不同的零部件來說，其選擇的配方也大多都是獨一無二的。選擇的依據是，需要進行熱處理的零部件的合金配比，幾何結構以及零件預期的熱力學性能。

爐內的退火溫度可以進行相應的預先設置，對於淬火過程而言，也可以使用不同的介質和不一樣的冷卻梯度來完成。

對於所有的傳感器所採集的數據和序列號都會被自動記錄在測量和控制系統中，這些數據是可以用來分析各種結論的。

批次跟蹤一個廣泛應用的批次跟蹤系統將會用來記錄處理的過程。在退火的過程中，這將會允許單個零件的精度跟蹤和相關重要的處理條件。一旦改變了相應的設定參數(其中包括了溫度，循環和保溫時間等)，但這些值在穩定之後，也將會被一一記錄在系統中。所有的記錄數據都具有時間性，同時在存儲的過程中，根據單獨的零部件和支架的參數，相應地分別存儲各自的數據。此時，單獨的批次報告便可以生成了，將可以作為檔案記

錄下來。如果在加工的過程中發生相應的任何

偏差，那麼，這就表明相關的設置點可能發生了相應的非特異型偏差，因此，需要在相關的支架上標注相應的批次跟蹤的標記，可以用來維修維護，方便檢修。

與此同時，操作工人將會因此而做出及時的反應。有一些零部件的上面標注了“Not In Order”（NOI）的標誌，將會在進一步的操作中將其拿出來進行單獨的處理。

各個工廠車間的運行狀況將會全部對操作工人完整地顯示，全都顯示在其操作的顯示幕幕上，比如說單個零部件的操作細節以及各種不同零部件的移動的方法等，這樣可以方便操作人員的操作和保證系統安全穩定的運行。

結論LOI熱工工程公司引用這樣的工廠運行概念，對一些特定要求的特殊鋁部件來說，工廠將會根據其所需要使用的特定條件，做出立即的特定反應，同時對熱處理工藝也將進行相應的調整。

具體過程的設置點是根據原廠零部件的測試結果來制定的，並且將會在測試的設備中設置執行。這將會適用於固溶退火過程，淬火過程以及對零件的老化處理的過程。對於一個小的系列來說，間歇性的工作的工廠將會被認為是足夠使用的。而這些工廠也將會是全自動運行的。█

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Continouos Properzi_chi.pdf 1 3/10/15 10:33 AM


www.aluminiumtoday.com18 鑄造車間

精益生產方法是最為公認的生產方法之一，這個方法結合了“準時”系統的植入，同時也暴露出來一些問題。但是如果不植入“準時”系統的話，這些問題就會被庫存緩衝現象所遮蔽。強調只有增值步驟才能順暢進行的話會揭露一些問題，這些問題必須明確地得到解決。

精益生產的核心原則是產品的流動性，這個流動性是靠市場拉動的，而不是靠生產管理推動的。在鋁生產行業，我們看到，現在在越來越多的冶煉廠中，金屬流動是直接來源於鑄造車間的需要，而鑄造車間成為整個操作的中心，包括金屬運輸設備的管理。

使用金屬挖掘車輛 (MTV)當談及從鍋爐房向鑄造車間輸運金屬這一過程時，使用金屬挖掘車輛(MTV)能夠挖掘、輸運和卸貨，這些過程不需要額外的設備，僅需由一人直接控制，這與精益生產的宗旨更為貼近。另外，金屬處理站(MTS)的介面或操作在不增加額外的人手或設備的情況下也是可以實現的。對於大多數正在認真尋找提高整體設備效率的冶煉廠來說，使用專業化的車輛來挖掘金屬是一個非常明智的解決方案。釋放從起重機中挖掘到的金屬能夠減少時間損失，為鍋爐房的管理操作增加起重機的可用性。

它是如何工作的？HMR Hydeq AS是一家可以生產特殊用途車輛的挪威製造商，這個製造商擁有將近

30年的挖掘車輛生產經歷。有了HMR公司的挖掘車輛，只需一個

人就可以在電解車間中對鋁進行挖掘、稱重、和傳輸，同時還能兼顧金屬處理站(MTS)，以一種安全有效地方法向鑄造車間釋放熔融金屬。比如，一輛容量為7.9噸的挖掘車輛，能夠在24小時之內輸運200多噸液態金屬。輸運過程中沒有液體飛濺，不存在超載現象，並且沒有金屬損失，這些只需一台機器就能做到。利用金屬挖掘車輛(MTV)的“準時”系統，金屬被準時地送入鑄造車間中。鑄造車間對金屬需求量的信息和需要挖掘的金屬種類都可以直接通過廣播傳送給金屬挖掘車輛(MTV)的司

機。這個信息傳遞過程是“干淨且清晰”的，因為整個過程只由金屬挖掘車輛(MTV)的司機控制，除此之外，不需要任何其他的地面操作人員。

骯髒的坩堝是直接來自熔爐的卸載和HMR的坩堝清潔器和熱清洗，由於金屬挖掘車輛司機的操作，這也是非常準時的。沒有創建本地的坩堝存儲。

維護、挖掘替代和卸貨管也是由金屬挖掘車輛(MTV)的司機來執行。

鑄造車間中不需要傾泄器。金屬挖掘車輛(MTV)靠自身卸載金屬。這個過程不需要額外的設備。卸貨是通過坩堝底部的管道系統來完成的，這種方式可以使得浮渣仍然留在坩堝中。這樣就省去了篩選和去渣的過程。幾乎每天晚上浮渣都會在HMR的坩堝清潔器中從坩堝中移除。懸掛可以使車輛傾斜，從而優化卸貨的效率。

安全性在一個封閉系統中輸送熔融金屬，從安全角度來考慮的話，這顯然是有好處的。在輸運或向鑄造爐卸貨的過程中，在坩堝上不會產生飛濺現象。車上的稱重系統有超載保護功能，當達到車輛的最大容量時，挖掘過程就會自動停止。除此之外，一個特定的機械系統能夠在坩堝過滿之前，阻止金屬挖掘過程的進行。坩堝一直都在金屬挖掘車輛上。當車輛沒有使用附加的設備或配員時，只有當需要清潔和維護的時候才會將坩堝取出來。

確保金屬的安全流動確保一個冶煉廠的長期盈利能力的唯一方法是提高整體的設備效率。而整體設備效率的提高可以通過在使用過程中改進已經非常成熟的技術，從而實現流程組件系統化的應用方法：包括材料、程式、人員、設備機器管理。Italo dal Porto*如此解釋。

*Italo Dal Porto先生，碩士，在HMR Hydeq AS，挪威高級工程師。

電解車間

鑄造車間

成品

鑄造車間內的金屬流動




擁有高標準微環境、良好的知名度和全液壓懸掛車輪的封閉艙為操作員提供了良好的工作環境。所有的操作都是由設備艙通過電按鈕和操縱杆控制的。金屬挖掘車輛的司機用來與車輛進行交流的鍵盤和顯示器按照人體工程學原理放置在操作員周圍。車上的稱重設備可以通過無線與冶煉廠的生產計劃系統相連。

其他金屬挖掘車輛(MTV)不需要任何輔助設備，比如空氣壓縮器、起重機、傾斜平臺等，也不需要其他操作員在地面上工作。整個系統自給自足，並且是獨立的。該金屬挖掘車輛擁有自己的用來挖掘和釋放坩堝的壓縮機，在沒有外部幫助的情況下能夠抬離並獲得坩堝。車輛上的坩堝是封閉的，所以熱損失和金屬的氧化損失是微乎其微的。這些車輛具有類似跪下的功能，因此它們可以在任何方向上傾斜，以保證坩堝以高效率被清空。

完全封閉的挖掘系統HMR公司的金屬挖掘車輛包括了一個坩堝

清潔器，管道清潔器和管道預熱器。它們組合在一起形成了一個完全封閉的挖掘系統。在HMR公司的坩堝清潔站裏，坩堝在還是很熱的時候就被清洗了，這減少了冶煉廠對坩堝的需求總量，同時也延長了坩堝的使用壽命。內襯的使用壽命一般是1.5至2年。

另外，環境也能從這個閉式系統獲

益，因為在挖掘過程中，來自坩堝的排出物被送入鍋爐中。該閉式系統和較短的循環時間減少了金屬內的溫降，這又可以減少鑄造車間內再融化過程的能源消耗。

司機的工作環境封閉艙內擁有高標準的微環境，在運輸駕駛和工作方面都具有良好的知名度，所有車輪都是全液壓懸掛，以減少振動，這些是為操作者創造良好工作條件的一些具體措施。

液壓懸掛對延長車輛的使用壽命也是有好處的。減少振動能夠對機器本身產生積極的影響。司機用來交流的鍵盤和顯示器採用人體工程學原理被合理地佈置在司機周圍。車上的稱重設備可以與冶煉廠的生產計劃系統相連接，控制挖掘和釋放過程的數據通過無線信號傳遞給車上的稱重設備，接著這些稱重設備把實際值回饋給中央計算機。█

聯繫方式：www.hmr.no

鑄造車間 19

HMR公司在卡塔爾的金屬挖掘車輛

Inserat_2015_Eirich_Carbon.indd 1 04.02.2015 11:22:40



提高軋機的過程控制本文作者Piermichele Cattelino*

對於現代化的冷軋機系統來說，其性能的改進將高度依賴於軋機系統的自動化控制和其他附加功能的性能的提高。冷軋機配備了一系列的精度傳感器和大量快速運行的執行器，這就實現了一個強大的收集和控制策略，針對於產品的不同，可以對軋機的配置進行相應的調整，從而生產出各種所需的不同產品。由於大量微積分的運用和高階的編程語言的集成，實時了控制單元不斷進化和發展，正因為此，更加複雜的數學模型和其他非線性的算法和控制策略才能夠順利實施。

全自動化的管理貫穿在軋機運行的每一個方面，操作人員發出的手動命令將會直接進入連鎖裝置中，再進一步傳入到整個系統中，從而實現高度結構化的系統循環命令。這樣的設置可以達到這樣一種效果，隨著非正常運行時間的減少，線圈的處理速度將會顯著增加，而且更為重要的是，在操作和維護的階段，系統將能夠提供更加適當的安全水平。

在對軋機系統的改進過程中，軋機的過程控制中的自動化水平已經得到了顯著的改善，條帶的厚度以及平整度將會直接影響到最終產品的質量。在實現更為嚴格的公差和提高恢復率上，這些因素已經得到了顯著的改善，在滿足達到所要求的產品規格的條件下，最大的條帶長度已經能夠實現了。

軋機系統過程控制的重點主要在於，根據調整條帶的厚度以及平整度的相對不同，對系統做出相應的調整，從而獲得最佳的運行狀況，同時，也造成了這樣一種可能性，那就是在軋機系統運行的速度更高時，生產出的產品的質量和規格也要達到其相應的要求，並且還要減小和降低條帶材料斷裂的風險。斷帶的風險是由於對條帶邊緣的平整度的控制方法的錯誤所造成的，這同時也是沒能夠達到最佳軋機速度的最主要原因，因此，也導致無法達到最優的生產水平。

通過對軋機系統中所涉及到的所有設計階段，都進行了持續不斷的改進，FATA Hunter公司將全部的注意力都集中在了對軋機系統的開發和利用中。對於FATA Hunter公司來說，我們將自己全部的精力

都放在了對我們專門的過程控制系統的創新性應用上。這個專門的系統，對其之前的產品做出了大量的技術上的改進，這主要是針對產品的製造過程來說的，為了使得生產出來的產品具有較高的附加值，優化的產量以及設備利用率，因此，可以降低成本增加利潤。為了實現客戶利益的最大化，FATA Hunter公司的產品研發一直專注於實現這樣一種全新的組合，那就是實現在控制算法的優化以及對運行策略的重新定義，對整個運行系統來說，要優化其中最為關鍵的參數，比如說這些條帶的螺紋，加速和減速的過程，當然還有其位置的排列組合。

對於FATA Hunter公司的運營來說，厚度自動控制系統(AGC)和平整度自動控制系統(AFC)已經做出大量的改進，這些改進都是通過對數學模型的優化來實現的，其中包括一系列對軋製過程的複雜描述。詳細的過程建模將包含軋機運行和控制策略的仿真模擬，同時，通過使用所謂的“觀察員”的模塊，進行複雜的自適應功能的部署。對於“過程觀察者”的介紹，除了體現在控制算法上，還主要由於對實際運行過程相適應的控制作用的必要性。

由於在運行的過程中，包含著大量的變量，在這其中存在著高度非線性的相互作用，軋機系統從控制的角度來看，其設備是相當複雜的。此外，變量之間的相對關係都依賴於實際的工作條件，從軋機負荷和軋機加熱等方面都是如此。這些條件可以產生出可變的工作範圍，比如說這樣一種範圍，當運行的條件發生變化時，需要有足夠的公差約束，使得軋機系統可以

在一個穩定的條件下平穩地運行，當需要調節和控制軋機的時候，必須對此進行相應的考慮。

當通過使用“自適應增益”的控制算法時，在此條件下運行不同的軋製條件，考慮這些變量的工作範圍，在這些可能的使用過程中使用觀察的功能，可以保持控制性能達到有可能的最優值。

在流量和厚度的控制中，過程觀測的概念是如何得以實現的，如圖1所示。在冷軋機系統中，質量流量的控制將會成為厚度自動控制系統(AGC)中能達到的最複雜的實現方式。其中，最核心的理念是為了消除厚度測量時的延遲作用，這是由於出口處條帶厚度傳感器的定位，是基於入口的厚度，入口的速度，以及出口的速度的測量，通過數學計算的方法來計算出鋼帶的厚度的。通過改變負載氣缸的位置，閉環控制系統將會修正目標的厚度偏差。

為了使軋機在不同的軋製條件下都能夠達到最佳的性能，在監測和控制的過程中，需要通過改變控制器自身的參數來適應其他的變化反應。舉個例子來說，不同的軋製條件將會帶來不同的變化關係，不同的工藝參數之間需要進行相應的糾正，在一種情況下，出口厚度將會被作為制動器的驅動參數，同樣在這種情況下，由於軋機相對條件的變化，負載氣缸的位置也會發生相應的變化。過程建模將可以用來作為一個專門的過程監測函數的發展，基於其測量值改變的回饋，可以識別出軋製條件的改變，對於控制策略來說，可以相應地適應或者來改變。

同時，在板形自動控制(AFC)的情況

*意大利，FATA Hunter公司，自動化部，部門經理

出口厚度自適應獲取

反饋調節

A.G.C反饋控制器觀察員

過程質量流量控制器

質量流量方程

質量流量延遲補償器

出口速度

適應增加

質量流量控制

計算厚度

過程值

入口厚度

入口速度

圖1：質量流量控制

20 軋製

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www.aluminiumtoday.com22 軋製

下，對於一個專門的過程建模以及隨之而來的監測演算法的實施來說，將會顯著地增加這種控制系統的優勢。AFC平整度的自動控制系統是個基於複雜的多變量的控制器來實現的，他可以將所需測量的量轉換為條帶的平整度測量，沿著條帶的寬度方向，該系統可以給出一系列的措施，隨著軋機配置和參數的變化，創造出一系列的命令直接傳達給執行器，完成相應的調節。對於平整性的控制範圍來說，一個典型的制動器將會包含下列主要的測量參數，如工作軋機的彎曲度，軋機的負荷轉向，以及冷卻噴霧等；此外，在條帶的邊緣，還將實現一個更加完美的局部控制，當然，這其中還有可能包含一個熱的邊緣噴霧系統和/或者一個感應加熱器，這兩種不同的解決方案，都是為了在條帶的邊緣加熱軋機部分，從而防止軋機邊緣的條帶由於熱脹冷縮作用的影響，產生出相應的邊緣過緊的現象。對於六線程的工廠來說，中間卷軸的使用將會產生額外的影響，通過平整度的控制，可以導致制動器的額外運動，這些控制包括中間卷軸的位置，中間卷軸的彎曲程度，以及中間卷軸的冷卻噴霧系統。

所有這些驅動器之間，都存在著相互的影響，主要表現在進口條件(剖面、平整度、厚度條件以及相應的回火作用)以及軋機系統的運行狀態(軋機冠部，軋機的運行溫度，軋製作用的應力，以及軋製運行的速度等方面)，這些都會對出口條帶的平整性產生巨大的影響。對於優化平整性的控制來說，可以通過這樣一種算法來實現，對於每一個可行的驅動器，當給出相應的實際軋機運行條件時，也將相應地選擇最佳的運行方案，從而能夠確保系統在最佳的工況下運行。這種算法的實現將需要利用到相應的過程控制模型，在這些過程模型中，需要將每一個制動器與運行鋼條的平整度關聯起來，同時，還要將

其與軋機可能的運行措施關聯起來；在此基礎上，一個專門的過程監測系統將能夠有效地實現這些關係，並且在自適應的過程中，提供並輸出這些相應的匹配參數。對於線性的平整度控制，以及單獨執行的控制器來說，這些自適應的增益裝置將會應用於簡化模型的性能優化上，如圖2 所示。

通過使用這種方式，對於以下的一些系統的實行是有可能的，其中包括，糾正一個特定的平整度誤差，通過對一些所謂的“重量”的分隔，可以對一些不同的驅動器進行糾正，對於不同的執行器來說，可以根據他們自身實際水平的不同，對其進行相應的改變，以適應這種變化，這種情況同樣也適用於驅動器和軋機的實際情況。對於某些平整度的誤差來說，如果其誤差的分佈是給定的話，那麼使用該方法還可以實現其他的優點，可以對制動器的配置進行相應的優化，從而可以有效地避免在各個制動器之間可能發生的反作用，對於平整度誤差的定義類型來說，也會產生類似的影響。

舉例來說，這樣一種情況也是有可能發生的，考慮到熱噴霧，冷卻噴霧以及其他彎曲之間的相互作用，可以對熱邊緣噴霧實施相應的運行策略，而這一切都是通過對熱噴霧模型的修正來實現的，因為模型的修改不僅取決於條帶材料邊緣的平整度，而且與邊緣區域的實際冷卻噴霧和實際設備的彎曲設置有關。

對於自適應建模的應用，還具有另一個十分重要的方面，這個方面是與條帶的穿插和整個操作過程的收尾階段等息息相關的。無論是在條帶的回收方面，還是對於確定整個系統的運行質量來說，這些階段都是十分關鍵的。不正確的線圈開始方式也將會導致一系列的問題，沿著線圈的長度方向，可能會導致一些線圈繞線的問題的產生，而一旦線圈開始展開，又會反

過來產生掛線的平整度問題。具體的工作已經開始進行，對於軋機

和條帶的運行狀況已經建立了相應的模型，在這一階段，針對於材料的厚度以及產品的平整度，我們將建立和獲取一些關鍵的設置參數和規律，從而對厚度和平整度做出最佳的組合，使得系統在最佳的情況下運行。對於這些規律性參數的獲得，大多數建立在對軋機系統運行狀態的估計上，因為，在這一階段，大多數的線性的測量也將會是不可以使用的，因此，過程控制的設置都必須要選取“feeedforward”模式，即提前預知和輸入。

FATA Hunter公司所生產的全新一代的系統控制軟件已經問世了，為了使系統的性能得到全面的優化，該軟件將包含了上文所提到的各種全新功能，也可以說是上述所有功能的集成同一。由於此前的算法存在著大量的缺陷，比如其耗費的時間資源將是十分龐大的，同時，其數據結構的基礎也將會顯現出來，在更高級別內的Level 2(階段二)的大量功能下，其過程建模和設置方案已經集成出來了，然而，在閉合回路中，實時的自適應功能已經實現了。其系統如圖3所示。

在每一次測試的結束階段，階段二將會接收和處理相應的數據，那麼將得到以下定義，將下游的運行策略設置為是可以滾動的，而通過在一個連續的過程進行一系列的優化，運用控制器的自適應功能，結合條帶的厚度和平整度實際的狀況，對控制器進行相應的組合，從而達到最佳的結果。

無論是四線程的軋機，還是六線程的軋機，FATA Hunter公司都在這些設備上安裝了最新的處理系統，從而能夠全面地實現這些功能，使得系統的運行更為可靠。█

聯繫方式：www.fatahunter.com

平整度参考发生器

檢測者適應增加

平整程度反饋

平整度偏差平整度耦

合誤差

微分噴霧冷卻控制的平整度誤差

過程噴霧值

冷卻噴霧參考

機械制動器參考

過程基於平整性控制的模型

單變量的平整度誤差控制器

溫度頂點計算

過程噴霧控制

邊緣噴霧控制

邊緣補償策略

適應增加過程值

圖2：平整度控制系統

方法數據庫

制動器模型數據庫

軋機模型

模型設置

控制器

監測器

過程處理過程输出

之前的傳遞數據

PDI

LEVEL2

LEVEL1

圖3：過程模型和控制階段

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當今世界，鋁材料已經成為製造車體和發動機相關零部件的最主要的材料，在這之後，這個行業還面臨著一個巨大的改變，這個改變正是在將鋁材料應用到汽車車體材料中所產生的。本文作者：Leander Zielenbach* 和 Detlef Neumann

在汽車工業的發展背後，我們大量使用了鋁合金材料作為汽車車體以及各個零部件的主要材料，這將會導致汽車自身重量的顯著降低，與此同時，車輛行駛所需要的燃料也會相應降低，以資源的可持續利用和燃料成本的降低為主要的驅動力，從而達到減少二氧化碳排放量的目標，更好地建設環境友好型和資源節約型社會。除此之外，鋁材料相對於其他材料來說，也表現出了相當優良的力學性能。同時，還可以對前後軸之間質量分佈的配比進行相應的優化處理，這對於提高汽車在行駛過程中的驅動性能，是有可能的，同時也是十分重要的。當然，在處理運動過程中各種能量之間的轉換時，鋁材料的性能也是非常強的，正因如此，鋁材料的使用反而使得汽車的安全係數更加提升。

然而，在汽車工業領域裏，當涉及到鋁合金板材的生產時，有一些新的特點和要求就不得不考慮在內了，這些要求是在汽車上所要達到的材料公差和機械性能等方面的要求。除了以上所說的這些，當生產和加工汽車車身板材的時候，對於那些佔據主導地位的大批量的生產製造來說，我們還將需要一些特別的解決方案，來應對可能產生的不同問題。

基於達涅利公司在處理這些問題上的高新技術，其中包括高速配比技術以及精密裁剪技術，與此同時，針對於汽車行業裏的鋁合金材料的相應的解決方案，現在已經開發出來了。

工藝技術的要求對於廣大的終端消費者來說，分切的過程也許就可以看作是軋製過程的最後一步，

也就是結束的部分，但是同時，在冷軋平整之後，這一過程也可以看作是下游的第一步，因為在此刻，這裏所謂的“原始”材料已經轉化為了下一個階段。因此，無論你想把分離切割的過程放在哪一個地方，有一點卻是最為關鍵的，在上游的生產過程中，我們為了使得材料在各種情況下實現最完美的運行結構，付出了大量的努力才能達到的完美效果，也應該在下游的生產過程中順利延續，並且不能出現相應的大幅度降低性能的現象。如圖1所示。

在切割工藝的生產線上，存在著大量的技術要求，其中一類主要取決於在分離切割的過程中進料的條件，其最終的目標是要保持這些材料的特征不發生變化。在這樣一類的生產線上，對於汽車行業的應用來說，我們可以指出下列兩個主要的問題，由於汽車車身的幾何結構是相當複雜的，因此在生產的過程中，會產生跟幾何結構有關的最大公差，而這兩個問題也都是與這個最大公差息息相關的：█ 帶狀表面的質量：在多線程的分割過程

中，需要預先設置一個凹陷的區域，在這個凹陷內，由於多個線條的同時切割會導致其長度的差異，因此必須對其進行再平衡。在下游的凹陷處，一個所謂的條帶張力將需要產生，從而達到穩定

線圈和條帶的目的。對於保持條帶表面的質量來說，條帶張力的產生將會是一個臨界點。

█ 條帶的成形性：在整個生產線內，需要佈置各種各樣的位置點，從而在分離切割的過程中可以有效地指引鋁合金材料準確地從開卷機到達卷取機，這對整個生產線來說，都是至關重要的。如果想要對整個生產線的佈局進行優化，那麼就要求我們盡可能的保護好材料的微觀結構，同時也要維護好材料的成形性，確保他們不會發生巨大的改變。

█ 而其他的工藝技術的要求主要來源於公差，但是這裏的公差將會被切割的過程直接影響。以下要講到的一些質量特征是非常重

要的，首先，他是保證最終產品質量的強制性要求，同時，對於保證下游工藝的快速運行來說，這也將是必不可少的。█ 切割質量：這裏基本上都是針對那些切

割完成之後的材料幾何結構的邊緣來說的，要求達到的效果為邊緣的毛刺要最小。舉例來說，對於某些對污垢十分敏感的焊接程式，在後續生產的過程中，其生產步驟裏必須要加上這樣一個約束條件，那就是需要確保其邊緣的毛刺達到其所能實現的最小量。對於那些高度

* 德國，達涅利公司

現代切割生產線現代切割生產線

圖2：在真空張力產生後的均勻重繞條帶

圖1：多線程生產過程中的真空輥

表1 汽車材料的數據範圍

等級： 1xxx, 3xxx, 5xxx 以及 6xxx表面狀況：電火花結構 (“EDT”)典型的條帶寬度： 1,000 - 2,450 mm典型的厚度範圍： 0.50 - 4.00 mm屈服強度： 80 - 400 N/mm2

抗張強度： 100 - 480 N/mm2

24 軋製 www.aluminiumtoday.com

當今世界，鋁材料已經成為製造車體和發動機相關零部件的最主要的材料，在這之後，這個行業還面臨著一個巨大的改變，這個改變正是在將鋁材料應用到汽車車體材料中所產生的。

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精確的，材料過硬的以及十分可靠的設計來說，需要其能夠完成最高的切割質量的要求。

█ 條帶的寬度公差值：在一個汽車中，可以包含超過幾千個零部件。對於每一個獨立的零部件來說，都應該保持密切的公差值，這對於成功的汽車生產過程來說，也是必不可少的。一個現代化的條狀剪切機被設計出來，專門針對上述過程，從而達到上述的標準寬度公差。

█ 回卷的質量：上述的過程在此處依然適用，在大規模生產的過程中，我們有一個快速運行的過程，在切割線圈回卷的過程中，幾乎不需要考慮任何伸縮的偏差。結合了智能張力產生器的高精度導向裝置，在整個系統的運行之中是必不可少的。

█ 生產線的完成需要整合各種不同的因素，其中包括材料的流動和鋁板生產的工作週期，這些方面都不應該成為整個工廠運行的瓶頸：生產效率、靈活性以及可靠性將是其中最為關鍵的因素。

█ 生產的效率：效率的增加是指其非生產時間的減小，這些都得益於線圈的同步、閥芯的完美處理以及自動穿線功能的實現，其中自動穿線功能的最大剪切速度達到了800米/分鐘，有些特殊的情況下甚至達到了1800米/分鐘的線速度。也正是因為這些種種的因素，使得在整個市場上，達涅利公司的精細整裝線是應用範圍最廣泛的。

█ 可靠性能：由於公司的生產線上使用了大量的低振動的設計，以及大量質量一流的元器件的使用，使得整個設備在正常運行的情況下，設備停機的時間和次數都大大降低了。通過使用一些集成的溫度計或者振動傳感器，可以記錄並且分析各種關鍵設備的運行狀況。通過一個自動化的系統，可以將統計的數據進行記錄並且做出相應的分析處理。通過使用上述的種種不同的解決方案，

可以相應地減少意外停機的時間，同時，在處理這些問題的時候，尤其是在制定維護的計劃時，可以制定出更加符合成本效益的方式。

機械特征即便在分離切割的過程中，零件材料的表面質量難以提高，我們需要做的便是確保

這樣一件事，那就是使得其在退出時與他進入時相比，情況不能變得更糟。這裏有一個很好的解決方案，對所有的導向輥安裝相應的伺服驅動裝置。通過使用這種方式，可以使得導向輥的速度值控制在一定的範圍內，範圍在最低的線性速度和最大的生產速度之間，從而可以進一步消除其他各種形式的運動，這些運動可能會影響到條帶表面的狀態。振盪式的導向輥也提供一種其他的解決方式，如果在使用的時候，線圈被污染了，尤其是在最外側的線圈組被污染後，此裝置將會提供一個新的干淨的輸入線圈。

多線程的分離切割設備都需要配備一個帶狀的張緊裝置。根據條帶的厚度範圍，對於兩種不同的制動技術，可以將其合併為一個制動組合。對於一些特別小的厚度的裝置來說，比如當其厚度等於或者小於1mm時，達涅利公司提供了一種真空輥的技術方案，它可以在制動系統和條帶之間，通過兩者之間的運動產生一個帶動條帶的張力。這種設備的工作原理是基於兩者之間的壓力差來實現的，這兩者為穿孔的真空輥的內部壓力和環境壓力之間的差值。這裏所謂的張力是通過這樣的方法來實現的，當真空輥在受到這樣一個驅動力的作用時，其方向與條帶自身運動的方向相同，且速度要稍慢於自身的速度，此時，張力將會產生。因此，對於條帶來說，在其生產的過程中，張力的控制是可行的，同時對於這樣的逐漸減小的張力控制的應用也是有可能實現的，如圖1和圖2所示。

對於厚度超過1mm的情況來說，真空輥將需要結合一個額外的制動系統，這樣的制動系統可能是制動輥，或者其他的四區空氣墊壓系統等。而對於厚度超過3mm的情況來說，制動輥以及空氣墊壓二者的有機結合將有可能是最完美的解決方案。條帶制動的技術是可以任意組合在一起使用的，這些

組合在理論上都是可行的，但是根據各個項目的產品結構的不同，需要對這些排列組合進行相應的定制。特別是這樣的一種特殊的情況，典型的是在汽車工業上的應用，其厚度範圍介於0.50mm和4mm之間，針對這種狀況，達涅利公司開發了一個綜合的解決方案，他是由制動輥以及空氣墊壓二者的有機結合成的一個新的系統。在這樣一個組合的系統中，制動輥單元將會被連接到一個快速轉化的裝置上，在一個線上的制動輥以及一個離線的制動輥之間可以輕易地改變，這將會是很有可能的。其系統圖如圖3所示。

空氣墊壓裝置將被設計成為一個多分區的氣墊系統。區域#1和區域#2將在整個生產線的方向上排列成為1行。預先的張力將會在這兩個區域內產生，在此之後，緊接著是在隨後的區域內進行張力大小的調整，其調整的方向為與其生產線的方向成十字交叉狀。

為了保證鋁合金材料的成行質量，對於整個生產線來說，需要對整體的塑性變形進行相應的計算，並且對計算的結果進行優化，使其能夠達到最好的質量。對於每一個新的項目來說，我們將會制定四個步驟，如下文所示：

步驟一，根據每一個不同項目的具體要求，設計出與其相匹配的工藝生產線的流程。

步驟二，對於每一個導向輥來說，我們都需要計算材料的伸長率。

步驟三，由於整體系統將會存在大量的形變位置，因此需要對全部的塑性形變進行平均化的計量，(包括伸長率和壓縮率等)。

步驟四，通過對導向輥的直徑進行相應的優化，進而降低總的塑性變形。

通過使用這樣一系列的步驟，可以進一步地優化切割生產線的總體佈局，同時還能夠對導向輥的直徑的選擇提供大量的指導，對於生產線的下游來說，可以幫助鋁材料更好地成形，並且保持材料所需的特定屬性。如圖4所示。

然而，在整個切割生產線上，最為敏感的部件是切割剪，對於他來說，要求其在重複切割的同時，還能夠達到切割質量的較高要求。因此，可以這樣說，對於所有的設計工作來說，最大最主要的目標，一直都是創建出一個最完美的剪切系統，在這個切割系統內，要求每一個操作人員可以盡可能簡

圖3：配備有壓力傳感器和制動輥的混合制動單元的模型

圖4：達涅利集團切割生產線的仿真模型框架

26 軋製軋製


www.aluminiumtoday.com 軋製 27

單，同時盡可能準確地調整系統內各個刀具的位置，達到最好的切割效果。旋轉刀片切割技術就是這樣一種很有特點的裝置，對於這個刀具來說，他可以對材料在整個厚度上進行連續不斷的切割操作。在刀具的浸沒深度和材料的制動帶之間，總是存在著這樣一種特定的關係，這取決於材料本身的特性，以及軟合金材料和硬合金材料之間的不同點。在生產過程中，需要對切割系統的位置進行相應的調整，以達到最佳的位置，當系統所處的位置越接近於最佳的切割點時，切割所完成的幾何形狀也將越接近于完美的形狀，成品的質量也就越高。最好的系統設計總是會具有特殊的軸承佈置方法，通過這些軸承的佈置，可以使得系統的整體剛度達到最大值，同時，也可以使得系統內刀軸的形變程度達到最小值。由於剛度的影響，底部的刀軸將安裝在一個固定的位置上，而上部的刀軸卻不一樣，應該安裝在直線的導軌上。在安裝刀具時，對上部刀具的位置進行調整，因此，通過對主軸的反沖對該刀具進行定位，這是通過伺服驅動來使它運行的。在同一時間內，刀具的位置是通過高精度的位置傳感器來控制的。這樣一個組合的控制系統，結合了伺服驅動技術和特殊的傳感器，可以實現刀具定位的閉環控制，同時，在整個系統內，可以保證系統具有恒定的切割質量，這對於控制產品的質量和良品率來說，無疑是至關重要的。

為了適應切割位置的間隙，需要對刀

具的水平位置進行相應的調整，這對於提高切割的質量來說，也是同樣非常重要的。對於一些配備有獨立刀具的切割裝置來說，切割間隙的位置也是運用相同的方式來控制的，那就是結合伺服驅動器和位置傳感器，改變上部刀具的相對位置。更為困難的是，對於多線程的切割系統來說，如果旋轉葉片切割器配備了較長的刀軸，那麼對切割間隙的調整將會變得更為複雜。在這些切割裝置中，通過在安裝刀具時增加一些間隔，切割的縫隙也要進行一些必要的設置。然而，這些設置通常都是十分耗時的，同時，在線路的運行過程中也不允許做出相應的調整。為了解決上述的這些困難，達涅利公司在最近開發了一種全新的解決方案，這種解決方案是基於一種特殊的刀具佈置方法來實現的，在這種方法裏，上部的刀具可以做出相應的移動，從而可以在不需要重置刀具的情況下，對切割的間隙做出一些調整，從而達到一些特殊的要求。對於這樣一個最新的創造性的發明，達涅利公司正在準備將其申請為自己的專利。在傳統的旋轉葉片切割裝置

上，條帶所能夠實現的寬度公差主要取決於下面幾個因素，包括旋轉刀片的切割精度，刀具安裝的過程，以及刀具之間的相對公差。當數控切割系統應用於較寬的條帶切割時，為了達到條帶在寬度上準確的公差要求，必須控制好許多變量，這其中最主要的取決於切割刀具頭部的精確定位。為了達到這些要求，達涅利公司也進行了相當多的調整，具體表現在其使用的切割系統上，對這些系統，公司也增加了伺服驅動設備以及更高精度的位置傳感器。

同樣的，為了適應切割刀具頭部的位置與設定值相同，接收線圈的溫度也應該考慮在內。這將確保這樣一件事，當接收線圈的溫度相對於環境溫度較高時，條帶的寬度也將會在所要求的公差範圍之內，甚至在它冷卻下來之後，這種情況依然是成立的。

另一種解決方案是，在卷取機的前部，在最後一個導向輥的位置上，安裝一個伺服驅動的裝置。最後一個導向輥可以在一定的範圍內保持一種相對穩定和平滑的運行，這個距離是固定的，他位於導向輥以及增加線圈外徑的接收點之間。在一般情況下，無論是在製作寬的條帶或者是同時製作多條窄的條帶時，這種全新的解決方案都能夠顯著提高收卷的質量，使其能夠以最低的可伸縮的偏差運行。 █

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圖5：由數控切割裝置所操縱的驅動側的刀軸

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將鋁材料應用到汽車之中：這才僅僅是個開始。

從第一次將鋁材料應用到汽車之中開始到現在，已經有了將近半個世紀的時間，但是直到最近，將它作為汽車製造商的主要首選材料，這件事才得到普及。本文作者：James Liu*解釋說。在最近幾年內，汽車工業正在發生著翻天覆地的變化，在汽車的設計和加工生產的過程中，對於減輕車身重量的努力也正在顯著增加。這樣的轉變在很大程度上是由於長期的經濟、政治和社會長期的壓力所造成的，當今世界，在全球範圍內，大家一直在呼籲減少燃料的消耗和二氧化碳的排放量。結果，基於這樣一種從材料中獲取新的解決方案的想法，大量的汽車製造商將目光投向了鋁合金材料，由於鋁材料的機械特性，可以幫助製造商們顯著地減少汽車的自重，從而可以提供一種更好的燃油經濟性指標，以及從整體上，增強汽車行業的可持續發展的能力，達到科學發展與環境保護相結合的目的。

強度性能足夠，經久耐用，重量較輕，而且可以百分之百的回收利用，鋁材料具有諸多顯而易見的優點，使得鋁合金成為了製造商的最佳選擇，它滿足政府和消費者自身的所有需求，他們最主要的目標便是體現在需要安全方面的性能。用鋁合金所製造的汽車，在車輛結構、車身狀況以及封閉性能上擁有大量的優勢，正是由於這些優勢，可以生產出更加節能高效的車，這些汽車在保證足夠的安全性、舒適性和性能的同時，還可以產生出更少的溫室氣體的排放量，更好地達到節能減排的目的。通過大量地減輕車身的重量的方法，可以有效地降低整車的製造成本，同時，還能夠保證整車質量和耐用性保持在同一個水平之上，鋁合金將是獨一無二的材料。為了在驅動汽車的過程中達到最完美的動力學特性，同時增加汽車的靈活性，汽車設計師們將鋁材料看作是一種絕佳的機會，使得鋁材料為汽車獲得更大的靈活性能，而且可以更好地優化整車的重量分佈，同時對汽車的重量做出相應的平衡。

結果，在全球鋁行業中，汽車業成為了其中增長最快的一個分支。而事實上，Novelis 公司計劃在未來的十年內，在汽車行業的發

展中，將會更多應用鋁合金作為生產的材料，而且預計每年將有30%的增長。

對供應商的影響對於Novelis公司來說，這將會是一個不小的轉變。Novelis公司擁有著將近40年汽車行業最寶貴的經驗，顯而易見的是，在當今世界上，有超過180種車型將鋁合金作為汽車生產的主要材料，Novelis公司發現，市場確實是以一種非常真實的方式在發生著轉變，同時也產生了大量的影響，這些影響大多都是可以看得見和摸得著的。

在汽車工業領域，作為鋁合金軋製板材生產和供應的領導者，為了應對全球範圍內汽車用鋁材料的需求顯著增長這一不可改變的事實，Novelis公司已經建立了大量全新的汽車業的生產線，這些生產線大多坐落在美國，德國等地，而最近的一家工廠便是設立在中國，也就是上文所提到的常州的工廠。如今，在世界範圍內，主要有三大汽車生產國家，分別為北美、歐洲以及亞洲，而Novelis公司也成為了世界上唯一一家在上述三個國家建立汽車板材製造生產線的公司，他目前還在一直擴大內需，增加需求量，使得公司不斷地壯大。就全球汽車市場來說，其出貨量遠小於當今Novelis公司的生產量的10%，供過於求的現象非常嚴重。但是我們預計，在接下來的十年裏，從全球所有地區的汽車市場來看，不管是從小型車，還是到SUV，各種車的銷量都將會發生顯著的增加，市場的進度也會加快。我們由衷的希望，在接下來的十年將要結束的時候，汽車行業的需求將會占到我們總出貨量的25%。我們不僅僅看到了汽車行業的投資組合的巨大轉變，而且我們還看到了這樣一個現象，市場的需求量將會遠遠大於供給量，供不應求的現象將會出現，並且同時可以預見這樣一件事的發生，在未來的一段時間內，這種

趨勢還會接著延續，這對我們的工廠和整個行業來說，都是非常有益的。

聚焦中國對於整個汽車行業中的轉型，尤其是從其他材料轉變為鋁合金材料的時候，而中國就是這其中最新的汽車市場之一。正如他們的同行在北美以及歐洲所做的那樣，中國的汽車生產商也在不斷地改變著他們的設計和生產加工的方式，從而達到滿足消費者日益增長的消費需求，同時，進一步增加燃料的效率和減少溫室氣體的排放量，這一轉變已經得到了廣泛的認可，並且受到了中國政府可持續發展議程的支持。

對於汽車產業所需要的鋁合金板材的熱處理，位於常州的Novelis工廠是中國在這一領域的第一家製造工廠。我們工廠中擁有一套全新的設施，包含了一條連續的熱處理生產線，這條生產線包括了退火、預處理和板材生產等基本車間。可以為中國以及國外的客戶提供高質量的熱軋汽車板材，這些板材將會應用到車輛結構中和車身的面板上，比如說車的引擎蓋，車門或者擋泥板等。

常州市是中國長江三角洲地區十分重要的製造業基地，同時還是中國最主要的汽車製造地區之一。這也導致了新能源汽車的大量生產幾乎都發生在這個城市，同時，這也和Novelis公司的使命是不謀而合的，我們的任務也是為汽車製造商提供更好的輕質量的鋁材料的解決方案。作為一個製造業的中心，常州市政府為這個項目提供了大量的幫助，在工廠建立的每一個階段都是如此，從工廠的選址到投資和許可的各種細節，政府都提供了最大的支持。整個工廠的投資額相當龐大，達到了1億美元，同時，其年產量也相應的達到了12萬噸，與此同時，Novelis也將會解決大量人口就業的問題，雇傭員工大約為130人。

工廠的選址較好，其地理位置優越，這

*Novelis公司，大中華區，總經理。

上圖中所示的廠區，是一個全部由外商投資和創辦的工廠，它位於常州市的國家高新開發區內，作為當今世界的鋁業翹楚，Novelis公司的鋁材料生產技術是世界領先的，對該廠的投資達到了1億美元，其目的就是為了更好地把握住汽車鋁行業飛速增長的市場，拓寬Novelis在全球鋁業的足跡，增強其行業的領導地位。這個巨大的工廠，擁有年產量12萬噸的產能。

28 汽车 www.aluminiumtoday.com


www.aluminiumtoday.com 汽车 29

裏擁有世界一流的商業基礎設施，對公司的發展十分有利，同時，工廠附近還擁有非常重要的鐵路線以及深水港，因此，Novelis公司能夠更直接有效地接觸到最廣大的國內外客戶，與之保持親密的聯繫，對工廠的長期發展有十分積極的影響。在將產品交付給中國或者其他外國市場上的汽車客戶之前，由韓國Novelis公司分部的運營部門所生產的軋製鋁合金材料，將會被運送到位於常州的新工廠內，進行熱處理和後期的整理加工。

目前，世界上大量汽車廠商都是Novelis的客戶，大量由Novelis所生產的板材被運用到這些汽車上，這些客戶主要包括奧迪、寶馬、菲亞特-克萊斯勒、福特、通用、法拉利、現代、捷豹、路虎、梅賽德斯-奔馳、保時捷、沃爾沃、本田以及一些其他的廠商。這個全新的工廠可以讓全世界的客戶都可以用到來自中國Novelis當地生產的汽車鋁材，同樣的，工廠所需要的原材料也將來源於世界各地，在整個汽車行業中，形成了一張無形的大網，連接著世界各地。

例如，奇瑞．捷豹．路虎汽車有限公司(CJLR)近日宣佈，在中國常熟的新工廠將舉行盛大的開幕儀式。此後，位於常熟的諾貝麗思新工廠將會向位於常熟的奇瑞．捷豹．路虎公司供應大量的汽車板材，這些板材將會用來在國內生產攬勝·極光以及路虎．發現的最新模型。同樣的情況也出現在歐洲，Novelis公司將會繼續成為捷豹路虎汽車的鋁材料的獨家供應商，如果有需要的話，Novelis還將有能力為其提供真正意義上的全球採購。

全球範圍內的專業知識共享為了實現在中國和世界上的其他地區開拓市場的目標，將鋁合金材料作為汽車輕量化生產所需的可靠選擇，Novelis公司對自己的定位相當清晰，不僅僅是一個材料供應商，同時也將會成為世界範圍內的技術合作伙伴。針對汽車鋁業的生產，在Novelis公司的全球研究和技術組織內的所有技術人員和工程師將要確保世界上所有的網站都能夠收到幾十年的行業經驗，信息的共享將會最大程度地帶動整個行業的發展。

作為中國第一個汽車鋁合金板材熱處理的工廠，在鋁合金應用於中國汽車行業的早期階段，常州將有機會為這個產業帶來世界一流的技術以及最佳的實踐資源。隨著網路的發展，全球範圍內的汽車鋁材技術的專家都能夠提供大量的幫助，而且這件事已經發生了。鋁合金材料被大量應用在白色車身以及懸掛部件上，在中國和亞洲已經快速發展，原始設備製造商（OEM）與Novelis緊密合作，找到增加使用量的方法，同時建立全新的設計實踐過程。在鋁合金行業和汽車行業中，全球的利率都在持續上漲，在這個行業快速發展的早期階段，Novelis公司的工

程師和冶金工人們都與他們的客戶的設計團隊進行了緊密的合作，他們的目的明確，就是為了能夠確保在下一代車型中所使用的鋁合金材料最大限度地達到材料的性能，無論是材料的強度和耐久性，還是說前期加工的成形性以及後期的可回收性能等，都是必不可少的。我們的許多項目都在我們自己的全球研發和技術中心（R&T），我們主要針對那些高度定制的客戶，專注于為他們在開發汽車的過程中所遇到的挑戰提供獨特的解決方案，之後，我們將會為位於世界各地的站點提供我們的專業知識。

Novelis公司的工程師和科學家們正在用他們不斷的努力來開發新的合金，利用鋁材料獨特的金屬特性，開發出獨特的技術和工藝，從而滿足汽車行業對金屬材料的需求，不僅僅是在今天，在未來也同樣要滿足行業的需求。正如今天我們所看到的那樣，全球鋁業發展迅猛，鋁合金材料早已滲透到市場的各個角落，其速度之快，令人驚歎，因此，我們也期待更多的材料湧入到汽車的市場中，為整個行業的發展注入新的活力。

超出燃油效率之外的價值請大力支持我們的全球範圍內的製造業，這將會是一個循環使用的基礎設施的建設過程，在我們與客戶的緊密合作中，可以更多地創造出閉環回收的機會，從而提供更多的可持續發展的製造業的解決方案。通過專注於對鋁原材料的大量生產和回收利用，Novelis工廠大量回收鋁材廢料，並且進行直接的回熔再造，從而實現鋁材料的循環利用。我們竭盡所能，盡可能多地回收我們客戶所帶來的鋁材廢料，然後將這些廢料直接回收利用到相同的產品之中，可以顯著地保持鋁合金材料的價值，節約資源，保護環境，從而實現可持續發展的最高水平。我們將這種鋁合金材料的回收方式稱之為閉環回收，對於這種閉環回收的系統，其供應鏈的效率是無與倫比的，無論是對於客戶，還是對於Novelis工廠自身來說，這種回收方式都帶來了前所未有的巨大的優勢。在歐洲和北美，我們與大多數的客戶之間都建立了這樣一種閉

環回收的系統，其優勢也逐漸顯現出來，現在，我們正在試圖將這樣一種系統帶來中國，並且也在不斷尋找閉環回收系統可能為中國市場帶來的好處。

同時，我們也將加強與我們客戶之間的合作，為了方便和增加在消費之後的鋁材料回收，對於Novelis工廠和整個汽車行業來說，可持續發展是他們面臨的主要挑戰之一。在一輛普通的汽車到達其使用壽命的期限，即報廢期的時間將有可能會超過15年，因此，對於消費後的汽車來說，回收鋁合金廢料將會會是一個長期的投資。在未來的十年內，隨著越來越多的鋁材料密集型車輛會走向生命的盡頭，對於如何有效地收集，拆卸和分離大量的報廢汽車，以便將越來越多的鋁材料加入到鋁材回收的系統中，這將是一個漫長的過程。為此，Novelis公司將會付出加倍的努力，將這一過程的技術進行仔細研究，以達到最優的目標。這是一件很有意義的事，他不僅可以有助於我們的客戶盡可能地減少對環境的破壞，不斷地發展環境規範，而且同時，對我們的生產和操作的過程來說，它也為我們提供了一種全新的材料利用線和產品生產線，對未來的汽車工業起到了決定性的作用。

當然，我們與我們自己的汽車客戶的緊密合作遠不止於此，我們還將開發出其他更新的產品，這些全新的產品可以有效地保持材料的質量和性能，同時還能夠保證更容易被回收，且使得回收效率大大提高。這一系列的進步對我們的客戶來說是大有裨益的，他可以使得我們客戶生產出來的產品更為環保，同時可以進一步促進和實現可持續發展的目標，節能環保的雙重優勢逐漸顯現出來，當然，這也和我們的設計初衷是完全一致的。

在汽車行業中，越來越多的鋁材料被運用進去，導致車用鋁材市場的持續增長，進而也帶動了其周圍許多因素的改變，從運營操作的能力，到為了達到環保要求所進行的研究和技術支持，無一不體現著這種變化。對於我們的行業發展、我們的客戶需求，以及環保對我們所提出的種種要求來說，我們的目的是在可持續發展的道路上，為我們產品的增長提供最有效的幫助，是這幾者能夠完美地匹配起來。那麼，這將意味著，我們的產品增長將會發展到一個全新的增長區域：我們需要進一步加強我們全球一體化網路的研發，這將會成為我們整個產業的重要支柱；另外，從投資採購的一開始，我們就應該要制定和明確好我們的發展策略，那就是可持續的採購政策，因為，當今汽車行業的發展趨勢是不斷提高燃油效率，同時進一步降低車身的重量，我們只看到了這一趨勢的開始，需要注意的是，在趨勢進行的過程中，這一切將會變得更加關鍵，而對於我們來說，堅定地沿著這條路走下去，也將是十分可行的。 █

這是位於中國常州市的Novelis工廠的內部結構，這個全新的工廠將旨在為中國達到滿足其環境目標在內的一切需求，同時，也將為亞洲及其他國家的客戶提供各種高質量的汽車板材，這些材料可以應用在車身以及整體結構上，從而進一步減輕車身的重量，工廠所生產的鋁合金板材將會主要應用在這些地方，如車罩，擋泥板，車門以及懸掛系統等車身結構。




30

小心輕放

有效的材料處理是任何操作的一個重要方面，當它運作良好時，就能保證了材料的無縫供應給生產線，有效的存儲來料和成品以及向客戶準時發貨。

手工處理幾乎已成為過去，這是因為更加嚴格的安全法規，以及原材料和成品的尺寸和重量的日益增大，因此叉車被用來緩解勞動力的壓力。

但是，選擇哪種類型的叉車？它需要有什麼功能？你需要它主要在內部工作還是在一定的場地裏卸載和運輸貨物？你如何確保你的投資就投資回收率和效率上的成熟增長而言是合理的？其他關鍵的問題包括投資回報，安全，使用壽命長短，易於提供備件和低維護——你需要這台機器是一個可靠的工作主力，而不僅僅是一個裝飾件工具。

鋁行業面臨的這些問題都是定期的，一個專門做集中處理和存儲的高級建築系統有限公司，這個公司是在英格蘭北部的唐卡斯特，它在製造和倉儲設施上使用一批的Combilift。在英國，最大的開窗系統公司之一，西尼爾，它提供一套的鋁系統具有完全兼容的窗戶、門和玻璃幕牆，再加上店面、屋頂玻璃和二次施釉等副產品。

在唐卡斯特網站的管理人員，不僅需要卡車從重型貨車上卸載運進的原材料包裹，而且需要更緊湊的叉車能操縱物質的

生產設施，以及一台機器能確保譬如成品型材等存貨的空間節約儲存。由於愛爾蘭叉車製造商Combilift在其目前的投資組合中計數，西尼爾才能從一個製造商獲得卡車的正確組合，其中每一個都保證滿足了那些不同並且嚴格的要求。

Combil i f t首先被用於網站的是一台 4t C4000，經過多年運營，兩種新型功能C4000 4路模型已取代了最初的卡車。 Combilift原來的核心C系列已被證明是一個強大的工作主力，被應用於各種各樣室內或者室外的工作，西尼爾使用它的兩台液化石油氣卡車主要用於室外卸載和加載。新設計的特征包括：更大的豪華駕駛室來增加操作者的舒適度和低水平排氣增加了可見度。

Combilift—CB是第一輛在一個緊湊的平衡設計中包含了4路可調性的叉車，採購經理克雷格．特納和生產經理馬克．伯頓選擇了獲獎模型中的兩個主要用於為生產線取得材料。他們已經部分取代了以前的4路達到平衡的重叉車組合，他們有能力在密閉空間處理很長的和以貨盤運輸或盒裝的產品，並提供在這方面需要的高程度的通用性。Combilift提供定制的產品，在這

種情況下，哥倫比亞廣播公司定制了一個大於標準駕駛室可舒適地容納一個很高的駕駛員的叉車。

由於產品的體積要通過95000平方尺的倉庫，所有的存儲空間的最大限度利用也需要優先考慮。Combilift基於EST模型解決其狹窄的駕駛室，在狹窄的通道裏減少了操作機器的總體寬度。特納先生說：“EST在小於1800毫米寬的過道裏處理6.1米的長包裹，貨架高度超過12米，所以我們可以利用每一寸空間，非常密集的存儲存貨。卡車上的導輥和貨架之間的引導通道使它運動很快，司機很容易轉向過道，這也可以降低庫存和貨架損壞的風險。”

電力被選擇應用EST和CB模型，就像C4000s，兩班倒工作，從上午6點到下午6.30。在西尼爾Combilift操作的一個關鍵特性是：它們都可以用於處理負載從400公斤到1000公斤重的貨物，無論在室內還是室外，並且可以互換，但這取決於當時的任務。█

聯繫方式： www.combilift.comwww.seniorarchitectural.co.uk

運輸和處理


www.aluminiumtoday.com 31

在加拿大的制鋁工業中，詞語制鋁和魁北克市的意義是相近的，這是大家都知道的事。多虧了魁北克市，使得加拿大的制鋁行業成為了一個具有國際重量級的行業，繼中國和俄羅斯之後，排名全球第三。該省是加拿大10個全國首屈一指的熔融制鋁工廠的所在地，其中有4個在2008年被認為是世界上能耗效益最高的工廠。它的制鋁工業占加拿大總生產的鋁的90％，並且為魁北克市產生了41億美元的經濟效益。那麼，無論在國內還是國外，主張制鋁工業的繼續發展與可持續發展，對魁北克市的制鋁團體而言，已成為了一種神聖的信仰，這也不足為奇了。

對於一個重要的魁北克市制鋁公司而言，就具有尊重該行業的義務，從處理某個特定的操作問題開始，（這些操作問題會阻止其提高自己的標準，從而不能達到更高一階的水平），以不斷地推進其界限為驕傲。

協同運作制鋁公司正在努力解決一個工廠內部的問題，該問題不僅影響了生產，還影響維護，並且當他們走近Vallée——一家專門從事大容量鏈接式四輪驅動叉車和工業設備的設計與製造的加拿大公司，他們有一個非常明確的要求：研製叉車，就要使它們可以在緊密密閉空間中操作，以優化對工廠建築面積的利用，並且順便說一句，也請讓它同樣具有徹底維護方便的優點。

叉車必須遵守特定的尺寸，因為它將在工廠內以滿負荷的方式運行，並且與移動裝置的尺寸一樣，對它進行維修所需要的時間和精力，也將需要減少。換句話說，對於制鋁行業而言，Vallée接受到的任務是負責研製設備，而且該設備目前在市場上還不能買到。

Vallée通過定制其工程，加緊其研究和開發，以及重新思考其製造過程的方式，來有效地創造新品種的叉車。這種定制的方法考慮到了一種在客戶和公司之間發展的有機

協同作用，因為Vallée始終保持制鋁公司參與叉車的開發過程，自始至終都在征求它們的意見，同他們合作工作，來開發和確定所需的正確尺寸，該尺寸可以使新的車輛在工廠內工作時，達到盡可能的流暢和自然。這種培養起來的關係，保證了制鋁公司以及他們的需求是整個過程的中心，並且確保所有的需求都得到適應和滿足。

2CR18C型從這種合作中，應運而生了2CR18C型叉車：兩輪驅動，剛性底盤，緊湊型尺寸的叉車，該叉車能進入之前的叉車都難以進入的空間，並進行工作。根據叉車的標準，添加了首創的2CR18C納米尺度叉車，並且，實際上，它所具有的在制鋁工廠內的任何地方，自由移動的能力，是叉車的大小與承載能力的比率。對於一個小型的叉車而言，該2CR18C型叉車仍然在610毫米(2 4英寸)的負載中心，具有8 . 2公噸(18,000磅)的負載能力，和/或在610毫米(24英寸)的負載中心，具有10公噸(22,000磅)的負載能力。並且，包含更多的重量分佈，也使得2CR18C型叉車成為了一種更穩定的叉車，可以更安心和安全地操作。

毫無疑問，2CR18C是在充分瞭解一個

行業的需求和它的操作環境的情況下的一個模型實踐，然後我們將其製成了一個具有100％響應的產品。Vallée的緊湊型叉車，能使得制鋁公司將其廠房空間、控制保養時間以及維修時間最優化，這種結合導致了工廠的生產力提高了33％。“Vallée的使命一直以來都是開發有助於大大提高我們客戶的生產力和靈活性的產品，”Vallée的首席執行官弗雷德里克．蟠龍(Frédéric Beaulieu)評論道，他的公司致力於開發圍繞每個客戶的、特殊並且獨一無二的需求的產品。“我們的成功是由他們的定義。”

但是，對於超越了原先要求的創新，又該怎麼樣，超出和低於又需要什麼？這個其他的Vallée標誌，也在2CR18C型叉車中明顯地表現出來了，2CR18C型叉車帶有天窗和高可見度桅杆的全視角駕駛室，使操作員的盲點降低到了15％，這將Vallée生產的叉車，放置在了在可見度方面最具有特色的叉車之中。對於魁北克市制鋁行業而言，我們能夠因工作場所具有較高的安全標準而感到驕傲，這個額外的功能，是一個受歡迎的附加物。█

聯繫方式：www.vallee.ca

操縱制鋁行業

本文將看一下，當一個主要的魁北克市鋁業公司，委託一個以魁北克市為基礎的大容量叉車及工業設備的設計師和製造商，來為他的工廠專門打造緊湊型的叉車時，會發生什麼事。

運輸和處理



1. Techmo的近況如何？最近，我們已經獲得了幾個大項目，這使我們很忙。現今，有其他的訂單能促使我們進步，這與新建或擴建項目沒有直接關係。

2. 當前，鋁市場對Techmo的影響如何？一方面，鋁的當前價格不能幫助生產者輕易釋放投資。另一方面，低價格迫使他們研究新的解決方案來增加他們效率和競爭力。近年來，Techmo在研究與開發上投資了一大筆，來提高設備的性能，這也多虧了新技術對成本產生的積極影響。這些都讓我們深受鼓舞。

3. 目前，你們最主要的業務在哪里？在這個世界上，海灣地區是我們存在最強的地區，但是基本上我們的設備在全世界都得到了良好的評價。我們參加了全世界近期幾乎所有主要的項目。我們一直在參與區域貿易協定卡提瑪特，阿聯酋鋁業的1和2階段，沙特礦業公司，馬漢鋁業和埃迪亞等，我們為此感到非常自豪。

4、Techmo如何回應“綠色政治”？談到我們的移動設備，應用於最新一代柴油發動機的標準設計可以用來降低燃料消耗和減少排放。根據需求，每輛車可以基於電板由電池供電。我們的清潔設備提供

了一個高效除塵和過濾系統，在許多情況下，聯合解決方案可使材料回收循環再利用。

5、未來的計劃是什麼？在主要領域，過去我們看到了一些發展，車輛在某些類型上的操作在減少，這是由於使用電解多功能裝配式起重機的趨勢。

現今，我們看到了一些負面的發展。主要是因為一些冶煉廠已經又開始用車輛代替電解多功能起重機做許多工作。

Techmo將會繼續，像以前一樣，將客戶作為合作伙伴，提供量身定制設備，並幫助尋找解決方案。█

TECHMO的答案大衛•雷托* 對話鋁國際現今對其參與的主要新項目和在二級鋁行業怎樣發展會影響到公司的投資組合。

32 展望

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