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一、項目概述: 鋁合金預拉伸生產線研制與開發項目是西南鋁業(集團)有限責任公司為進一步適應市場發展需要，調整產品結構、提高產品質量，促進產品升級換代，擴大出口，滿足國內外市場對鋁合金預拉伸中厚板材的需求、提高我國的軍事裝備水平、支持我國交通運輸、石油天然氣工業等行業的發展，經重慶市經委渝京投資[2oo0JZ犯號文批復而實施的。 在鋁及鋁合金板帶材中，厚板及中厚板占有十分重要的位置，廣泛應用于飛機、船舶、火車車輛以及汽車制造領域。從某種意義上來說，厚板和中厚板特別是預拉伸板的生產與消費，不僅反映一個國家鋁加工發展的狀況，更重要地反映了國家國防等尖端科學技術水平及總體經濟實力。 近年來，由于制造水平的提高、人們環境保護意識的增強以及出于節約能源等方面的考慮，除航空、航天工業外，交通運輸業、輕工業、石油天然氣工業、船舶工業等使用鋁合金厚板及中厚板越來越多，使用范圍也越來越廣泛。特別是民用大型客機、大型運輸機、高速鐵路機車、巨型石油液化氣貯罐、快艇、轎車、大客車、特種車輛等鋁及鋁合金厚板及中厚板的用量增加很多。美國的達文波特(DAVEN-POR刀、麥庫克(MOCOOK)、特蘭特伍德(TRENT--WOOD)、德國的赫格溫斯(H00GOVENS)、日本的福井工廠(FUKUI)、真崗工廠(M00KA)等主要鋁加工廠都擁有自己的厚板生產線或厚板生產車間，生產規模都在萬噸以上。二次世界大戰以前，鋁合金厚板主要用于航空工業及國防工業，當時美國的麥庫克工廠、達文波特工廠的厚板生產系統，幾乎全部為航空及國防工業所占有。隨著宇航技術的發展和國防、民用各工業領域的不斷輕型化、節能化等改進的需要，鋁合金厚板早已廣泛地應用到宇航、火箭、導彈、坦克、裝甲車、航空、航天、特種車輛、鐵道、汽車、船舶、石油天然氣、化學工業、輕工業等各個工業部門。在我國，雖然已形成了比較完善的鋁加工生產體系，但厚板和預拉伸板，無論是在數量上還是在規格品種上一直都供應不足。根據統計，目前我國鋁及鋁合金厚板及中厚板只能由東北輕合金加工廠和西南鋁加工廠供應，每年生產厚度大于6~小于ZOmm的厚板及中厚板約6000一10000噸。西南鋁加工廠本來規劃有生產80mm厚的厚板生產線，但由于拉伸機未安裝、缺少淬火設備等原因，厚板生產沒有得到發展。東北輕合金加工廠軋機開口度小、拉伸等設備不配套，厚板生產的厚度也受到很大的限制，只能生產少量厚度在20~以下的預拉伸板。從航空、航天、船舶工業、汽車工業、鐵路、化學工業及石油天然氣工業的初步了解，鋁合金厚板及中厚板近年來在我國已開始廣泛使用，而且領域在逐步擴大，用量在不斷增加。已經可以預測到的部分行業有航空與飛機制造業;水運及船舶工業;公路運輸與汽車制造業;鐵路與機車制造;化工容器;石油、天然氣工業、輕工業，2004年國內用鋁合金厚板及中厚板的需求量在150(X〕噸左右，其中厚度大于20mm的厚板約6000噸。如果按5%一10%的增長速度計算，2008年國內鋁合金厚板及中厚板需求量將達到20(刃0一2500(〕噸。由此可見，鋁合金厚板及中厚板在國際市場上是非常緊俏的鋁材品種。 綜上所述，預拉伸鋁合金中厚板是國家國防軍工急需的產品，市場潛力大，配置設備、開發生產這一類產品一是可以滿足國家需求，二是可為企業開辟新的經濟增長點，增加企業效益，我們在作了上述的充分的市場調查后，決定利用原西南鋁庫存多年的600ot拉伸機為基礎，研制開發鋁合金預拉伸板生產線，該項目經內部論證后，上報重慶市經委，經委于2000年12月16日批復同意實施該項目。 二、6000t預拉伸板生產線工程主要工作方法 該生產線的建設，技術難度大，無國內外的借鑒資料，課題組動員參與這項工作的工程技術人員成立了多個攻關小組，解決技術上、工程上的多個難題，立項的攻關課題有:(1)6000t拉伸機的技術改造(2)6000t拉伸機的安裝與調試(3)九輥矯直機的技術改造(4)拉伸過程中斷帶分析與防范(5)鋁板雙面拋光機的研制與開發(6)高控制精度板材時效爐的研制開發采取技術攻關的方式，解決生產線研制開發中遇到的技術難題，是本項目的主要工作方法。技術攻關又采取課題攻關與聯合的方式，充分發揮工程技術人員的聰明才智。如6000t拉伸機的技術改造是本課題中難度最大的攻關項目，基本上無資料可借鑒，我們與原設備制造廠的工程技術人員共同克服了資料不全、國內無同類項目可參考的困難，應用現階段比較先進的液壓技術和電氣控制技術，在同步控制、人機界面、斷帶保護裝置各個環節都取得了比較好的效果。由于拉伸工藝技術的研究也需要大量的資料，該設備改造中也充分考慮到設備改造后，其性能和人機界面能為今后的工藝研究提供很多方便條件。 拋光機的研制與開發采用了聯合攻關的方式，在無任何可借鑒資料的情況下，設備、工藝人員聯合進行了多次小規模的工藝設備試驗，通過一次次的反復試驗，確定了雙面水拋、及時烘干復膜的技術方案。在設備設計、制造、安裝調試過程中，又多次進行修改完善，形成了我們獨創的、完全滿足工藝要求的拋光機列。600ot拉伸機安裝也是采用攻關的方式，反復論證安裝方案。設備單件重量200多噸，單件部件的就位就有很大的困難，提出吊裝就位和牽引就位等多個方案。經過攻關小組的反復論證，最終選用了經濟實用的牽引就位方案，花費了最少的費用，保證了最重部件安全平穩的安裝就位，并達到了很高的安裝精度，實現了一次試車成功。 三、生產線建設的主要內容 6000t預拉伸板生產線由于拉伸機拉伸力達6000t以上，同時要配置精密鋸床、精密拋光機、淬火設備等。設備精度高、重量大、難度大，所以世界上只有美國、德國等少數幾個國家安裝有這樣的生產線。 我們所進行的鋁合預拉伸板生產線研制開發工作的內容包括:6000t拉伸機的改造、九輥矯直機的改造、精密拋光機的研制與開發、精密鋸床的調試、高精度溫度控制板材時效爐的研制、厚板淬火設備的研制、各種合金、各種板材的拉伸工藝研究等。 #p#分頁標題#e# 1、600ot拉伸機技術改造60(刃t拉伸機技術改造課題是生產線研制與開發中難度最大、技術最復雜的課題。 鋁合金厚板拉伸需要的拉伸力大，板材寬度可達2500mm，要有如此寬的鉗口，同時拉伸過程中，要求拉伸力穩定，拉伸速度平穩，延伸率能實現自動控制，拉伸過程中突發的鋁板斷裂，幾千噸力量的積放，將會破壞設備，要有完善的斷帶保護系統等。 6000t拉伸機是我國第一重型機器廠于70年代設計制造的，由于設備不配套，液壓電控系統不能滿足使用要求等原因，長期閑置。預拉伸板生產線的研制與開發項目提出了6(XX)t拉伸機改造的攻關課題。 改造的主要內容包括:液壓系統的改造、電控系統的改造、同步控制系統的改造及斷帶保護系統的改造等。 6000t拉伸機改造的主要技術要點: (1)6000t拉伸機經對液壓系統、電控系統、斷帶保護系統技術改造后，實現了延伸率、預拉伸力用觸摸屏設定，并實現了對拉伸過程主要參數的監控。 特別是延伸率自動控制功能的實現，將對提高預拉伸板材的質量起關鍵作用。 (2)應用MX4同步控制器、比例泵、位移傳感器、壓力傳感器等設備構成的位置閉環自動調節系統實現了拉伸速度、同步精度、位差等參數的自動控制和自動調節。 (3)斷帶保護系統的改造中，在必要的部位設置了適量的緩沖蓄能器組，用于吸收拉伸過程中，在幾千噸的拉力下，鋁板突然斷裂產生的沖擊能量，保護相應部位不會遭到破壞。實踐證明，該系統是有效的，發揮了很好的作用。 2、精密鋁板拋光機的研制與開發 鋁板拋光機是在無任何參考資料的條件下，獨立研制開發的。由于鋁板在經過淬火、拉伸、輥矯、鋸切處理后，表面有劃痕及污垢，不能滿足表面平整光潔的要求，我們借鑒軋輥清刷機構的原理，經反復試驗確定了雙面粗拋、精拋、清刷、擠干、烘干、覆膜處理等的工藝過程，最終使拋光出來的產品完全滿足工藝要求，可以達到接近鏡面的光潔水平，填補了國內空白。 鋁板拋光機列的主要技術要點: (l)對鋁板片兩面同時進行雙面拋光清洗、烘干、覆膜。 (2)為確保板材表面拋光質量，采用粗拋、粗拋兩級拋光，拋光過程采用噴淋式，以減少粉塵污染，并冷卻拋光表面確保在拋光過程中不因磨擦而使鋁板變色。 (3)板材的拋光工藝為:板片對中—夾送輥夾送—粗拋—精拋—清刷—擠干—烘干—覆膜，各工序采用PLC自動控制系統控制，確保板材順利完成拋光，清洗及覆膜。 (4)經拋光清洗后的板片表面光澤一致，干凈、干燥，視覺效果良好。且表面覆膜平整，無皺折，無撕裂缺陷。 3、九輥矯直機的技術改造九輥矯直機也是70年代制造的設備，長期閑置未安裝使用。此次生產線的研制將九輥矯直機作為板材淬火后的第一道矯直工序，消除板材淬火后產生的橫向及縱向彎曲，然后由拉伸矯直機進行拉伸進一步消除縱彎，并消除中厚板的內應力。 九輥矯直機是目前國內矯直輥最寬、開口度最大、矯直力最大的輥式矯直機，此次改造完善配套了液壓、電控系統、可實現機列的自動化操作。 4、生產線其他設備的配置除以上6000t拉伸機、九輥矯直機、精密鋁板拋光機之外，生產線還配置了鹽浴淬火槽組、精密鋸、高控制精度板材時效爐等設備，以完成生產工序中的淬火、時效、成品鋸切等工藝過程，設備的配置都達到了高精度預拉伸板材的工藝要求。 四、項目完成后的社會效益和經濟效益分析 該項目建成投產并達產達標后將獲得巨大的社會效益和明顯的經濟效益。 1、該生產線的研制開發成功，建成了亞洲地區最大噸位的鋁材中厚板拉伸機，可生產最大寬度2.5米、最大厚度0.巧米、最大長度20米的大規格預拉伸中厚板材。其生產線生產出的產品都填補了國內空白，產品可替代進口，實現了國產化和產業化，滿足了國防軍工、航空航天、交通運輸等行業對預拉伸中厚鋁材的需求。 2、利用閑置多年、70年代設計制造的6000t拉伸機對其進行了徹底的技術改造。應用了先進的液壓、電控技術，使其成為自動化程度較高的現代化的板材拉伸機，并配置了良好的人機界面，操作人員可以方便進行工藝性能試驗，為拉伸工藝的研究創造了條件。拉伸機的改造成功，盤活了閑置資產，節約了技術改造的投資費用。 3、生產線的研制開發過程采用了課題攻關的形式，充分調動了工程技術人員積極性和創造性，使他們的聰明才智得到了充分發揮，為企業培養了人才。 4、生產線的研制開發成功，為企業開辟了新的經濟增長點。預拉伸中厚板是高附加值產品，市場需求量大，可替代進口，也可出口創匯。根據測算，生產線建成并達產達標，年產量達到8000t以上時，每年可實現銷售收人1.67億元，年銷售利潤1760萬元，同時因應用閑置設備經改造后建成該生產線，比新購置設備配套生產線節約投資6000萬元。 五、項目管理創新特點 1、深人調查、充分論證、果斷決策、決策創新:該項目的立項前就作了深人的產品市場調查和設備技術性能調查。通過市場調查，了解到預拉伸鋁合金中厚板是國防軍工、交通運輸、船舶制造及機械加工行業急需的產品，市場需求量大，產品附加值高，有可觀的經濟效益。國內除有一臺4500t拉伸機在工作，亞洲地區無600ot以上的拉伸機生產線，不能生產寬度2米、厚度loomm以上的預拉伸中厚板。對設備性能的調查分析主要是對庫存20余年的6000t拉伸機的狀況進行了深人檢查測試，并對采用當今先進技術對6000t拉伸機進行改造的可行性進行了分析研究，認為庫存20余年的6000t拉伸機本體部分設計是合理的，制造精度能達到要求，如果采用當今先進的液壓元器件和電控系統對其進行改造，并用現代的力學分析理論和方法對其受力部位進行分析測試，改造后的6000t拉伸機將是現代化的亞洲地區最大噸位的拉伸機，再配備鋁板時效爐、輥矯機、精密鋸床、拋光機等設備，將配制成一條能力強大的預拉伸板生產線。經過了深人的調查研究，掌握了充分的第一手材料，又進行了充分的論證，認真聽取了專家的意見，最終果斷決策，作出“技術改造與國內研制相結合，建設一條有自主知識產權的6000t預拉伸板生產線。”#p#分頁標題#e# 實踐證明這一決策是完全正確的，用技術改造的方式完成了對6000t拉伸機的改造和九輥矯直機的改造，立足國內和廠內力量完成了對拋光機、板材時效爐、板材精密鋸床的研制，完成了生產線的設備配置，取得了“投資省、工期短、質量優”的效果。 2、立足自我、突出業主地位、管理創新:西南鋁業(集團)有限責任公司是一個有上萬名員工的特大型企業，有雄厚的技術力量，在該項目的管理中，自始至終，突出業主地位、工藝設計、設備選型，設備技術改造方案的確定與實施，部分設備的設計、制造、設備安裝調試等主要工作都由業主完成，其他如工程設計、土建工程實施等，業主都提出了自己的意見，整個項目的管理的全過程全部貫徹了業主的意見。 由于業主有雄厚的專業技術力量，管理的全過程突出了專業化管理，成立了多個專題攻關小組，開展對實施過程中主要難題的技術攻關，該項目中成立的攻關課題小組有:6側叉〕t拉伸機技術改造攻關小組;鋁板雙面拋光機的研制攻關小組;九輥矯直機技術改造攻關小組;拉伸過程斷帶分析與防范攻關小組由于有這些攻關小組的努力工作，使項目實施中碰到的難題逐一得到解決，使得該項目能夠順利完成，并取得了預期的效果。 3、項目的推進與生產準備緊密結合，成熟一項，投產一項，生產準備創新。該項目是一條完整的中厚板生產線，但各臺設備又可獨立形成一道生產工序，在項目實施的兩年時間內，各工序陸續投產，安裝調試成功，立即投人該臺設備的生產，使得項目在建設過程中就產生效益。如6(XX)t拉伸機改造成功后，首先投人生產，生產出2米寬度的中厚板及時滿足了用戶的急需，為企業爭得了效益。項目實施的第二年即2001年，就生產出600多噸產品，2002年生產線12月份正式全線投產，當年生產出產品1(XX〕多噸，實現銷售收人2625萬元，結合項目的實施所做的充分的生產準備取得了很好的效果，也為以后的類似項目的管理積累了經驗。 六、對該項目的綜合評價 1、該項目經近兩年時間的實施，比計劃工期提前300天完成，投資比預算節省8%，項目管理上有許多創新點，該項目的決策、管理都是正確的，為以后的工程管理積累了經驗。 2、該項目將閑置20余年的60(刃t拉伸機.九輥矯直機進行了現代化改造，采用了先進的控制技術，改造配套成了現代化的生產線，盤活了閑置資產，比新設計制造節省投資6000多萬元，為企業節約了投資。 3、建成的6000t拉伸機生產線，具有亞洲最大噸位的鋁板拉伸機，可生產最大寬度2.5米、最大厚度0.巧米、最大長度20米的預拉伸中厚鋁板產品，填補了國內空白，滿足了國防、軍工的急需，產品可替代進口。 4、經技術改造和配套的生產線具有技術先進設備配置合理，達到了世界先進水平，在國內處于領先地位。