陳祚啟|文
眾所周知,鋁及鋁合金板帶材是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)性原材料之一。它具有“質(zhì)量較輕、比強(qiáng)度高、耐蝕可焊、表面美觀、卓越的延展性、良好的導(dǎo)電性、優(yōu)異的導(dǎo)熱性”等優(yōu)點(diǎn),被廣泛運(yùn)用于航空航天、軍工武器、車輛船舶、建筑裝飾、電子電器、包裝印刷等領(lǐng)域,是全世界僅次于鋼鐵的第二大金屬材料。
而“航空航天、船舶、汽車車身、軌道交通、空分設(shè)備用高性能/高精度/超大規(guī)格鋁合金板帶材”(注:本文將生產(chǎn)與質(zhì)量控制難度與航空航天用鋁合金板帶材相近的此類產(chǎn)品統(tǒng)稱為“航空級鋁合金板帶材”),是鋁軋制行業(yè)公認(rèn)的最“高、精、尖”產(chǎn)品,其地位如同“工業(yè)之花”的航空發(fā)動機(jī),被譽(yù)為鋁軋制工業(yè)“皇冠上的明珠”,是中國大陸境內(nèi)國有、民私營鋁軋制企業(yè)目前唯一不能大規(guī)模批量化生產(chǎn)的鋁軋制產(chǎn)品。
中國作為全球第二大經(jīng)濟(jì)體,2015年鋁及鋁合金板帶箔材產(chǎn)量總計1070萬噸,生產(chǎn)能力1160萬噸,均雄踞世界首位。據(jù)專家預(yù)計,隨著經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、健康、持續(xù)發(fā)展,2015-2035年,中國僅對航空級鋁合金板帶材的需求量,就達(dá)400-500萬噸,市場規(guī)模約1200億-1800億元人民幣。這么大的市場蛋糕,早已讓世界各大鋁業(yè)巨頭垂涎三尺。正因如此,愛勵鋁業(yè)將其除歐美地區(qū)外的第一家專業(yè)生產(chǎn)“航空級鋁合金板帶材”的鋁軋制廠設(shè)在江蘇省鎮(zhèn)江市(地處中國綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力及制造業(yè)最強(qiáng)的長三角核心區(qū)),且大手筆地規(guī)劃了25萬噸的年產(chǎn)能;諾威利斯2013年在江蘇常州新建了中國第1條汽車車身板(ABS)生產(chǎn)線,設(shè)計年產(chǎn)能12萬噸;日本神戶制鋼2015年在天津投資建設(shè)了1條年產(chǎn)10萬噸的汽車車身板(ABS)生產(chǎn)線。
航空級鋁合金板帶材,多為2XXX、7XXX、6XXX、5XXX系,兼有少量3XXX、1XXX系鋁合金,總數(shù)達(dá)約150種;合金狀態(tài)有O、H、T及其細(xì)分狀態(tài)50余種;規(guī)格大體上在厚度(0.3~220)mm×寬度(1000~5000)mm×長度(1000~38000)mm,部分規(guī)格具有超寬、超長、超厚等特點(diǎn);合金材料抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、韌性、抗腐蝕性能、抗高溫性能、損傷容限性能、質(zhì)量穩(wěn)定性與均一性等要求極為苛刻,上述技術(shù)指標(biāo)參數(shù)和質(zhì)量要求遠(yuǎn)勝于普通鋁軋制產(chǎn)品。要生產(chǎn)這些產(chǎn)品,不僅需要先進(jìn)、大規(guī)格、高精度、門類齊全、造價昂貴的專用裝備(如,需配備造價數(shù)十億、自動化程度和精度高、超大規(guī)格的鋁熱軋機(jī)/冷軋機(jī)/輥底爐/板材拉伸機(jī)/氣墊爐),還需要先進(jìn)且成熟的工藝技術(shù)、強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力、經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員、穩(wěn)定且持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量管理體系、通過苛刻的認(rèn)證體系(如中國航空材料標(biāo)準(zhǔn)HB、美國軍用材料標(biāo)準(zhǔn)MIL、歐洲宇航標(biāo)準(zhǔn)等)、與鋁軋制行業(yè)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的密切協(xié)同攻關(guān)。
國內(nèi)部分“航空級鋁合金板帶材”生產(chǎn)線簡介
正因為存在上述諸多壁壘,該領(lǐng)域長期為美國鋁業(yè)公司、加拿大鋁業(yè)公司、奧地利鋁軋制公司等極少數(shù)鋁業(yè)強(qiáng)國強(qiáng)企壟斷,并實(shí)行裝備和技術(shù)封鎖,例如,截至2016年,中國尚不能完全獨(dú)立制造用于生產(chǎn)與檢測“航空級鋁合金板帶材”的輥底式連續(xù)熱處理爐、氣墊式連續(xù)熱處理爐、高精度的水浸式超聲波探傷儀等核心設(shè)備。
中國有句古話,“工欲善其事必先利其器”,先進(jìn)的裝備是制造好的產(chǎn)品的基礎(chǔ)條件。令人振奮的是,截止到2016年8月,中國大陸共建成了8條(含外企)裝機(jī)水平居世界一流的“航空級鋁合金板帶材”生產(chǎn)線,分別分布在中鋁西南鋁、中鋁東北輕合金、天津忠旺、山東南山鋁業(yè)、廣西南南鋁加工、愛勵鋁業(yè)(鎮(zhèn)江)、諾威利斯(常州)、神戶制鋼(天津),這為不遠(yuǎn)的將來,中國躋身世界“航空級鋁合金板帶材”生產(chǎn)強(qiáng)國奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。
2016年8月1日,天津忠旺鋁業(yè)有限公司中厚板廠成功拉伸出寬幅為4300mm超大規(guī)格鋁合金板材,這是迄今為止中國乃至亞洲產(chǎn)出的最寬鋁合金拉伸板材;2016年7月12日,南山鋁業(yè)舉行高端交通鋁材新產(chǎn)品發(fā)布會,該公司董事長程仁策宣布南山研發(fā)的5182-O鋁合金汽車車身內(nèi)板和6016-T4P鋁合金汽車車身外板獲得成功并具備批量生產(chǎn)的能力,據(jù)此成為國內(nèi)首家具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車車身板帶生產(chǎn)企業(yè);2015年3月8日,廣西南南鋁加工有限公司成功軋制2950mm國內(nèi)最寬2系鋁合金熱軋卷;2015年,西南鋁生產(chǎn)出國內(nèi)截面積最大的7系鋁合金超寬超厚預(yù)拉伸板,同時為我國自主研發(fā)的首款大型多用途運(yùn)輸機(jī)“鯤鵬”運(yùn)20提供超厚鋁合金板材……隨著這一件件不時傳來的令人興奮的消息,標(biāo)志著國內(nèi)民族鋁加工企業(yè)在“航空級鋁合金板帶材”領(lǐng)域的奮起直追,他們將對長期由國際鋁業(yè)巨頭占據(jù)的高端鋁材領(lǐng)域發(fā)起挑戰(zhàn)。我們相信,2020年之后,中國的“航空級鋁合金板帶材”市場競爭將進(jìn)入“春秋戰(zhàn)國爭霸時代”。據(jù)不完全統(tǒng)計,屆時,將有至少15家中國大陸本土鋁軋制企業(yè)參與其中的廝殺。這些企業(yè)總的生產(chǎn)能力將達(dá)到令人恐怖的150萬噸,而屆時中國大陸市場總的需求量可能不會超過50萬噸。
過去,中國本土的鋁加工企業(yè)家們在產(chǎn)品的成本控制方面往往有著驚人的能耐,而價格戰(zhàn)是他們慣用的市場爭奪制勝法寶,比如,他們當(dāng)中有的掌握了電解鋁-鋁加工等產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢;有的可以獲取低成本的電力資源;有的可能整個項目的投資成本較低,比如貸款額度上,省了不少利息,或者部分企業(yè)采用了中國國產(chǎn)的熔鑄系統(tǒng)、熱軋機(jī)、拉伸機(jī)等設(shè)備節(jié)省了不少資金;有的在高強(qiáng)高韌鋁合金新材料上可能獲得政府的資助補(bǔ)貼;有的對人力資源成本控制嚴(yán)格等等,而現(xiàn)在,這些中國本土的鋁加工企業(yè)正在以讓外商驚嘆的眼光進(jìn)行資源整合及技術(shù)創(chuàng)新,如動輒數(shù)十億元人民幣進(jìn)口世界最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、成立各類研發(fā)中心、組建相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)團(tuán)隊、與國內(nèi)相關(guān)航企/車企/船企“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”,力求最短的時間內(nèi),在某些鋁軋制產(chǎn)品的細(xì)分市場上實(shí)現(xiàn)突破。
從“航空級鋁合金板帶材”的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上,中低端的鋁合金板帶材主要用于運(yùn)煤敞車、集裝箱、冷藏車、房車、客車、船舶、游艇、模具、工具、罐車、LNG罐、空分設(shè)備等,國內(nèi)上述市場份額的92%,已經(jīng)被中國民族鋁加工企業(yè)如中鋁西南鋁、中鋁東北輕合金、山東南山鋁業(yè)、廣西南南鋁加工、廣西柳州銀海鋁、河南明泰鋁業(yè)等占據(jù);而愛勵(鎮(zhèn)江)攻陷了剩余的不到10%的市場。
而在小汽車車身用鋁板帶上,至少在2020年前,諾威利斯(常州)、神戶制鋼(天津)、愛勵鋁業(yè)(鎮(zhèn)江)這3家國際鋁業(yè)巨頭將占據(jù)國內(nèi)不少于95%的市場,處于絕對的統(tǒng)治地位。不過,山東南山鋁業(yè)、中鋁西南鋁已經(jīng)開始投入巨資開展產(chǎn)品研發(fā)并小批量供貨試制。諾威利斯公司在江蘇常州新建的中國首條真正意義上的小汽車車身板專業(yè)化生產(chǎn)線已于2014年10月投產(chǎn),這條生產(chǎn)線集矯直、熱處理、彩涂、精密裁切等功能于一體,而諾威利斯是世界技術(shù)最先進(jìn)、產(chǎn)能最大的小汽車車身板生產(chǎn)商,對于中國這個世界第一大汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國,它當(dāng)然想占據(jù)其中的最大市場份額。
另外,中國鋁業(yè)公司旗下的西南鋁業(yè),經(jīng)過多年的研發(fā),先后攻克鋁合金苛刻的力學(xué)性能、烤漆硬化性能、翻邊性能、深沖性能、沖壓后表面漆刷線性能等五大難題,研發(fā)出來的6016、6082等鋁合金板材也已經(jīng)在奇瑞、長安、隆鑫等汽車生產(chǎn)廠家進(jìn)行了多輪試制,取得了可喜的成功,并已開始批量化生產(chǎn),他們的目標(biāo)可不僅僅是奇瑞、隆鑫、長安,他們更想進(jìn)入大眾奧迪、通用別克、東風(fēng)日產(chǎn)、上汽通用等的采購名單中。
對于質(zhì)量要求最高、工藝難度最大的航空航天用鋁合金板帶材,西南鋁業(yè)、東北輕合金、南山鋁業(yè)、南南鋁業(yè)、大連匯程鋁業(yè)已經(jīng)推出了其雄心勃勃的產(chǎn)品研發(fā)和市場拓展計劃。西南鋁業(yè)有著幾十年航空航天及軍工產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗,近年來,在AA7050、AA7475、AA7085、5A90、AA2099 等合金開發(fā)上取得了突破,隨著4300mm鋁熱軋機(jī)、亞洲拉伸力最大的12000噸板材拉伸機(jī)、輥底爐的日益穩(wěn)定運(yùn)行及熔鑄擴(kuò)建項目的完成,該公司在航空航天用鋁合金板帶材研制和生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了新的進(jìn)步。而中國“五部引擎”(即C919干線客機(jī)、ARJ21及新周系列支線客機(jī)、運(yùn)-20重型軍用運(yùn)輸機(jī)、殲10系列/殲20/殲31等軍用航空器、通用航空器)項目將把至少80%的鋁板采購機(jī)會給中國本土企業(yè),這給西南鋁業(yè)帶來了不少的福音。事實(shí)上,西南鋁業(yè)每年航空航天用鋁合金板帶材的出貨量都不會少于5000噸。
南山鋁業(yè)年產(chǎn)20萬噸超高強(qiáng)高韌航空航天用鋁合金板帶材項目(年產(chǎn)8萬噸航空級中厚板、年產(chǎn)12萬噸汽車車身板帶)已經(jīng)陸續(xù)投產(chǎn),該公司還獲批組建了國內(nèi)鋁合金行業(yè)唯一一個“國家鋁合金壓力加工工程技術(shù)研究中心”,成立了北京南山航空材料研究院及南山學(xué)院、還與民航局共同組建民用航空材料檢測實(shí)驗中心,此外,南山鋁業(yè)還參股籌建青島航空股份有限公司。由此可見,隨著時間的推移,南山鋁業(yè)在該領(lǐng)域的綜合競爭力將逐步顯現(xiàn)。
另外,國內(nèi)有色行業(yè)的頂尖學(xué)府中南大學(xué),亦承擔(dān)了大量的航空航天新材料研發(fā)項目,獲得了數(shù)以億計的政府資金資助,始于2012年的《“973計劃”航空高性能鋁合金材料的基礎(chǔ)研究》就是其中一項,該大學(xué)已經(jīng)建立了一條完整的航空航天用鋁合金板帶材的中試生產(chǎn)線,我們有理由相信,它的研究成果,新型高強(qiáng)高韌高損傷容限性能的鋁合金及成型和熱處理工藝都將助推中國本土的鋁軋制企業(yè)搶占中國乃至世界航空航天用鋁合金板帶材市場。