中国需这么多大挤压机吗？ 全世界大铝材挤压都向中国看

　　1956年哈尔滨铝加工厂(现在的东北轻合金有限责任公司)建成投产，有从苏联引进的6MN~50MN水压机9台，管、棒、型、线材生产能力6kt/a，中国从此有了达到上世纪40年代后期国际一般水平的铝挤压工业。上世纪70年代初从日本宇部兴产公司引进7台先进的油压机。中国铝挤压工业的大发展是改革开放以来的事，到1985年中国保有大大小小的各式各样的铝挤压机械269台，其中80%左右是从中国台湾地区采购的，最大的是第一重型机械制造有限公司为当时的西南铝加工厂建造的1台125MN挤压机，总生产能力约980kt/a，有大挤压机3台，都是较为落后的水压机。

　　1995年中国约有760台铝材挤压机，总生产能力约2700kt/a，保有大挤压机4台，除上述的3台水压机外，西南铝业(集团)有限责任公司又增建了1台80MN的水压机。

　　2005年中国保有约1500台铝挤压机，生产能力约5500kt/a，其中大挤压机8台，除3台水压的外，其他的皆为油压机，2001年西南铝业(集团)有限责任公司将80MN水压机改造为80/95MN现代化油压机;1996年爱励(天津)铝业有限公司从意大利达涅利公司引进1台50MN单动正向挤压机;山东丛林集团2002年有1台单动正向挤压机投产，是中国首台100MN级油压机，上海重型机器厂有限公司制造;2001年吉林麦达斯铝业有限公司从德国马克集团梅尔公司(SMS Meer)引进1台75/78MN单动正向挤压机，2005年又从该公司引进1台55MN正反向管材挤压机。

　　2015年中国约有铝材挤压机3800台，生产能力约16500kt/a。1996~2015年是中国铝挤压工业大发展的20年，是大挤压高速发展的20年，这期间中国建成投产的大挤压生产线约114条，都是现代化的油压机，其中从国外引进的28台，太原重工股份有限公司制造的65台，为中国铝挤压工业发展作出了重要贡献。这20年平均投产大挤压机10.5台/年。

　　中国的大挤压机

　　所谓大挤压机就是指挤压力≥45MN即≥5000UStf的挤压机，通常又把挤压力≥80MN~150MN的挤压机称为重型挤压机，也可以将挤压力≥160MN的挤压机称为超级挤压机。大挤压机的75%以上都用于生产工业挤压材，重型挤压机则全部用于工业材生产，生产建筑铝材有50MN级的挤压机就可以了，总体来讲，每600kt/a建筑铝材生产能力配备1台50MN级的挤压机足够了。

　　大挤压机数量

　　据笔者调查，2016年中国保有大挤压机约121台，而国外仅约65台，中国的大挤压机约占全球总数的65%;2018年中国可拥有大挤压机大约150台，将占那时全球总数的70%。但笔者至今尚未弄明白，中国需要这么多大挤压机吗?

　　生产能力

　　关于大挤压机生产能力的计算是一个非常复杂的命题，至今也没有一个行业认可相对一致的计算式，因为挤压机的生产能力，决定于一系列的因素：装机水平、产品结构、工人素质、管理能力等等。所以，只能根据经验来确定匡算数值，笔者根据日本轻金属公司(KOK)的生产业绩，与笔者从事铝加工63年的经验来匡算大挤压机的生产能力。KOK公司只有1台1971年建成的100MN(设计95MN)的挤压机，主要用于生产日本制造高速铁路车辆及日本其他产业所需的必须以100MN挤压机挤压的大型材，日本全国仅有1台100MN、3台75MN、6台50MN级的大挤压机，50年来100MN的最大实际产量达到过10.5kt/a。此机生产的挤压材满足了日本生产高铁车辆约700辆/a及其他产业对大挤压铝材的需求。

　　制造轨道车辆不但需要100MN挤压机生产的大型材，也需要更小些大挤压机与中小挤压机生产的中小型材。如以生产轨道车辆型材为例，在中国当前铝挤压产业的装备、挤压技术与管理条件下，大挤压机的匡算生产能力如表1所列。这仅是匡算用，即使把生产条件、技术因素、设备条件、管理条件等都考虑进去，也不可能获得一个通用的精准的计算式。

　　例如1台100MN的挤压机生产轨道车辆大型材的生产能力只有9kt/a，如果各方面条件都处于最佳状态，它的综合轨道车辆大型材实际产量也不可能超过11kt/a。不过这里指的是成品量，不是通过量。

　　在此需强调的是，挤压机的设计生产能力是根据设定的产品种类及其结构计算的，是按管、棒、型材各占百分之多少计算的，所以实际产量与设计产能力会有很大的差别。例如国内某厂有1台150MN的引进的正向挤压机的设计生产能力为22.5kt/a，若专业生产轨道车辆型材，则生产能力就会打五六折。

　　挤压筒直径

　　此处挤压筒尺寸是指挤压筒装锭处的直径，不是挤压筒的外形尺寸。挤压筒是挤压生产重要大型工具，为多层结构。挤压筒内衬是主要的消耗工具之一，也是影响产品质量的重要工具之一。挤压筒内衬内径是决定模支承、挤压垫工作直径的依据。当内衬工作部分和非工作部分直径差>0.4mm或纵向划沟>5mm，或挤压制品表面出现起皮和气泡，就应该更换内衬。

　　应确保挤压筒均匀地加热，传统挤压筒连续生产时纵向最大温差可达60℃~100℃。当前，采用先进加热技术后，最大温差可控制在10℃左右。中国保有大挤压机挤压筒内径见表3(数据由兖矿轻合金有限公司总工程师提供)。

　　大挤压机结构

　　截至2016年，中国保有大挤压机约121台，精准数可能还会多几台。对个别大企业的统计也许不精确。在这121台大挤压机中，引进的有30台，占总数的24.8%，主要从德国梅尔公司引进，有19台，占引进总数的63.3%，它们都是世界顶尖的装备，其他11台中有日本宇部兴产公司的3台、意大利达涅利公司的3台，还有苏联的2台水压机。中国引进的首台现代化大油压机于1996年投产，从达涅利公司购买。

　　按挤压力大小，这121台大挤压机的结构见表3。

　　在中国2016年保有的大挤压机中，50MN级的处于主导地位，占总数的38%;重型挤压机(≥80MN)的39台，占总数的32.2%，它们的总挤压力超过4600MN，粗略地说相当于46台100MN的挤压机，可生产约400kt/a轨道客车车辆大型材，按每辆车大型材采购量5.5t计算，可制造全铝车7.3万辆/年。在此需顺便指出，制造全铝轨道客车车辆用的铝挤压材的55%是用挤压力<80MN的挤压机生产的。

　　地区分布

　　现有的大挤压机分布于全国的21个省、市、区，上海、西藏、新疆、宁夏、陕西、江西、贵州、云南、安徽、湖北等暂时尚无。辽宁、山东与内蒙古霍林郭勒、吉林环渤海湾地区已成为中国与世界最大的工业铝挤压材及大挤机集中地区，共有大挤压机76台，为除中国以外的其他所有国家大挤压机总和的1.17倍，占中国大挤压机总数的62.8%。

　　这些地区之所以成为大挤压铝材生产聚集区是有其原因的，因为轨道车辆车身大型材、牵引梁、地板梁等是大挤压铝材的一类典型代表，而中国轨道车辆82%以上产量都集中在以此地区为中心的450km的范围内，如中车集团的长春车辆股份有限公司、唐山车辆股份有限公司、四方机车车辆有限公司、浦镇车辆制造有限公司、中车戚野堰研究所等都位于此范围内。

　　山东、辽宁、吉林辽源市是中国大挤压机最多的省市，分别为42台、22台、12台，其次是广东(8台)、河南(7台)，山西、浙江、福建、四川、北京各有1台。

　　所有制结构

　　中国现有的121台大挤压机为49个企业所有，其中国有企业9个(东北轻合金有限责任公司2台、中铝西北铝加工厂2台、西南铝业(集团)有限责任公司1台、兖矿轻合金有限公司6台、南平铝业有限公司1台、中国有色股份有限公司1台、南南铝加工有限公司4台、青海国鑫铝业有限公司3台、阳泉铝业有限公司1台)，保有大挤压机21台，占总数的17.4%;外资独有企业4个(北京现代汽车集团SMC公司1台、亚洲铝厂有限公司1台、爱励(天津)铝业有限公司1台、金桥铝型材厂有限公司1台)拥有大挤压机4台;中外合资企业1台(中铝萨帕特种铝型材(重庆)有限公司);其余的95台大挤压机为35个民营企业所有，它们拥有的大挤压机占中国总数的78.5%。民营企业为中国大挤压铝产业的发展作出了巨大的贡献。

　　挤压机型式

　　随着工业的飞速发展对挤压铝材的要求越来越高，挤压机型式也有了相应的较大发展，挤压机不再是过去的单动正向后装料挤压机(也可称标准挤压机)占主导地位的状况，前装料短行程挤压机异军突起，它与传统标准挤压机的主要不同处是：传统挤压机的供锭机处于挤压筒与回程状态的挤压轴之间，一般为两段式槽形结构。前装料短行程挤压机是一种紧凑式挤压机，采用在挤压筒之前装料，供锭器压在模具与挤压筒之间。由挤压轴顶住锭坯，供锭器退出后，挤压筒锁紧，挤压轴开始挤压。挤压结束后，挤压筒和挤压杆同时退回最大锭坯长度的行程，准备进行下一个挤压周期。因此，短行程前装料方式可使行程缩短为后装料标准挤压机的60%，非挤压时间可以缩短15%，生产效率有所提高。前装料挤压机是德国梅尔公司开发的。

　　在中国2016年保有的118台大挤压油压机中有：正向、单动、短行程的64台，正向、单动、后装料的40台，反向的2台，正、反的5台，双动反向的2台，双动、正向的5台。短行程大挤机已成为中国大挤机主流，占大油压机的54.2%，实现了现代化，装机水平达到了国际先进，国外的大挤压大都是传统的后装料，短行程的前装料的寥寥无几，仅有4台。国外最大的卧式铝挤压机是俄罗斯萨马拉(苏联时期名为古比雪夫)冶金厂的220MN水压机。

　　技术参数

　　日本KOK公司95MN挤压机

　　日本KOK公司95MN挤压机1971年投产，是当时全球最大与最先进的油压机，即使今天它仍居世界先进水平，由当时德国施洛曼公司(今天的梅尔公司)设计，日本石川岛播磨重工业公司(IHI)制造。该机具有设计新颖、结构紧凑、功能齐全等特点，可以用圆挤压筒挤压，也可以用扁挤压筒生产，其液压系统、电控电气系统、速控系统和操作系统等都达到了相当高的水平，实现了PLC(Programmable Logic Control，可编程逻辑控制)。采用固定挤压垫挤压，设有：自动润滑系统、三工位快速换模系统、自动调心系统、液氮和气氮冷模系统、牵引装置、精密水淬和气淬系统、自动拉伸矫直机和锟矫机、自动锯切机和横向运输系统、冷床等。

　　大挤压机常用的铝合金

　　现代交通输车辆及其他制造业为节能减排要求提供大型、薄壁、宽幅、整体、中空的大铝合金型材。因此，必须采用可挤压性能优秀、强度中等或高的、抗蚀性强、可焊性良好的铝合金挤压。速度200km/h级的轨道车辆、地铁与高架轨道车辆等可用强度中等的7003合金和7N01合金生产的形状较简单、宽幅不大、壁厚≥2mm的带筋壁板和5083合金板材组焊。速度350km/h的高铁车辆需用抗拉强度大的6005A、6N01合金空心薄壁大断面整体型材制造车体，而内部骨架等可用5083S型材制造，底架枕梁可用7N01合金型材制造或板材冲制，对于速度≥350km/h的高铁车辆宜用更薄壁化与空心化的大型材制造，因此所用合金不仅应有高的可挤压性、可焊性与抗蚀性，而且应有高的强度性能，其抗拉强度应与7020合金的相当，研发综合性能更好的高铁车辆合金是对铝加工行业的严峻挑战。大挤压型材典型合金见表4。

　　大挤压机的技术参数

　　全世界制造挤压机的企业约有18个，大多数在中国大陆和中国台湾地区，其中最著名的有4个;德国西马克集团梅尔公司、日本宇部兴产公司、意大利达涅利公司、中国太原重工股份有限公司。

　　① 正向单动前装料短行程挤压机

　　短行程挤压机是近15年来发展起来的一种高效挤压机，其制造与操作使用技术已完全成熟，有两种形式：一种是传统装料方式改进的短行程挤压机，另一种为前装料紧凑式的。

　　前装料短行程挤压机的主要优点为：

　　采用固定挤压垫，一直不脱离挤压筒，挤压时可在挤压筒中心将锭坯准确地顶于挤压模上，可以从前到后顺序墩粗，顺序排气，既可以将气体排尽，又可以缩短排气时间，可将因卷入空气引发的起泡缺陷减至最少;

　　降低了生产线的功率消耗，提高了生产率。因为非挤压时间(空周期)缩短，总的非挤压时间可减少约15%，同时不存在垫片循环系统，减少了无功作业时间;

　　锭坯可增长20%~100%;

　　由于行程缩短，缩短了机身长度，降低了设备质量，减少了投资。

　　短行程和标准型挤压机的技术参数对比见表5。

　　② 正向双动挤压机

　　与正向单动挤压机相比，双动挤压机只是多了一套穿孔系统，因而可以用实心锭坯生产管材、型材，也可以用空心铸坯生产管材，穿孔系统有内置式的与外置式，通常多用前种。

　　③ 反向挤压机

　　反向挤压机特点：挤压过程中锭与挤压筒之间无相对运动，即它们之间无摩擦;挤压轴运动方向与制品出模方向相反。反向挤压有诸多优点：挤压力小，使用锭坯长，挤压速度快，挤压材组织均匀，粗晶环短，断面尺寸精度高，但是由于制品外接圆尺寸受到空心挤压轴强度的限制，未能得到广泛应用，建筑铝材全是用正向挤压机生产的，即使工业铝材也只有约5%是用反向法挤压的。

　　反向挤压机有正、反两用的，也有专用的，每种又分单动的与双动的，从反向挤压机的结构来看有三种类型，挤压筒剪切式，中间框架式和后拉式。在全世界大的反向铝挤压机中，美国铝业公司与通用合金公司各有1台145MN级反向挤压机，南山集团工业铝材厂有1台从梅尔公司引进的正反向150MN挤压机，太原重工股份有限公司在到2016年为止的时期内交付了12.5MN、31.5MN、45MN、75MN、85MN、95MN反向挤压机6台，其中最大的是2010年为吉利麦达斯铝业有限公司制造的95MN双动正反向挤压机，目前正在为营口(盘锦)忠旺铝业有限公司制造5台20MN/31.5MN/55MN反向单动铝挤压机，可于2017年下半年起陆续交付，是最大的一笔单一反向挤压机订单。

　　在建大型与特大型挤压铝材项目

　　忠旺盘锦特大型项目

　　中国忠旺控股有限公司此前发表公告称，正在辽宁盘锦建一个全资附属挤压铝型材项目，与太原重工股份有限公司天津滨海分公司等签订了99套设备订购合同，总价值31.3亿元人民币。公告称，这次盘锦忠旺及营口忠旺购买设备是为了优化和扩大集团的铝挤压产能，进一步满足不断扩大的市场需求。

　　这次中国忠旺控股有限公司于2016年6月向太原重工股份有限公司分四批订购了102台挤压机：第一批是盘锦忠旺铝业有限公司的10台20MN、27.5MN、36MN挤压机;第二批是中国忠旺控股有限公司的67台12.5MN、20MN、27.5MN、36MN、55MN、75MN、175MN挤压机，第三批是中国忠旺控股有限公司的20台20MN、27.5MN、75MN、125MN挤压机，这3批都是正向单动挤压机;第四批是盘锦忠旺铝业有限公司的5台20MN、31.5MN、55MN单动反向挤压机。

　　这102台单动挤压机当下正在太原重工股份有限公司制造中，可从2017年起陆续交货，最快的2017年后期可投产，最慢的可能要2019年才能投产。一次性订购这么多铝材挤压机是世界铝工业发展史上从未有过的，恐怕今后也不会有后来居上的。

　　麦达斯铝业有限公司

　　麦达斯铝业有限公司是新加坡麦达斯控股有限公司的独资企业，在中国现有吉林麦达斯铝业有限公司与洛阳麦达斯铝业有限公司两个企业，是中国大批量生产高速铁路车辆大型材的，现在又在吉林辽源厂(吉林麦达斯铝业有限公司)增建一条235MN的单动正向挤压生产线，并在霍林郭勒建一个生产能力100kt/a的挤压铝材项目。

　　宁夏宁东铝产业园铝挤压项目

　　宁夏宁东铝产业园正在建设，如果建设顺利，其挤压项目按设计有4台大挤压机：200MN的双动正向挤压机1台，100MN的单动正向挤压机1台，55MN的单动正向挤压机1台，55MN的双动正向挤压机1台。

　　此外中国还有约15个铝业园与基地正在建设，每一个都有若干铝挤压项目，每个项目都可能有一台或几台大挤压机，所以我们认为中国的大挤压机数目还在持续稳定地增长：2016年121台，2018年150台，2020年180台，2023年有可能达到200台，2024年起增长速度会放缓。

　　结束语

　　我们对中国铝挤压生产大挤压生产线数目作了统计与分析，希望对欲了解此种情况的人士与组织有所帮助。我们认为中国的大挤压生产线不是少了而是太多了，日本2010年财政年至2015年财政年的6年内共生产5183辆全铝轨道车辆，平均每年864辆，可是全国只有1台95MN(100MN级)的重型压挤机，2010财政年生产了907辆，这就是说1台100MN级大挤压机生产的大挤压铝材可以满足约100辆高铁车辆的需求，2016年中国有≥90MN的挤压机8台，它们生产的大挤压材可以生产多少辆高速铁路全铝车辆呢!

　　虽然大挤压机数目过多，生产能力过剩，但是不是说有些大挤压型材项目不需要再建了，说数目过多与产能过剩是就全国与全行业而言，并不是对某一个企业或某一地区说的，我们是在搞社会主义市场经济，只要你认为你的项目有利可图，生产的大挤压铝材有相当强的国内国际市场竞争力，能卖个好价钱，肯定能赚到钱，那就大胆地干。不过可研报告应精准，宜把风险评估充分，例如印度现在是进口中国铝材最多的国家，2014年印度进口铝材1563kt，占其国内铝消费总量的56%，同时主要来自中国和海湾合作委员会国家。据中国海关统计，2015年中国出口铝材4195kt，其中出口到印度的超过1000kt，即中国出口至印度的铝材占出口总量的24%以上，占1/4左右;印度还计划大力发展高速铁路、电力电气、建筑、汽车等基础设备与产业;预计到2025年，印度的经济总量可居世界第五，届时铝的消费量可达10000kt，为2015年消费总量2850kt的3.51倍，年复合增长率可达两位数，为此时期世界大国铝消费增长最快的国家。如此看来，印度将是中国铝材出口的好地方，不过一定要看到印度有关部门可能会对来自中国的铝材进行反倾销调查或大幅提升进口关税。自2016年6月以来，印度铝生产商正在呼吁政府提高铝及铝材的进口关税和重熔用铝锭及部分铝制品制定最低进口价。在建设大铝型材项目时宜静心做好前期准备工作，避免失误。

　　深加工，补短板。在当前铝挤压产业生产能力明显过剩的状况下，有着去产能、降成本的重任，但还有一些需要补的短板，主要是搞好深加工，深加工虽不能拓宽大挤压铝材市场，然而能显著提高经济效益。据调查，2015年全国大挤压铝材的深加工率只有约15%，有些企业在这方面做得很好，有些挤压企业在建设深加工项目。如果2020年大挤压铝材的深加工率能达到60%，那么全行业的效益就会显著提高，特别应注意深层次深加工。