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可樂(lè)、啤酒、涼茶……生活中，易拉罐幾乎隨處可見(jiàn)。然而，鮮為人知的是，易拉罐料加工曾是鋁加工行業(yè)的“老大難”問(wèn)題——我國(guó)制造易拉罐的關(guān)鍵材料加工設(shè)備，多年來(lái)幾乎完全依賴進(jìn)口。

近期，入選“洛陽(yáng)市裝備制造業(yè)十大標(biāo)志性高端裝備”的好消息傳到了中色科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中色科技”）。他們研發(fā)的2300mm單機(jī)架六輥鋁帶冷軋機(jī)組，結(jié)束了國(guó)外公司在超薄罐料板帶箔關(guān)鍵裝備及軋制工藝技術(shù)上的長(zhǎng)期壟斷，成為打破易拉罐料設(shè)備依賴進(jìn)口局面的“爭(zhēng)氣機(jī)”。

縮小代級(jí)差距

小小易拉罐，其材料究竟藏著什么玄機(jī)？第一，它超薄，厚度僅相當(dāng)于兩張白紙；第二，它強(qiáng)韌，能夠承受飲料內(nèi)壓、運(yùn)輸堆疊及高速灌裝沖擊等多種壓力；第三，它平整，每生產(chǎn)1000米長(zhǎng)的產(chǎn)品，起伏度要小于1毫米。

六輥軋機(jī)是生產(chǎn)易拉罐料的關(guān)鍵設(shè)備，還可以生產(chǎn)多種高附加值的鋁合金。長(zhǎng)期以來(lái)，六輥軋機(jī)完全依賴進(jìn)口，成為鋁軋機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)的“心頭之痛”。20年前，有幾家鋁加工龍頭企業(yè)花重金從國(guó)外引進(jìn)最先進(jìn)的六輥冷軋機(jī)，試圖尋求突破。當(dāng)時(shí)，我國(guó)在鋁加工領(lǐng)域雖已取得很大進(jìn)展，但還只限于四輥軋機(jī)范疇，在代表更高水平的六輥軋機(jī)領(lǐng)域，與國(guó)際頂尖行列存在“代級(jí)差距”。“板形不好，厚差控制不穩(wěn)，根本生產(chǎn)不出合格的易拉罐料。”中色科技裝備公司副總經(jīng)理郭坤龍道出了當(dāng)時(shí)的困境。

作為有色金屬加工裝備研發(fā)的“國(guó)家隊(duì)”，中色科技挑起了這一裝備國(guó)產(chǎn)化的擔(dān)子。2004年，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)UCM（萬(wàn)能凸度控制）六輥軋機(jī)誕生。“如果說(shuō)國(guó)際先進(jìn)的六輥軋機(jī)是精裝屋，那么它簡(jiǎn)直就是‘毛坯房’。”回憶起十幾年前的攻關(guān)歷程，中色科技裝備公司主任工程師王懷玉記憶猶新。

穿帶是軋機(jī)試車工作中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，推輥則是穿帶前的最后一項(xiàng)重要任務(wù)。只有六根輥?zhàn)尤客迫胲垯C(jī)本體，才能進(jìn)行整個(gè)機(jī)組的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。然而，最后兩根工作輥的推入，成了當(dāng)時(shí)技術(shù)團(tuán)隊(duì)面臨的大難題。

該團(tuán)隊(duì)費(fèi)了九牛二虎之力，最后兩根輥?zhàn)右磁浜祥g隙不合理，要么接觸面有卡阻，要么推進(jìn)動(dòng)力不足。“當(dāng)時(shí)，我們立了軍令狀，兩天之內(nèi)必須完成。”王懷玉說(shuō)。

在距離期限只剩1天時(shí)，該團(tuán)隊(duì)采取了非常規(guī)辦法：用天車帶動(dòng)鋼絲繩拉?？勺枇μ?，鋼絲繩竟被拉斷。那是凌晨3點(diǎn)的車間，王懷玉眼看著半段鋼絲繩從面前劃過(guò)，“嗖”地抽打到身旁的設(shè)備上，發(fā)出巨大的回響。

那一夜，被鋼絲繩抽痛的不只是廠房設(shè)備，更是技術(shù)團(tuán)隊(duì)所有人的心。

也是從那時(shí)起，中色科技開(kāi)啟了“對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)+深挖客戶痛點(diǎn)+自主核心攻堅(jiān)”之路。他們緊盯全球技術(shù)前沿，積極與國(guó)際一流同行開(kāi)展交流合作，并將研發(fā)的根扎進(jìn)生產(chǎn)一線。

2013年，第二代六輥軋機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。“這個(gè)2.0版本運(yùn)用了很多先進(jìn)技術(shù)，但依然不成體系，核心技術(shù)沒(méi)有完全攻克。”王懷玉說(shuō)。

突破寬度極限

在板型綜合調(diào)控能力、厚差穩(wěn)定性、材料加工工藝等諸多方面，該團(tuán)隊(duì)從一次次試錯(cuò)中汲取經(jīng)驗(yàn)，又在一次次摸索中找到突破路徑。十年磨一劍，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的六輥軋機(jī)又從2.0版本迭代到了4.0。

2023年6月，機(jī)組負(fù)荷試車，第一卷合格鋁材成功產(chǎn)出；2024年9月，該項(xiàng)目通過(guò)最終驗(yàn)收。這臺(tái)“爭(zhēng)氣機(jī)”可以嶄露頭角了。

4.0版本六輥軋機(jī)的首個(gè)“戰(zhàn)場(chǎng)”，選在全球罐料的主要供應(yīng)商之一、易拉罐料年產(chǎn)量約50萬(wàn)噸的河南中孚高精鋁材有限公司。在這里，它成功實(shí)現(xiàn)了0.258mm以下超薄罐體鋁帶材的批量化、穩(wěn)定化生產(chǎn)，一舉打破國(guó)外公司在超薄罐料板帶箔關(guān)鍵裝備及軋制工藝技術(shù)上的長(zhǎng)期壟斷。

“使用進(jìn)口六輥冷軋機(jī)，一套設(shè)備成本要3億多元，建設(shè)周期也長(zhǎng)。”中孚高精鋁材公司副總經(jīng)理曹永國(guó)感慨道，“國(guó)產(chǎn)設(shè)備不僅將成本削減了2/3，而且設(shè)計(jì)制造周期也大大縮短。我們與技術(shù)團(tuán)隊(duì)的溝通也更順暢。”

“這套設(shè)備的技術(shù)難點(diǎn)，在一個(gè)‘寬’字。”郭坤龍介紹。

軋機(jī)能夠軋制的帶材寬度范圍，是衡量軋機(jī)能力的關(guān)鍵指標(biāo)。王懷玉比喻道：“就像攤煎餅，碗口那么大的煎餅很容易攤得均勻漂亮；而要攤一張餐桌那么大的煎餅，還要它保持品質(zhì)，甚至更薄、更勻、更有韌性，就難得多。”

該設(shè)備搭載了中色科技自主研發(fā)的UCM大竄動(dòng)量（±550mm）中間輥橫移彎輥抽動(dòng)系統(tǒng)。“它像是一組‘萬(wàn)能軋面條機(jī)’，可以通過(guò)輥軸的精密竄動(dòng)，突破常規(guī)軋機(jī)軋件寬度范圍的極限。”郭坤龍介紹，它能夠靈活、精準(zhǔn)地調(diào)控軋輥輥縫形狀，確保從窄到寬的各類帶材都能達(dá)到“鏡面般”的平直度。

4.0版本六輥軋機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，但對(duì)該團(tuán)隊(duì)而言，它并不是研發(fā)的終點(diǎn)，而是自主創(chuàng)新的起點(diǎn)。王懷玉表示：“用戶的要求非常高，倒逼我們不斷創(chuàng)新，向著‘更寬、更精、更智能’的方向邁進(jìn)。”

安裝“智能熨斗”

當(dāng)前，團(tuán)隊(duì)正直面行業(yè)痛點(diǎn)，向著六輥軋機(jī)領(lǐng)域的國(guó)際技術(shù)難題發(fā)起挑戰(zhàn)，致力于打造“4.0+1”版本，為六輥軋機(jī)制造業(yè)提供中國(guó)方案。

軋輥溫度控制是影響帶材質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。郭坤龍介紹，軋制帶材的過(guò)程中，軋輥不同部位的熱量流失速度不同，會(huì)導(dǎo)致帶材邊緣部位收緊，影響板型和成材率，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓴鄮鹿省Ｒ虼?，帶材邊緣的軋輥部分需要精?zhǔn)加熱。

過(guò)去，國(guó)際通用的加熱方式是向相應(yīng)軋輥區(qū)域噴射熱油——把煤油循環(huán)加熱到98℃，再噴到帶材邊緣的軋輥部位。這種方式成本高、效率低、能耗大，并且很容易著火。

2016年，中色科技智能公司主任工程師楊雙成在參加中國(guó)國(guó)際鋁工業(yè)展會(huì)期間獲得靈感：“一家國(guó)外的造紙企業(yè)用電磁感應(yīng)技術(shù)加熱造紙機(jī)械的軋輥，還可以很好地控制軋輥的輥形。同樣的辦法能不能用來(lái)加熱鋁帶材？”

楊雙成當(dāng)即聯(lián)系供應(yīng)商，合作開(kāi)發(fā)電磁感應(yīng)裝置。與造紙不同，用在鋁帶材加工上的電磁感應(yīng)裝置需要更精密的控制。“它的加熱距離控制精度是毫米級(jí)。”楊雙成說(shuō)。

經(jīng)過(guò)不斷實(shí)驗(yàn)和設(shè)備調(diào)試，電磁感應(yīng)加熱技術(shù)終于成功應(yīng)用于鋁帶冷軋機(jī)。這項(xiàng)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的技術(shù)，以毫米級(jí)（3mm~5mm）精準(zhǔn)非接觸加熱，取代了傳統(tǒng)效率很低的熱油噴淋技術(shù)，如同在關(guān)鍵位置安裝了一個(gè)“智能熨斗”，不僅節(jié)能30%，還降低了故障率，提升了安全性和帶材成品率。

“當(dāng)前，我們?cè)诩夹g(shù)層面與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)仍存在差距。”王懷玉坦言，“未來(lái)，我們將在全三維圖紙、機(jī)器與5G、人工智能相結(jié)合等方面不斷攻堅(jiān)。”

“‘十五五’即將到來(lái)，我們將集中優(yōu)勢(shì)資源，推進(jìn)首臺(tái)套重大技術(shù)裝備的研發(fā)攻關(guān)，重點(diǎn)加強(qiáng)以‘連軋’‘寬幅’‘高速高精度’‘智能化’為代表的行業(yè)高端裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為國(guó)產(chǎn)鋁銅基材料產(chǎn)業(yè)延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈及高質(zhì)量發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。”中色科技黨委書記、董事長(zhǎng)婁建亭表示。