鋁合金車輪制造項目可行性研究報告

1 第一章 項目總論 一、項目概述 1、項目名稱： 鋁合金車輪制造項目 2、項目單位： 3、項目建設(shè)性質(zhì)： 3、項目地點： 4、項目負(fù)責(zé)人： 5、項目總投資： 6000萬元 二、項目建設(shè)區(qū)域基本情況 項目區(qū) 大冶市位于湖北省東南部，長江中游南岸，地處武漢、鄂州、黃石、九江城市帶之間、湖北“冶金走廊”腹地，地跨東經(jīng) 114 31 11520，北緯 29 40 30 15。西北與鄂州市為鄰，東北與蘄春、浠水縣隔江相對，西南與武漢市、咸寧市毗鄰，東南與陽新縣接壤。全市總?cè)丝?92萬，版土面積 1個鄉(xiāng)、 10個鎮(zhèn)、 3個街道辦事處、1個國有農(nóng)場。 礦冶歷史悠久。 天地一洪爐，大興爐冶。大冶有 3000多年的采冶史， 1000 多年的建縣史， 100 多年的開放史。殷小乙時期，大冶的先祖就在這里豎爐冶煉，采冶技術(shù)相當(dāng)于西歐 19世紀(jì)水平。唐天佑二年（公元905年），吳武昌節(jié)度使秦裴置采礦冶煉機(jī)構(gòu)青山場院，大興爐冶，宋乾德五年（公元 967 年），升青山場院為縣，取“大興爐冶”之意，定縣名為 2 大冶。此后，黃巢筑爐，岳飛鑄劍，朱元璋置鐵冶所。 19 世紀(jì)末，清朝湖廣總督張之洞引進(jìn)西方先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在大冶 境內(nèi)開辦大冶鐵礦和大冶鋼廠，創(chuàng)辦漢冶萍公司，開創(chuàng)了中國近代民族工業(yè)的先河。 1994 年 2 月，國務(wù)院批準(zhǔn)大冶撤縣建市（縣級市）。 礦藏資源豐富。 受大自然的恩賜，大冶是典型的資源型城市。目前，境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)和探明大小礦床（點） 273 處其中金、銅、鐵等金屬礦產(chǎn)12種，煤、硅灰石、方解石、石膏等非金屬礦產(chǎn) 30種，種類繁多，儲量豐富。依托資源興業(yè)，大冶工業(yè)企業(yè)主要集中在鐵礦采選、鋼鐵和水泥等三大行業(yè)。建國以來，國家在大冶境內(nèi)興辦了 20多家大中型廠礦企業(yè)，成為我國重要的原材料工業(yè)基地之一。 旅游特 色鮮明。 位于城區(qū)的銅綠山古礦冶遺址是我國乃至世界上目前出土遺址中年代最遠(yuǎn)、開采規(guī)模最大、延續(xù)時間最長、保存最為完整的古代礦冶遺址，被一些史學(xué)家稱為人類歷史第九大奇跡。市域西南部的鄂王城遺址，是國務(wù)院第五批重點文物保護(hù)單位，保安鎮(zhèn)是中國民間文化（石雕）之鄉(xiāng)。境內(nèi)小雷山、黃坪山、青龍山、天臺山、大王山、董家口、黃金湖等山水旅游資源，具有良好的開發(fā)價值。 交通條件便捷。 大冶地處武漢城市圈內(nèi)，依托長江，背靠武漢，連接黃石，是武漢城市圈冶金建材走廊的重要支點。市區(qū)與黃石市區(qū)基本相連，距省會武漢僅 90公里。 滬蓉高速公路距市區(qū) 20公里， 106國道、武九鐵路、山南鐵路、和正在建設(shè)的大廣（大慶 廣州）高速公路、滬漢（上海 武漢）高速鐵路貫穿全境，羅橋二級火車客、貨運站位于城北，長江流經(jīng)市境東隅，船舶經(jīng)大冶湖閘可通江達(dá)海，已形成公路、鐵路、航運三 3 大交通網(wǎng)絡(luò)。市域內(nèi)鎮(zhèn)村公路全部硬化，已基本實現(xiàn)農(nóng)村公路灣灣通。 基礎(chǔ)設(shè)施完善。 寧漢高速寬帶光纖通過大冶，數(shù)字大冶工程已全面啟動。十五萬噸長江引水一期工程已建成投入使用，可為居民生活、工業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的生活用水和充足的工業(yè)用水。管道燃?xì)夤こ桃呀?jīng)啟用。城 鄉(xiāng)電網(wǎng)發(fā)達(dá)，市域全境已實現(xiàn)電氣化，十多座變電站遍布城鄉(xiāng)，能源供應(yīng)充足。境內(nèi)有省級大冶經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、省管靈成工業(yè)園和 4個初具規(guī)模的小城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)，為工業(yè)項目的聚集建設(shè)和發(fā)展提供了平臺。 經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型有序。 2006 年 6 月，大冶市委、市政府確定了經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的思路：提升經(jīng)濟(jì)形態(tài)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，把發(fā)展的重心從“地下”轉(zhuǎn)向“地上” ;改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，培育接續(xù)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)優(yōu)勢再造。同年 8 月 19 日，大冶市委召開三屆八次全體（擴(kuò)大）會議，對大冶經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型進(jìn)行了動員部署，隨后召開的大冶市第四次黨代會，進(jìn)一步明確了大冶今后一個時期四大 發(fā)展戰(zhàn)略，“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、開放接軌、文化提升、環(huán)境創(chuàng)新”。由此，大冶邁開了向資源情結(jié)挑戰(zhàn)的步伐，開始了依靠自身努力自發(fā)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。 2008年 3月，大冶市被國家批準(zhǔn)為全國首批 12個資源型枯竭城市。自此，大冶市確定了以經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會、文化、機(jī)制轉(zhuǎn)型為主體的“五大轉(zhuǎn)型”路徑，即全方位的城市轉(zhuǎn)型。其中，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重點是構(gòu)筑兩大平臺（依托大冶經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和靈成工業(yè)園兩大平臺，集聚工業(yè)項目，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集約集群發(fā)展）、打造三大區(qū)域經(jīng)濟(jì)板塊（大冶開發(fā)區(qū)和羅橋新區(qū)板塊，重點發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)；金湖、陳貴、靈鄉(xiāng) 板塊，重點發(fā)展冶金及鋼鐵延伸加工業(yè)、畜禽生產(chǎn)加工業(yè)；還地橋、保安板塊，重點發(fā)展水泥、新型建材和特色水產(chǎn)養(yǎng)殖加工業(yè)）、發(fā)展四大產(chǎn)業(yè)集群（發(fā) 4 展壯大機(jī)電制造、食品飲品、新型建材、紡織服裝等四大銷售收入過百億的產(chǎn)業(yè)集群）。其轉(zhuǎn)型目標(biāo)是到 2015年，大冶市力爭地區(qū)生產(chǎn)總值、財政收入和地方一般預(yù)算收入、全社會固定資產(chǎn)投資等三項主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)年均增幅位居全省同類城市前列，綜合經(jīng)濟(jì)實力在全省率先進(jìn)入全國“百強(qiáng)縣市”行列。 2010年，大冶地方生產(chǎn)總值突破 245億元，同比增長約 財政總收入 元，同比 增長 一般預(yù)算收入 元，同比增長 城鎮(zhèn)居民人均可支配收入 15211元，增長 農(nóng)民人均收入 6673元，同比增長 第二章 項目 投資背景 我國汽車、摩托車工業(yè)經(jīng)過叨多年的發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟(jì)的一個重要產(chǎn)業(yè)。 2010年，中國車市在購置稅優(yōu)惠、以舊換新、汽車下鄉(xiāng)、節(jié)能惠民產(chǎn)品補(bǔ)貼等多種鼓勵消費政策疊加效應(yīng)的作用下，比分別增長 產(chǎn)銷再創(chuàng)新高，蟬聯(lián)全球第一美名。 我國的汽車、摩托車工業(yè)，既有新的發(fā)展機(jī)遇，也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 汽車、摩托車零部件工業(yè)，是汽車、摩托車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。沒有零部件工業(yè)的進(jìn)步 ，汽車、摩托車整車的進(jìn)步就無從談起。汽車車 輪是汽車行駛系申的重要零部件之一，承受著車輛的垂直負(fù)荷、橫向力、驅(qū)動 (制動 )扭矩和行使過程中所產(chǎn)生的各種應(yīng)力。它是高速回轉(zhuǎn)運動的零件，要求尺 5 寸精度高、不平衡度小，支撐輪胎的輪輛外形準(zhǔn)確，質(zhì)量輕并有一定的剛度、彈性和耐疲勞性。長期以來，鋼制車輪在汽車車輪中占主導(dǎo)地位。隨著技術(shù)的進(jìn)步，汽車各項性能指針的提高，世界各國政府對節(jié)能、安全、環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，采用鋁含金生產(chǎn)車輪就成為最佳選擇。國外從 20世紀(jì) 20年代開始生產(chǎn)汽車鋁合金車輪， 70 年代起逐步得到推廣。今天，汽車鋁合 金車輪以其美觀、節(jié)能、散熱好、質(zhì)輕、耐腐蝕、加工性好，正在逐步替代鋼制車輪。世界上鋁合金車輪的裝車率估計已超過 40%，而且?guī)缀醺采w了所有車型。我國的鋁合金車輪的生產(chǎn)廠家從 20世紀(jì)叨年代以來經(jīng)歷了一哄而起，群雄逐鹿的過程，優(yōu)勝劣汰，健康發(fā)展。目前，在汽車、摩托車幾十種關(guān)鍵零部件中，鋁合金車輪也許可以說是惟一能夠替代進(jìn)口，而且還可向美國、日木、歐洲等發(fā)達(dá)國家出口的重要零部件。另外，隨著汽車工業(yè)市場全球化、采購國際化進(jìn)程的加快，中國的制造業(yè)日益成為世界性制造基地。國外各大汽車集團(tuán)和著名摩托車生產(chǎn)企業(yè)，或在中國投資 建廠，或在加大采購份額，國內(nèi)一些技術(shù)先進(jìn)、管理嚴(yán)謹(jǐn)、質(zhì)量過硬的鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)，已經(jīng)成為他們的全球供貨商。顯然，這是千載一遇的機(jī)遇，但又是新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的情況是，就我們多數(shù)汽車、摩托車鋁合金車輪生產(chǎn)廠的制造技術(shù)水平而言，我們與發(fā)達(dá)國家的同行比較還存在著一定的差距。幾乎每個企業(yè)都面臨著一個提升核心競爭力的問題。 掌握先進(jìn)制造技術(shù)是提升核心競爭力的重要方面。我國上百家鋁合金車輪生產(chǎn)廠家發(fā)展很不平衡，有的起點高、裝備好，已接近和趕上發(fā)達(dá)國家同行的水平 ;有的相對落后，甚至還很原始，而這些廠家又苦于找不到自己迫切需 要的技術(shù)未源。為此，我們根據(jù)行業(yè)內(nèi) 進(jìn)行市場調(diào)查， 組織 聘請 6 一批長期從事鋁合金車輪制造的專家， 針對 鋁合金車輪制造技術(shù) 當(dāng)前存在問題問題進(jìn)行了綜合分析 ， 并結(jié)合當(dāng)前國外的技術(shù)結(jié)合自身研發(fā)出了一套先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，將 鋁合金車輪制造技術(shù)提升到一個新水平，以 適應(yīng)我國汽車、摩托車工業(yè)發(fā)展的需要。 鋁合金車輪制造過程涉及冶金材料、熔煉、鑄造、模具、精密加工、熱處理、涂裝和材料表面處理等多種技術(shù)，涵蓋三維造型設(shè)計有限元分析、計算機(jī)模擬鑄造過程、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、金屬加 面工程、工業(yè)設(shè)計學(xué)、工程美學(xué)、環(huán)境保 護(hù)等多個學(xué)科門類，需要跨學(xué)科協(xié)同作戰(zhàn)。 1923年 司大膽地將砂型鑄造的鋁合金車輪裝上了賽車， 20世紀(jì) 30年代聯(lián)邦德國汽車聯(lián)合會、拜爾 (動機(jī)公司及戴姆勒一奔馳汽車公司，正式將鋼制輻條式輪毅與鋁質(zhì)軋制輪輛相結(jié)合的車輪裝上了汽車，為鋁合金車輪的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。二次世界大戰(zhàn)和世界性的能源危機(jī)大大刺激了汽車商的 輕量化 需求。 1945年汽車廠商紛紛開展批量生產(chǎn)鋁合金車輪的研究，主要集中在鋁合金車輪材質(zhì)和成形工藝方面，但由于車輪的特殊安全要求，仍末 能實施批量生產(chǎn)。直至 20世紀(jì) 50年代末，聯(lián)邦德 國還只能少量地生產(chǎn)鋁合金車輪。 1970年后，拜爾發(fā)動機(jī)公司首先將鑄造鋁合金車輪作為特殊部件裝到了 2002型轎車上， 1972年又在雙門小轎車上成批裝上了鑄造鋁合金車輪，開創(chuàng)了鑄造鋁合金車輪批量用于轎車的新局面。 日本鋁合金車輪工業(yè)是在 1970年后至 1984年之間迅猛發(fā)展起來的，在 1984年的年產(chǎn)量達(dá) 640萬件。意大利在 1979年曾生產(chǎn) 150萬件。到 1980 7 年，西歐共生產(chǎn) 700多萬件鋁合金車輪 (其中 50%是鑄造鋁合金車輪 )，并以年產(chǎn) 6% 7%的速度遞增。 1988年，美國生產(chǎn)的車輛中，鋁合金車輪己作為好 幾種車型的系列部件， 用汽車公司生產(chǎn)的 1988年，福特公司在 將鋁合金車輪定為公司系列的標(biāo)準(zhǔn)件。 20 世紀(jì) 80年代初，美國原裝轎車鋁合金車輪的裝車率大約為 4% 5%，如今已逾 40%。而日本目前的轎車鋁合金車輪裝車率己逾 45%，歐洲國家己逾 50%。 我國的鋁合金車輪工業(yè)起步較晚，最早使用鋁合金車輪是在 20世紀(jì) 80年代初，國營洪都機(jī)械廠將砂型鑄造的鋁合金車輪裝在邊三輪摩托車上，但數(shù)量很少，也末形成氣候。到 20世紀(jì) 80年代末，我國出現(xiàn)了第一個具有現(xiàn)代規(guī)模的戴卡輪教制造有限公司，其規(guī)模和設(shè)備都步入了世界先進(jìn)行列。 20世紀(jì) 90年代初又在廣東出現(xiàn)了既生產(chǎn)汽車，又生產(chǎn)摩托車鋁合金車輪的南海中南鋁合金輪載有限公司，這兩個生產(chǎn)廠的生產(chǎn)裝備部巴達(dá)到國際水平。 20世紀(jì) 90年代初，因國內(nèi)汽車和摩托 車對鋁合金車輪的裝車欲望還很低，鋼圈還占據(jù)著絕對統(tǒng)治市場的地位。隨著我國公路設(shè)施的飛速發(fā)展，這兩個企業(yè)又分別在汽車、摩托車行業(yè)中積極地宣傳，鋁合金車輪開始以極其迅猛之勢在全國得到推廣，生產(chǎn)鋁合金車輪的工廠也像雨后春筍，在全國迅速蔓延。 2002年，我國轎車的鋁合金車輪裝車率巳接近 45%;摩托車的鋁合金車輪裝車率己超過 50%。綜上所述，不難看出 :鋁合金車輪是現(xiàn) 8 代車輛 輕量化 、 高速化 、 現(xiàn)代化 的必然產(chǎn)物。 第三章 鋁合金車輪的現(xiàn)狀和趨勢 1國內(nèi)外鋁合金車輪產(chǎn)品現(xiàn)狀和趨勢 (1)汽車鋁合金車輪產(chǎn)品 1)規(guī)格。汽車的高速化迫使車輪朝 三化 (扁平化、子午線化、無內(nèi)胎化 )迅猛發(fā)展。國外轎車車輪己日趨大直徑、寬輪輛發(fā)展的格局，原來多見的 12 13逐步被淘汰的趨勢，目前主流已是15逐步朝 17 19至已出現(xiàn) 2026時，一些發(fā)達(dá)國家，特別是美國等以公路運輸為主的國家，巳開始將鋁合金車輪裝到集裝箱車和大巴車上。造的鋁合金車輪很少， 還末形成大批量生產(chǎn)的氣候，市場處于 供難應(yīng)求 的局面。我國汽車裝鋁合金車輪還是初期階段，國產(chǎn)輪胎規(guī)格品種還遠(yuǎn)跟不上 三化 的要求。但主機(jī)廠對使用鋁合金車輪的意識日益加強(qiáng)，限于我國轎車本身檔次，國內(nèi)用的鋁合金車輪一般都在 15市場競爭需要，許多微型車也都用上了鋁合金車輪，但大都是 12 14 2)結(jié)構(gòu)。從成本考慮，除特殊場合裝用二片式和三片式的復(fù)合車輪外，整體鑄造的鋁合金車輪已成為當(dāng)今世界整個輕合金車輪的主流。我國的鋁合金車輪幾乎全是整體式鑄造鋁合金車輪結(jié)構(gòu)，但也有個別企業(yè)為 取其鋁合金車輪之貌以免在市場中掉隊，又盡量不想增加因鋁合金車輪而增加成 9 本的矛盾，開拓了鋁一鋼二片式復(fù)合式車輪，解決了企業(yè)的 燃眉之急 ，但這種結(jié)構(gòu)的鋁合金車輪因綜合了鋁、鋼兩種車輪的缺點，估計不太可能成為市場的前景產(chǎn)品。同樣，在摩托車鋁合金車輪中，整體式鑄造鋁合金車輪占領(lǐng)著鋁合金車輪的市場，國內(nèi)生產(chǎn)極少數(shù)的二片式的復(fù)合車輪，主要是出口供特殊場合用。 3)外觀和色澤。作為象征整車檔次之一的車輪外觀，在點綴整車的 時裝化 作用中越來越向著 藝術(shù)化 方向發(fā)展，多變且時肇的鋁合金車輪輪輻形態(tài)和迷人的色澤成 了搶占市場的主要手段之一。傳統(tǒng)單調(diào)的 輻條式 演變成了 輻板式 ;平面的輻板變成了帶空間曲面和弧形面狀態(tài)，甚至由中心對稱演變至不對稱的動物、人像和其它藝術(shù)圖案 (如熊貓、美女等 )，以增加模仿制造難度，提高競爭力。對主機(jī)來說，更多地要求車輪與整車的匹配和色澤的協(xié)調(diào)，但零售市場上卻是以標(biāo)新立異的色澤，或通過表面處理獲取與眾不同的效果來競爭幣場 (如全涂裝亞光色、拋光輪、電鍍輪、真空鍍膜輪等 )。對此，歐洲和亞洲因文化差別和不同的審美觀點，形成了千姿百態(tài)的世界汽車鋁合金車輪市場。 4)材料。在鑄造鋁合金車 輪方面，目前廣泛使用的材料是 (美國牌號 當(dāng)于我國的 本的 對這種合金還必須嚴(yán)格控制低的 作完善的 有少數(shù)國家在 n，類似 種材料鑄造性能好，且有基本的力學(xué)性能，但它的韌性對鋁合金車輪來說，只處于臨界值，且機(jī)械加工后色澤欠明亮，故很少受用戶歡迎。隨著科技的進(jìn)步，各國開發(fā)商也正在開發(fā)更新型的材料，如有人正在研究使鎂合金車輪能適 10 應(yīng)大量生產(chǎn)的工藝和設(shè)備，有人在不斷探索降低半凝固 鑄造溫度的新材料途徑，甚至己有人在嘗試鑲嵌式的中空復(fù)合輪 (即在車輪中襯嵌了一種高強(qiáng)度的輕質(zhì)骨材，讓鋁液充填時將骨材全部包住 )，來進(jìn)一步提高輕量化效果，而且可獲得比鋁合金車輪更佳的比強(qiáng)度和彈性模量。 (2)摩托車鋁合金車輪產(chǎn)品 1)規(guī)格。目前，摩托車鋁合金車輪基本上采用整體式鑄造鋁合金車輪，國外除日本和少數(shù)歐洲國家外，摩托車鋁合金車輪大都在亞洲生產(chǎn)，其產(chǎn)品規(guī)格也大都以日本市場開拓的產(chǎn)品為主，最初大都以中低排量的男式摩托車，即 17 18輛也以 1 4 2 幾年，隨著踏板式摩托車廣受用戶青睬， 8 1為典型的是日本和意大利。需要注意的是 :國內(nèi)外摩托車鋁合金車輪在規(guī)格上與汽車車輪有個明顯的差別，就是全世界的摩托車與車輪的裝配尺寸，不像汽車車輪那樣有著規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和系列，而是各廠商我行我素。這種車輪不能互換的局面，不僅一直阻礙著車輪維修零售市場的形成，而且導(dǎo)致我國目前鋁合金車輪市場的混亂，給主機(jī)廠和生產(chǎn)廠都帶來浪費大量資源的惡果，也為我國摩托車的出口和國內(nèi)銷售市場制造了許多難以解決的麻煩。 2)結(jié)構(gòu)、外觀與色澤。鋁合金車輪安裝在摩托 車上，雖然也能起到汽車用鋁合金車輪的類似好處，但相對而言，這些好處沒有汽車用鋁合金車輪那么明顯，原因是 :(1)鋁合金車輪在摩托車整車上輕量化相對效果沒有汽車那么明顯，所以節(jié)能效果也不可能像汽車那么突出，只有排量很大的摩托車才會有較大節(jié)能效果 ;(2)中低排氣量摩托車在實際使用中，不會像 11 汽車那樣的 高速 ，那些汽車輪因散熱好、精度高所帶來的優(yōu)點自然也就不可能像汽車用鋁合金車輪那么突出，相反，如果同樣在凹凸不平的路面上行駛，由于鋼圈輻條裝配式車輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，其減振性明顯優(yōu)于鋁合金車輪。鋁合金車輪之所以受廣大用戶歡 迎的原因還是時裝化、不生鐵銹、清洗打理方便等原因。既然以時裝化為主要目的的摩托車車輪，對其外觀的要求也就處于主要的地位。鑒于摩托車車輪在整車上被遮擋的面積比汽車輪大 (尤其是后輪 )，加上摩托車本身的價格地位與汽車不屬同一檔次，所以實際上摩托車車輪的外觀要求，無論在亮度上、色澤上都不像汽車車輪那樣苛刻，但作為整車，必須確保裝車后的外觀協(xié)調(diào)和匹配。 3)材料。從車輪受力的事實看，摩托車的使用受力條件比汽車更具有 危險性 ，車輛在行駛中的 難于預(yù)測因素 也更多，特別是前輪，在型式試驗時考慮的安全系數(shù)絕不 能掉以輕心。同樣理由，摩托車車輪所用的材料，絕非像某些生產(chǎn)廠所認(rèn)為可比汽車車輪用材差一些那樣。雖然型式試驗是綜合考驗材料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的主要標(biāo)準(zhǔn)，但型式試驗只是批量生產(chǎn)時帶 抽查 性的破壞性試驗，如果沒有性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)材料作為保證，通過的型式試驗也只能說是僥幸，而不安全隱患時時刻刻都潛伏在行駛中。 現(xiàn)在摩托車鑄造鋁合金車輪的材料，在重力鑄造和低壓 (反壓 )鑄造工藝下，全世界幾乎普遍采用同汽車車輪同樣的材料 (經(jīng) 以汽車車輪相似的性能指針作為標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)摩托車鋁合金車輪。 2國內(nèi)外鋁合金車輪生產(chǎn)現(xiàn)狀 (1)國內(nèi)外鋁合金車輪制造概況 1)鑄造方法。就鑄造鋁合金車輪而言，國外報導(dǎo)過的制造方法有 :重力 12 鑄造、低壓鑄造、液態(tài)擠壓、反壓鑄造、離心鑄造、真空壓鑄、半凝固鑄造等。其中重力鑄造的約占 40%;低壓鑄造的約占 40%;其它方法占 20%。我國的汽車鋁合金車輪鑄造方法大都是結(jié)合企業(yè)本身人力、財力來決定的，汽車鋁合金車輪生產(chǎn)中 60%用低壓鑄造，特殊場合也有用反壓鑄造 (但比例極少 )， 38%用重力鑄造，也有少數(shù)企業(yè)用高比壓 ( 液態(tài)擠壓鑄造法。目前摩托車 鋁合金車輪在批量生產(chǎn)中采用低壓鑄造工藝的比例幾乎為零，國內(nèi)大都用重力鑄造工藝生產(chǎn)鋁合金車輪鑄件，只有少數(shù)企業(yè)采用真空壓鑄生產(chǎn)鋁合金車輪。需要指出的是，過去我國采用過的液態(tài)擠壓，是利用常規(guī)油壓機(jī)的頂出缸來充當(dāng)壓射缸的， 比壓 遠(yuǎn)達(dá)不到擠壓的要求，在日本把這種方法稱為 中壓鑄造 ，所以我國采用過的 液態(tài)擠壓 與國外使用的 液態(tài)擠壓 (不能等同視之。圖 1 第 四 章 項目產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢 鋁合金車輪是 輕量化 、 高速化 、 現(xiàn)代化 的產(chǎn)物，有著許多鋼制車輪無法比擬的特點。 1、 重量輕，節(jié)能效果明顯 整車減少自重可以節(jié)油人所共知。車輪處于整車重心最低位置的行駛部位，體現(xiàn)整車的節(jié)能效果更是舉足輕重。不過，具體定量的節(jié)油效果至今還無一公認(rèn)的統(tǒng)計說法，所見報導(dǎo)還都是各公司試驗人員根據(jù)自己的統(tǒng) 13 計結(jié)果來評析的，其 差別較大，如我國一汽對奧迪車用鋁合金車輪作節(jié)油統(tǒng)計試驗后這樣報導(dǎo) :對轎車來說，每個鋁合金車輪比鋼車輪可減輕重量 30% 45%。車輪平均每減輕 10%，在平均車速為 90 120其油耗平均可減0 0131L/100 鋁合金車輪自重為 同類型的鋼車輪減輕重量 整車按平均車速 90 120km/耗可減少 0 0500果在城市里低速行駛，也可減少油耗0 04L/1 0萬 少油耗 40L。而英國某公司的報導(dǎo)說，若車輪重量平均減 跑 1 6L。當(dāng)然筆者不清楚該報導(dǎo)具體的試驗用車和試驗條件，但從上可知 :(1)不同的車型和行駛條件， 其節(jié)油效果也是不同的 ;(2)同一輛車用鋁合金車輪代替鋼車輪后，可取得明顯節(jié)能效果的事實是不容置疑的。 2、 散熱快，整車安全性高 鋁合金車輪的高導(dǎo)熱性能，極有利于轎車因高速行駛輪胎發(fā)熱后的散熱，與相同條件下的鋼車輪比較，減少了轎車長距離高速行駛產(chǎn)生爆胎的可能，明顯提高了轎車高速行駛的安全性能。不僅如此，由于鋁合金車輪的散熱效果，凡與其直接接觸的零配件 (如制動閘等 )也相對提高了壽命。 同時，鋁合金車輪的結(jié)構(gòu)和精度更有利于安裝子午線輪胎，更易實現(xiàn)現(xiàn)代車輪的 無內(nèi)胎化 。無內(nèi)胎的車輪，直接 由鋁輪輛代替了原來的橡膠內(nèi)胎，如果外輪胎在行駛中插入了釘子之類的 穿刺物 ，只要不去撥出，就不會像有內(nèi)胎車輪那樣出現(xiàn)因車胎突然泄氣而翻車的事故。無內(nèi)胎車輪遇上 穿刺物 后，一般至少都能堅持使用一小時甚至更長時間，這對行駛 14 在高速公路上轎車的安全來說，有著極為重要的意義。 3、 尺寸精度高，整車行駛性能好 鑄造鋁合金車輪最終都需經(jīng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工，所以車輪的直徑精度、軸間跳動精度和徑向跳動精度部更為突出。這使整車在行駛中的抓地性、偏擺性、平穩(wěn)性和遇意外時的制動性等，都優(yōu)越于傳統(tǒng)的輥軋鋼車輪。 車輪的尺寸精度直接影響整車的行駛性能。高速行駛的車輪必須在具有足夠精度的前提下，才能確保整車的高速和平穩(wěn)行駛。通常情況下，傳統(tǒng)鋼車輪的徑向和軸向允許跳動值為 普通鋁合金車輪的控制范圍為 高檔鋁合金車輪為 樣，車輪的高精度也有利于提高車輛起動和變速的靈敏度，如 0 3s。 4、 多變的時裝款式，更適應(yīng)現(xiàn)代化整車的要求 1)款式易任意變化。用鑄造法生產(chǎn)的鋁合金車輪，可以制出任意 空間曲面和形狀，以吻合不同車型，迎合不同用戶的要求。隨著汽車、摩托車外觀日新月異的時裝更新和市場競爭的需要，車輪作為 綠葉襯紅花 的地位越來越突出，鋁合金車輪成了現(xiàn)代汽車、摩托車時裝化的呼應(yīng)產(chǎn)物。 2)不易藏污納垢，不會產(chǎn)生鐵銹，易清理，廣受司機(jī)愛好。 圖 ： 現(xiàn)代摩托車鋁合金車輪照片 15 第 五 章 項目 市場前景分析 鋁合金車輪具有許多傳統(tǒng)鋼車輪無法取代的優(yōu)點，有廣闊的市場但目前想用鋁合金車輪完全取代鋼車輪是不現(xiàn)實的，原因如下 : 1)目前鋁合金車 輪的直徑基本上是中、小直徑，大直徑鋁合金車輪的制造技術(shù)尚有一定困難。 2)鋁車輪的造價幾乎是鋼車輪的 2 3倍，在我國還末規(guī)范化的汽車、摩托車市場上，價格因素還直接影響著爭奪市場的成敗。主機(jī)廠必須根據(jù)市場消費的實際需求來決定是否采用鋁合金車輪。鑒于我國市場消費能力和公路設(shè)施現(xiàn)狀，鋁合金車輪還較多用在公路設(shè)施較好的地區(qū)以及檔次較高的整車上。低檔車和欠發(fā)達(dá)地區(qū)大部仍以傳統(tǒng)鋼車輪為主。 3)就彈性模量而言，鋼車輪有一定的優(yōu)勢，如果整車行駛速度不高、道路又是較差的路面條件下，鋼車輪會顯出其優(yōu)勢來。 綜 上所述，可以這么認(rèn)為 :鋁合金車輪是汽車、摩托車 高速化 、 節(jié)能化 和 現(xiàn)代時裝化 的產(chǎn)物，隨著汽車、摩托車日新月異的開拓和發(fā)展，用鋁合金車輪來逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼車輪的趨勢已越來越顯現(xiàn)，有著無限廣闊的市場前景 ;但鑒于鋁材性能的限制和公路條件的現(xiàn)實，傳統(tǒng)鋼車輪仍將扮演整車的重要配件角色。 16 圖 1本定性比較示意圖 2)鋁合金車輪鑄造方法討論 常見鋁合金車輪鑄造方法及工藝參數(shù)見表 1 高壓鑄造的液流是在高速的紊流條件下充填的，型腔中的空氣在高壓沖擊下彌散分布到了鑄件中成 為皮下氣孔，如果作熱處理，氣孔中氣體受熱膨脹引起鑄件表面起泡和變形。所以高壓鑄造件是不能作熱處理的，這對塑性要求極高的鋁合金車輪來說，當(dāng)然是不安全的。而低壓鑄造和重力鑄造的液流是層流充填，是一種無氣孔的鑄造法，可通過熱處理來提高鋁合金車輪的力學(xué)性能 (尤其是伸長率 )，確保了鋁合金車輪的安全，這也是所以被廣泛采用的主要原因。但該法冷卻速度較慢，晶粒相對較為粗大，同時生產(chǎn)節(jié)奏也較慢。液態(tài)擠壓的液流是低速充填、高壓結(jié)晶，綜合了前述方法的優(yōu)點，是鋁合金車輪鑄造較為理想的方法，但是設(shè)備的一次性投 17 資巨大，且模具費用昂貴 ，制造周期相對較長，在市場競爭中較難適應(yīng)鋁合金車輪款式快速變化的要求，因此尚末普遍推廣。 (2)國內(nèi)外鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)概況 國外的鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)原來大郡集申在歐洲、美國、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，較典型的如美國的海斯 級工業(yè)國際公司 ( 國的羅那公司 ( 本的托皮公司 ( 立、豐田、宇部等公司，法國的國的 瑞公司，意大利的 些老牌的企業(yè) 不少都是跨國集團(tuán)公司，隨著世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，他們正在把生產(chǎn)廠陸續(xù)向外轉(zhuǎn)移。鋁合金車輪生產(chǎn)已大幅度地往發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，特別是亞洲地區(qū)，鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)已星羅密布，且大都具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模和水平。 我國的臺灣在亞洲是鋁合金車輪生產(chǎn)的大戶，最典型的如元富、六和、源恒、民享等公司，這些企業(yè)大都是按日本的生產(chǎn)和管理模式建立的，目前也正在 不斷向大陸內(nèi)地擴(kuò)散。從 20世紀(jì) 90年代開始，我國鋁合金車輪企業(yè)如雨后春筍，迅猛發(fā)展起來，如 戴卡輪載制造有限公司 、 南海中南鋁合金輪轂有限公 司 是我國首批建立的現(xiàn)代化 鋁合金車輪企業(yè)，并最早進(jìn)入國內(nèi)外市場。 隨著我國摩托車躍居 世界王國 的市場形勢，到 20世紀(jì) 90年代中期，一 下子涌現(xiàn)出上百個摩托車鋁合金車輪生產(chǎn)廠?？梢灶A(yù)料，我國輕合金車輪隨著現(xiàn)代汽車、摩托車日新月異的更新?lián)Q代，隨著全世界公路設(shè)施的飛速發(fā)展，必將會在材料、工藝、裝備以及產(chǎn)品開發(fā)手段等方面出現(xiàn)一個突 18 破性的局面。 (3)鋁合金車輪的命名和各部位規(guī)范名稱 我國目前對輕合金車輪的命名，有著眾多極不規(guī)范的名稱； 如鋁合金車輪有諸如 鋁輪轂 、 鋁合金輪轂 、 鋁胎鈴 、 鋁輪圈 、 鋁合金車輪 、 鋁圈 等，甚至還有叫 鋁鋼圈 的，各按自己的習(xí)慣稱呼，十分混亂。由于輕合金車輪的命名不規(guī)范，生產(chǎn)企業(yè)的名稱也各按自己理解來各自命名，五花八門，這是由我國在該行業(yè)剛起步時許多歷史原因造成的，如今經(jīng)過這么多年的成熟發(fā)展。 圖 ： 汽車鋁合金車輪各部位命名示意圖 第 六 章 鋁合金車輪材料及微觀組織 1、 鋁合金車輪材料及結(jié)構(gòu) 近年來，隨著鋁合金車輪產(chǎn)量的迅速提高和技術(shù)的日趨完善，適合于 19 各種需要的車輪用鋁合金得到了開發(fā)。許多汽車制造廠家對各種合金的靜態(tài)、動態(tài)力學(xué)性能及成形工藝進(jìn)行了綜合比較，并探討了各種雜質(zhì) 元素對合金性能的影響。鋁合金車輪的制造成形方法主要為板成形、鍛造和鑄造，其中鑄造成形成本最低，適用范圍廣，易于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，從而最具競爭力。目前鑄造鋁合金車輪已風(fēng)靡世界，其合金主要有兩類 :對于不需要熱處理的合金選用 對于需要通過熱處理提高靜態(tài)力學(xué)性能以增加車輪使用壽命及塑性的合金，則采用類似于 2 目前，西歐國家如德國、意大利、法國、荷蘭、比利時、盧森堡等國家主要采用以銻進(jìn)行變質(zhì)的 、不經(jīng)過熱處理、鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 0 美國 、日本、英國和意大利則主要采用需經(jīng)熱處理，用鈉或鍶進(jìn)行變質(zhì)處理 (金。 車輪輪輛用形變鋁合金，則要求較高的強(qiáng)度 (疲勞強(qiáng)度 )、閃光焊焊接性、滾軋成形性等 ;整體車輪用鑄造鋁合金則要求有良好的鑄造性和足夠的強(qiáng)度。 采用鑄造工藝生產(chǎn)鋁合金車輪輪輻的結(jié)構(gòu)可以多樣化，可以最大限度地滿足各類使用者的審美要求。 2、 1） 具有簡單的共晶型相圖 (見圖 2共晶溫度為 577，共晶成分在 ，亞共晶合金的組織為初 (共晶體 ( + )， 20 過共晶組織為初晶硅 晶體 ( + )。隨著 晶溫度區(qū)間減小，共晶體增加，流動性隨之提高。 金的線收縮也隨之減小，熱裂傾向也相應(yīng)減小。當(dāng) 金呈現(xiàn)出優(yōu)異的鑄造性能。 狀和分布，而硅含量的多少影響較小。不論是共晶硅，還是初晶硅，如果細(xì)小、圓整，則合金既有高的強(qiáng)度，又有 良好的塑性。 2 2 2 i;的三元系分析。其中包括兩個不變的反應(yīng)，見表 2 555時，發(fā)生l+ 95時固溶度達(dá)到 最大為 1 85%，隨著溫度的下降則顯著下降，見圖 2此， 出時效強(qiáng)化相(合金起了強(qiáng)化作用。 2 3 合金元素對 2 3 1硅 (影響 硅 ( 金組織申的第二相， 5% 圍內(nèi)， 時，有利于提高流動性。文獻(xiàn)研究表明， 5小、分布對力學(xué)性能的影響遠(yuǎn)大于枝晶的二次臂間距， 以針片狀存在時，可以看作是材料失 21 效的裂紋源。通過改變 大大提高合金的力學(xué)性能。 2 3 2鎂 (影響 鎂 (素對形成 356合金的影響規(guī)律?？梢钥闯?，隨著 金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度都會有所提高，而伸長率則降低。此外， 氣和變質(zhì)過程中，特別容易燒損，因此應(yīng)嚴(yán)格控制其含量和燒損量。 25% 2 3 3鐵 (影響 鐵 ( 金中一般作為有害元素。 356合金力學(xué)性能的影響?？梢钥闯?， 合金的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度及伸長率，其中伸長率降低幅度很大，使鑄件變脆。其原因在于 :(式出現(xiàn)，該相硬而且脆，往往以粗大的針狀穿過相晶粒，削弱基體，降低合金的延長率和沖擊韌度，而且合金凝固愈慢時，相長得愈粗大。 234 銅 (鋅 (影響 銅 (使 鋅 (會降低合金 的耐蝕 性。因此，爐料中應(yīng)盡量避免 含量應(yīng)控制在 3/4) g。即先把 硅塊加在己預(yù)熱發(fā)紅的柑蝸內(nèi)，再加 2/3 3/4的 后進(jìn)行快速熔化，待鋁基本熔化后，在其表面加上質(zhì)量為爐料質(zhì)量 2%的覆蓋劑。當(dāng)鋁完全熔化，把熔體的溫度控制在 780左右，對熔煉共晶或近共晶鋁硅合金而言，雖然硅的熔點比較高，但硅在鋁液中的溶解度比較大，在 780時是不難熔化的。當(dāng)硅全部熔化后，加入余下的鋁以調(diào)整熔體溫度，使其在 750左右，并加人金屬鎂。 2)熔煉溫度及熔煉時間 :熔煉溫度若超過 780，將造成鋁液過熱而吸收大量的氫氣。在 100 700時含氫 0 在800時含氫 0 45 90O時含氫 1 48 熔煉時間過長，不僅費能費時，還可能增加熔體的吸氣量。所以在保證完全化合的前提下，時間愈短愈好。 3)熔煉的操作要求 :當(dāng)熔體達(dá)到 780左右，用充分預(yù)熱的攪拌棒 (最好是石墨的 )把熔體下部的硅塊輕輕攪動，使其上浮至柑鍋上部。注意絕不能劇烈攪動，以防將硅塊翻弄到鋁液面上或夾于覆蓋劑內(nèi)，與鋁液隔離無法熔化，而導(dǎo)致熔煉失敗。 由于鋁在 800時的密度是 2 36/硅的密度 2 37g/上鋁液表面張力的作用， 上浮的硅塊基本能浸人在鋁液里，并在溶解過程中與鋁液相互濕潤，增加了鋁液對硅塊的粘附作用，從而加速硅塊的熔化過程。 30 在攪動硅塊時，一定不能把硅塊弄到熔體面上，因為硅被氧化會生成高熔點 (1710C)的氧化物。 直接熔煉法的優(yōu)點 : 1)直接熔煉法是運用合金化后能降低合金熔點的原理，把硅直接加入熔煉。因此，創(chuàng)造了良好的合金化熔煉條件，大大降低了合金的燒損。 2)工藝簡便可靠。只要操作認(rèn)真合理、熔煉的合金成分穩(wěn)定，性能可符合要求。 3)特別適合于摩托車輪鼓生產(chǎn)。 4)生產(chǎn)周期 短，可降低能耗，節(jié)約金屬材料，經(jīng)濟(jì)效益比較好。 3 2 3鋁液的供給與運輸 在歐洲、美國和日本，有些鑄鋁工廠 (車間 )熔煉設(shè)備配備較少，所需的鋁液直接來自冶煉廠。如美國福特汽車公司和通用汽車公司雪佛蘭 (鑄鋁車間，所需鋁液來自雷諾 (屬公司煉鋁廠，相隔距離為 4001200m?？速囁估掌嚬緞t從相距 65麥林 (金廠獲得液態(tài)鋁。英國年產(chǎn) 1鋁來自相距 48日本賴奧比 (司生產(chǎn)汽車鋁鑄件的工廠，使用距離千米外的日本輕金屬公司精煉廠的鋁液。德國 1983年鋁鑄件產(chǎn)量 314中壓鑄和金屬型鑄件占 85%，估計消耗了約 500中 8%(40鋁液是由冶煉廠用保溫車直接供應(yīng)給生產(chǎn)鋁鑄件的車間。盡管運輸鋁液的裝備需要花費巨額投資，但由于節(jié)約了重熔所需能耗和重熔時金屬損耗，減少了重熔設(shè)備、爐料庫面積等，從而降低了成本。根據(jù) 經(jīng)驗，利用冶煉廠鋁液生產(chǎn)鋁鑄件，每噸合格鑄 31 件可獲得節(jié)能 2 9 3 3當(dāng)于 805 916 國奔馳汽車公司麥廷根鑄造廠裝載鋁液的保溫爐和運輸鋁液的平板拖車示意圖，如圖 3 圖 3目前我國使用的熔煉鋁的容量較小，可供選擇的熔鋁爐品種也少。但從我國汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢看，應(yīng)當(dāng)重視熔鋁爐，保溫爐的開發(fā)和生產(chǎn)，提高鋁合金熔煉水平。 3 2 鋁合金的熔煉工藝與直接熔煉法 3 2 1熔煉工藝要點 有關(guān)熔煉工藝要點，按操作順序敘述。 1熔化前的準(zhǔn)備與投料 凡與鋁液接觸的用具，如坩堝、攪拌用具、取樣勺、澆包等，都必須干燥、預(yù)熱，并刷涂料。如 有脫落應(yīng)補(bǔ)涂 ，發(fā)現(xiàn)銹蝕時，把陳舊的涂料層除掉，然后重新涂刷。各種涂料的配方 。 所有的爐料要清潔、干燥和預(yù)熱。待柑揭預(yù)熱至暗紅色時，先加人熔點較低的回爐料、合金錠，之后加鋁錠和中間合金。對于在鋁熔體中易氧化、易揮發(fā)的金屬，如稀土、鎂等，則在熔化末期且鋁液的溫度較低時加 32 入，例如可在 680 700將鎂壓人鋁液內(nèi)。有時變質(zhì)或細(xì)化處理的溫度較高，為了迅速降低鋁液溫度，可預(yù)留出少量的金屬，也可以用本牌號的回爐料，最后加人。 2加熱熔化 投料后耍盡快升溫熔化，熔化后鋁液不要過熱，以防吸氣。對金，加人覆蓋劑，使?fàn)t料一熔化就處在覆蓋劑層的保護(hù)之下，這樣可減少熔化過程中皿的燒損，同時又可保護(hù)熔體減少吸氣與氧化。 3精煉處理 達(dá)到精煉溫度后，精煉處理分兩步進(jìn)行 :在熔化爐 (多為反射爐 )中進(jìn)行熔劑 +氮氣噴射精煉，主要以除渣為目的 ;在保溫爐 (多為電爐 )中進(jìn)行懸掛式石墨轉(zhuǎn)子 +氮氣除氣精煉，主要以去氣為目的。 3 3 車輪用鋁合金熔化爐 3 3 1熔化爐的種類 根據(jù)生產(chǎn)條件的不同，可采用不同熔化爐熔化鋁合金，如干床式連續(xù)熔化爐、煤氣爐、反射爐等 。熔化爐與能源消耗和冶金質(zhì)量有直接關(guān)系。目前干床式連續(xù)熔化爐的熱效率最高，達(dá) 30% 40%，其它普通熔化爐的熱效率大多為 15% 20%，最多不超過 25%。在熱損失中，爐氣帶走的熱量約占 50%。為了提高熔化爐的熱效率，主要采取 :(1)利用廢氣帶走的熱量，如預(yù)熱空氣，可以把供風(fēng)溫度預(yù)熱至 350 ;(2)利用絕熱良好的陶瓷纖維作絕熱材料，以減少爐墻的散熱損失。下面介紹幾種爐型。 1干床式連續(xù)熔化爐 33 (1)設(shè)計原理 干床式連續(xù)熔化爐利用壓力霧化燃油實現(xiàn)完全燃燒的原理，配置熔化室、保溫室、出水室 。相連的整體爐體結(jié)構(gòu)和良好的保溫隔層，有效地提高了熱效率，減少了熱損失，使其油耗、爐耗低，再配置自動控制的熱電偶儀表，使?fàn)t溫控制非常方便。干床式連續(xù)熔化爐為較多鋁合金鑄造廠家所采用，其平面圖如圖 3面圖如圖 3 圖 3圖 3 34 (2)爐子的主要技術(shù)指 耗油熔化比 :8OL/t，即每熔化 0L。 熔化爐燒損 : 2 5%3%。 使用壽命 : 8年。 爐外壁溫度 :不超過 65。 (3)熔化爐的結(jié)構(gòu)熔化爐主要有以下幾個部分 : 1)爐體。用 8設(shè)進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)料口、取鋁水口、放鋁水口、扒渣口和輔助系統(tǒng)支撐架。隔熱層采用石棉板圍材料在爐殼內(nèi)部。爐襯采用耐火磚，碳硅磚漿砌成熔化室，保溫室，并留出相應(yīng)的進(jìn)出口。 2)燃燒系統(tǒng)。由油箱、油泵、燃燒器和管道組成，共兩組，分置于熔化室、保溫室。 3)除氣精煉變質(zhì)系統(tǒng)。于取水口另側(cè)設(shè)置除氣精煉變質(zhì)室，用純氮氣施壓吹人鋁液中，配置吹噴熔劑作輔助，并通過可調(diào)的石墨轉(zhuǎn)子下端使氮氣和熔劑均勻散布在鋁液中，使其實現(xiàn)鋁液中的除氣、除渣、精煉之效果，并可在精煉室進(jìn)行變質(zhì) 處理。 4)加料系統(tǒng)?？捎脵C(jī)械方式自動加料，或用手工方式進(jìn)行加料，使搭配好的爐料進(jìn)入熔化室。 5)排煙排氣系統(tǒng)。在熔化爐后上角設(shè)置 300煙氣排出室外。 6)測溫系統(tǒng)。用自動控溫的儀表與測溫?zé)犭娕歼B接，可自動控制各測溫點的溫度。 35 2流化床煤氣發(fā)生爐及煤氣凈化工藝 (1)概述 近年來隨著國內(nèi)熔化爐市場產(chǎn)品價格的不斷競爭，各廠礦企業(yè)紛紛采用固定床煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣來代替原來的燃料 輕油，以求最大限度地降低成本。但在實際使用過程中普遍存在以下幾個問題 :(1)耍燒塊 煤，對煤種有一定的限制 ;(2)焦油量較大，必須定期清焦 ;(3)工人操作強(qiáng)度較大 ;(4)輸送距離受到一定限制 ;(5)環(huán)境的進(jìn)一步改善受到制約 ;(6)操作較復(fù)雜，要求較高。針對以上問題，許多企業(yè)已成功開發(fā)出新一代適用于有色金屬業(yè)應(yīng)用的流化床煤氣發(fā)生爐及煤氣凈化工藝，適用于冶金及熱加工工業(yè)應(yīng)用，車輪行業(yè)己有多家應(yīng)用，顯示出較好的經(jīng)濟(jì)效益。 (2)流化床煤氣發(fā)生爐特點 1)流化床煤氣發(fā)生爐采用成熟的 化氣固兩相間的混合及熱質(zhì)交換，提高了碳的轉(zhuǎn)化率，并且具有較高的氣化強(qiáng)度。 2)在爐膛頂部出口設(shè)有蒸汽發(fā)生器，將自產(chǎn)蒸汽混入空氣中進(jìn)入爐內(nèi)，可增加煤氣中的水煤氣份額，進(jìn)而提高煤氣的熱值 (也可利用外來蒸汽 )。 3)流化床煤氣發(fā)生爐采用飛灰爐外循環(huán)方式，大大延長煤粒在爐內(nèi)的停留時間，因而提高了碳的轉(zhuǎn)化率，煤氣基本無粉塵及焦油，大大提高及改善了煤氣的質(zhì)量和使用效率。 4)由于煤氣爐出口靜壓保持在 1 96 4 9此煤氣管路無需增壓，送氣距離遠(yuǎn)。 5)由于采用了流化床技術(shù)，與以往的固定床技術(shù)相比，停工時煤氣無需放散，可隨機(jī)停爐，因此特 別適應(yīng)有色金屬行業(yè)各種加熱爐、熔化爐、 36 時效爐、保溫爐等的生產(chǎn)工藝要求。 6)煤種適應(yīng)性廣，可直接利用粒煤、粉煤和低劣質(zhì)煤，大大減少了原料成 本。 7)操作簡單，用工少，回收熱能率高，無焦油，運行費用低，無污染，占地面積小。 (3)煤氣凈化工藝及優(yōu)點 1)煤氣的凈化原理及步驟。煤氣凈化和煙氣除塵達(dá)標(biāo)可分為二個系統(tǒng)來完成 :(1)煤氣在原二級旋風(fēng)除塵后進(jìn)人急冷塔裝置，然后再進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行三級除塵降溫，再將煤氣加壓后通過水霧捕滴器，即可進(jìn)人用氣設(shè)備或進(jìn)入貯氣柜 ;(2)煙氣系統(tǒng)的除塵可 采用高溫旋風(fēng)分離器，經(jīng)過濕式除塵后可符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。 2)煤氣冷卻凈化工藝。熱煤氣經(jīng)二級旋風(fēng)除塵處理后，進(jìn)入急冷塔將煤氣中夾帶的灰塵和熱量經(jīng)噴淋冷水沖洗后可除去 50%的灰塵和煤氣溫度下降到 80左右，再迸人洗滌塔，可將帶有水分和微量灰塵的煤氣通過熱水和冷水的噴淋洗滌，使煤氣經(jīng)過水膜和填料 (瓷環(huán) )的接觸，煤氣進(jìn)一步的凈化和降溫，成為潔凈煤氣。由于降溫后的煤氣壓力較低，須增設(shè)煤氣加壓機(jī)為煤氣加壓，使冷煤氣能輸送到較遠(yuǎn)的用氣設(shè)備或貯氣柜。 如果經(jīng)洗滌塔洗凈的煤氣溫度在 35以下時，煤氣中的剩 余水霧會結(jié)成液滴，故需經(jīng)捕滴器去除液滴后，再送往用氣設(shè)備或貯氣柜。 3)凈化煤氣的優(yōu)點。經(jīng)過凈化處理的潔凈冷煤氣凈度高，對輸氣管道和用氣設(shè)備的燒嘴無損害 ;煤氣輸送距離較遠(yuǎn)，管道不需要保溫，并可改小 37 輸氣管道的直徑 ;溫度可自由調(diào)節(jié)，控制方便，使用范圍比較廣泛 ;可加裝煤氣計量儀表，提高經(jīng)濟(jì)效益。 (4)流化床煤氣爐及凈化工藝流程圖 (圖 3圖 33塔式反射爐 當(dāng)熔化量或一次需要量大時，可采用塔式反射爐熔煉。塔式反射爐有周期式和連續(xù)式熔化 兩種，其容量從幾噸至幾十噸。由于爐料和金屬液與爐氣的熱交換需要，塔式反射爐設(shè)計的熔體與爐氣接觸面積大，由此帶來氧化吸氣的傾向亦大。 塔式反射爐的加熱能源有電阻加熱、液體和氣體燃料加熱。普通塔式反射爐的熱效率很低 ( 20%)。為了提高熱效率，近年來出現(xiàn)了新的爐型， 38 如快速熔化塔式反射爐。 快速熔化塔式反射爐采用高溫高速熱流直接沖擊被加熱的金屬，使之沖破材料表面上妨礙熱交換的空氣膜，完成高速對流方式加熱