自新世紀開始,汽車工業(yè)受環(huán)保法規(guī)與全球氣候變暖的倒逼,急欲減輕車的自身質量。當下,降低車的自身質量最有效措施是用盡量多的鋁制造零配件,而車身的全鋁化是做到這一點的捷徑。從2008年開始,工業(yè)發(fā)達國家掀起了改擴建與新建ABS項目的浪潮,截至2015年,全世界已建成與在建的項目共30個,總生產(chǎn)能力4405kt/a,其中中國8個生產(chǎn)能力為1425kt/a,美國的為1810kt/a,占全球的41.1%。
汽車車身薄板簡稱ABS,是沖制乘用車車身覆蓋件的高精鋁合金薄板,厚0.8mm~1.8mm,寬≤2200mm,在4種高精平軋鋁產(chǎn)品(FRPs)中它的技術門坎最高,另三種產(chǎn)品為航空航天鋁合金板、PS與CTP基板、全鋁易拉罐罐身帶材。汽車用鋁板可分為兩類:ABS是專門的一類;另一類是通用板,指除ABS以外的其他所有板帶材,有薄板也有厚板,對其性能要求比ABS的低一些。
嚴格的環(huán)保法規(guī)倒逼汽車輕量化
地球上的溫室氣體越積越多,人類生存環(huán)境受到嚴峻挑戰(zhàn),環(huán)境惡化的主要制造者之一是汽車排放的尾氣。為保護環(huán)境,自上世紀末以來,各國政府與一些組織頻頻出招,歐盟要求2020年在其成員國銷售的汽車應達到90g CO2/km,2016年的油耗不得超過4.5L/(100km),乘用車在城市標準馬路上行駛時,車的自身質量消耗84%左右燃油,乘坐人員及后備箱內裝的物品消耗的燃油僅約占15%。被稱為“車輪上的國家”美國新制定的聯(lián)邦法規(guī)定:2016年小轎車的油耗須達到7.6L/(100km),2025年應降到4.5L/(100km)。日本規(guī)定2015年小轎車的油耗應≤5.5L/(100km),2015年CO2排放量須比2010年的下降29%。當前,中國85%的汽油被各種汽車消耗掉,大城市75%的有害氣體是汽車排放的,中國石油的對外依存度2011年就已超過56.5%,中國面臨著極為嚴峻的資源形勢。
由此可見,汽車輕量化在節(jié)能減排中起著多么重要的作用。汽車輕量化的措施有設計方面的,有加工制造方面的,有用材方面的,但在當今的條件下,前兩方面的“油水”已不大,用密度低的輕質材料取代鋼鐵是最現(xiàn)實的選擇,可用輕質材料有鋁、鎂、鈦、塑料、復合材料,但在眼下與今后一段相當長的時間內,用鋁材取代鋼鐵是最可取的,具有最高的性價比。
國外ABS項目建設風起云涌
全世界這一輪ABS項目改建、擴建與新建熱潮預計2018年基本結束,形成總生產(chǎn)能力約4400kt/a,可以滿足汽車制造業(yè)2030年以前的需求。其中美國的生產(chǎn)能力最大,1810kt/a生產(chǎn)企業(yè)8個;德國的次之,410kt/a,生產(chǎn)企業(yè)4個;日本第三,200kt/a,生產(chǎn)企業(yè)4個;其他6個的總生產(chǎn)能力560kt/a,分別是:韓國120kt/a,沙特阿拉伯120kt/a,瑞士80kt/a,法國120kt/a,比利時80kt/a,奧地利60kt/a。
美國鋁業(yè)公司于2011年投資3億美元擴建艾奧瓦州(Iowa)達文波特軋制廠(Davenport Works)的ABS生產(chǎn)線,已于2013年12月竣工,生產(chǎn)能力200kt/a。
2013年初,美國鋁業(yè)公司投資2.75億美元對田納西州(Tennessee)的美鋁鎮(zhèn)田納西軋制廠的ABS生產(chǎn)線進行改擴建,將原來的一條生產(chǎn)罐身料的生產(chǎn)線改建為ABS帶材生產(chǎn)線,2015年完工,生產(chǎn)能力150kt/a。
奧斯威戈軋制廠(Oswego Works)位于紐約州(NY),屬諾貝麗斯鋁業(yè)公司對工廠原有的ABS生產(chǎn)線進行改擴建,使能力達240kt/a,有2條生產(chǎn)線,每條的產(chǎn)能120kt/a,已于2013年8月投產(chǎn)。該廠原來的主導產(chǎn)品為罐身料。
劉易斯波特軋制廠位于肯塔基州,屬諾貝麗斯鋁業(yè)公司。公司于2014年決定投資3.5億元,新建2條寬幅ABS連續(xù)退火生產(chǎn)線,1臺新的寬幅冷軋機、1個研發(fā)中心,總生產(chǎn)能力220kt/a,2017年2月投產(chǎn),是全球可生產(chǎn)寬2300mm ABS的唯一企業(yè)。
美國在建全球最大的ABS廠。美國特種合金公司(American Specialty Alloys)計劃在美國東南部建一個全世界最大的汽車鋁板帶廠,總投資120億美元,汽車級鋁板生產(chǎn)能力600kt/a,這可是史無前例的。分期建設,首期2016年末建成,2017年6月滿負荷生產(chǎn)。該廠最大的看點為:不但是全球最大的,而且采用小型軋機生產(chǎn)。
肯聯(lián)鋁業(yè)公司是總部設在法國巴黎的專業(yè)生產(chǎn)高精鋁板帶的企業(yè),是由百年鋁業(yè)巨頭普基鋁業(yè)公司(法國)、瑞士鋁業(yè)公司和加拿大鋁業(yè)公司變遷而來的跨國行業(yè)翹楚,由阿波羅全球管理公司、力拓礦業(yè)集團和法國戰(zhàn)略投資基金公司投資成立?下(lián)鋁業(yè)公司于2014年11月就收購位于阿拉巴馬州(AL)馬斯克爾謝爾斯(Muscle Shoals)板帶軋制廠達成協(xié)議。收購完成后,將在2022年前投資7.5億美元對工廠進行改建與擴建,使熱軋生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力從目前的450kt/a上升到700kt/a,并生產(chǎn)200kt/a ABS。
日本豐田商貿公司與神戶鋼鐵公司決定在美國東南部建一個ABS生產(chǎn)廠,生產(chǎn)能力100kt/a,用于制造豐田汽車公司的駱駝牌轎車,它在美國暢銷。項目可于2017年秋建成,2018年初開始滿負荷生產(chǎn)。
日本聯(lián)合鋁業(yè)公司(UACJ)與肯聯(lián)鋁業(yè)公司合作,投資1.5億美元在美國肯塔基州波寧格林縣(Bowling Green)建一個ABS廠,生產(chǎn)能力100kt/a,2015年12月第一卷帶材下線。該廠沒有熔鑄、熱軋、冷軋生產(chǎn)能力,冷軋帶卷由各自的其他平軋產(chǎn)品廠提供。
德國是這次ABS改、擴建工作的起始國,最先進行此項工作的是諾貝麗斯鋁業(yè)公司,隨后比利時、奧地利、法國、瑞士等的有關企業(yè)都進行了相應的工作,并已于2012年結束。截至2014年年底,德國有4個企業(yè)可生產(chǎn)ABS,總生產(chǎn)能力410kt/a。
納切斯特德鋁業(yè)公司屬諾貝麗斯鋁業(yè)公司,位于德國納切斯特德市,1997年開始生產(chǎn)ABS,2009年擴建后,生產(chǎn)能力達到120kt/a。該廠有兩大特點:冷軋帶材坯料卷由阿盧諾夫鋁業(yè)公司提供;2002年激光裁切線投產(chǎn),有4臺裁切機,年生產(chǎn)能力100萬片可直接沖制汽車板金件的尺寸精準坯料,可優(yōu)化材料物流,可以減少周轉和運輸工藝廢料費用。
格雷文布洛伊鋁業(yè)公司屬海德魯鋁業(yè)公司,位于德國格雷文布洛伊市,有2條ABS生產(chǎn)線:AL1及AL2,2003年投產(chǎn),經(jīng)過改擴后總生產(chǎn)能力200kt/a。AL2生產(chǎn)線專門用于生產(chǎn)表面質量高的6xxx系ABS。
哥廷根軋制廠屬諾貝麗斯鋁業(yè)公司,正在擴建ABS生產(chǎn)線,2015年秋完工;生產(chǎn)能力40kt/a。
德國辛根軋制廠位于德國辛根市,屬肯聯(lián)鋁業(yè)公司汽車事業(yè)部,ABS生產(chǎn)能力50kt/a。
奧地利有色金屬加工廠是該國唯一的鋁材與銅材軋制廠,位于蘭紹芬市(Ranshofen)。車身板生產(chǎn)始于2006年,有1條現(xiàn)代化氣墊爐與精整生產(chǎn)線,ABS生產(chǎn)能力60kt/a。
愛勵鋁業(yè)公司設在比利時的杜菲爾鋁板帶有限公司新增1臺寬幅鋁帶冷軋機(2400mm級),以滿足汽車公司對寬幅鋁薄板的需求。杜菲爾鋁板帶有限公司經(jīng)這輪擴建后,可以生產(chǎn)歐洲最寬的ABS,同時生產(chǎn)能力也大幅提升。此冷軋機已于2013年上半年投產(chǎn)。公司的ABS生產(chǎn)能力80kt/a,最大寬度2300mm。
瑞士謝爾軋制廠現(xiàn)屬諾貝麗斯鋁業(yè)公司,2000年開始生產(chǎn)ABS,經(jīng)過改擴建現(xiàn)有生產(chǎn)有力80kt/a。
法國紐布里薩克鋁業(yè)公司屬美國肯聯(lián)鋁業(yè)公司,上世紀90年代中期起開始生產(chǎn)ABS,2004年投資2000萬歐元對生產(chǎn)線進行了改擴建,使其ABS的生產(chǎn)能力達到100kt/a,用獨創(chuàng)的各有特色的5種鋁合金制造不同的鈑金件:FormalexTM系合金,StrongalexTM系合金,SecuralexTM系合金,SurfalexTM系合金,UltralexTM系合金。
沙特-美鋁鋁業(yè)公司(Ma'aden Alcoa)為沙特阿拉伯礦業(yè)公司的英文簡稱。沙特-美鋁鋁業(yè)公司是國外近40多年來新建的產(chǎn)業(yè)鏈最完整的現(xiàn)代化大型綜合性鋁企業(yè),位于沙特阿拉伯東部的港口小鎮(zhèn)——阿爾哈爾角,將是全世界生產(chǎn)成本最低的各種鋁錠與鋁材供應企業(yè)。在原來的設計中并沒有ABS項目,由于看好ABS的市場前景,2013年突然決定增建一條ABS生產(chǎn)線,產(chǎn)能120kt/a。在該公司美國鋁業(yè)公司占30%股份,但由它負責建設與投產(chǎn)后的經(jīng)營管理。
諾貝麗斯-大韓鋁業(yè)公司位于韓國首爾市,工廠在蔚山與榮州,2010年平軋產(chǎn)品生產(chǎn)能力600kt/a,經(jīng)過大規(guī)模改擴建,2014年生產(chǎn)能力達到1000kt/a,其中ABS的生產(chǎn)能力120kt/a,雙雙成為亞洲最大的單一鋁企業(yè)。
截至2013年,日本ABS的生產(chǎn)能力估計為200kt,分布于神戶鋼鐵公司真岡軋制廠、日本聯(lián)合鋁業(yè)公司的福井軋制廠和大阪軋制廠、住友輕金屬公司的名古屋軋制廠。真岡軋制廠的產(chǎn)量約占日本總產(chǎn)量的50%,研發(fā)的5xxx系及6xxx系ABS合金已形成系列,如KS5J30合金與KS5H32合金在日本汽車制造業(yè)獲得了廣泛的應用。
至2015年國外已投產(chǎn)與在建的ABS生產(chǎn)能力近3000kt/a,以美國的最多,占總產(chǎn)能的60%,其次是德國,占總量的13.8%,其他7國占26.2%?膳可a(chǎn)ABS的國外國家共9個。
諾貝麗斯鋁業(yè)公司既是全球最大的平軋鋁產(chǎn)品生產(chǎn)者,也是最大的高端ABS生產(chǎn)者,在全世界5個國家共7個廠(含中國的一個),總生產(chǎn)能力940kt/a,約占世界總產(chǎn)能的21.3%。
國內ABS項目建設急起直追
截至2015年中國已建成投產(chǎn)的ABS項目2個,在建的6個,生產(chǎn)能力總計1425kt/a,占世界總生產(chǎn)能力4405kt的32.35%,其中外商獨資企業(yè)3家,合計生產(chǎn)能力320kt/a,占國內總產(chǎn)能的22.5%。
2009年12月21日有媒體報道,西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司的ABS順利下線,開中國批量ABS的先河。該公司有2條氣墊爐生產(chǎn)線,1條于上世紀80年代中期從美國引進,另1條是國產(chǎn)的,但至今尚未見向德國、日本、美國、韓國主要汽車制造公司批量提供ABS的公開報道。估計生產(chǎn)能力約為35kt/a。
諾貝麗斯(中國)鋁制品有限公司位于江蘇省常州市國家高新技術開發(fā)區(qū),占地432萬m2,投資1億美元,ABS生產(chǎn)能力120kt/a,2014年10月21日建成投產(chǎn)。該公司僅是ABS的下游工藝,坯料帶卷從韓國運來,將視市場情況建二期與補建上游軋制及熔鑄項目。該公司是諾貝麗斯鋁業(yè)公司的獨資企業(yè),2015年可向汽車制造業(yè)批量供應ABS。
在建的神鋼汽車鋁材(天津)有限公司位于天津市西青經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū),為神戶鋼鐵公司獨資企業(yè),注冊資金4.75億元,帶坯卷從日本真岡(Moka)軋制廠運來,總投資11.5億元,ABS生產(chǎn)能力100kt/a,2016年上半年投產(chǎn),滿負荷生產(chǎn)員工140名。
南山鋁業(yè)在建200kt/a高精鋁板帶項目分期建設,設備總投資80億元,一期有一條1(5600mm)+1(4100mm)+5(3000mm)熱連軋線,2800mm CVC 6Plus單機架不可逆式冷軋機1臺及其他配套齊全精整設備。產(chǎn)品結構:厚板80kt/a,薄板帶120kt/a。ABS項目分三期建設:一期120kt/a,二期180kt/a,三期300kt/a。最終形成600kt/a,成為亞洲最大的生產(chǎn)者,與美國特種合金公司并駕齊驅,但二、三期只可算擬建項目。
天津忠旺鋁業(yè)有限公司位于天津市武清區(qū)汽車零部件工業(yè)園,占地面積550萬m2,總投資446億元,板、帶、箔總生產(chǎn)能力3000kt/a,從2015年下半年起陸續(xù)投產(chǎn),2018年全部建成,其中ABS的生產(chǎn)能力300kt/a,這是世界鋁工業(yè)史上空前絕后的大項目,員工總數(shù)可達1萬名。
同人鋁業(yè)有限公司位于河南省三門峽市,是義煤集團的子公司,現(xiàn)在建1條1(4500mm)+1(3300mm)式熱粗-精軋生產(chǎn)線,主要生產(chǎn)厚板,還有可生產(chǎn)薄板帶的冷軋及精整設備,但ABS占的比例不大,僅20kt/a。
中孚實業(yè)股份有限公司是一家中外合作企業(yè),位于河南省鞏義市,有2500mm(1+4)式熱連軋線1條,2500mm CVC 6plus、1850mm CVC 6plus單機架不可逆式冷軋機各1臺,2300mm雙機架冷連軋線1條,總投資45億元,已于2014年4月投產(chǎn),板、帶總生產(chǎn)能力600kt/a,其中ABS120kt/a,有GATV氣墊退火爐。
愛勵國際(鎮(zhèn)江)鋁業(yè)有限公司位于鎮(zhèn)江市京口區(qū),是愛勵國際的全資子公司,一期投資3億美元,建設1臺4064mm熱軋機及配套的厚板設備,已于2014年4月21日投產(chǎn),生產(chǎn)能力50kt/a。現(xiàn)正在建設二期,投資2億美元,ABS生產(chǎn)能力100kt/a,2016年末或2017年初期投產(chǎn)。
鋁加工業(yè)與汽車業(yè)加強合作提高汽車鋁化率
據(jù)稱美國福特汽車公司即將推向市場的2015F-150型全鋁皮卡車的售價僅比2014版車(version)的價格高395美元,即比鋼車身車的高約2400元人民幣,而在運行期間所節(jié)約的油費就為此數(shù)的幾十倍,還未計算減排帶來的社會效益,非常合算,2015F-150皮卡車的問世為推廣ABS的應用樹立了極好的榜樣,為制造這一款車每年就需要鋁合金ABS 350kt,難怪美國鋁行業(yè)大建ABS項目。
當前,如果汽車車身鈑金件全是鋁的,也可以認為是全鋁汽車。中國汽車在鋁化方面才剛剛起步,與發(fā)達國家還有相當大的差距,必須奮力追趕。中國乘人車的平均用鋁量還不到120kg/輛,而發(fā)達國家的已接近150kg/輛,而歐洲汽車2014年的用量為150kg/輛,2020年的用量為180kg/輛,是增長最快的產(chǎn)業(yè)。如果2020年中國汽車的平均鋁含量能達到170kg/輛,比歐美國家的低6%的話,則2020年乘人車的用鋁量(產(chǎn)量按1960千萬輛計算)可達3330kt。由此可見,鋁在汽車中用量的增長潛力甚大。
還有一個非常值得關注的問題是,美國特種合金公司在建的600kt/a ABS項目用的是微型軋機-冷軋工藝,但還不知道這種微型軋機工藝是美國鋁業(yè)公司的MicromillTM-冷軋工藝,還是Hazelett-冷軋工藝或其他工藝,若這種ABS生產(chǎn)線可以商業(yè)化的話,則ABS的生產(chǎn)成本會有相當大的下降,對汽車鋁化率的提高極為有利。用微型鑄造-熱軋工藝生產(chǎn)冷軋帶坯不但建設周期比常規(guī)鑄造-熱軋工藝的短,而且設備與基建投資會有較大下降。
推廣ABS的應用離不開鋁加工業(yè)的汽車制造業(yè)的通力合作,F(xiàn)ord F-150皮卡車的問世就是美國鋁業(yè)公司與福特汽車公司合作的結晶。與2014版皮卡相比,除車身全是鋁合金的外,在懸架系統(tǒng)、車門、發(fā)動機罩、保險杠等也全是鋁合金的,故減重340kg,燃油經(jīng)濟性提升20%。
中國大型鋁加工業(yè)與汽車制造業(yè)已充分注意到了合作的重要性,除中國鋁業(yè)公司與一汽集團達成合作協(xié)議外,南山鋁業(yè)也于3月下旬與北汽股份達成為期五年的戰(zhàn)略合作協(xié)議,在如何實現(xiàn)鋁合金板材大量使用和完善鋁制汽車零部件等方面開展研究。研究工作與加大研發(fā)投是ABS大量與加速應用的強大引擎,只有研發(fā)才有創(chuàng)新。
ABS大量應用時代來了,抓住良機,切勿放過,中國已經(jīng)慢了一拍。ABS即將成為四大民用鋁板帶主角之一(另三個是鋁箔坯料、罐料、印刷版基材),市場前景好。
2020年前,中國ABS市場將為外商獨資企業(yè)(諾貝麗斯(中國)鋁產(chǎn)品有限公司、神鋼汽車鋁材(天津)有限公司、愛勵國際(鎮(zhèn)江)鋁業(yè)有限公司)一統(tǒng)天下,國有及民營企業(yè)的市場競爭壓力甚大。
建設ABS項目應達到一定的規(guī)模,最佳經(jīng)濟效益的生產(chǎn)能力為80kt/a~150kt/a,不能小打小鬧。項目投資額為1.2億元/萬噸或2.5億元/萬噸,前者無上游設備與產(chǎn)品,后者則從頭建起。