美国汽车铝材项目建设风起云涌(上)

据德刊《Aluminum·5/2019》报道,俄罗斯联合铝业公司(Rusal)与美国布雷迪工业公司(Braidy Industries)于2019年4月份签署了一份在肯塔基州(Kentucky)建一个铝轧制厂的协议,这是美国近40年来建的首个最大的全新平轧铝产品厂。

SMM网讯:美国建40年来最大铝轧制厂

据德刊《Aluminum·5/2019》报道,俄罗斯联合铝业公司(Rusal)与美国布雷迪工业公司(Braidy Industries)于2019年4月份签署了一份在肯塔基州(Kentucky)建一个铝轧制厂的协议,这是美国近40年来建的首个最大的全新平轧铝产品厂。工厂位于肯塔基州阿什兰县(Ashland),主要生产供北美汽车工业用的铝合金板带材,设计生产能力为:热轧板带材500kt/a,冷轧板带材300kt/a。冷轧板带材的最大宽度2650mm,这是美国可生产的最宽冷带材,新工厂的投产,填补了美国不能生产该宽幅ABS板的空白。

有意思的是,该项目的签署是在美国特朗普政府加征从俄罗斯进口铝10%关税政策公布之后仅3个月。不过早在2017年4月,布雷迪工业公司就对外宣称,将在阿什兰附近建一个全新的铝板带高端轧制厂,将采用全球最先进的工艺技术装备,以确保产品长期有强大的竞争力。

新建合资公司所需要的重熔用铝锭与轧制用的合金扁锭将由俄罗斯新建的泰舍特(Taishet)铝厂提供,此厂正在建设,位于西伯利亚(Siberia)。俄罗斯联合铝业公司称,阿什兰铝轧制厂从俄罗斯进口原铝锭与轧制扁锭,无疑将提升俄罗斯-布雷迪公司产品的附加值。合资公司的投资2亿美元,俄罗斯联合铝业公司占40%,其余的归布雷迪公司。

俄罗斯联合铝业公司的原铝全部是用水电生产的,因此俄铝成为俄-美阿什兰轧制公司低碳原材料的特殊供应者,他们签署10年供应合同,可少排放200万吨碳。这是全世界首家高端平轧铝产品厂,完全用的是高品质的预合金化的低碳的扁锭,也是这类企业最大的。布雷迪阿特拉斯公司(Braidy Atlas)与俄罗斯联合铝业公司的这笔交易金额约5亿美元/a。

合资公司的债务由双方按股权分摊,将另行签订详细协议,北美汽车市场对铝合金板带的需求都大于其他地区的,同时,过去5年的年平均增长率也比世界其他地区的大,今后相当长的时间内仍将如此。这种高需求的动力来自环保部门的压力,即对汽车的温室气体排放有严格要求,美国还出 台了“公司平均燃油经济性”(Corporate Average Fuel Economy,Cafe)条例。为了执行这些环保法规与条例,汽车厂就得想方设法减轻汽车的自身重量,而为达到此目标,有效途径只有两条:一是改进设计;一定尽量多采用密度低的轻质材料,以减轻零部件的净重。但在当前条件下,改进设计的效果已不大,而减轻汽车净重最有效措施就是采用尽量多的轻质材料制造零部件。制造汽车结构件用的轻质材料有铝、镁、铝基复合材料、钛,但是综合性能最佳的是铝,其次是铝基复合材料,至少在2040年以前是如此。

美俄合资公司的战略目标

美俄合资公司的发展战略目标是成为北美最先进的与碳足迹最低的大型平轧铝产品企业,而与俄罗斯联合铝业公司进行合作,此问题就可以得到圆满解决。但除了轧制用的铝合金扁锭外,还需进口一部分重熔用原铝锭P1020,进口的轧制扁锭为5XXX系及6XXX合金,当然还有为数不多的轧制航空器厚板用的7075型合金扁锭,扁锭的各项性能指标完全符合布雷迪公司的标准。

从俄罗斯进口铝合金扁锭,可以获得最大的节能减排效果,俄罗斯联合铝业公司也从中受益匪浅,出口可达50亿美元,同时签订了长达10年的合同,市场可靠稳定。

第二项战略目标是长期的,也是直接经济效益最大的,即与汽车制造厂进行长期的战略合作,将一部分薄板(厚度≤6.35mm)加工成可装备白车身的零部件,这是一项双赢工作,但铝加工厂的获益会更大一些。

阿什兰轧制厂将是世界上装备最先进的,轧制设备将全部从德国西马克公司引进,汽车ABS带材将是全球一次性建成最大的,至少有2条以上连续退火生产线。不过此厂是否能如期建成还很难说,因为美国国会领导人提议让特朗普政府对此厂建设进行审查,原因是俄方投资者为国家银行所有,可能会危及到美国的安全,但肯塔基州当地的工人却对此抱有很高的期望,因为它能给这个陷入困境的地区带来数百个高新岗位。

诺贝丽斯铝业公司

诺贝丽斯铝业公司(Novelis)是一家印度公司,它的母公司是印度铝工业有限公司(Hildalco Industries Limited,也可译为欣达尔科工业有限公司),印度铝工业有限公司又是阿迪特亚·比拉集团(Aditya Birla Group)的子公司,但诺贝丽斯铝业公司是在纽约注册的,也是在纽约证券交易所上市的,它的营业额的75%以上是在北美洲。

诺贝丽斯铝业公司原是世界上最大的通用铝板带生产与废旧易拉罐回收-再生企业,2018年7月26日收购了爱励铝业公司(Aleris Corp.),从而可以生产所有的铝合金板带材,成为了目前最大的平轧铝产品企业(FRPS),不过航空航天铝板带生产研发领军者仍是奥科宁克公司(Arconic),诺贝丽斯铝业公司是亚军。

2017年诺贝丽斯铝业公司在全世界10个国家建有轧制厂与UBC(废旧易拉罐)回收厂,有员工约11000名,2018年的预期收入115亿美元。自2007年印度铝业有限公司以60亿美元收购了诺贝丽斯铝业公司以后,在过去的10年又陆续投入20亿美元对原有的生产线进行了改扩建,巩固了它在世界汽车、管材铝板带领域的领导地位。诺贝丽斯铝业公司总部在美国亚特兰大市(Atlanta),收购了爱励铝业公司以后,它在全球11个国家共有37个工厂,总资产约150亿美元,员工约16500人。

爱励铝业公司概况

爱励铝业公司被收购前在世界各地共有13个生产单位。截至2018年6月30日的上半年,三大地区的铝材产量分别为北美洲259.8kt,欧洲172.7kt,亚洲太平洋地区14.9kt。这三个地区轧制产品的总生产能力1000kt/a,而2018年上半年的总产量为447.7kt/a,可见产能利用率达89.5%,效益很不错。

生产汽车板带材的工厂有比利时的度菲尔轧制厂(Duffel)、德国的福尔德轧制厂(Voerde)、美国肯塔基州的刘易斯波特(Lewisport)轧制厂;生产航空器板带材的工厂有德国的科布伦茨(Koblenz)轧制厂、中国爱励(镇江)铝业有限公司,诺贝丽斯公司收购了这两厂后,从此进入了可生产航空航天高端铝合金板带材行列。此外,爱励铝业公司生产铸造产品的7个厂都位于美国:阿什维尔(Ashville)、布克哈诺(Buckhannon)、克拉顿(Clayton)、达文波特(有2条生产线,Davenport)林肯郡(Lincolnshire)、里士满(Richmond)、马里奇斯维尔(Uhrichsville)。

在过去几年内,爱励铝业公司投资9亿美元对短板与高附加值产品系统做了较大规模改扩建,采用世界上少有的最先进的4064mm4辊可逆式热轧机,4辊3760mm冷轧机,可生产世上最宽最厚的冷轧板,既可以生产热处理不可强化铝合金板,也可以生产热处理可强化的2XXX系及7XXX系合金。爱励(镇江)铝业公司就是科布伦茨轧制厂的翻版,并于早些时候通过了ISO与Nadcap的认证,所生产的厚板不但满足了国内一些需求,而且还批量销往国际市场。

科布伦茨轧制厂的半连续铸造机可铸造所有变形铝合金(含Al-Li合金)大扁锭,完全符合航空材料的有关标准。对杜菲尔轧制厂的相关设备也进行了现代化升级改扩建,可满足汽车工业对高品质板带的需求,投资3.5亿美元对刘易斯波特轧制厂作了相当大规模的高新技术改造,新建了一条可进行预处理的连续气垫式退火生产线(CALP,Continuous Annealing Line With Pre-Treatment),可以生产各种铝合金不同状态薄板带。建在德国纳切斯特德(Nacherstedt)的废铝回收再生中心于2014年投产,再生合金锭生产能力400kt/a,是全世界最大的。2018年诺贝丽斯铝业公司在北美洲、南美洲、欧洲、亚洲共建有24个平轧铝产品与再生铝厂,总生产能力约3300kt/a。

刘易斯波特轧制厂是一个专业轧制ABS的工厂,这在世界上是首家。新建的CALP生产线于2017年12月投产,另外还增添了1台不可逆式冷轧机与一个与底特律汽车厂合作的研发中心,对增加铝材的应用对此中心寄予了厚望。该厂扩建项目的完成标志着爱励铝业公司在战略转移上迈出了一大步。

合并前的诺贝丽斯铝业公司

未与爱励铝业公司合并前,诺贝丽斯铝业公司就已是世界汽车、包装、建筑-结构、通用工业等薄带生产领跑者,也是废旧易拉罐回收与再生处理的冠军,在汽车废铝回收与利用方面也站在行业的最前列,收购了爱励铝业公司后如虎添翼,稳坐天下平轧铝产品企业的第一把交椅,同时它对现有企业改扩建脚步从未停止,2018年5月14日宣布,投资3亿美元在肯塔基州古斯里(Guthrie)建一个汽车铝板带厂,占地37160m2,增加就业岗位约125个,生产能力200kt/a,计划2020年投产。

2018年5月23日公司宣称,将投资1.8亿美元使中国诺贝丽斯(常州)板带有限公司ABS生产能力翻一番,新建一条连续退火固溶处理线(CASH,continuous annealing solution heat),生产能力100kt/a,还新建一条高速纵剪线与一条自动包装线,可于2020年投产,新增全职员工160名,常州工厂一期工程2014年投产,2018年达产。

自2011年以来,对汽车铝板带项目改扩建与新建生产线的投资达5.5亿美元,使其全球汽车铝板带的生产能力为其2010年的3倍。

联合公司的设想

诺贝丽斯铝业公司收购了爱励铝业公司以后,爱励铝业公司不再以原有名义从事商业经营活动,从此消声湮没,但诺贝丽斯公司在鼓足干劲前行,制订了雄心勃勃的规划:

一是建立更加完善的产业链,航空航天、罐料、汽车、建筑-结构、商业运输装备及特种需求板带生产齐头并进,向所有的经济部门提供所需的优质板带材。

二是科布伦茨轧制厂的生产与研发中心已有50年,积累了丰富的经验,有一批高素质科技人才,与诺贝丽斯美国肯尼索(Kennesaw)市大西洋(Altantic)研发中心结合在一起,将形成一支实力雄厚的优秀科研队伍。

三是大力整合亚洲经营业务,使再生铝、铸造、轧制与精整生产更有效地发挥效能,提高效益,更好地为日益扩大的亚洲市场服务。

四是镇江爱励铝加工与常州铝板带有限公司相距很近,可联合与上海期货交易所(SHFE,Shanghai Futures Exchange)建立紧密的业务往来,提高市场竞争力。

五是爱励铝业公司在美国的尤里奇斯维尔(Uhrichsville)轧制厂及其他工厂有很强的双辊式连续铸轧带坯生产能力,是生产建筑-结构(B&C,Building and Construction)铝合金薄板带很有效益的工艺,可将此技术移置到印度,在印度生产高附加值产品(CAP,Value Added Products),此项工作正在进行中。

六是大力发挥诺贝丽斯铝业公司生产汽车铝板带优势,全力以赴开拓汽车铝市场,扩大铝在汽车中应用,预计2028年北美乘用车铝含量将达257kg/辆,比2015年的上升42%。诺贝丽斯除了旨在增加汽车用铝量的举措外,还特别专注于提高回收高价值汽车废料量,增加汽车生产中用铝的再生成分比例。

七是提高铝对钢材的竞争力,在生产平台建设、研发与服务方面下更大功夫,投入更多,服务更周到。2025年中国汽车产量可达3.4亿辆。2018年全世界有225种以上的车型采用诺贝丽斯公司的铝,2018年公司ABS的生产能力约750kt/a,美国肯塔基州厂和中国常州厂的扩建项目完工后,ABS产能可上升到100万t/a。

八是继续提升汽车铝合金研发水平。诺贝丽斯铝业公司是世界最大的平轧铝产品生产企业,与汽车铝合金打交通也已40余年,公司拥有一批高素质的工程师与冶金、化学、计算机等科学家,与汽车工业的材料成型、连接与机械方面合作形成一股强大的研发力量,在每年投入的科研经费中汽车铝材研发有40%,还拥有全球研发中心与几个实验室。诺贝丽斯公司先后推出的汽车铝合金有成熟的高成形性合金AdvanTM6HF-e200,正在研发的即将面世的AdvanTM6HS-s650和AdvanTMTUHS-s701,它们的抗拉屈服强度Rpo.2分别为350N/mm2与500N/mm2。为了更好地推广铝在汽车中的应用,公司还将在美国密执安(Michigan)与中国各建一个技术中心,与汽车厂紧密合作,共同解决铝在应用中的一些技术问题。

此外,在早些时候制订的规划中,有一项是在汽车板带材中再生铝含量达80%的目标规划,现在诺贝丽斯公司正在加油干,生产汽车板带材的再生铝含量比其他任何公司的都高,但要达到80%的目标,现在看来还有一定难度,最好把它看成是一个较长远的中期奋斗目标。

奥科宁克铝业公司

奥科宁克铝业公司2018年11月称,董事会从公司的发展战略和业务量方面考虑,决定将公司一分为二:工程产品与锻压部(Engineered products & Forgings)与全球轧制产品部(Global Rolled Products),同时不再将停产的特克萨卡纳轧制厂(Texarkana rolling mill)卖给泰晨国际(Ta Chen International);匈牙利埃杰锻压公司(Eger forgings business)也不再卖给安吉斯特罗汽车集团(Angstrom Automotive Group)。

扩建田纳西轧制厂

为了满足工业部门与汽车工业对铝合金薄板带日益增长的需求,奥科宁克铝业公司于2019年初决定投资1亿美元,对诺克斯维尔(Knoxville)附近的田纳西厂(Tenessee Operations plant)的热轧线进行改扩建,并增加一些精整设备。该厂是北美平轧铝产品的大企业之一,改扩建工作完成后,更加巩固了它的大厂地位,更好为用户服务,全部工作可于2020年第4季度完成,可新增就业岗位约70个。

在未来10年内,北美汽车市场对铝合金薄板的需求可增加一倍,这是独立研究机构-杜克环球公司(Ducker Worlawide)的预测。2015年以前美国铝业公司投资3亿美元对田纳西轧制厂作了大规模改造,这次新投资是上次工作的继续。

大力提升航空航天铝、钛材产量

奥科宁克铝业公司是全世界最大的航空航天铝、钛材及其零部件与紧固件生产者,铝合金板带材生产集中在美国的达文波特轧制厂(Davenport Works),挤压材与锻件生产主要在拉斐特(Lafayette)厂,此外,3D打印航空器零件也是奥科宁克公司的主打产品。2017年这些产品的销售额占公司总销售额的42%。2015年以来,奥科宁克公司与波音公司(Boeing)、空客公司(Airbus)、艾姆布拉尔(Embraer)、通用电气公司(GE)和洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)签订了130亿美元的新供货合同。2018年7月又与波音飞机公司签订了一份长期板材供应合同,向波音商飞公司(Boeing Commercial Airplane)提供制造飞机用的板材,包括机身、机翼用又长又宽的板材,特别是制造787和777X新飞机用的碳纤维增强的铝合金复合厚板。奥科宁克公司除在达文波特轧制厂生产厚板外,还有英国的基茨格材(Kitts Green)轧制厂与意大利弗西纳(Fusina)轧制厂,不过它们的产量都很小,总产量也不会超过40kt/a。

为了生产世界上最厚的整体式带肋机翼壁板用的特厚板,奥科宁克铝业公司在达文波特轧制厂新上了1台特厚板拉伸机(Very Thick plate strecher,VIPS),同时还上了1台新的大型辊底式固溶处理炉,它们可以生产天下从未生产过的宽、大、长、厚铝合金板,已于2019年开始商业化生产。除大力强化航空航天铝材供应外,还在向汽车工业、半导体、消费电子产品产业进军。

重启特克萨卡纳铝板带精加工线

为了满足汽车市场对铝板带的需求,奥科宁克铝业公司投资1400万美元,于2018年6月重启停产的特克萨卡纳(Texarkana)轧制厂的精加工生产线,改造工作可于年底完成,2019年1月正式投产,新增就业岗位35个。

肯联铝业公司

在乔治亚州建汽车结构件厂

2016年初肯联铝业公司(Constellium)计划投资2000万美元在乔治亚州新建一个汽车结构件厂,项目总价值3200万美元,2016年初开工建设,已于2017年完成,2019年末可以创造约150个高新技术工作岗位。

收购鲍灵格林厂三箭铝业公司的股份

2018年肯联铝业公司收购了三箭铝业公司(TriArrowsAluminum,TAAH)在鲍灵格林轧制厂49%股份,此股份的实际持有者为日本联合铝业公司(UACJ),同时还签署了肯联铝业公司向鲍灵格林厂提供ABS(汽车车身薄板)带卷5a的协议,ABS带材生产能力100kt/a,2020年可满负荷生产,产品为高端5XXX系及6XXX系合金带材,用于制造汽车覆盖件。此项收购完成后,显著提升了肯联铝业公司在北美汽车材料市场上的竞争力。

向奥迪A6提供薄板

从2019年起,肯联铝业公司向奥迪公司新版A6汽车提供覆盖件铝合金薄板,对这些板材进行了特殊的处理,具有良好的拆边性能与耐绳索捆绑性能(ropingproperties),所开发的Securalex P6合金是一种高端吸收冲击能的合金,用于制造发动机盖,新研发的高成形性合金得到广泛应用,受到一致点赞。

超精密厚板生产线

肯联铝业公司新建的超精密厚板生产线(AlplanTM Beyond Precisionline)已于2018年11月投产,与传统生产工艺相比,在新生产线上制造的厚板平直度高15倍,材料损耗下降40%,产品返工率减少90%。

其中,合金有优异的力学性能,成形稳定性(shape stability)特佳,尺寸偏差极严,可以大大减少用户的加工质量、废料量、生产成本;用户的制造时间可缩短50%,增加生产线产量;通过轧制工艺的精准控制,板材达到特级平直度,采用先进的热处理工艺,两面都得到恰如其分的轧制,因此能顺利地装配,消除了低价值的加工检验。厚板生产流程合理,板中残余应力极低,因此AlplanTM的稳定性比常规轧制板的大2倍,因此工件返工率下降90%;有极好的阳极氧化性能,即使典型的难处理工件也能轻松地进行氧化处理。

JW铝业公司

JW铝业公司提升铝箔装机水平

2018年10月,JW铝业公司宣称投资3.20M美元对铝箔装备进行升级改造,主要对现有轧机、退火炉、纵剪作必要的改扩建,以提高空调箔、蜂窝箔、软包装箔等的品质与产量,更好地为市场服务。主要投资于阿肯萨斯州鲁塞尔维尔铝箔厂(Russelville)、密苏里州圣路易斯轧制厂、宾夕法宜尼亚州威廉姆斯波特铝箔厂。对南卡罗里纳州古斯克里克(Goo5e Creek)轧制厂作适当扩建,该厂生产铝板带,工程可于2020年完成。

霍利山轧制厂建哈兹雷特连铸连轧线

JW铝业公司是美国较大的平轧铝产品企业之一,现有4个轧制厂:密苏里州霍利山轧制厂与圣路易斯(st,Louis)轧制厂、路塞尔维尔轧制厂(Russellville)、宾夕法尼亚州威廉斯波特(Williamsport)厂,公司业务都在美国,今后的发展战略仍是为北美用户服务,但要大力提高附加值,向深加工产品发展,同时也要开拓国际市场。

今后的主要扩建项目是建一条全新的双带式哈兹雷特连铸连轧生产线,它由一台双带式哈雷特铸造机(如图)与其后的双机架热连轧线组成。哈兹雷特As2000型铸造机(HaxelettR Model As2000)是美国哈兹雷特带材铸造公司(Hazelett Strip-Casting)提供的,可产带材宽度2000mm,厚19mm,生产能力50t/h,可生产的合金为1XXX、3XXX、5XXX及6XXX系;双机架热连轧线将19mm的铸造带材轧成大体为2.5mm厚的热轧带卷。

热连轧机列从意大利米诺公司(MINO)引进,是北美首条这类大的生产线,除中国有两条外,还有一条在海湾地区。在当前生产冷轧用的热轧及铸轧带卷中是最节能的,也是最环保与成本最低的,此工艺的不足之处是,不能生产航空航天2XXX系及7XXX系板带材与铝-锂合金板带材,而在生产铝箔带坯方面有相当强的竞争力。在JW公司新建的项目中还有一台高档轧辊磨床。
霍利山轧制厂项目可于2020年6月完工,其单位产品能耗0.205kwh/kg,仅为传统铸锭热轧法的37%;单位产品(t)的温室气体排放155kg/t,仅为铸锭热轧法的37.3%。这就是JW铝业公司选择哈兹雷特工艺的主要理由,另外它也看到了中国的两条生产线都达到了预期的目标。

(未完待续)


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