The Application of Scanning Electronic Microscope to Producing Tungsten Products
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Abstract: The operating principle of scanning electronic microscope is introduced, as well as its application to producing tungsten products.
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0 引言
铝板带箔材是主要的铝材品种，其生产技术正在向着大型化、高速化、连续化、专业化的方向发展，以提高自动化水平和专业化大批量的生产方式达到减少劳务费用、提高成品率和产品质量、降低生产成本、增加产品竞争力的目的。全国现有各种铝加工企业1400家左右，其中铝板带生产企业300多家，铝箔生产企业90多家。
为冷轧机供坯主要有两种方法，一种是热轧法，一种是铸轧法。铸轧法设备简单、工序简练、生产效率高，但是由于其提供的坯料相当一部分是铸态组织，且往往能生成对后续冷加工非常不利的羽毛状晶，影响后续成品率；热轧法提供的坯料成分均匀、组织均匀致密、平整度高[1]。作为铝板带生产大国的美国和日本采用的都是热轧供坯，其中热连轧供坯是制备制罐用铝板带、高精度PS版等的关键技术。
1 热连轧机组的基本类型
铝热连轧机组的基本类型有4种：单机架单卷取、单机架双卷取、“ 1+1”双机架双卷取、热粗轧+热精连轧。第4种的配置形式有“ 1+3”、“ 1+4”或“ 1+ 5”，具有代表性的为“ 1+4”。
1.1 单机架单卷取热轧机组
单机架单卷取是装备最简单的热轧机组，是我国主要的热连轧设备形式。轧制过程在一台可逆轧机上进行，铸锭经过往复轧制后进行卷取。最小厚度7mm，产能可达15万t/a。其特点是热粗轧和热精轧共用一台轧机，设备投资小。此类轧机装机水平低，轧出的带材质量不高；铸锭的重量比较小，一般为1~ 3t[2]。
1.2 单机架双卷取热轧机组
粗轧在可逆轧机上进行往复轧制，轧到一定的厚度后进行双卷取可逆轧制（3~ 5道次），最小轧制厚度为2.5mm，产能可达15万t/a。这种方式比单机架单卷取好，但由于可逆轧制中不断地开卷和卷取，带材表面质量不高，而且在轧制工艺的制定和实际操作方面要求非常有经验。比如，轧辊的选择不仅要考虑到热粗轧的压下量，也要考虑到铸锭的最大厚度；冷却喷射、和集中润滑必须同时适合于热粗轧和热精轧，满足头几道次的压下要求和最终产品的表面质量等。这在我国的一些国有大型企业中才有这种实现条件。
1.3 双机架双卷取(1+1)热轧机组
通常把1台热粗轧机+1台热精轧机的配置方式简称为“ 1+1”热轧机。它是将单机架热轧道次和时间合理分配到两台轧机，其产能是单机架的1.5~ 1.7倍[3]。
与单机架热轧机相比，在轧制工艺上具有很多优点。比如，带材在精轧机上卷取轧制时不与辊道接触，可以避免表面机械损伤；热精轧为带张力轧制，可使轧出的带材平整，产品质量得到有效提高。
但同时，国内“ 1+1”热轧机组在多年的生产中反映出的问题主要在以下几个方面：①单机架热精轧需要对热粗轧坯料进行3~ 5道次可逆轧制，易造成终轧温度波动大，而这恰恰是生产制罐铝带的敏感因素。②由于多道次轧制，造成多次升速、减速，这种不稳定轧制必然会造成头尾厚度波动大，最终导致轧制产品性能不稳定。③由于轧制道次多，辅助时间增多，生产效率也较低。
1.4 多机架热连轧机组
多机架热连轧机组是由一台或两台可逆热粗轧机和3~ 5台不可逆热精轧机串联构成的连轧生产线。典型的热连轧生产线为“ 1+4”配置方式。这种生产方式具有生产工艺稳定、工序少、产量大、生产效率高等特点，能有效地降低生产成本，轧制后的带坯厚度小，厚度、凸度及板形精度高，产品质量好，是其他热轧生产方式无法比拟的，特别适用于大规模生产制罐料以及优质铝箔坯料等高精度产品。热连轧的终轧厚度可达2mm，生产能力30~ 60万t/a[4]。
由于多机架热连轧机组生产的产品质量好，成品率非常高，产量大，因此是铝板带生产工艺发展的一个重要方向。但同时对机组主体设备的性能、特别是自动控制系统提出了很高的要求。目前我国还是以引进为主，个别企业正在努力地将其实现国产化。
2 我国铝热连轧技术的应用及推广现状
我国现有的铝板带生产厂家大多还使用老式的“水平连续铸锭→锯切→单轧机热轧→冷轧”或“铸轧→冷轧”的设备和工艺进行生产。对于热连轧机组的应用还十分有限，特别是对“ 1+4”式铝热连轧生产线的装配使用还十分有限[5]。
中国在建和拟建的多机架热连轧线已有6条，到2007年可形成年生产能力200万t以上，不但可以彻底结束我国铝轧制工艺相对落后的局面，还将我国铝板带箔的生产技术和产品质量推上一个新台阶。
2005年7月，我国第一条具有国际先进水平的“ 1+4”式铝热连轧生产线在西南铝业集团正式建成投产，这是一条全新的2000mm热连轧生产线，该生产线将生产高档PS版铝板基、制罐料、优质铝箔坯等国内目前需要大量进口的高精尖新铝板带材，年生产能力可达25~ 35万t。
河南明泰铝业有限公司对该技术的引进较早，明泰铝业于2000年10月开始建设年产15万t铝材热连轧生产线。经过2年半的建设，2003年1月正式投产，顺利轧出35mm厚板和7mm厚带坯，其中一部分的厚度为4mm，生产出的产品具有负荷要求的板形与厚度，轧制终了温度稳定，冷轧带材的厚度与状态符合要求。明泰铝业热连轧生产线总投资3亿元人民币，是国外同规模热连轧生产及配套设备投资的1/8。虽然这条生产线与国际先进水准相比还存在一定的差距，且要生产出高档产品尚有许多工作要做，但它毕竟是全国产化的“ 1+4”生产线，也是中华大地上铝加工业第一条“ 1+4”式热连轧，它的地位和意义不可忽视。借助于这条生产线，明泰铝业一跃成为国内三大铝平板轧制厂家之一。
南山集团铝加工厂从日本引进了一套“ 1+4”式2350mm热连轧生产线，可轧制30t的大锭。机组全长397m，可生产产品最大宽度为2200mm，其热轧带卷能力可达40万t。这条生产线已于2006年5月试生产，无疑其将是中国最大的铝板带热连轧生产线。
2004年6月，渤海铝业“ 1+3”式热连轧生产线是美国铝业公司从美国搬迁、经过现代化改造的二手设备，粗轧机的辊面宽度为3600mm，精轧机的辊面宽度为2300mm，并预留出了再增加一个机架的位置。如果各项工作进展顺利，该生产线可于明年建成投产。
亚洲铝业2004年4月开始动工建设“ 1+4”热连轧生产线，其达标达产后可产出铝板带40万t，主要生产高精度铝及铝合金板带材, 如易拉罐、PS板、汽车箱体铝板及船用铝板等，投产日期定为2007年。
此外，青海高精铝板带及特宽厚度板项目由金溢新型铝型材有限公司投资建设，设计采用“ 1+4”式热连轧生产线，产能可达400kt/a。郑州铝工业园区也拟投资一个高铝板带项目，采用铸锭热连轧法，建一条“ 1+4”式热连轧生产线，建成后产能可达400~ 500kt/a。
3 我国铝热连轧技术发展的机遇和挑战
我国的铝板带加工技术落后，产品单一、质量参差不齐，特别是对于高精度特薄铝板的生产，技术和装备都很落后。仅以制罐用铝合金带材为例，我国目前有两片罐装容器厂近30家，年生产能力约130亿只，年需铝合金制罐料约18万t，到目前为止，国内制罐用铝合金带材几乎95%以上都依赖于进口，每年需要花费国家大量的外汇。此外，高精度PS板、航空航天用铝板、滚涂铝板带等产品都迫切需要铝热连轧技术在中国的建成投产。因此说，铝热连轧技术是生产制罐用铝带等的必备技术，铝热连轧线在中国的快速上马是迫切而及时的。
我国对铝板带热连轧生产线的引进如火如荼，从目前的状况来看，热连轧“热”的温度不但没有降低和停止，今后也许还会有多条热连轧项目上马。但仅目前的几条热连轧生产线的产能就已形成一个庞大的供应市场，若再增加几百万吨的产能将会给市场带来巨大压力。据我国国民经济和铝工业的现状及发展趋势分析，2010年以前，国内热连轧产品的市场需求量大约为120~ 150万t之间，因此看来，国内的热连轧生产线如果超过5条，就有可能出现生产过剩现象。高水平的重复建设是不可取的，最终市场决定一切，不必要的资源浪费和低效益怪圈不是投资者期望的结局，因此笔者建议热连轧不宜再“热”。现代化的“ 1+4”生产线在国外已具有完整和成熟的生产工艺技术，目前我们更需要注意的是后期的管理与工艺控制。应该将更多的时间和精力放在工艺开发和技术更新以及科学管理上。
总之，对于新技术和新设备我们应积极引进并快速消化吸收，但同时必须考虑市场容量等因素对技术推广的影响。热连轧技术在我国刚刚起步，需要大量的铝加工人的努力，争取早日实现完全国产化。
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[1] 徐光宪.稀土[M].北京:冶金工业出版社, 1995.56-86. [2] 姜银举, 郝占忠.金属铽蒸馏速度的实验测定及理论计算[J].稀土, 1999, 20(6):11-13. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTZZ199906003.htm [3] 姜银举, 郝占忠.金属镝、钬、铒蒸馏提纯效果的研究[J].稀土.1999, 20(6):14—15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTZZ199906004.htm
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