2019年,全球鋁擠壓材總產(chǎn)量約3700萬噸，中國約2050萬噸，北美約250萬噸，日本近81萬噸，德國約62萬噸。它們都是用通過熱擠壓法生產(chǎn)的產(chǎn)品，在熱擠壓之前把錠坯加熱到320℃～520℃。合金不同錠坯的允許最高加熱溫度也不同，例如，1系合金為400℃～470℃；2系合金為320℃～460℃；6系合金為480℃～520℃，是允許擠壓溫度最高的合金，6061、6063合金的最高允許溫度可至520℃，不過也不常用這么高的溫度，一般在500℃左右，這兩種合金也是最常用的合金，其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的75%；2系及7系合金擠壓材的產(chǎn)量不到總產(chǎn)量的8%，多為航空航天、軍工及其他受力結(jié)構(gòu)材料。

擠壓材生產(chǎn)過程中，需要加熱耗能的工序有：熔煉、擠壓前的錠坯加熱、擠壓筒與模具等的加熱，離線固溶處理與時(shí)效處理的加熱與保溫。所用的熱源可是電熱（電阻或感應(yīng)加熱），也可是燃?xì)饧訜?，?0年來，德國拉多爾夫澤爾市擠壓技術(shù)公司（extrutec GmbH in Radolfzell）在快速燃?xì)饧訜嵯到y(tǒng)方面取得了很大成就，例如,在近期的創(chuàng)新中最顯赫的是埃蘇加熱系統(tǒng)（ESU, Eco Shower Unit），這是一套與長錠燃?xì)饧訜釥t連成一條線的節(jié)能水熱式裝置，2019年已在德國與中東得到推廣，有較大的節(jié)能效果，獲得好評(píng)。

經(jīng)濟(jì)噴淋加熱技術(shù)

擠壓技術(shù)公司的埃蘇加熱系統(tǒng)有較大的節(jié)能效果，有以水預(yù)熱的長錠運(yùn)輸機(jī)，與燃?xì)鉅t位于一線上，聯(lián)成了整體。鋁及鋁合金有很高的熱導(dǎo)率(0℃ ～100℃時(shí)為238 W/m﹒K), 可以在短時(shí)間內(nèi)吸收大量的熱，升高溫度，但是爐氣的能量密度(energy density)低，不能在短時(shí)間內(nèi)使鋁錠的溫度有較大上升，如果通過熱交換器作用，這個(gè)設(shè)想就有可能實(shí)現(xiàn)。擠壓技術(shù)公司的S·比爾（Stefan Beer）工程師本著這條思路發(fā)明了埃蘇加熱系統(tǒng)，因此，該系統(tǒng)又可譯為經(jīng)濟(jì)噴淋加熱器。這種鋁長錠的加熱方式是：首先用360℃的燃?xì)鉅t氣火加熱熱交換器內(nèi)的水，水溫可以上升到90℃，在錠坯通過噴淋室時(shí)，將90℃的水噴灑到緩慢前進(jìn)的錠上。長錠通過噴淋加熱室的時(shí)間為4min～5min，被加熱到90℃的錠坯長度為所需擠壓短錠長的3倍，水是循環(huán)的。從熱交換器內(nèi)出來的煙氣的溫度為120℃～130℃，而不是燃?xì)鉅t平常排放煙氣的250℃～300℃。采用埃蘇加熱系統(tǒng)可節(jié)能約15%，這不是一個(gè)小數(shù)，對(duì)于一個(gè)擠壓材年產(chǎn)量幾十萬噸的企業(yè)來說，不容忽視。

長錠經(jīng)噴淋水加熱到90℃后，隨即進(jìn)入常規(guī)的燃?xì)饧訜崾一蚋袘?yīng)加熱爐，加熱到擠壓溫度后被剪切成規(guī)定的長度后送入擠壓筒。噴淋到長錠上的被弄臟的水流入過濾器，濾清后循環(huán)使用，同時(shí)把錠坯表面洗得干干凈凈。

用熱水加熱鋁擠壓錠不但節(jié)能，同時(shí)排放的溫室氣體CO2也有所減少，因?yàn)橛玫娜剂?mdash;—液化氣用量下降了。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，加熱爐長度可縮短，因?yàn)榧訜釥t的區(qū)數(shù)可減少，一般爐的長度可短1.5米。

實(shí)際應(yīng)用

至2019年底，全世界有4個(gè)鋁材擠壓廠使用或即將投產(chǎn)埃蘇長錠加熱系統(tǒng)，3個(gè)廠在德國：伍托斯希根鋁廠(Aluminium-Werke Wutoschingen,AWW), 正在增建新的擠壓生產(chǎn)線：費(fèi)爾伯特市(Velbert)的恩布斯洛鋁業(yè)公司（Erbosloh Aluminium GmbH）；擠壓技術(shù)公司(extrutec GmbH)。另一個(gè)廠是阿拉伯聯(lián)合酋長國的一個(gè)鋁合金型材擠壓公司，也訂購了一臺(tái)。這些公司的實(shí)踐表明，建設(shè)熱水加熱錠坯裝備的投資可在不到一年的時(shí)間內(nèi)收回，回收期這么短，實(shí)屬罕見。

應(yīng)用表明，此前沿新技術(shù)有四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是燃?xì)鉅t可制的短一些，是目前市場上最短的爐；二是錠坯清潔系統(tǒng)可將其表面上的一切臟物與粘附的顆粒清除，有利于延長模具壽命；三是現(xiàn)有的一切裝備與手段都可以利用，沒有廢棄；四是各項(xiàng)溫度可以得到精確的控制。另外，德國政府對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的推廣也很重視，聯(lián)邦環(huán)境部對(duì)應(yīng)用此技術(shù)的企業(yè)給予一定獎(jiǎng)勵(lì)。

結(jié)語

擠壓用長錠經(jīng)濟(jì)噴淋熱水加熱技術(shù)，是一項(xiàng)新的前沿技術(shù)，投資不大，可在1年左右收回，是一項(xiàng)節(jié)能減排工程，不但新建擠壓生產(chǎn)線可以應(yīng)用，也適用于現(xiàn)有生產(chǎn)線的升級(jí)改造。我國正在黑龍江和廣東地區(qū)建設(shè)大型鋁擠壓材項(xiàng)目，最好能對(duì)此技術(shù)了解一下，可否引進(jìn)一條試試，也希望現(xiàn)有的鋁擠壓企業(yè)對(duì)此有所了解。