这套装备实现了中国人的“易拉罐自由”——2300mm六辊铝带冷轧机组研发记

科技日报记者 孙越

可乐、啤酒、凉茶……生活中，易拉罐几乎随处可见。然而，鲜为人知的是，易拉罐料加工曾是铝加工行业的“老大难”——我国制造易拉罐的关键材料加工设备，多年来几乎完全依赖进口。

近期，入选“洛阳市装备制造业十大标志性高端装备”的好消息传到了中色科技股份有限公司（以下简称“中色科技”）。他们研发的2300mm（毫米）单机架六辊铝带冷轧机组，结束了国外公司在超薄罐料板带箔关键装备及轧制工艺技术上的长期垄断，成为打破易拉罐料设备依赖进口局面的“争气机”。

缩小代级差距

小小易拉罐，其材料究竟藏着什么玄机？首先，它超薄，厚度仅相当于两张白纸；其次，它强韧，能够承受饮料内压、运输堆叠及高速灌装冲击等多种压力；再者，它平整，每生产1000米长的产品，起伏度要小于1毫米。

六辊轧机是生产易拉罐料的关键设备，还可以生产多种高附加值的铝合金。然而长期以来，六辊轧机完全依赖进口，成为铝轧机设计行业的“心头之痛”。20年前，有几家铝加工龙头企业花重金从国外引进最先进的六辊冷轧机，试图寻求突破。当时，我国在铝加工领域虽已取得很大进展，但还只限于四辊轧机范畴，在代表更高水平的六辊轧机领域，与国际顶尖行列存在“代级差距”。“板形不好，厚差控制不稳，根本生产不出合格的易拉罐料。”中色科技装备公司副总经理郭坤龙道出了当时的困境。

作为有色金属加工装备研发的“国家队”，中色科技挑起了这一装备国产化的担子。2004年，首台国产UCM（万能凸度控制）六辊轧机诞生。“如果说国际先进的六辊轧机是精装屋，它简直是‘毛坯房’。”回忆起10余年前的攻关历程，中色科技装备公司主任工程师王怀玉记忆犹新。

穿带是轧机试车工作中的一个重要节点，推辊则是穿带前的最后一项重要任务。只有六根辊子全部推入轧机本体，才能进行整个机组的联调联试。然而，最后两根工作辊的推入，成了当时技术团队面临的大难题。

团队费了九牛二虎之力，最后两根辊子要么配合间隙不合理，要么接触面有卡阻，要么推进动力不足。“当时我们立了军令状，两天之内必须完成。”王怀玉说。

在距离期限只剩1天时，团队采取了非常规办法：用天车带动钢丝绳拉。可阻力太大，钢丝绳竟被拉断。那是凌晨3点的车间，王怀玉眼看着半段钢丝绳从面前划过，“嗖”地抽打到身旁的设备上，发出巨大的回响。

那一夜，被钢丝绳抽痛的不只是厂房设备，更是技术团队所有人的心。

也是从那时起，中色科技开启了“对标国际先进+深挖客户痛点+自主核心攻坚”之路。他们紧盯全球技术前沿，积极与国际一流同行开展交流合作，并将研发的根扎进生产一线。

2013年，第二代六辊轧机应运而生。这个2.0版本运用了很多先进技术，但依然“不成体系，核心技术没有完全攻克。”王怀玉说。

突破宽度极限

在板型综合调控能力、厚差稳定性、材料加工工艺等诸多方面，团队从一次次试错中汲取经验，又在一次次摸索中找到突破路径。十年磨一剑，团队研发的六辊轧机又从2.0版本迭代到了4.0。

2023年6月，机组负荷试车，第一卷合格铝材成功产出；2024年9月，项目通过最终验收。这台“争气机”可以崭露头角了。

4.0版本六辊轧机的首个“战场”，选在全球罐料的主要供应商之一、易拉罐料年产量约50万吨的河南中孚高精铝材有限公司。在这里，它成功实现了0.258mm以下超薄罐体铝带材的批量化、稳定化生产，一举打破国外公司在超薄罐料板带箔关键装备及轧制工艺技术上的长期垄断。

“使用进口六辊冷轧机，一套设备成本要3亿多元，建设周期也长。”中孚高精铝材公司副总经理曹永国感慨道，“国产设备不仅将成本削减了2/3，设计制造周期也大大缩短。我们与技术团队的沟通也更顺畅。”

“这套设备的技术难点，在一个‘宽’字！”郭坤龙告诉记者。

轧机能够轧制的带材宽度范围，是衡量轧机能力的关键指标。王怀玉比喻道：“就像摊煎饼，碗口那么大的煎饼很容易摊得均匀漂亮；而要摊一张餐桌那么大的煎饼，还要它保持品质，甚至更薄更匀更有韧性，就难得多。”

设备搭载了中色科技自主研发的UCM大窜动量（±550mm）中间辊横移弯辊抽动系统。“它像是一组‘万能轧面条机’，可以通过辊轴的精密窜动，突破常规轧机轧件宽度范围的极限。”郭坤龙介绍，它能够灵活、精准地调控轧辊辊缝形状，确保从窄到宽的各类带材都能达到“镜面般”的平直度。

4.0版本六辊轧机成功实现了国产替代，但对团队而言，它并不是研发的终点，而是自主创新的起点。王怀玉表示：“用户的要求非常高，倒逼我们不断创新，向着‘更宽、更精、更智能’的方向迈进。”

安装“智能熨斗”

当前，团队正直面行业痛点，向着六辊轧机领域的国际技术难题发起挑战，致力于打造“4.0+1”版本，为六辊轧机制造业提供中国方案。

轧辊温度控制是影响带材质量的关键技术。郭坤龙告诉记者，轧制带材的过程中，轧辊不同部位的热量流失速度不同，会导致带材边缘部位收紧，影响板型和成材率，严重时甚至会造成断带事故。因此，带材边缘的轧辊部分需要精准加热。

过去，国际通用的加热方式是向相应轧辊区域喷射热油——把煤油循环加热到98℃，再喷到带材边缘的轧辊部位。这种方式成本高、效率低、能耗大，并且很容易着火。

2016年，中色科技智能公司主任工程师杨双成在参加中国国际铝工业展会期间，获得灵感：“一家国外的造纸企业用电磁感应技术加热造纸机械的轧辊，还可以很好地控制轧辊的辊形。同样的办法能不能用来加热铝带材？”

杨双成当即联系供应商，合作开发电磁感应装置。与造纸不同，用在铝带材加工上的电磁感应装置需要更精密的控制。“它的加热距离控制精度是毫米级。”杨双成说。

经过不断实验和设备调试，电磁感应加热技术终于成功应用于铝带冷轧机。这项国内首创的技术，以毫米级（3—5mm）精准非接触加热，取代了传统效率很低的热油喷淋技术，如同在关键位置安装了一个“智能熨斗”，不仅节能30%，还降低了故障率，提升了安全性和带材成品率。

“当前，我们在技术层面与国外先进企业仍存在差距。”王怀玉坦言，“未来，我们将在全三维图纸、机器与5G、人工智能相结合等方面不断攻坚。”

“‘十五五’即将到来，我们将集中优势资源，推进首台套重大技术装备的研发攻关，重点加强以‘连轧’‘宽幅’‘高速高精度’和‘智能化’为代表的行业高端装备研发与产业化应用，为国产铝铜基材料产业延链补链强链及高质量发展作出应有贡献！”中色科技党委书记、董事长娄建亭表示。