Alcoa_创新改变世界——美国铝业公司120周年纪念

Io 企业与机构J~terpri_qe&Ir~titutitxq 创新改变世界 — — 美国铝业公司120周年纪念 美铝在自己的网站上对于120年的经历如此 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ：从一个家庭实验室到分布于六 大洲34个国家350个驻扎地 ，从一名科学家：~lJ9万余名员工，我们一直秉承的理念 是：创新将继续改变世界。 文 J王祝堂 世 J — — — _ ▲ 界 上 最 大 的 综 合 性 铝 业 企 业——美 国铝 业 公司 (Alcoa) 已度过 120个春秋，2008年是 它的 120年华诞。它的前身是 1888年 lO月 1日在美国宾夕法尼亚州匹兹堡市成立的 匹兹堡冶金公司 (The Pittsburgh Reduction Company)，是 年仅23岁 的霍 尔 (C．M． Hal1)先生创办 的，他 与法 国大学生埃罗 (H6roult)几乎同时 (1886年3月)在大洋 彼岸各 自独立地发明 了从溶解于冰晶石 熔体 中的A1 0 电解提取铝 的方法 ，2008 年全球生产 的3850万 吨原铝仍是用此法 生产的，虽然电解槽的结构发生了很大变 化，电耗也从 l892年 的31000千瓦时／吨 铝降到 2008年 的 12900千瓦时／吨铝 (直 流电耗 )，但提取铝的原理仍如初。 2008年美国铝业公司在全世界 34个 国家有约 350个企业 ，职工总数约 97000 名，由于金融危机影响将裁员1 3％左右， 据笔者估计关停的企业当在 10家以上。 1907年 匹 兹 堡 冶 金 公 司 改 名 为 美 国 铝 业 公 司 (Aluminum Company of America)，1999年又改为Alcoa。Alcoa的 第一名员工是A．V戴维斯，他与霍尔一开 始就并肩工作在电解槽领域。他在公司工 作69年，其中29年任公司董事局第一董 事局 长。美国铝业公司第一批产品为铝器 皿等 日用 品 (pots、pans)。美 国铝业公 司 创造了世界铝工业诸多的第一，世界铝工 业具有里程碑意义的大事都与美国铝业公 60世界有色金属2o09年第6期 司的名字及其业绩紧密相连。霍尔提取的 第一块铝仍保存在美国铝业公司大厦顶层 的展览室内，发出铝固有的熠熠光辉。 1 893年：最先使用水电电解铝 美 国铝业公司在世界铝工业发展 史 上率先用水电提取铝，1893年在尼亚加拉 瀑布 (Niagara Falls)建了一座水电站，廉 价水电的应用，拉动铝价进一步大幅度下 降，推动着铝的应用迅速扩大到各个产 业。直到今天，水电在美 国铝业公司发展 铝工业最大限度使用清洁的可再生的绿色 能源战略中起着至关重要的作用 。美国铝 业公司当今设在国内华盛顿州、田纳西州 的铝厂，以及建在 加拿大、巴西、冰岛的 铝厂都使用水 电，对公司经营状况的改善 与经济效益的提高都是极其重要的。 1 903年：铝助人类首次升空 1 903年莱特兄弟 (Wright Brothers’) 的飞机在蓝天下低飞了一段距离，这是人 类乘飞行器第一次上天 ，它的曲柄轴箱是 用 美国铝业公 司的铝铸造的 ，共用 了约 16．5千克铝 ，如果没有铝在减轻飞机质量 方面的贡献，飞机上天的时间或许还会 推迟一些时Et；在第二次世界大战期间， 美国生产 了 l34000多架飞机 ，在这 些飞 机 中，铝制零部件 的质量 占飞机 自身质 量 的 75％ 以上 ，其 中大 部分铝材是美 国 铝业公司提供 的，为 同盟国的最后 胜利 作 出了重要贡献。 直到今天，每次航天航空器铝材的 A L亡口A 有突破性的成就或有里程碑意义的工艺 的出现，都与美国铝业公司的工作密不 可 分，606l合 金是它 发明 的，2024型合 金 是 它 研 发 的 ，7075型 、7050型、7055 型合金都诞生于美国铝业公司技术中心。 世界上第一批客机一一 福特三引擎飞机 (Ford Trimotor)是用该 公司的铝 材制造 的 ；美国铝业公司为 1927年首次飞越 大西洋上空的飞机提供 了全部铝材 ；世 界上第一架大型喷气客机一～波音 707 (Boeing’S 707)用 的铝材也 是从 美国铝 业公司的工厂生产出来的。当前每～架 波音客机与空客公司生产的第一架大型 客机都有美国铝业公司生产的铝材、紧固 件等 。试想一下 ，如果没有美国铝业公司 研发的各种高强度及超强度合金 (2XXX 系及 7XXX系合金)与种种高精铝材、锻 件 、紧固件等，当今的航空航天工业会是 什 么样的一种情 景，很 可能没有现在这 样繁荣发达 ，灿烂 多姿。 在首个航天器 ～苏联 1957年发 射的人类第一颗人造地球卫星 (Sputnik) 上 ，以及随后于上世纪 50年代与60年代 发射的航天器用 了不少铝材 ，它们虽然不 是美国铝业公司直接制造的，但当时生 产这些铝材的企业 一古比雪夫铝加工 厂在苏联解体后改名为萨马拉 (Samara) 冶金厂，2006年被美国铝业公司收购，改 名为萨马拉铝业 (美铝 )有限公司。在美 国的每一个航天器飞船、空间站与火箭 推进刹，以及登月舱上都用了美国铝业 公司生产的合金及固体燃料 。 1 930年：组建世界铝工业第一个铝 研发中心 1930年美国铝业公司在宾夕法尼亚 州纽肯辛顿镇 (New Kensington)组建了 全球铝 工业首个研 究实验 室 ，致力于研 究新合金 、新材料 、新工艺与生产技术改 进，现在 已成为全世界最大的铝合金、铝 工艺研究 中心。20世纪全球 每个新 的航 空铝合金都出自这个铝工业的摇篮，同 时，易 拉罐铝材 的减薄 与制罐 工艺的改 进 、建筑及结构铝材的开 发、废料回收及 再生技术的改进都是在该技术中心首先 进行试制与中试。 研 发 中心有 5个研 究 所 ，1 300多名 工作人员 ，其 中研究人约 500名 ，每年的 研究费用约2亿美元，其中80％以上是公 司的拨款 ，有 6座 大楼 ：产 品研究楼 、加 工工艺及设备研究楼、化学和冶金楼 、工 程和管理楼 、动力设备和材料仓库楼 、粉 末加 工楼。各研究 室分属 于 ：合金 发展 部、工艺研究部、原材料生产部 (主要从 事氧化铝与原铝生产技术研究)。 美国铝业公司在合金及 铝材生产工 艺方面的突破性成就见 图 1。 截至2008年 11月 21日，全世界有关 组织在美国铝业协会公司 (The Aluminum Association，Inc．)注 册 的 常 用 变 形铝 及 铝 合 金 (Active Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys)有 526个 ，其 中美 国注 册 的255个，而 美 国铝业 公 司 注册 的有 l87个，占美 国发 明的合 金 的 73．4％，占全世界注册合金的 35．6％，即在 全世界注册 的变形铝及变形铝合金中，每 3个合金 中就有 1个多是美国铝业公司发 明的。在美 国铝业协会公司注册的中国合 金仅 2个。 1931年：铝材开建筑批量应 用的先河 1931年 ，美国铝业公司为 世界性标志性建筑一 纽约帝 国大厦 (Empire State Building) 的建 设 提供 了所 需 的 全 部铝 材 ，开铝材 在建筑 与结构建设 日ItB—prise&InstitutioJ 1 I企业与机构 大规模应用的先河，1973年纽约世贸中 心 (World Trade Center)及 以后世界各地 标志性建筑所用建筑铝材相当大的一部 分 是 由美 国铝业公 司制造 的。1953年 在 美 国匹兹堡 市建设 的美国铝业公司大厦 ， 是 一座 铝材密集型 的显现铝材建筑物 优 雅雍容气质的典型建筑。1998年在匹兹 堡 北 岸 (Pittsburgh’S North Shore)建 成 的新美国铝业公司大厦，不但是一座铝 材密集型的轻结构建筑物，而且是一座剔 透通明采用 自然光的绿色建筑，所用的 材料 几乎全是 可 回收与再生 的。这 些建 筑物的拔地而起，对推广铝材在建筑与 结构中的应用起 了显而易见的示范作用。 美国铝业公司在开 发与生产建筑铝 材方 面所起 的作用是 不言而 喻的，它 于 1944年发明的6063合金为铝材在建筑与 结构产业的应用开辟出了康庄大道，筑 起 了通 往建筑领 域 的高 速公路 。6063合 金是一种低合金 化但又是可热处理 强化 的 A1一Mg—Si系合 金 ，有极好 的可挤压 性 能，可实现高速挤压 ，最高挤压速度可达 8O米 ／分 ；淬火敏感性低 ，可实现挤压 空 冷 在线淬 火 ；表面 处理性 能 良好 ，可进 行 低成本的 阳极 氧化处理与着上各种各 样 的颜 色与花纹 图案。6063合金成 了产 量最大的单一变形铝合金。 美国铝业公司于 2007年在经营战 略上作了调整 ，剥离了建筑铝材板块， 将其所属的生产建筑铝型材的 22个厂 与 挪威 萨帕 (Sapa)集团铝材 挤压部合 并 ， 成立萨帕铝挤压公司，美国铝业公司 占 36％股 份 ，由萨 帕集 团经营 管理 ，美 国 铝 业公 司则集 中精 力发展 工业 挤压 材。 萨 帕 铝挤 压 公 司是 当前 最大 的铝 挤压 。 企 业 ，在全球 1 8个 国家有 40个挤压厂 ， l11台挤压 机 ，12400名 员工 ，挤压 材生 产能力 137kt／a。 1 948年：首批锻造汽车铝轮毂下线 锻造汽车铝 轮毂 不但 在用材方面 比 压铸的、铸造的或机械装配的轮毂省，而 且其各 项性 能也全面超 过它们 ，世界上 第一批锻造轮毂是美国铝业 公司 1948年 制造的 ，上世纪 9O年 代美国铝业公 司开 发 的 “Dura—Bright XBR”工 艺 受 到 汽车 产业界 的关注 ，用此 工艺制造 的轮毂具 有质量更轻 、强度更 高 疲劳 寿命更长、 表面更亮丽、耐腐蚀性更强的特点 ，当然 价格也相当高 。 美 国铝 业公司在推广铝在汽车 中的 应用下了很大工夫 ，长期不遗余力地坚持 着。世界上 首 台商 业全铝 轿车一一Audi A8就是美 国铝业公司与德国大众汽车公 司精 诚合作的结 晶，它于 l994年面世时 就 受到广泛 关注。美 国铝 业公司与 中国 宇通 汽车公司合作设计 的大型高档铝合 金公共汽车也于2008年下线，车的自身 质量 比钢结构 的轻得多，乘坐舒适 ，节能 减排显著。Audi A8型轿车用 的各种铝材 与铝制零部件都是美国铝业公司提供的。 1 968年：首次推出全铝易拉罐 全铝易拉罐 (all—aluminium can)虽不 是美国铝业公 司发明的，而是雷诺兹金属 公司 (Reynords Metall Com．)的一名 工程 师创造的 (2004年美 国铝业公司收购 了后 者)，但它很快购买了专利，同匹兹堡制罐 企业——布鲁威公司 (Brewing)合作，于 1968年首次推 出全铝 易拉罐，在 自动化 生产线上 批量生产 ，罐的价格 有 较大下 降，受到 消费者 的热 烈欢迎 ，钢罐产业 从此萎靡不 振，步步衰退，美国铝业公司从 此成为全球最大的罐身料 (can stock)生产者，1984年建了一 条 专门轧制罐 身薄带三机架全 连续冷连轧生产线，至今全球 仍只有这一条生产线，看来今 2oo9年第6期世界有色金属 6 1 企业与机构 I Eqt~ ise＆Irrstltutian 后也不会再建专轧罐料的三机架冷连轧生 产线，因为采用大功率大压下量的冷轧机 轧两道次就可以生产合格的H 1 9罐身薄带 材，其厚度可薄到O．25毫米或更薄一些。 美国铝业公司在上世纪 的7O年代 中 期至90年代中期对罐身料的减薄做了大 量工作，使其厚度从初期0．6毫米左右降 低 目前的约 0．254毫米 ，成 就斐然。在 中 国直到 目前一 直将 “can stock”译为 “罐 料”，笔者建议译为“罐身料”。因为全铝 易拉罐是用3004型罐 身料、5082型罐 盖料 (end stock)与5052型拉环 料 (tab stock)制成的。在国外 ，“Call stock”仅指 罐身料，而如果将其译为“罐料”，中国人 易误理解为三种制罐料的总称。 美国铝业公司在废旧易拉罐回收与 再生利用方面做了大量工作，建立了自 己独特的回收网络，建设了自动化的预 处理一熔炼一铸造生产线，使废旧罐得到 最大限度的再生利用，在美国铝业公司 生产 的罐 身带材 中，废罐的含量几 乎 占 了6O％。 为 了节 约资源、能源与取得更大 的 环保效果，美国铝业公司在日本一些公司 之后于21世纪中期开始研制全铝啤酒瓶 (bottle—style beverage packaging)，1 995 年，北美第一批铝瓶从匹兹堡布鲁威公 司的制瓶生产线上滚滚 流下，是用 美国 铝业公司的铝材制造的。 帮助中国设计ARJ21型民用客机， 并提供所需铝材 美国铝业公司为中国航空工业第 一 集团公司 自主研 发的ARJ21—700型 中 程 90座 支 线客机 提供 了所 需 的各种 高 性能铝材 ：薄板与厚板来 自美国艾奥瓦 扑I(Iowa)的达文波特 (Davenport)轧制 厂 ；挤压铝材 (应用于机翼、机身长桁及 地板梁、座椅滑轧等)由公司位于美国印 第安纳州的拉斐特 (Lafayette)、亚利桑 那 州的昌德列 (Chandler)与韩国的长元 (Changwon)铝挤压厂生产 ；发动机用的 螺钉、螺母、螺纹牙套和螺栓等紧固件是 设在中国无锡市的紧固件厂提供的。在 62 世界有色金属2009年第6期 表 1 ARJ21支线客机选用的铝材 序号 材料牌号 技术标准 主 要 使 用 部 位 2024 AMS一00一A一250／4 1 机身蒙皮、机翼下壁板 2024(包铝 ) AMS一00一A一250／5 2 2124 AMS一00一A一25O／29 中温下对强度和稳定性有要求的部位 3 2026 AMS4338 机翼下桁条 4 2324 (AIcoa公司) 蒙皮、机翼下桁条、机翼下壁板 5 2524 AMS4296 机身蒙皮、机翼下壁板、机身框架、隔框 6 2219 AMS-QQ——A——250／30 发动机短舱零件 7 6061 AMS一00一A-250／1 1 要求有高塑性和高挤腐蚀性的飞机零件、飞机管件 7050(挤压件) AMS4341 8 7050(扳材) AMS4201 用于截面受高载荷的主要结构件，如机翼上壁板、梁等 7050(板材) AMS4050 9 7055 MS4206 机翼上壁板、机翼上桁条 7075 AMS一00一A一250／1 2 10 飞机结构的重要受力零件、接头等 7075(包铝) Aids一00一A一250／1 3 71 50(板材) AMS4252 机翼上壁板、梁、机身桁条、机身框架、隔框、机翼上桁 11 7150(挤压件) AMS4345 条、翼肋和翼梁 12 71 75 AMS4344 飞机结构主要承力部件 13 7475 AMS4084 机翼蒙皮、机翼下壁板、梁和隔框等 ARJ21—700支线客 机 的研发 、设计和 生产过程 中，美国 铝业公司的工程师 与中国航空工业第 一 集 团公司的工程 技术人员一直紧密 合作，给予 了全面 的技术支持 ，其 中 包括零部件的选材 和尺寸确定 ，使 其 可以适应更经济有 效的工艺加工方法 图2 ARd21飞机主要铝材分布 及表面特性等产品品质要求 ，以期生产的 ARJ21飞机具有更高的性能、更节能与更 安 全。ARJ21—700型 支 线飞 机 已于 2008 年 11月28 Et在上海成功首飞，截至2008 年 11月底 ，国内外订单 已达208架 ，其中 美国最大飞机租赁公司——通用电气商 业服务公司订货量 25架 ，现在 已进入试 飞试验、适航取证阶段，预计2010年5、 6月可交付首个用户 。 美国铝业公司对 中国有自主知识产 权的ARJ2l一700型支线客机的设计与制 造是有 贡献的 ，对 中国今后 飞机制造业 的发展 也将起到有益的作用。ARJ21—700 型支线客机所选用的铝材见图2及表 1所 示 ，目前国内还不能生产或不能批量，大 概到2015年才可以全部解决。 结束语 值 此美 国铝业 公司 120周年华诞 之 际，谨作以上简介，对它的业绩来说 ，这 些仅是九牛一毛，却也已经是凤毛麟角。 美国铝业公司与中国有着 良好的经贸关 系，它是在 中国投资最多 的跨 国铝业公 司，有 8个独 资 与合 资 的企 业，其 中最 大的渤海铝业有限公司的板带生产能力 220kt／a，在中国的总投资约40亿人民币。 渤海铝业有限公司的 (1+3)式热连轧线与 2台大容量冷轧机正在一边有负荷试车一 边出产品。该公司的主导产品为罐身料， Ps及CTP带材，5XXX合金薄板带。四