科技日报记者 赵汉斌 通讯员 郭庆朵
日前,在云南铝业股份有限公司(以下简称“云铝股份”)阳宗海生产基地合金线材生产中心,科技日报记者看到一卷直径19毫米、重2吨的大截面铝圆杆完成检测,起运发往长三角某储能电池生产基地。据介绍,从接到紧急订单,到新产品交付,仅用时12天。
这是国内企业首次采用连铸连轧方式生产该型号产品,并向储能领域批量供应,意味着在大截面铝圆杆这一关键材料上,国内产业链首次具备了进口替代的稳定量产能力。

产业需求迫在眉睫
当前,随着市场需求攀升,国内储能产业正高速扩张。行业数据显示,铝合金连接件作为储能电池模组核心辅材,对直径17.5毫米、19毫米等大截面铝圆杆需求旺盛。但受制于工艺壁垒高、设备适配难,国内规模化量产长期处于空白。
不久前,国内一家储能电池头部企业因进口渠道断裂、生产线告急,向云铝股份发出紧急求援。
“设备还是那套设备,但要干的事,从来没人干过。”云铝股份阳宗海生产基地合金线材生产中心主任工程师木群花回忆接到任务那天,她在生产线里守了很久,“我们清楚,这次只能靠自己。”技术、生产、质检三个小组随即奔赴战场,一场以12天为限的攻坚战全面铺开。
然而,让大伙儿没想到的是,首次试产就遭遇重挫:出料扭曲、表面拉伤、截面不均,从头到尾无一合格。面对全线的需求,在常规生产直径9.5毫米沿用多年的“固定传动比”模式,以及所有机架转速按固定比例同步变化的设计,在大截面工艺下竟然完全失灵!
经过反复试验和推导,创新团队锁定了问题的症结:截面跃升后,前后机架的金属流量无法自动匹配,整个控制逻辑必须推倒重来。

技术攻坚连破三关
难题如何破解?“从淬火、轧制到电控系统,都要逐一突破!”木群花告诉记者。
原来,大截面产品冷却时,截面内外冷却速率存在差异,进而导致晶粒组织不均、裂纹率升高。团队针对该产品的截面特性,定制了适配的结构尺寸与装配精度,从设计端优化了部件配合间隙,同时升级改造了材质,率先突破淬火系统的“堵点”,彻底解决了生产过程中的表面擦伤问题,保障了产品表面质量。
创新团队再接再厉,抛弃固定传动比,从最终直径倒推每道次延伸系数与各机架转速。木群花带着技术骨干,在检验室与产线间跑了三天,日行数万步,突破了轧制的核心难题。200余组数据测试后张力波动全部达标,7个关键节点实现全流程在线监控。
此后,同步升级电控系统成为关键。“大规格铝杆出料惯性大,原有抓线臂按固定时序运行,卸料时缠绕、卡顿。”该基地生产中心检修班长杨俊华说,通过连续三天重构PLC程序,实现抓线动作与轧机速度动态耦合,收尾故障率从近三成降至零。
连破三关,第二次试产各项指标全部达标。从首次失败到产品合格下线,距离接到书面订单才过了七天。检测仪器数据显示,尺寸精度、表面质量、内部组织全部过关。
截至目前,该项目已累计量产大截面铝圆杆600吨,月增效益25万元,节约设备投资286万元。云铝股份也成为国内首家实现直接17.5毫米、19毫米大截面铝圆杆量产的企业,并正式进入头部储能电池企业供应体系。
“这次攻关,不仅形成了一套‘逆向工艺开发’方法论,还从终端需求倒推工艺参数,系统性破解工程瓶颈,为未来更大规格产品及特高压、深远海风电等极端工况需求积累了可复制的工程经验。”木群花说,这场12天的淬炼,也证明面向储能领域的迫切需求,只有持续创新和决心足够坚定,中国制造完全有能力在关键材料领域跑出自己的加速度。
(受访单位供图)

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