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: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...
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: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
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
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
本文档为【Alcoa_创新改变世界——美国铝业公司120周年纪念】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑,
图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。