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近期,国家市场监管管理总局正式复函中国铝业集团有限公司,同意依托中国铝业集团高端制造股份有限公司筹建国家铝产业计量测试中心。据了解,自年5月首批6个国家产业计量测试中心获批筹建以来,全国已批筹近40家国家级产业计量测试中心。
铝具有轻质、节能、生态、循环的特点,是“21世纪的金属”和“绿色金属”。但在多年前,铝还是一种稀有的贵重金属,被称为“银色的金子”,比黄金还珍贵。法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,给自己制造了一顶比黄金更名贵的王冠--铝王冠,神气十足地接受百官的朝拜,曾是轰动一时的新闻。年,美国霍尔和法国埃鲁几乎同时申请了冰晶石--氧化铝熔盐电解法炼铝的专利并获得了批准,从此开创了大规模生产金属铝的时代。
铝工业仅经过约年的发展,铝及铝合金材料就因其强度高、密度低、热导率高、电导率高、耐蚀性好、延展性好等优良的物理和化学性质,广泛应用于国民经济各个领域,是仅次于钢铁的第二大金属,在国民经济个产业中,有个使用铝产品,是发展较快、应用广泛和产业关联度大的基础材料。目前中国已经成为全球最大的铝工业生产和消费的国家。
计量是铝工业的基础保证计量被喻为工业生产的“眼睛”,铝工业生产过程的每一个工序都离不开计量。
首先,铝土矿的勘探和开采就是一个技术含量很高的系统工程,离不开一系列的空间定位、矿岩力学性质、化学成分分析等计量测试技术。比如,矿石开采破坏了原岩的自然平衡状态,岩体应力重新分布,从而引起采场围岩变形、移动和破坏,可能发生边坡崩落、采场崩塌、透水等严重的安全事故。因此,就要对岩石密度、孔隙率、渗透系数、软化系数、吸水性、弹性模量、脆性度、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、蠕变特性等进行专门的计量,在此基础上才能设计出安全高效的采矿方法和支护方案。
氧化铝冶炼生产是一个复杂的化学反应过程,主要生产工序包括原矿浆制备、高压溶出、赤泥的分离洗涤、晶种分解、氢氧化铝焙烧等。冶炼过程中需要用计量仪表精确测量出流量、温度、压力、液位、浓度、物料成分等参数,精确控制这些参数在允许范围内,才能在保障安全的前提下最大效益生产出合格的氧化铝。例如在铝土矿溶出过程中在线溶出温度、压力和罐体内液位精准测定就是为了防止压力过高发生爆炸等生产事故,且能保证有用的铝尽可能的从矿石中溶出。
电流表、电压表校准
电解铝生产过程中,氧化铝需要在℃—℃下在电解槽内的两极上进行电化学反应,就要对电压、电流、电阻、温度、流量、液位、铝液成分、炭阳极成分、烟气成分等诸多技术参数进行检测与控制。目前,我国能生产出99.%纯度的原铝,也就是说原铝中的杂质含量不超过0.%。如果没有配套的计量测试能力,高纯度的原铝生产是无法想象的,而且我们正在进行将高纯铝的纯度提高到99.9%和99.99%的攻坚,更高水平的计量测试能力是其最基本的保障基础。
铝加工生产过程主要有熔铸、压延、挤压、锻造、拉伸、热处理、表面处理等工艺,在过程中还要添加铜、镁、锌、锂等元素,整个过程涉及有压力、强度、温度、韧性厚度、浓度、尺寸等性能检测。就拿我们最常见的铝制易拉罐来说,一个易拉罐的罐身、罐盖、拉环是用三种不同的铝合金板材在制罐厂冲制而成的。原铝通过配方、熔炼、铸造等工序制成铝合金大扁锭,然后大扁锭经过热轧机轧制成热轧卷,热轧卷在高速冷轧机上轧制到所需厚度后,还要进行热处理、清洗烘干、表面涂油等等。在这个过程中,要进行几何尺寸、温度、压力、流量、化学成分、溶液浓度、液位、金相组织、物理性能等等参数的精准测量,如果没有计量仪器的“火眼金睛”紧紧盯着,我们就享受不到各种美味的罐装饮料。
内径千分尺的校准
对于铝产业来说,计量除了保证原辅材料与产品检测验收外,过程参数的准确测量与控制,才是产品质量稳定、均匀、一致的保证。安全环保、能源管理、能耗分析、节能降耗等基础工作也离不开计量,否则精准管理根本无从谈起。
铝产业中计量的短板随着我国铝工业的飞速发展,铝的计量产业也得到了快速的发展,但与国外计量强国相比,我们在过程计量重视不够,计量的创新做法不足,在计量服务体系上,解决痛点难点上还有很长的路要走。
计量重视程度不够。当前计量工作仅满足于管控好计量器具的量值溯源,没有用先进的体系理念,从过程管控的角度去管理测量过程,生产制造过程中参数量值的不稳定、不准确,导致中高端铝基材料的质量一致性、均匀稳定性水平不如发达国家。比如,船用铝合金、大飞机、高铁、汽车等用高端铝材批产质量稳定性、均匀性、一致性、成品率低于发达国家,主要症结之一就是计量测试能力不匹配,产品检测、过程参数的测量与控制、数据的分析与评价等不精准,自动化检测投入低,致使产品过程质量控制不够精准。
18米平台校准
计量创新不足。在铝加工过程中,我们大部分的拉伸、疲劳、应力腐蚀等产品质量检测,仅仅满足于合同规定的几项指标要求,没有建立“数据”的理念去进行数据积累与评价分析;同时,达到这些性能要求需控制的温度、压力、流量、速度等过程参数的控制限又设计从宽,操作的标准化程度不高。遇到工艺窗口窄、过程控制要求精度高的产品,自然就会有控制不精准的问题,产品质量稳定性不能得到保证。
以 为配合各地开展质量月宣传活动,《中国计量》杂志社设计制作了“计量与质量宣传彩页”(14张)、“计量与市场监管宣传彩页”(5张)。宣传彩页通过老百姓喜闻乐见的漫画形式呈现,彩页规格为mm×mm(大16开),克铜版纸单面彩色印刷。
为配合各地计量机构开展全国科普日实验室开放宣传活动,本社设计制作了“漫话国际单位制系列折页”(10张)、“计量知识科普宣传彩页”(11张)、“计量历史文化彩页”(8张)、中国计量历史文化卡片(该卡片以扑克牌的形式体现)、计量书签(名言系列、古代器物系列)。卡片和书签适合各种活动中作为宣传品、小奖品、小礼品发放。
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吴庆涛:(
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