铜盘管生产的发展与现状
1.1概述
20世纪30年代之前，铜管生产全部采用直拉方式，拉伸有效长度一般为3~ lOm，拉伸速度—般不大于60m/min.所用的芯头为固定芯头。1929年法马塞·巴科公司推荐了自调式游动芯头拉伸法。
采用这种芯头可使被拉管材沿其长度使直径和壁厚同时产生变形，而无需固定芯头的芯杆，这样便可实现盘状管材的有芯头拉伸。
盘拉生产方式与直拉生产方式相比有如下优点：
(1)可获得大盘重、超长(几千米)的铜盘管，盘拉速度可达l000 m/min，甚至更高(直拉速度仅为30~100m/min)，从而极大地提高了生产和使用厂家的生产效率;
(2)由于减小了切头的数量，从而提高了生产的成材率和使用厂家的材料利用率，降低了生产成本;
(3)除盘拉开始和结束有升、降速外，整个盘拉过程的工艺参数均处于稳定状态，所以盘拉管材的尺寸精度和性能的一致性都很好;
(4)盘管在成品退火时，内、外表面均容易进行特殊的保护净化处理，管材表面光亮，内壁清洁度高;
(5)便于包装与运输。
1.2 国外铜盘管生产的发展过程
1.2.1 铜管盘拉技术的发展
由于铜盘管具有许多优点，国外从20世纪50年代起就开始研制开发铜管的盘拉技术。1947年英国的马歇尔·理查德公司安装了几台卷简直径为1524mm (60in)的立式盘拉机，开始了铜管材的盘拉生产D盘拉生产的初期以正立盘、卧盘等简单的盘拉方式为主，到了20世纪70年代，盘拉设备发展到以倒立式盘拉机为主，但还是整盘落料，拉速约为600m/min，有PLC控制，多料盘循环拉拔。直到20世纪80年代，才开发出了现代化完善的盘拉方式，盘径大都为∮2130mm或更大，边盘拉边落料，开卷、盘拉、收卷三同步，控制系统实现了自动化，有人机对话系统，拉速可高达15 00m/min，收卷通过光栅控制器，可整齐排管，设有断管停车保护装置，盘重可达500kg0 90年代，为了克服铜盘管生产中承受交变应力和产生椭圆度的缺点，
德国舒马格公司研制开发了串联拉机组，机组由3~5组、每组由2~3台联合拉拔机组成，组与组呈串联或折返并联组成，组与组之间均有活套连接，同时直拉同一根铜盘管(开卷、收卷均为盘管)的技术D整个盘拉生产技术的开发和完善总计用了近30年的时间。
1.2.2 内螺纹铜盘管的发展
随着空调器制造技术的不断进步，对高效、节能、环保的要求愈来愈高。从20世纪70年代开始，国外先后开发出了使用内螺纹铜盘管和亲水铝箔制作蒸发器和冷凝器的新型空调器。内螺纹管是在光管的基础上经过旋压成形，在光盘管的内壁加工出一定数量、一定螺旋角度和一定齿形、齿高、齿顶角的螺纹沟槽。内螺纹铜盘管与光管相比，前者可增加热交换面积2—3倍，加之形成的湍流作用，可提高热交换效率20% ~30%，节能15%，成为新型的换代产品。至20世纪80年代，该项技术已得到普遍应用，在主要铜盘管生产企业，内螺纹盘管的比例一般都大于50%。国外内螺纹盘管从开发到大批量生产大约用了近20年的时间。
1.2.3 铜盘管生产的主要厂家从20世纪70年代开始到90年代，国外相继建立了一批现代化铜盘管生产线，主要的国家和地区有：
(1)日本：三菱、古河、神户、住友、日立五大公司，其中比较典型的是三菱金属的北本制作所。
(2)欧洲：芬兰的奥托昆普、德国的石莫勒、英国的利物浦、欧洲金属公司等。但经过后来的兼并，目前只剩下欧洲金属、奥托昆普和维兰德三大公司。
(3)东南亚：在泰国、马来西亚，日本的公司和奥托昆普公司相继建了3 -4个年产l一2万t规模的空调器铜管生产厂。
(4)韩国：丰山和LG公司。
1.2.4铜盘管生产现状
20世纪90年代，国外铜材生产平均年增长率约为3%，铜管产量在200万t以上，其中供水系统用管占一半，空调用铜盘管占四分之一。进入21世纪后，2001年美国精铜消费下降9.16%，铜管消费下降约7%;西欧下降3.7%;日本下降13.3%。日本铜管产量持续下降，从1996年的26万t降至2000年的22.6万t，2001年下降刘21.4万t，现今不足20万t。鉴于市场萎缩和本土生产成本高的原因，日本的空调器厂家90年代陆续迁移到东南亚和中国，随之而来空调管的生产厂家也相应地进行了转移，三菱和古河公司分别在泰国建厂，古河公司在泰国的工厂经扩建，铜盘管生产能力达到2.2万t/a，日立与奥托昆普公司在泰国合资的铜管厂产能为1.5万t/a，三菱公司在泰国的工厂经扩产，产能将达到2.4万t/a;神户制钢公司在马来西亚建立的神户铜业，产能为1.2万t/a。21世纪初，日本看好中国市场，相继在中国建厂，如住友公司在广东建厂;古河和日立电缆合资在上海松江建立上海日光铜业公司，初期产能为1.2万Ua。
总之，从21世纪开始，国外铜管生产除个别国家稍有增长外，大多处于停滞、甚至下降态势，不少国外公司看好中国市场，纷纷来华进行独资或合资建厂，但由于生产成本、与国内企业竞争等诸多因素，目前这种情况已减缓下来。另一个发展趋势是整合、重组，新近几个大的铜管生产厂均被投资公司兼并。
1.3 国内铜盘管生产的发展过程
1.3.1 空调器市场促进了铜盘管和内螺纹铜管的飞速发展国内铜盘管的产生与发展是与市场需求密切相关的。我国的空调制造业起步于20世纪50年代，60~70年代有了一定的发展，到80年代开始进入不断更新换代的快速发展期，而90年代进入与国际接轨时期，同步开发并生产出最新式韵高效节能、环保、低噪声、智能控制的空调器，产品也开始大量出口。生产厂家从几家发展到几十家，到目前为止已有百余家，其中具备一定规模的有四十多家，年产超过百万台的原来只有6家——美的、科龙(含华宝)、格力、春兰、海尔、长虹;到21世纪初又增加了4家——格兰仕、乐华、新飞、澳克斯，上述厂家的年产空调器数量占全国总产量的三分之二以上。 1998年全国空调器总产量已突破1000万台，位居世界第一，且以年均约30%的增长率快速发展，2003年产量高达4800万台，2004年已突破5500万台，其中出口已占40%以上，美的、格力等几个公司年产能已超过千万台b空调器的快速增长促进了我国铜盘管生产的迅猛发展。80年代初，空调器用铜盘管主要依赖进口，而90年代国内铜盘管的生产已能逐步满足空调制造商的需求，到21世纪初，除了能提供国内空调器用各类铜盘管的需求外还可小批量出口。随着空调器的更新换代，所有大的空调器厂家都陆续采用内螺纹盘管，90年代前的六七年间，国内使崩的内螺纹铜盘管主要靠进口，到90年代末期，国产内螺纹管问世后，逐步进人市场并能满足客户要求和取代进口，进入21世纪，空调所需的铜盘管和螺纹盘管已完全实现国产化，并有一定数量的出口。至2001年，国内空调器生产厂对内螺纹铜管的需求量已占全部铜管使用量的一半，2003年超过60%，至2005年预计会提高到so%。“十五”期间，空调器用铜盘管的年需求总量已达20~30万t，其中内螺纹铜管的需求量约占60%～80%。加上冰箱和热水器的铜管需求量，铜盘管的总需求量还要更大些。由于西方国家的经济发展速度减缓和中国空调器制造业的飞速发展，国内铜盘管在几年的时间内得以快速发展。
1.3.2 国内铜盘管生产发展的三个阶段
国内铜盘管生产发展经历了如下三个阶段：
(1)第一阶段
国内铜盘管生产始于80年代中期，当时有4个厂家开始生产，沈阳有色金属加工厂从联邦德国引进两台1524mm盘拉机、1台舒马格联合拉拔机和l台复绕机，加上国产的挤压机、轧管机和光亮罩式退火炉形成了我国第一条铜盘管生产线，生产能力为4000t/a;广州黄埔铜管厂(现为建莱集团)从日本引进了25MN挤压机、直拉开坯机、1524mm盘拉机和复绕机，加上一批国产设备形成了年产6000t的铜盘管生产线;北京京圣铜管有限公司从英国伯明翰把整个DELTA广迁移到北京沙河，建成了由中方和智利合资的年产规模上万吨的铜盘管生产线;桂林有色金属加工厂也引进了两台1524mm二手盘拉机和舒马格联台拉拔机。但总体生产技术水平不高，产量也不大。
(2)第二阶段
进入90年代后，为适应空调器制造业的高速发展和对铜盘管的大量需求，国内相继建设了一批现代化的铜盘管专业生产线，它们是高新张铜股份有限公司、河南金龙集团公司、洛铜盘管分厂、上海申马公司、中山奥托昆普公司、上海中鑫铜管公司、江苏仓环公司、长沙铜铝材有限公司、浙扛星鹏集团公司等。上述盘管生产线除洛铜全部采用进口设备外，其他厂家均以进口设备为主配有部分国产设备。
(3)第三阶段。
在铜盘管生产发展的同时，我国铜盘管生产技术和设备的开发研制工作也进入丁快速发展期。从1993年北京京圣工业技术开发公司(现为建莱机电公司)开发研制复绕机，1994年开发研制倒立式盘拉机，1996年开发研制内螺纹盘拉机以来，国内众多设备制造企业的设备制造能力和制造水平都有了长足的进步，至90年代末，全部铜盘管设备都已实现国产化，设备技术水平接近国外90年代的水准，21世纪国内新建的生产线均采用国产设备。
陕西压延设备厂、太原重型机械厂和西安重型机械研究所开发研制了大吨位挤压机;洛阳矿山机械厂、温州永得利、洛阳双勇都可生产较大型的轧管机;苏州冶金设备公司江苏张铜集团下属的大华机电公司、北京力华志宏技术发展公司等一批企业研制开发了盘拉机、复绕机和不同类型的内螺纹成形机;20世纪末，江苏兴荣高新科技股份公司开发出了全套的铜盘管及内螺纹盘管的铸轧法生产线。
1.3.3 国内铜盘管生产现状
从20世纪90年代开始，由于空调器市场在短短的三四年间快速增长，加之西方国家铜管生产量的逐年下降，给国内的铜盘管生产带来了一个极好的机遇.因而同一时期雨后春笋般地出现了一大批铜盘管项目，且规模都比较大。从目前生产实际情况来看，产能超过10万t的有高新张铜和河南金龙两家。这两家公司分别采用两种不同的生产方式。高新张铜采用的是传统工艺：熔炼—垂直半连续铸造一感应加热一挤压一轧管开坯口河南金龙采用的是芬兰奥托昆普的连铸连轧工艺：熔炼一水平连铸一铣面一行星轧管开坯。经过几年的生产实践和空调器制造厂家大批量的使用，结果表明这两种生产方式均能生产出合格的空调器用铜盘管和内螺纹铜管。
规模大于2万t的有广东精艺、浙江海亮、浙江星鹏、广东太平洋、中山奥托昆普、山东奥博特、青岛宏泰、长沙铜铝、上海鑫申江、上海日光铜业等铜管生产企业。规模在1万t左右的还有洛铜盘管分厂、广州建莱、浙江宏磊等一批企业。
上述各厂中，内螺纹盘管产能大于3万t的厂家有河南金龙、高新张铜;产能大于2万t的有浙江海亮、上海日光、广东太平洋、江苏兴荣、长沙铜铝材公司等。
综上所述，迄今为止，国内铜盘管年生产能力总计已达40万t，其中内螺纹铜管总的年生产能力也超过20万t。上述部分企业仍在继续扩大规模，到“十一·五”期间，铜箍管总牛产能力将超过70万t。
1.3.4 铜盘管和内螺纹盘管的质量水平
目前，国内主要铜盘管和内螺纹盘管生产厂家在产量大幅度提高的同时，其产品质量也不断提高，产品均能符合国标GB/T17791-1999和有色金属行业标准YS/T440-2001，其各项性能和尺寸要求均能达到国外同类产品的水平。
1.4铜盘管的发展趋势
铜盘管的发展趋势有以下几个方面：
(1)由于看好中国市场，国外厂家会相继来华投资办厂，从而将加剧国内市场竞争的激烈程度;
(2)从产能上看，目前市场已供大于求，随着在建生产线的陆续投产，这个问题将更加突出，部分规模小、效益差的企业将出现减产或停产;
(3)已经处于稳定生产和有固定市场的厂家，将千方百计地扩大产品的规格、品种，提高质量，积极拓展国际市场;
(4)铜盘管和内螺纹管生产技术的发展趋势为：
1)管径小径化，最小可达∮4mm;
2)壁厚更薄，目前底壁厚最薄的为0. 20mm;
3)内螺纹齿形多样化，如高低齿、交叉齿、瘦高齿等;齿高也在增高;外径∮9- 52mm，最好的能达0.25~0.29mm;
4)组织性能更加一致化，成品采用单根感应加热、在线连续光亮退火;
5)内壁更清洁，采用低残留物润滑剂和高效内吹扫设备及工艺。
这些生产技术的发展，对设备精度、稳定性、自动控制水平、工模具、润滑油等提出了更高的要求。
总之，国内铜盘管的生产从质量上讲基本达到国外同类产品的水平，从产能上讲已经位居世界第一，并已供大于求。近期国内将出现3—4家具有国际水平的铜盘管生产厂家，除了满足国内市场的需求外，还可以占领相当一部分国际市场。
