革新饮料罐制造：薄材料、统一合金和可持续性

革新饮料罐制造：薄材料、统一合金和可持续性

随着饮料包装市场竟争的不断加剧，对众多制罐企业而言，如何在易拉罐生产中最大限度地减 少板料厚度，减小壁厚，减轻单靖质信，提高材料利用率，降低生产成本，同时便于回收和方便使 用，是企业追求的重要目标.

• 在铝易拉罐的生产中，降低成本的重要内容之一就是减少厚度，即要求易拉罐用铝带材的 厚度更薄。

罐体材料的厚度已从20世纪70年代的0.42mm下降到目前的0.254mm （大多数仍是 0.28mm左右），30年来厚度减薄了 39.5%.罐身材料每减薄0.01mm,每千只雄可节约材料费 0. 22美元。数十年来，铝易拉罐的制造技术在不断改进，铝罐重量已经大为减轻。20世纪60年代初期， 每千只铝罐（包括罐身和罐盖）的质量达55 lb （约合25kg）。20世纪70年代中期，降至44.8 1b, 90年代后期又减到33 lb,现已减为30 lb以下，比40年前减少了近一半。20世纪80年代以来， 美国制罐企业封缝机械和其它技术不断取得突破，所以美国铝罐的铝材厚度已经明显下降，由 0. 343mm 减为 0. 259mm 左右。

罐盖轻量化进展也很明显。罐盖铝材的厚度由开始的0. 39mm下降到0. 24mm。罐盖直径也有 所缩小，罐盖重最不断减少。同时，制罐速度大幅度提高，20世纪70年代，只能生产650-1000 只/min,目前已经达到2000只/min以上。

易拉罐用铝带生产方面领先的美国铝业公司将薄壁瞄向0. 18mm左右。这一发展趋势对国内 的易拉罐用铝带生产企业同样重要，即必须加大研发力度，调整技术研究方向，才能与全球行业的 发展保持同步，不断增强竞争力。

• 正在研发一种单一的合金来代替原用的3104、5182、5052等合金，以便于管理、生产和 回收。

易拉罐由三种不同的合金（罐身3004、罐盖5182、拉环5042）制成，这给回收重熔带来一定 的困难，因此，在环保意识日益加强的今天，统一的制鎌合金，即罐体、盖、拉环一体化合金是易 拉罐用铝材发展的新方向。已知的统一制罐合金如美国戈尔登（GOLDEN）铝业的5017及5349 合金，此外，日本zhuanli——特公昭61-9180也介绍了一种统一的制罐铝合金：0.5%〜2.0%Mn, 0.4%〜2.0%Mg, 0. 5%Si, 1. 0%Fe, 0. 5%Cu, 0. 5%Zn, 0. 2%Cr, 0.01%Be, 0. 2%Ti,其余 为铝。

• 美国正在研发一种0.3 mm厚的罐料，并改冲杯圆片为多边形，据说可显著减少制耳率， 由此节约的原材料比减薄所节约的更多。这种新发明值得关注。

• 由于易拉罐的盖子被拉开后无法重新密封，渐渐遭至冷落。为此日本几家公司开始把旋转 式瓶盖转用到易拉罐上。这种新式易拉罐的密封性更好，可有效防止饮料与太阳光及氧接触；此 外，重量更轻，且便于回收和再循环；目前，随着这种新式易拉罐在全日本逐渐流行，消费者也日 益表现出对旋转式瓶盖的钟爱。日本的制罐商希望利用这种产品重新夺回被塑料瓶占领的市场。

• 在开发新合金、新品种的同时，罐料加工技术（如热连轧、冷连轧、热处理等）也在向更 宽、更薄的方向发展，罐盖用铝合金带材所需具备的特性之一是异向性要小。为了尽最减小带材的 力学性能或成形性的波动，除控制合金成分外，还要严格控制热、冷轧条件及板厚偏差。

• 在加工方式上，据报道，发达国家已开始采用连铸连轧、连续铸轧技术生产罐用铝合金材 料，使加工成本进一步降低。对此还需进一步证实。

• 国内唯一一家易拉罐用铝材生产企业西南铝业（集团）有限责任公司生产的“特薄铝板”目前已实现批量生产，我国易拉罐料长期被国外垄断的历史已不复存在。

1986年起，西南铝业就组织了一批专家和工程技术人员与有关科研院所联合攻关，开发易拉 罐用铝材生产技术。10年来先后有两代技术人员参与了该产品的开发。在国家“九五”科技攻关 计划、“863”攻关项目、中国铝业公司科技开发资金的大力支持和带动下，西南铝业投入巨资解决 罐料生产必需的设备，投入大量人力、物力开发罐料生产技术，利用国内先进的“1+1”热轧生产 线装备优势和西南铝业技术优势，在前期“1 + 1”罐料生产技术积累的基础上，根据“1+4”热连 轧的技术特征，对罐料生产工艺、技术进行了全面优化和创新，形成了全新的、适合“1+4”先进 装备的罐料生产全套技术，在国内率先开发岀了这一产品，并将产品厚度从开发之初的0.42mm 发展到0.285mm, —直到目前的0. 275mm,距国际最先进水平0.265mm仅一步之遥。生产出的 罐料质量达到了国际先进水平，成为国内铝加工行业的新亮点。

• 据业内专家预计，最迟到2008年.世界铝罐料市场竞争格局将会发生变化，中国有可能 成为世界六大罐料生产国之

目前，世界上可生产铝合金雄料的国家有8个：美国、巴西、澳大利亚、日本、韩国、德国、 法国和俄罗斯，还有一些国家和地区可以生产罐盖料和拉环料，如我国台湾省、加拿大、巴林、意大利等。

然而随着我国西南铝板带有限公司在生产罐料方面的发展和南山集团铝加工有限公司热连轧生 产线于今年初投产，亚洲铝业集团铝业工业园热连轧生产线于2007年年底投产，美国渤海铝业有 限公司于2008年联动试车。中国生产的罐料那时将参与全球罐料市场的竞争，中国有可能成为世 界六大罐料生产国之一。

2008年中国西南铝板带有限公司的罐料产量有可能达到7万T,南山集团和亚洲铝业集团可能 生产约3万t,全国产量可达到10万t,占国内需求量的55%左右。美铝渤海铝业有限公司由于有 美国铝业公司强大的技术支持，估计在设备运转正常后的8个月左右就可以生产在中国与东南亚市 场上有竞争力的罐料，其试制时•间会是中国四大企业中最短的。

• 铝压力原块国产化过去未能解决的一个关键制约因素就在于忽视有效改善铝材的冶金质 量。在加强净化等熔体处理的同时，对熔体处理的机理、熔体处理后铝材的塑性变形行为等进行深 入系统的研究也极为重要，这样才可为合理地制定冷、热加工工艺制度，有效地控制产品的组织与 性能等提供可靠的理论依据和实际指导。

由于铝原块必须具有极好的塑性变形能力和一定的强度，因此，研究材质的化学成分、轧制工 艺、退火工艺等因素对其力学性能、塑变行为等的影响规律虽很重要，但已显不足，难以进一步挖 掘材质的性能潜力。对此类高技术产品，尤其是对其用料低品化和罐体薄壁化的研究，材质内在冶 金缺陷的影响更显突出。因此，必须加强对铝熔体的综合处理，才可从根本上消除影响铝材塑变能 力的主要因素。目前福州大学相关科研人员对提高铝原块冶金质量和塑性变形性能等方面已进行了 较深入系统的研究与实践，尤其在铝熔体净化、杂质相变质及晶粒细化等方面提出了“排杂为主、 除气为辅,排杂是除气的基础”的净化原则和“净化是变质和细化的基础”的熔体处理原则，并由 此获得了高效的铝熔体综合处理的工艺技术，已在铝原块用料低品化和罐体薄壁化的研究中获得了 成功的应用，取得了重要进展，使研究成果转为生产力。