【鋁峰會(huì)】河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)石磊在《第十五屆中國(guó)國(guó)際鋁加工峰會(huì)》上分享了罐蓋料生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)以及對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向見解，他表示罐料的生產(chǎn)最關(guān)鍵的兩點(diǎn)，一個(gè)是材料的穩(wěn)定性控制，這個(gè)屬于管理范疇，另外一個(gè)是技術(shù)的創(chuàng)新性研究。

　　SMM訊：2020年6月11日，由SMM主辦的《第十五屆中國(guó)國(guó)際鋁加工峰會(huì)》于山東煙臺(tái)召開。會(huì)上，河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)石磊分享了罐蓋料生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)以及對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向見解，他表示罐料的生產(chǎn)最關(guān)鍵的兩點(diǎn)，一個(gè)是材料的穩(wěn)定性控制，這個(gè)屬于管理范疇，另外一個(gè)是技術(shù)的創(chuàng)新性研究。

　　鋁制易開蓋用材料的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　1、易開蓋產(chǎn)生背景以及發(fā)展

　　20世紀(jì)60年代末期， φ211 φ209

　　1985年， φ206、φ204蓋型面世，厚度0.4mm 0.235mm

　　1995年， φ202 φ202-B64蓋型，厚度0.235mm 0.217-0.224mm，單蓋減重12%（相對(duì)于φ204 ）。

　　2005年以后，國(guó)外從B64到202/200CDL、202super end（目前優(yōu)化到了ISE），202LOF+等。厚度可達(dá)到0.208mm。

　　國(guó)內(nèi)易開蓋料概況

　　1）據(jù)有色協(xié)會(huì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，2019年中國(guó)蓋環(huán)材的材料產(chǎn)量27萬(wàn)噸左右，其中國(guó)內(nèi)用量700億只，鋁材量20萬(wàn)噸左右。

　　2）國(guó)內(nèi)蓋料生產(chǎn)四大廠家：河南中孚、山東南山、重慶西南鋁以及福建瑞閩等，其占全國(guó)總產(chǎn)量的85%以上。

　　2、罐蓋料生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)

　　制蓋廠生產(chǎn)流程

　　制蓋廠基本生產(chǎn)流程，基于食品安全以及生產(chǎn)效率的考量，其對(duì)基材主要要求分別為：低電導(dǎo)率、高成形性、低含雜（渣）率、高表面性、高精度（規(guī)格控制）。

　　罐蓋材主要生產(chǎn)流程

　　面對(duì)下游的生產(chǎn)要求，蓋材廠內(nèi)部需要關(guān)注的容易引起客戶質(zhì)量缺陷的生產(chǎn)問題，包括，熔鑄配方的控制、熔體的質(zhì)量控制、軋制過程中表面質(zhì)量的監(jiān)控、全流程厚度的監(jiān)督以及控制、板型的過程控制及最終產(chǎn)品性能等。

　　關(guān)鍵控制難點(diǎn)

　　1、熔體質(zhì)量控制

　　原料控制：鑄錠的純凈度控制從原材料的使用方面已經(jīng)開始，原料方面我們嚴(yán)格控制易燒損造渣的低級(jí)廢料；

　　精煉處理：熔體凈化方面，我們采用爐內(nèi)凈化＋在線處理的方式，在線處理主要包括除氣箱、CFF + PTF；

　　熔體檢測(cè)：主要采用在線熔體測(cè)氫以及離線測(cè)渣的模式。

　　2、表面質(zhì)量控制

　　黑絲黑線是貫穿著罐蓋料基材生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵也最難以解決的質(zhì)量問題，表現(xiàn)形式多種多樣，要借助多種分析手段，確定缺陷來(lái)源，加以控制。

　　3、厚度控制

　　厚度的控制能力是材料減薄過程中很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，能夠決定在目前的合金體系下目標(biāo)厚度的下探值。

　　冷軋機(jī)厚度控制：冷軋厚度控制：冷軋?jiān)诰€厚度測(cè)量設(shè)備IMS X-Ray測(cè)厚儀，采用AGC閉環(huán)控制，包括MFC（質(zhì)量流）、FBC（厚度前饋）、FFC (厚度反饋)。

　　精整厚度控制：最終工序，對(duì)帶材厚度進(jìn)行再次離線檢測(cè)確認(rèn)，確保合格帶材發(fā)至下游客戶。

　　操作：密切關(guān)注設(shè)備在線運(yùn)行狀態(tài)，密切關(guān)注在線厚度曲線是否正常。

　　SPC分析：過程能力指數(shù)分析，確保產(chǎn)品質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

　　質(zhì)量體系保證

　　供應(yīng)商管理：將食品包裝用鋁材的要求，如GB 4806.9GB 4806.10中的重金屬、的要求分解，傳遞給原鋁、涂料供應(yīng)商、物流（外部提供的過程、產(chǎn)品、服務(wù)）。留下日常監(jiān)視記錄，定期開展供方審核。

　　過程控制：利用SPC 分析技術(shù)，監(jiān)控關(guān)鍵產(chǎn)品指標(biāo)、過程指標(biāo)，如成分、材料厚差的表現(xiàn)趨勢(shì)。

　　變更控制：對(duì)顧客要求、生產(chǎn)場(chǎng)地、設(shè)備、人員、原料的變更進(jìn)行控制，必要時(shí)成立跨功能小組，多方論證，謹(jǐn)慎驗(yàn)證。

　　未來(lái)的蓋料關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化設(shè)想

　　蓋料合金大部分采用的是5182合金，對(duì)于此種合金屬于不可熱處理強(qiáng)化合金，主要采用加工硬化的強(qiáng)化模式，Mg的沉淀相比較粗大，并且析出相的形核比較困難，所以在此合金中，Mg主要是固溶強(qiáng)化作用，并且形成的過飽和固溶體分解速度也比較慢。

　　在這里面要突出產(chǎn)品的穩(wěn)定性，需要關(guān)住β相的分析狀態(tài)以及Mg的飽和度。

　　5182合金目前可生產(chǎn)的蓋料202B64蓋型目前已經(jīng)到了極限狀態(tài)，如果想要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行減薄，則需要對(duì)成分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，通過對(duì)Cu、Zn、Mn的協(xié)同優(yōu)化，可以在此基礎(chǔ)上協(xié)助產(chǎn)品進(jìn)行再減薄1-2微米左右，但是如果進(jìn)一步的減薄創(chuàng)效，則需要對(duì)目前合金的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化改善。

　　3、需要關(guān)注的蓋料產(chǎn)品變化

　　材料的減薄以及可能面臨的強(qiáng)塑性改善

　　鋁瓶旋開蓋

　　在食品飲料包裝中，瓶蓋的應(yīng)用范圍愈發(fā)的廣泛，其中鋁制螺旋防盜蓋（ROPP）最具有代表性，按照其密封的方式可以區(qū)分為三種產(chǎn)品：皇冠蓋、注膠發(fā)泡蓋以及模塑墊片蓋（模塑蓋）等。

　　主要的方向：1、模塑蓋

　　優(yōu)勢(shì)：由于其密封性能好、遇熱不變形及環(huán)保等特點(diǎn)，使得其突破了傳統(tǒng)的白酒包裝市場(chǎng)，主要應(yīng)用于啤酒、高溫sha菌之類產(chǎn)品。其中“28”“38”蓋的需求相對(duì)較大。劣勢(shì)：國(guó)內(nèi)瓶蓋市場(chǎng)較大，但是受制于沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用的推廣并不是很容易，需要集中技術(shù)人員進(jìn)行不斷地研發(fā)測(cè)試。

　　2、合金的選配：由8011向3105或者5151進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)于耐壓值要求比較高的產(chǎn)品則傾向于5151合金。

　　再生鋁的蓋料使用

　　UBC(used beverage cans)，指的是消費(fèi)者消費(fèi)過的飲料罐或者啤酒罐，包括易拉罐罐體以及易拉罐罐蓋環(huán)，由于目前罐體料合金為3104、罐蓋環(huán)料合金一般為5052以及5182，在成分方面三者熔合以后完全符合罐體料的使用要求，所以回收后的廢料在化學(xué)成分方面可以不需要進(jìn)行蓋環(huán)分離而直接應(yīng)用到罐體料的生產(chǎn)當(dāng)中，這為其使用提供了便捷的條件，但是由于回收后的易拉罐熔化過程造渣較多，所以溶體需要進(jìn)行凈化處理方可進(jìn)行易拉罐的回收使用，這個(gè)門檻極大地限制了其在罐體料再循環(huán)的使用，需要進(jìn)一步的進(jìn)行研究

　　目前廢罐回收方面都較為認(rèn)可的流程包括：

　　人工挑揀→破碎、撕碎→磁選→振動(dòng)篩選風(fēng)選→除漆→熔煉→扒渣→精煉→靜置→過濾→鑄造

　　該設(shè)備包括粉碎機(jī)、篩選機(jī)、磁吸機(jī)、預(yù)熱燒漆回轉(zhuǎn)爐、熔化雙室爐、靜置精煉爐、過濾設(shè)備等。

　　下一步需要對(duì)復(fù)化錠的鋁液或者鋁錠進(jìn)行測(cè)試性的使用，包括采購(gòu)時(shí)候的、生產(chǎn)廠家認(rèn)證、過程中的監(jiān)控以及成品客戶端的表現(xiàn)，綜合確定其最終的使用安排，這個(gè)將是未來(lái)罐料生產(chǎn)一段時(shí)間需要研究的課題。

　　從材料優(yōu)化方面去探討下游灌裝后的應(yīng)力腐蝕問題

　　鋁合金在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力（拉應(yīng)力）同時(shí)作用下產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象（失效），就稱為應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）。

　　作為普遍存在的一個(gè)問題，應(yīng)力腐蝕造成了灌裝廠和罐廠雙方的極大地關(guān)注，為此歐洲飲料罐制造商協(xié)會(huì)出具了一份應(yīng)力腐蝕技術(shù)通告，主要從灌裝廠的相關(guān)工序進(jìn)行了預(yù)防要求，但從材料來(lái)說，雖然影響因素較少，但是高鎂合金的β相的優(yōu)化也可以做為材料優(yōu)化的一個(gè)方面，電極電位β相與α固溶體相差0.4V。

　　其他問題

　　隨著塑料環(huán)保問題的突出，鋁瓶替代塑料瓶也會(huì)成為一種趨勢(shì)，包括瓶和蓋，甚至還涉及現(xiàn)有的玻璃瓶包裝；

　　食品蓋肉類的罐頭 DRD罐和蓋都有鋁替代鐵的趨勢(shì)（目前關(guān)鍵是涂布問題以及涂料的抗性問題，日本東洋制罐使用覆膜鋁做此類產(chǎn)品）；

　　VOC排放的環(huán)保問題，目前解決的方式主要是水性涂料和覆膜鋁，但是隨著現(xiàn)有環(huán)保設(shè)備的提升，預(yù)計(jì)未來(lái)不會(huì)出現(xiàn)替代的問題，主要是水性涂料本身也不能完成解決環(huán)保的問題，覆膜鋁一方面成本較高，另外一方面覆膜的塑料也是無(wú)法降解，當(dāng)然覆膜鋁的好處也有很多，抗性強(qiáng)、耐加工性能高、后續(xù)加工更環(huán)保等特點(diǎn)；

　　關(guān)于食品安全，這個(gè)還是最重要的，歐盟已經(jīng)加嚴(yán)了標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)雙酚A的問題和鋁遷移的問題，后續(xù)幾年都可能存在問題。