全铝易拉罐又称二片罐(two pieces can),是由罐身与罐盖组成的,采用不同的铝合金分别在不同的生产线上制造的。实际上罐盖也是由两个工件即盖体与拉环―封口片组成的,它们分别用不同的合金与不同厚度铝带在高度自动化线上生产,罐身用的是厚0.25mm-0.29mm的3004型合金带,盖体(基础盖)的是厚0.27mm左右5082合金或5182合金薄带,而拉环及封口片材料则多为5052合金,间或有用5182合金的,封口片―拉环组合件(tab)可简称拉环。
1 全铝易拉罐行业现状
全铝易拉罐是美国雷诺兹金属公司(Reynolds Metal Company,2003年被美国铝业公司兼并)的一名工程师发明的。有一次这位工程师率全家出游,带着一兜玻璃瓶的饮料,又重又不方便开盖,他就发誓要发明一种易拉罐的饮料罐,经过约二年的苦心钻研,终于发明了现行易拉罐的原形产品。因此,易拉罐起源于美国,并且美国是全球最大的易拉罐生产者与消费者,每年的产量与消费量约1000亿个,2005年罐料(can stock)产量约200万吨,占其全国平轧板带产量的(485万吨)41%左右,出口量约占13%。
日本2005财政年度(FY2005)罐料产量44万吨,其中罐身材(body stock)30万吨,罐盖及拉环料(end and tab stock)14万吨。2005年欧洲的罐料产量约120万吨,韩国产量约16.5万吨,巴西产量约11.5万吨,其他国家与地区产量约10万吨。可见全世界2005年的总产量约402万吨,其中罐身料273万吨,罐盖及拉环料约129万吨。在进行匡算时,可按70%罐身料与30%罐盖料计算。罐盖与拉环除用于全铝易拉罐外,还有约40%用于三片罐。
全铝易拉罐消费在美国已处于停滞期,甚至还略有下降;在日本处于平稳期,波动范围很小,总体上略呈上升态势;欧洲进入平稳增长期,年平均增长率5.5%;中国、巴西等发展中国家则处于高速增长期,例如中国2003年的产量约75亿个,2004年的82亿个,2005年的约103亿个(由于某种原因笔者的统计数据可能比制罐协会的数字大一些),年平均增长率17.5%,到2010年之前的这段时间的年平均增长率可达12%,2010年的易拉罐产量可达180亿个,自此以后的增长率可能会下降一些,不会超过10%。
截至到2005年底全国有16家制罐企业,22条生产线(数字表示罐身生产线条数),总生产能力约115亿个/年。
表1 全国制罐企业统计
序号 |
企业名称 |
生产线条数/条 |
1 |
波尔(北京)容器有限公司 |
1 |
2 |
皇冠(北京)制罐有限公司 |
1 |
3 |
太平洋(北京)制罐有限公司 |
2 |
4 |
太平洋(沈阳)制罐有限公司 |
2 |
5 |
太平洋(漳州)制罐有限公司 |
1 |
6 |
皇冠(佛山)制罐有限公司 |
1 |
7 |
皇冠(惠州)制罐有限公司 |
2 |
8 |
皇冠(上海)包装有限公司 |
1 |
9 |
美特(青岛)容器有限公司 |
1 |
10 |
波尔(深圳)容器有限公司, |
1 |
11 |
广州荣鑫容器有限公司 |
1 |
12 |
波尔(湖北)容器有限公司 |
1 |
13 |
华东联合制罐有限公司 |
2 |
14 |
历时恒(Rexam)饮品罐(肇庆)有限公司 |
1 |
15 |
三水健力宝富特容器有限公司 |
3 |
16 |
上海联合制罐有限公司 |
1 |
合计 |
22 |
另外,还有二条钢易拉罐生产线,分别为上海宝翼制罐有限公司和河北遵化制罐有限公司所有,前者生产能力5亿个/年,后者的为6亿个/年。遵化制罐有限公司2006年1月才投产,今年的产量估计为2亿个,宝翼公司2005年的产量4.35亿个。钢三片罐的罐身及罐底为低碳钢的,而罐盖则为铝合金的。遵化的那条生产线是当今最先进的钢罐生产线之一。
历时恒制罐公司在中国的业务虽不大,却是全世界最大的跨国铝罐企业,除在美国本土拥有诸多企业之外,在南美洲与欧洲还有一批参股与控股制罐企业,并拟扩大在中国的铝罐生产能力。
目前全世界能够生产罐身与罐盖料(bady stock and end stock)的国家有美国、德国、法国、日本、韩国、巴西、俄罗斯、澳大利亚、中国等,约有90%的这类铝板带被四大铝业公司控制:诺威力铝板带公司(Novelis),美国铝业公司(Alcoa),加拿大铝业公司(Alcan),海德鲁铝业公司(Hydro Aluminium)。可生产拉环用的5052合金的企业很多,但因产量较小,多由一些小的公司生产。
为了满足中国日益增长的对铝易拉罐的需求,现有企业一般采取两种措施:增建新的生产线与改造现有的生产线。太平洋制罐公司正在沈阳建一个新的企业,新建2条生产线,其中一条可于今年投产,每条生产线的速度为1800个/min,并把大连的那条搬到沈阳,形成3条生产线,生产有力18亿个/年,成为中国最大的制罐企业,比三水健力宝富特容器有限公司的生产能力(15亿个/年)大20%。改造现有的生产线主要是增加冲杯机的工位数,由12改为14或15工位的,生产能力就可以提高约10%。
2 罐料的供应
如前所述,所谓罐料或罐材(can stock)包括三种特薄板带(0.25mm-0.30mm):罐身(体)料(body stock)、罐盖料或盖材(end stock)、拉环料(tab stock)。就全球来说,罐料的生产能力远大于需求量,但除日本与韩国以外的亚洲国家及地区,除美国与巴西以外的美洲国家,除德国、法国、俄罗斯以外的欧洲国家,除澳大利亚以外的大洋洲国家,以及非洲所需的罐身料与罐盖料则几乎全部信赖进口。
在这三种材料中盖料价格最贵,通常为LME Al99.7原铝锭价格加1500-1800美元/吨,拉环料的价格居中,约为Al99.7价格加1000美元/吨,罐身料的价格为Al99.7价格加700美元/吨左右。
罐身料的97%以上是以半连续铸锭在(1+3)式或(1+4)式热连轧线上轧成带卷,再用冷连轧线或单机架四辊不可逆式冷轧机轧成所需厚度的薄带。诺威力斯韩国铝板带公司用(1+3)式热轧线热轧与2150mm四辊不可逆式戴维(Davy)冷轧机冷轧,有2台冷轧机,2005年的产量16.5万吨;热轧线正在改为(1+4)式的,以提高产量。
盖料与拉环料可在一般的四辊单机架热轧机上轧制,当然也可以在热连轧线上轧制。台湾省中钢铝业股份有限公司生产的拉环料很有竞争力,大陆用的这类料多是该公司生产的。
盖料有两种,一种带有预涂层,另一种则不带。涂层可在轧制厂预涂,也可在专门的后涂厂进行涂覆,预涂料则是成卷的,而后涂料则多为块片。现代化的制盖线用的是卷材,冲杯机工位(out)数为20-24个,材料宽度为1500mm-1550mm;块片生产线用的片材宽度为850mm-970mm。盖材厚度0.27mm。中国当前用的预涂盖材全部是进口的。
罐身料的状态为H19,即冷轧率应达到88%,从热轧工段铣面(两大面)开始到冷轧到成品的综合成品率目前国际上的先进指标为70%,若计算3%的熔铸烧损与损耗并四面都铣的话,则综合成品率只有65%左右,这是大规模正常稳定生产时的情况,新厂则要一个较长的时间甚至一至两年才能达到此水平。
盖料用的多数为5182-H19带材,也有用5052-H19或H48的。材料宽度决定于下料工位数,如华东斯迪制盖有限公司有1条3工位的生产线,用宽度为62mm的卷材生产,生产能力为11亿个/年;马来西亚有个制盖公司用68mm宽的带材;波尔(深圳)容器有限公司有1条22工位制盖线,生产能力30亿个/年;健力宝美特容器有限公司有2条22工位制盖线,每条的生产能力各20亿个/年,用的是1477mm宽的带材,是中国制盖生产线中使用的最宽的带材。其他制盖企业用的带材宽度(mm)还有478、540、740、862、950、955、862等。
罐盖生产是先在两条生产线上分别制成基础盖与拉环,而后将它们合在一起形成组合盖。盖材不但宽度规格多,厚度规格则更多,为0.22mm-0.315mm,如0.23mm、0.25mm、0.27mm、0.28mm、0.30mm的都有。中国制盖企业甚多,估计有50家左右,有用卷材生产的,也有使用块片生产的,总生产能力在400亿个/年以上。
拉环材料多为5052-H19,但诺威力斯铝板带公司则只供应5182-H19与48的带卷。材料宽度有45mm、46mm和68mm。
当前全部罐料都是热轧―冷轧的,尚未有用连铸连轧或连续铸轧带坯商业化冷轧罐料的。有关“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”的报道需要核实,铝加工业与制罐业经过多年的研究都认为连续铸轧带坯不能用于冷轧罐料,至少在2015年以前还不可能,除非双辊式铸轧技术取得重大突破,能生产出冶金组织好、各向异性小、深拉性能高的带材。不过现在正在研究用连铸连轧带坯冷轧罐料,据称取得了令人鼓舞的成就,但要进行商业化生产还需要一些时日,不是一两年能做到的。
在中国现有的22条制罐线中有5条10工位的,罐身料的宽度1240mm;其余的17条都是12工位的,用的带材宽度1470mm-1520mm,但只要改换模座(die set)就可以成为14工位的,14工位生产线用的带材为1750mm宽。
中国已建成2条(1+4)式热连轧生产线,并正在建1条(1+4)式的和1条(1+5)式的与2条(1+3)式的热连轧生产线,其中有4条的主导产品都是罐身料。在这4条热连轧生产线中有1条2000mm的,用这种热轧线无法轧制供冷轧成宽为1750mm的罐身料,可是这种料无疑已是或即将成为世界罐身料的主流,一条新建的以生产供冷轧罐身料为主导产品的热连轧生产线却不能满足多数制罐企业对宽规格铝带的需要,不能说不是一件令人遗憾的事,可喜的是,其他3条线的辊面宽度都达到了要求。
用2000mm的热连轧线轧制12工位的宽1520mm的热轧带坯是不成问题,但未切边热轧带坯的宽度应为1720mm或1750mm,当然也可以窄一些,但需要指出,以2000mm热轧机轧制这种宽度的材料,生产线是在近临界状态或极限条件下运转,对操作手的技术与素质有更高的要求,否则,对效益会有所影响。
由此可见,轧制罐料的热轧线的辊面宽度不宜小于2200mm,除非仅生产工位数不到12的罐身料。
在罐身生产中,1240mm宽的10工位带材属低档产品,而1520mm宽的12工位带材为中档的,1750mm的14工位带材则是高档产品。
从世界生产罐料的经验来看,一个新投产的工厂从试制罐身料开始到批量生产有国际市场竞争力的产品需要两年左右,除非是大的铝业公司从其他老企业调来全套有经验的人马并有固定的用户。因此,中国如果能于2007年下半年或2008年初生产出品质与进口产品相当,能为10工位的制罐企业所接受的罐身料,就是了不起的巨大成绩,并进而占领一部分12工位带材的市场,力争在2012年前后使80%以上的国内制罐企业用国产料。但愿笔者的这种看法过于保守。
笔者认为,不应把推出占领国内罐料市场的产品的难度估计过低,因为国内现有的制罐企业全部是外商独资或中外合资的,它们已有牢固的罐料供应商,并且这些供应商都是大的跨国铝业公司,把它们挤出国内市场决非易事,是在“与虎争食”,我们的罐料生产成本不会比它们的低得多或甚至差不多。笔者与一些大铝业公司的工作人员讨论过个问题,他们认为,在2010年以前中国的罐料还不足以对他们构成威胁。
罐料轧制企业不但要有一支高素质的生产管理人员与销售人员,还要有既精通材料生产又娴熟制罐技术的“双料”售后技术支持人员,一旦制罐企业在生产过程出现问题能及时赶到现场进行处理,提出解决办法与预防措施,这点很重要,大的铝业公司都是这样做的,值得借鉴。
还有一种情况是,中国现有的制罐企业分属于波尔、皇冠、太平洋、美特等几大集团,他们都集中采购各种原材料,与他们争夺市场份额的难度较大。
最后谈一下罐料的发展趋势,大家都知道,罐料厚度在历史上是朝着减薄的方向发展,已从上世纪70年代罐身料的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%,减薄材料当然是为了降低成本,罐身材料每减薄0.01mm,每1千个罐可节约材料费0.22美元;另一个趋势是在研究开发单一的罐料合金以取代现行的三种合金,这不但能降低生产成本而且能提高废料利用率。
不过当前美国的最新研究证明,改用0.3mm厚的罐料并将冲杯坏料由圆片改为多边形,可显著减少制耳率,由此节约的原材料比减薄所节约得更多。这种新发明值得关注,但要说明这个问题非本文的任务,也不是几句话能说清楚的。
目前在匡算罐身料时,可按1吨料(0.28mm厚)生产7×104个计算,外加1.92%的工艺废罐(指中国的废品率)。例如2005年中国生产易拉罐103亿个,消费0.28mm厚的带材约15万吨,盖料及拉环料约7万吨,所以罐料总消费量约22万吨,罐身与盖料之比为68:32;2010年罐料需求量约39万吨,2015年可达625kt,这仅是国内需求量。2012年以后中国的罐料有出口到东南亚、印度次大陆与中东的极大可能性。
2005年中国净进口了约30万吨板带材,其中65%左右为罐料。