1 包装及容器用铝板带箔材的发展概况

    食品业与制药业广泛应用铝，因为铝无毒性、无吸附性、不易碎裂、能抑制细菌生长并能用蒸汽清洗。当集装箱或输送带须进入加热或冷冻区时，铝的低容积比热可以起节能作用。铝的无火花性质，对于面粉厂和其它易受火灾与爆炸危害的工厂而言是宝贵的。铝的抗腐蚀性，对于包装运输脆性商品、贵重化学试剂和化妆品很重要。用于空运、船运、火车和卡车装运的密封铝集装箱，可用来装运不宜散装的化学试剂。

    包装业一直是铝的重要消费市场之一，且发展很快，2005年全世界包装、容器用铝量占全球铝总产量的2l％ 左右。包装业产品包括家用包装材料、软包装、食品容器、瓶盖、软管、饮料罐、食品罐等。

    铝制饮料罐是铝的应用史中最为成功的一例；铝制食品罐也在加速渗入市场，软饮料、啤酒、咖啡、快餐食品、肉类、酒类，均可包装在铝罐内；生啤酒可在包铝的铝桶内装运；铝还广泛用于牙膏、食品、软膏和颜料的包装软管以及药品的软包装袋。归纳起来，包装用铝材的主要形式有：

    ① 用铝箔制成的软包装袋，用于食品工业、医药工业及化妆品行业；

    ② 用铝箔制成的半刚性容器(盒、杯、罐、碟、小箱)；

    ③ 家用铝箔和食品包装用铝箔；

    ④ 金属罐盒、玻璃瓶和塑料瓶的密封盖；

    ⑤ 刚性全铝罐，特别是二片全铝啤酒罐和软饮料罐(硬包装罐)；

    ⑥ 复合箔制容器；

    ⑦ 软的管形容器；

    ⑧ 大型刚性包装容器，如集装箱、冷藏箱、啤酒桶、氧气瓶、液化天然气罐等。

    美国铝罐料用铝量，1975年为65万t，1980年达100万t以上；2005年美国全铝易拉罐产量为1 300亿只左右(消费量1000亿只以上，出口量约占23％)，耗铝材200万t以上，约占其铝板带材总产量(465万t)的4l％ ，处于平稳发展期(年增长1％ 一2％)。日本2005年铝罐料产消量约为44万t，其中罐盖及拉环l4万t，罐体料30万t，也处于平稳发展阶段(年增长率2％左右)。

    2005年，欧洲的铝罐料产消量约为120万t，韩国11．5万t，巴西11．5万t，其它国家约l0万t，这些国家的年增长率约为5％ ～10％。

    目前，全球铝罐料的总产量已达430万tla左右，其中罐体料289万t／a，罐盖及拉环料141万t／a。除美国、日本、欧洲等国家和地区已处于相对稳定发展期外，中国、巴西、印度等国家尚处于高速发展期，因此全球的年增长率仍会保持在8％以上。

    我国铝罐的应用历史不长，基础较差，但近年来发展很快。2003年产消量为75亿只，2004年为82亿只，2005年达103亿只，平均年增长l7．5％ 。估计到2010年可达180亿只，以后会以10％的速度增长若干年。2005年全国已有l6家制罐企业，共22条生产线，总生产能力达115亿只／年。预计在不久的将来，我国不仅是铝罐料的生产大国，也会成为铝罐的消费大国。

 

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2 易拉罐用铝合金带材的技术开发与应用

    2．1 铝易拉罐料的应用情况

    目前，美国容器包装工业用铝量，约占美国铝消费总量的25％ ，占轧制产品的40％左右；全铝二片饮料罐占总饮料罐市场的3／4以上，占啤酒市场的80％ ，占软饮料罐市场的60％。澳大利亚容器包装工业用铝量，占其铝半成品总量的28％ 以上；铝罐占啤酒市场用罐量的75％ ～80％ ，占饮料罐市场的72％ 以上。西欧、日本等国的铝罐比例相对较小，但近年来增长很快，特别是日本的铝罐料生产和消费在飞速发展。中国人均易拉罐消费量(3．8只／人·年)还很低，仅为美国(380只／人·年)的1／100左右，但发展速度很快。按1 t带材(0．28 hⅱn厚)生产7×10 只(外加1．92％工艺废罐)计算，2005年我国共消费103亿只罐，折合罐体料15万t、盖料及拉环7万t，(罐体：罐盖(环)=68：32)，共计22万t。估计到2010年我国铝易拉罐用铝带材的消费量为39万t／a，2015年可达62．5万t／a，可见中国的易拉罐市场还有广阔的发展空间。

    2．2 易拉罐对铝带材的质量要求

    铝易拉罐的生产要经过40多道工序，其中与铝带材性能相关的主要工序有落料、冲杯、变薄拉深、修边、冲洗、外印、内喷涂、烘干、缩颈、翻边等。铝带材必须具有适当的强度和良好的深冲成型性，以保证连续冲制、变薄拉深的顺利进行和烘烤后具有适当的屈服强度。在易拉罐罐体的生产过程中，首先是将厚度为0．25 mill～0．30 hⅱn的带材冲落成直径为138 mm左右的圆料；然后经两次深冲制成冲杯，其直径减缩率大于50％；再经过三次变薄拉深，壁厚减到0．08 hⅱn～0．10 hⅱn，拉伸减薄率超过65％。由于变薄拉深加工可使坯料的延伸性处于极低状态，所以即使是很小的夹杂物也会成为破裂、折边的原因；随后，要保证在修边缩颈和翻边过程中不出现断裂，也要求材料具有较好的塑性；经过几次烘烤后，必须保证罐体的轴向承压和罐底耐压能力，要求罐体轴向承压1．35 kn，罐底耐压强度630 kpa，以确保罐装和储运顺利进行。因此，对罐体用铝带材的综合性能提出了相当严格的要求：抗拉强度270～310 mpa，屈服强度250～300 mpa，延伸率大于3％ ，制耳率小于2％ ；带材表面无明显波纹，表面光洁度均匀一致，无氧化，无肉眼可见的夹杂、压伤、斑痕等缺陷；带厚均匀一致，厚差在0．005mm之内。

    轻量化一直是易拉罐的发展趋势。随着制罐企业封缝机械和其它技术的不断进步，罐体用铝带材的厚度已由上世纪的0．343咖减为0．250 mm；罐盖用铝带材的厚度也由原来的0．39 hⅱn减为0．24 mm。为提高生产效率，各制罐厂家也在依靠先进技术不断提高罐体的成形速度，上世纪80年代中期，美国易拉罐生产线的生产能力都在800罐／min左右，而目前已达2 000罐／min。