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全球镀锡板及制罐制盖技术近期的演变宜城

文章来源:春瑞机械网  |  2022-07-19

全球镀锡板及制罐制盖技术近期的演变

一、镀铬铁与复膜铁

锡是主要的战略资源,但发达国家都无此矿产,所以二战以后,美国伯利恒钢厂,在亨氏集团(Heintz)的合作下,1953年建成第一条镀铬铁(简记为TFS或ECCS)生产线。之后,美国钢铁公司、杨斯顿钢厂等也迅速跟进。所以美国至今仍是生产镀铬铁最多(有15条生产线)的两个国家之一,另一个是日本。

日本稍后于美国,于1961年,由东洋钢板公司建立了第一条镀铬铁生产线,产品取名Hi-Top并大规模生产,质量十分好。那时的富士(即后来的新日铁)公司。也在1962年建,之后镀铬铁生产线,很快,东洋钢管NKK公司、八幡、川崎都大干起来,产量最高时,全日本使用8条生产线。至1998年后,日本镀铬铁TFS产量,始终维持60万吨以上,超过了他的全部用量的50%还多。尤其是近年来,一方面锡价上涨了60—70%(从50,000元涨至80,000多元/吨),而另一方面,镀铬铁的制造,又比镀锡简单些,因为它无需软熔,只需在铬酸溶液中电镀即可。一般来说,正常的TFS产品,其耐蚀力大致和2.8/2.8 g/㎡的马口铁相当,而对内外印涂的附着力,则大大优于镀锡板。因此在90年代以前,它在美日两国获得了极广泛的应用。这一点从美国罐头(如番茄酱,芦笋,甜玉米等)上下盖,大多数都采用了镀铬铁即可以证实。

但是,TFS又有很大的缺点,那就是两面都必需涂上防护性涂膜才能使用,而印涂过程会对环境和人类,都造成很严重的苯污染。而不少涂料的某些难以避免的微量残留,则在近10年来,被认为是对人体健康有害的。

因此,从80年代后期的日本,即成功生产了复膜铁。1991年欧洲的复膜铁也投产,由于复膜铁所覆盖(粘合)上去的薄膜,都是多层的聚脂复合薄膜(厚度约为20-25微米),它阻隔腐蚀介质渗透的能力,远远优于印涂膜,而接近于“完全阻遏”。因此,它可以完全不用有保护锡层的马口铁,直接将多层聚脂复合薄膜‘覆’在钢基板。这就彻底废除了一百多年来,食品罐(其他罐桶更是如此)必须有锡层的金科玉律。理论上只用钢基板就可以了。但至今在实际使用上,各国都仍是用镀铬铁TFS作基材。

2005年初亚欧两洲复膜铁产量表

生产厂  产量(吨)总产量(吨)

日本

新日铁名古屋170,000

490,000

Fukuyama120,000

东洋制罐 Simomatsu 200,000

韩国

TCC东洋 55,000

105,000

Donbu 东布 50,000

科拉斯Corus集团

英国 Trostre30,000

135,000

比利时 Duffel40,000

德国 Rasselstain50,000

法国 洛林Sollac15,000

如表所示,由于复膜铁免除了印涂的高污染问题,而日本又是地少人多,这就迫使它成了生产和所有复膜铁的大国(国内总用量120万吨左右的40%)。

日本各大集团的复膜铁,由于采用高温复膜及急冷重结晶技术等几种比较复杂的复膜技术,所以复合牢度极高(西欧各国也是如此)。我国的复膜技术已经起步,但因采用的是低温粘合,所以粘合牢度不及日本,尚需改进提高。

二、DRD冲压罐及二次冷轧板的进展

锡资源的暴涨和严酷的环保要求,迫使复膜铁近几年快速的发展。又由于各种复膜铁(包括复膜铝)之中,不宜留空的复膜铁(复膜铝)居多。因此,各式各样的冲压罐DRD(还有冲拔罐DI)便愈来愈流行。而三片罐由于制作复杂,在发达国家已渐渐减少,代之而采用冲压罐DRD和冲拔罐DI。它们最大量应用是在食品罐和饮料罐领域。

本人已多次指出,发达国家在容积为1000ml以下的空罐,大多已采用厚度为0.16mm或更薄的二次冷轧薄板来作食品空罐。这里,如果作三片罐空罐,传统的二次冷轧薄板当然没有问题,能够胜任。但若用来作DRD冲压食品罐,则二次冷轧薄板的机械性能,还必须大大提高其延展性。

从二次冷轧复膜铁的品质而言,由于要适应食品用两片罐愈来愈多的局面,科拉斯(Corus)集团与皇冠(Crown)制罐合作,共同研究了复膜二次冷轧薄板,与现有设备之间的适应性问题。具体成果是:以法国洛林薄板厂为代表,生产出延伸率极好的二次冷轧复膜铁,它最适合作两片冲压罐和易开盖(制造易开盖起铆钉时,要求薄板的延伸率极佳)。它们把这种材料,定名为“马奈(Malei)板”。其性能如下表:

普通马口铁

一次

冷轧

硬度

屈服强度(N/m㎡)

延伸率%

TH415

415

17

TH435

435

14

TH450

450

8

二次

冷轧

DR-7.5 TH520

520

4

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