Технология обработки материала для полностью алюминиевых банок является индикатором уровня технологии обработки алюминия в стране. Производство алюминиевых банок сочетает в себе передовые технологии из множества отраслей, таких как металлургия, химическая промышленность, машиностроение, электроника и пищевая промышленность, и стало микрокосмосом глубокой обработки алюминия.

Производственный процесс высокоточных алюминиевых лент включает в себя такие технологические этапы, как плавление и литье, фрезерование, гомогенизацию и нагревание, горячую грубую прокатку, горячую финальную прокатку, отделочную обработку, резку, отжиг и т.д. Чтобы обеспечить ленте хорошие свойства глубокой вытяжки, усталостное сопротивление, коррозионную стойкость, превосходное качество поверхности, высокую прочность, достаточную пластичность, низкий уровень образования «ушей» и строгие размерные отклонения, материал должен обладать подходящим химическим составом, отличным металлургическим качеством, рациональной структурой и допусками по форме листа. Для выполнения этих требований необходимо эффективно контролировать все производственные этапы обработки алюминиевых лент, включая контроль состава, обработку алюминиевого расплава и оптимизацию технологий горячей прокатки — эти ключевые факторы влияют на улучшение качества лент.

Анализ технологий производства и ключевых этапов изготовления полностью алюминиевых банок1

В общем, технология обработки алюминиевых лент сплава AA3004/3104, используемых в качестве материала для корпусов банок, включает следующие этапы: полунепрерывное литье (толщина слитка 500-750 мм), гомогенизационную обработку при температуре 580-610°С в течение 4-12 часов, горячую грубую прокатку и горячую финальную прокатку при температуре около 530-550°С с конечной толщиной прокатки 2-3,5 мм. Контроль уровня образования «ушей» имеет важное значение: при слишком высоком уровне образования «ушей» не только увеличивается объем обрезки и расход материала, что повышает производственные расходы, но и легко возникают растрепы между двумя «ушами» во время глубокой вытяжки и обесцвечивания. В настоящее время меры, принимаемые производителями материалов для банок для снижения уровня образования «ушей», главным образом заключаются в контроле конечной температуры горячей прокатки, чтобы материал оставался в состоянии полной рекристаллизации, а затем в строгом контроле степени деформации холодной прокатки, в результате чего прокатная структура ленты составляет около 25% от рекристаллизованной структуры.

Более 97% материала для корпусов банок прокатываются в ленты на горячих конвейерных прокатных линиях (1+3) или (1+4) из полунепрерывных литых слитков, после чего на холодных прокатных линиях или одностаночных четырехвалковых нереверсивных холодных прокатных станах прокатываются в тонкие ленты требуемой толщины. Материал для крышек и ручек можно прокатать на обычных четырехвалковых одностаночных горячих прокатных станах или на горячих конвейерных прокатных линиях. Состояние материала для корпусов банок — H19, то есть степень холодной прокатки должна достигать 88%. Совокупная выходность продукции от этапа фрезерования (с обеих сторон) в секции горячей прокатки до готового продукта в секции холодной прокатки в настоящее время составляет 70%, что является передовым международным показателем. Если учесть 3% потерь на литейные обгоны и отходы, а также фрезерования обеих сторон, совокупная выходность продукции составляет только около 65%.

Алюминиевые ленты, используемые для крышек банок (крышки, элементы ручек и т.д.), сначала подвергаются окислению для улучшения адгезии покрытия и коррозионной стойкости; после двусторонней покраски и сушки их формовывают в крышки банок. Существует два типа материалов для крышек: с предварительным покрытием и без него. Покрытие можно наносить заранее на прокатном стане или в специальном заводе по нанесению покрытий после прокатки. Материалы с предварительным покрытием поставляются в виде лент, а материалы с покрытием после прокатки в основном — в виде листов.

Из-за уникальных свойств алюминиевых лент, используемых в производстве банок, необходимо применять технологию горячей прокатки с использованием горячекатанных заготовок. Во время горячей прокатки важно правильно контролировать металлургическую структуру, механические свойства, качество поверхности, геометрические размеры и форму листа заготовок, чтобы они соответствовали требованиям качества для последующей обработки и конечных продуктов. В настоящее время большинство стран мира используют метод горячей прокатки для производства высокоточных и высококачественных алюминиевых материалов для банок. Непрерывная литье-прокатка, одностаночная однос бухтовая горячая прокатка и одностаночная двухбухтовая горячая прокатка сложно обеспечить производство высококачественных материалов для банок, а даже метод горячей прокатки 1+1 редко используется из-за нестабильного качества.

В настоящее время все материалы для банок сначала подвергаются горячей, затем холодной прокатке, и коммерческих холоднокатанных материалов для банок, произведенных с использованием непрерывной литье-прокатки или непрерывной литья и горячей прокатки заготовок, пока нет. Сообщения о том, что «развитые страны начали использовать технологии непрерывной литье-прокатки, непрерывной литья и горячей прокатки для производства алюминиевых сплавов для банок», требуют проверки. После многолетних исследований в областях обработки алюминия и производства консервов считают, что непрерывно литые и прокатанные заготовки не могут использоваться для холоднокатанных материалов для банок, по крайней мере, до 2015 года, если только не произойдет значительный прорыв в технологии двухвалковой литье-прокатки, позволяющий производить ленты с хорошей металлургической структурой, низкой анизотропией и высокими свойствами глубокой вытяжки.

В настоящее время страны, которые могут производить материалы для корпусов и крышек банок, включают США, Германию, Францию, Японию, Южную Корею, Бразилию, Россию, Австралию и Китай. Примерно 90% таких алюминиевых листов и лент контролируются четырьмя крупными алюминиевыми компаниями: Novelis, Alcoa, Alcan и Hydro Al. Существует много компаний, которые могут производить сплав 5052 для ручек, но из-за небольших объемов производства они в основном выпускаются небольшими компаниями.