劉成
鍍錫薄鋼板和無錫鍍鉻薄鋼板（如無特殊區(qū)分，下文中統(tǒng)稱為鍍錫板）是典型的容器用鋼材。2021年，全球鍍錫板需求約為1641萬噸（文中均為公制單位）。因減薄及其他材料參與競爭等原因，鍍錫板在發(fā)達國家及地區(qū)（比如日本、韓國、美國、加拿大、歐盟等）的消耗量逐步下降，但其在發(fā)展中經(jīng)濟體的消耗量增長彌補并超過了這種下降的量。目前，全球鍍錫板消耗量以每年2%的速度增長。2021年，全球鍍錫板的產(chǎn)量約為2300萬噸。然而，由于中國產(chǎn)能的擴大預計超過國內(nèi)需求增長，人們擔心供需缺口將進一步擴大。當前，日本的鍍錫板年需求量約90萬噸，為1991年頂峰時期的一半左右。
在上述背景下，對于日本的鍍錫板生產(chǎn)商而言，維持其產(chǎn)品在國內(nèi)市場上相對于其他容器材料（如聚對苯二甲酸乙二醇酯和鋁）的競爭力是極為重要的。為此，他們必須提高鋼制罐的性能，并通過與制罐廠家密切合作，以縱向整合的方式降低成本。在海外市場，對于他們而言，重要的是利用在國內(nèi)市場積累并推廣的高科技，使自己的產(chǎn)品與其競爭對手的產(chǎn)品形成差異化，并通過與制罐廠家的縱向合作來提高競爭力。
另外，鍍鎳薄鋼板可用于制作電池外殼。在該領(lǐng)域，生產(chǎn)商準確回應(yīng)用戶需求也是極為重要的。日本的鍍錫板生產(chǎn)商通過充分運用多年來在鍍錫板領(lǐng)域的技術(shù)積累必定可以達到上述要求。
本文回顧日本國內(nèi)外的容器材料市場特征，并闡明企業(yè)在技術(shù)上需要達到的要求。
日本鍍錫板食品罐類用途有限
在海外大部分國家，鍍錫板一般用于制作食品罐、牛奶罐和鋸齒狀瓶蓋。在日本，鍍錫板在食品罐上的用途是非常有限的，它主要用于制作飲料罐。由于鋁制罐使用量不斷增加，尤其是1996年日本解除了對小型聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶（500 毫升或以下）的禁令后，該國鍍錫板主要用來制作咖啡飲料罐。但是，出于安全原因，日本大部分的咖啡飲料罐仍然主要使用馬口鐵制作，因為日本許多不同類型的咖啡飲料內(nèi)均含牛奶。
就鋁制罐和聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶而言，它們在咖啡飲料罐領(lǐng)域的市場競爭愈演愈烈。相比之下，鋼制罐的最大優(yōu)勢是安全性：音響檢查（通過擊打罐底檢查內(nèi)容物分解和通過聲音檢查內(nèi)壓變化的方法）只適用于鋼制罐，而不適用于鋁制罐，鋼制罐的強度可以維持其罐內(nèi)壓力高于氣壓。但是，如果鋼鐵制造商繼續(xù)單純依賴這一最大優(yōu)勢的話，鋼制罐最終會被取代。因此，鋼鐵制造商有必要開發(fā)出一類優(yōu)勢大于鋁制罐的新型鋼制罐，擁有吸引用戶的特性，能夠重獲被聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶和鋁制罐占據(jù)的市場。
飲料罐及制作材料的發(fā)展
簡要回顧一下飲料罐及制作材料的發(fā)展史。1961年，TFS（鍍鉻薄鋼板）以金屬鉻膜和水合氧化鉻膜薄鋼板的成功開發(fā)成為日本在飲料罐制作材料領(lǐng)域最轟動的事件。在此之前，鍍錫板雖然是日本罐頭業(yè)與容器材料工藝的基礎(chǔ)，但所有相關(guān)技術(shù)均由西方國家掌握。TFS作為最重要的容器材料由日本開發(fā)，并且產(chǎn)品及其制造工藝出口到西方國家。TFS的開發(fā)考慮到了全球錫資源的枯竭，這使TFS在當時廣為人知。用TFS材料開發(fā)的冷包裝用樹脂黏結(jié)罐，減少了日本當時從美國引進的鋁合金薄板拉伸成型的DI罐銷售。鋼制罐隨后也主導了日本飲料罐市場。此后，瑞士蘇德羅尼克集團（Soudronic AG）開發(fā)的“Super WIMA法”讓日本鋼鐵制造商們競相開發(fā)焊接罐用材料。
TFS的開發(fā)證明，技術(shù)革新需要有強大的市場需求和技術(shù)能力作支撐。目前，沒有比錫資源枯竭給日本鍍錫板生產(chǎn)商帶來威脅更大?！鞍踩耘c可靠性”是必須長期關(guān)注的問題。就食品和飲料容器而言，對于雙酚A（BPA，一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物）各國有不同的處理方式，而有些國家根本不處理。截至目前，日本針對“安全性與可靠性”方面的措施還遠遠不夠。制罐業(yè)和鋼鐵業(yè)的責任是提供環(huán)境友好型、資源與能源節(jié)約型容器及容器材料。
從鍍錫板的發(fā)展歷史中可以了解到，新型罐頭與新型罐頭材料的開發(fā)之間關(guān)系緊密。就技術(shù)而言，日本的罐頭制造商達到了世界一流水平，足以支持日本鋼鐵業(yè)持續(xù)開發(fā)新的材料與工藝，并通過與其他國家的密切合作向全球推廣。
全球罐頭用材料市場特征
全球罐頭用材料市場具有以下特征：一是鋼制罐的需求日益增長，二是食品罐占據(jù)主要市場份額，三是容器材料供過于求（尤其是在中國），四是世界鍍錫板制造商在價格和質(zhì)量上相互競爭。
全球制罐材料供給能力的快速增長主要在中國。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從2017年到2021年，中國的制罐材料產(chǎn)能擴大了約400萬噸。但是，采用商品級冷軋薄鋼板作為基板的中、低級鍍錫板占了其中的90%左右。按照JIS（日本工業(yè)標準）和其他國際認可標準中的定義，發(fā)達國家是通過精確控制鋼鐵成分將鍍錫板制成MR、D或L型鋼（根據(jù)JIS G 3303），然后根據(jù)最終用途調(diào)整非金屬夾雜含量，并在熱軋和冷軋、退火以及回火軋制時，嚴格控制工藝，從而獲得鍍錫板基板所需的性能。不管怎樣，低等級鍍錫板確實占據(jù)了一定的市場份額。
面向未來，制造商該做些什么？
日本在罐頭制造及容器用薄鋼板制造領(lǐng)域的技術(shù)水平被公認達到了世界一流。然而，已在日本證實有效的技術(shù)并不能輕易傳播到其他國家，這就是市場特征。當全球化變成一個日常用詞時，盡管日本制鐵已推行了工業(yè)結(jié)構(gòu)全球化（以日本技術(shù)中心為基礎(chǔ)，在國外建造鍍錫板廠），但在TFS技術(shù)于50年前分享給海外合作者后，跨邊境技術(shù)合作范圍的擴大在很長一段時間內(nèi)都受到了抑制。日本鋼鐵業(yè)為了凸顯其在該市場的地位，必須使其在國內(nèi)開發(fā)并推廣的技術(shù)實現(xiàn)全球化。
從日本在該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展中可以了解到，重大的技術(shù)發(fā)展源于鋼鐵制造商與罐頭制造商之間的密切聯(lián)系。當鍍錫板產(chǎn)品被售給海外用戶時，該類用戶關(guān)注的焦點僅在于產(chǎn)品的制造，而非穩(wěn)定的鍍錫板供應(yīng)。今后，對日本鍍錫板生產(chǎn)商而言，重要的是通過縱向整合包裝商與罐頭制造商的保障能力，凸顯其產(chǎn)品優(yōu)勢。
——降低罐頭成本。
罐頭制造商最關(guān)注的必定是制造成本，這是他們提高競爭力的基礎(chǔ)。但成本競爭力不應(yīng)僅僅取決于鋼材的價格，還有生產(chǎn)力、制罐工藝及成本。
將罩式退火改為連續(xù)退火是工藝降本的方法。日本制鐵開發(fā)了可替代罩式退火鍍錫板的連續(xù)退火鍍錫板，并向罐頭制造商推薦了這種新材料。從工廠出貨前，連續(xù)退火薄鋼板的拒收率較低，而且每件鋼卷的產(chǎn)品質(zhì)量都穩(wěn)定，從而客戶可獲得更高的加工效率，并減少生產(chǎn)故障，實現(xiàn)雙贏。目前，連續(xù)退火鍍錫板生產(chǎn)訂單已占據(jù)了日本制鐵的大多數(shù)訂單。
以三片食品罐主體為例，過去廣泛采用厚度為0.20毫米~0.25 毫米的一次冷軋（SR，退火前僅冷軋一次）產(chǎn)品。日本制鐵建議用更強的二次冷軋（DR）產(chǎn)品（厚度為0.20毫米或以下）將其替換。用這種方法，材料的單耗因厚差而降低，且成本也相應(yīng)下降。如前所述，鍍錫薄鋼板的化學成分受到嚴格控制，其厚度接近工業(yè)冷軋鋼的下限，因此二次冷軋可以有效降低產(chǎn)品厚度。
由于采用二次冷軋法，基底金屬的厚度在退火后于平整機上再次減薄，因此當延伸率降低，材料強度則提高。在制罐過程中，這往往會導致焊接接頭附近發(fā)生凸緣開裂，或者在罐蓋或二片罐成型期間出現(xiàn)波紋。基于以往的經(jīng)驗，日本制鐵通過使用更薄的二次冷軋鍍錫板來解決上述問題，并為每個用戶提供了最適合各種罐頭類型和制造方法的材料，使制罐成本降低。
食品罐的強度很大程度上取決于罐頭形狀和材料強度。為了推出合格的材料及適用的罐頭設(shè)計，日本制鐵創(chuàng)建了“虛擬制罐廠”——一套能夠根據(jù)材料和罐頭形狀變化而評估食品罐強度的模擬系統(tǒng)。
——專注“安全性與可靠性”。
自鍍錫板用于制作食品和飲料容器后，鋼鐵制造商就有責任向國內(nèi)外用戶提供安全可靠的材料。不含雙酚A的薄鋼板便是這樣一種材料。日本制鐵始終關(guān)注世界環(huán)保法規(guī)，決心通過開發(fā)并提供環(huán)境友好型容器用薄鋼板而繼續(xù)成為世界首屈一指的安全可靠容器材料制造商。
鍍鎳薄鋼板的市場特征與需求前景
不論是過去、現(xiàn)在，還是未來，鋼制罐都是最佳的容器類型。與用戶密切合作，共同追求能源與資源經(jīng)濟效益，開發(fā)并提供環(huán)保材料對生產(chǎn)商而言是極為重要的。全球有眾多容器用薄鋼板生產(chǎn)商都在急切地擴大產(chǎn)能（尤其是在發(fā)展中國家）。
鍍鎳薄鋼板是日本制鐵生產(chǎn)的另一類容器材料。一次電池（如堿性干電池）和二次電池（如鋰電池、鎳氫電池及鎳鎘電池）的外殼均由鍍鎳薄鋼板制成。鍍鎳薄鋼板的全球市場總體規(guī)模約25萬噸/年，其中預涂板占一半左右。預涂板涂層均勻，被日本和西方國家廣泛用于制作一次電池和高電容二次電池。
鍍鎳薄鋼板的市場規(guī)模遠小于鍍錫薄鋼板，而且供應(yīng)商數(shù)量有限。全球主要供應(yīng)商有印度塔塔（占據(jù)40%左右的市場份額）、日本東洋鋼鐵株式會社（約占30%）和日本制鐵（約10%）。
鎳預涂薄板有兩種：鍍鎳薄板和加熱后鎳涂層擴散到鋼基板的熱擴散薄板。由于除了鍍鎳和擴散加熱外無需額外的處理，生產(chǎn)商很難使其產(chǎn)品與其他競爭者的產(chǎn)品形成差異化。由于電池的外尺寸是標準化的，電池制造商在電池性能（取決于內(nèi)部電容）上展開了相互競爭，這就意味著市場需要更薄的鋼板。為了提高市場占有率并促進電池行業(yè)的發(fā)展，日本制鐵必須適應(yīng)電池制造商的需求，在縱向整合制造工藝方面發(fā)揮其強大的優(yōu)勢。
除汽車行業(yè)外的電池市場對鍍鎳薄鋼板的需求在穩(wěn)步上升，日本制鐵面臨良好的機遇，可以通過正確回應(yīng)電池制造商的需求，引領(lǐng)該市場。幾十年來，日本制鐵在鍍錫薄鋼板制造領(lǐng)域積累形成的厚度減薄技術(shù)必將有效滿足電池用鍍鎳薄鋼板的市場需求。汽車蓄電池組的外殼主要由鋁或鋁箔層壓板和塑料薄膜制成。
對于鋼鐵制造商而言，針對鋼鐵應(yīng)用的研究和開發(fā)采取有效措施十分重要。
《中國冶金報》（2022年11月25日 02版二版）
