劉成
鍍錫薄鋼板和無(wú)錫鍍鉻薄鋼板（如無(wú)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(wàn)噸（文中均為公制單位）。因減薄及其他材料參與競(jìng)爭(zhēng)等原因，鍍錫板在發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)（比如日本、韓國(guó)、美國(guó)、加拿大、歐盟等）的消耗量逐步下降，但其在發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的消耗量增長(zhǎng)彌補(bǔ)并超過(guò)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(zhǎng)。2021年，全球鍍錫板的產(chǎn)量約為2300萬(wàn)噸。然而，由于中國(guó)產(chǎn)能的擴(kuò)大預(yù)計(jì)超過(guò)國(guó)內(nèi)需求增長(zhǎng)，人們擔(dān)心供需缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)前，日本的鍍錫板年需求量約90萬(wàn)噸，為1991年頂峰時(shí)期的一半左右。
在上述背景下，對(duì)于日本的鍍錫板生產(chǎn)商而言，維持其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上相對(duì)于其他容器材料（如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和鋁）的競(jìng)爭(zhēng)力是極為重要的。為此，他們必須提高鋼制罐的性能，并通過(guò)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(chǎng)，對(duì)于他們而言，重要的是利用在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)積累并推廣的高科技，使自己的產(chǎn)品與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品形成差異化，并通過(guò)與制罐廠家的縱向合作來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)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(zhǔn)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(guò)充分運(yùn)用多年來(lái)在鍍錫板領(lǐng)域的技術(shù)積累必定可以達(dá)到上述要求。
本文回顧日本國(guó)內(nèi)外的容器材料市場(chǎng)特征，并闡明企業(yè)在技術(shù)上需要達(dá)到的要求。
日本鍍錫板食品罐類(lèi)用途有限
在海外大部分國(guó)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(duì)小型聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯瓶（500 毫升或以下）的禁令后，該國(guó)鍍錫板主要用來(lái)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?yàn)槿毡驹S多不同類(lèi)型的咖啡飲料內(nèi)均含牛奶。
就鋁制罐和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯瓶而言，它們?cè)诳Х蕊嬃瞎揞I(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。相比之下，鋼制罐的最大優(yōu)勢(shì)是安全性：音響檢查（通過(guò)擊打罐底檢查內(nèi)容物分解和通過(guò)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(qiáng)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(shì)的話，鋼制罐最終會(huì)被取代。因此，鋼鐵制造商有必要開(kāi)發(fā)出一類(lèi)優(yōu)勢(shì)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(duì)苯二甲酸乙二醇酯瓶和鋁制罐占據(jù)的市場(chǎng)。
飲料罐及制作材料的發(fā)展
簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)成為日本在飲料罐制作材料領(lǐng)域最轟動(dòng)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(guó)家掌握。TFS作為最重要的容器材料由日本開(kāi)發(fā)，并且產(chǎn)品及其制造工藝出口到西方國(guó)家。TFS的開(kāi)發(fā)考慮到了全球錫資源的枯竭，這使TFS在當(dāng)時(shí)廣為人知。用TFS材料開(kāi)發(fā)的冷包裝用樹(shù)脂黏結(jié)罐，減少了日本當(dāng)時(shí)從美國(guó)引進(jìn)的鋁合金薄板拉伸成型的DI罐銷(xiāo)售。鋼制罐隨后也主導(dǎo)了日本飲料罐市場(chǎng)。此后，瑞士蘇德羅尼克集團(tuán)（Soudronic AG）開(kāi)發(fā)的“Super WIMA法”讓日本鋼鐵制造商們競(jìng)相開(kāi)發(fā)焊接罐用材料。
TFS的開(kāi)發(fā)證明，技術(shù)革新需要有強(qiáng)大的市場(chǎng)需求和技術(shù)能力作支撐。目前，沒(méi)有比錫資源枯竭給日本鍍錫板生產(chǎn)商帶來(lái)威脅更大。“安全性與可靠性”是必須長(zhǎng)期關(guān)注的問(wèn)題。就食品和飲料容器而言，對(duì)于雙酚A（BPA，一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物）各國(guó)有不同的處理方式，而有些國(guó)家根本不處理。截至目前，日本針對(duì)“安全性與可靠性”方面的措施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。制罐業(yè)和鋼鐵業(yè)的責(zé)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(kāi)發(fā)之間關(guān)系緊密。就技術(shù)而言，日本的罐頭制造商達(dá)到了世界一流水平，足以支持日本鋼鐵業(yè)持續(xù)開(kāi)發(fā)新的材料與工藝，并通過(guò)與其他國(guó)家的密切合作向全球推廣。
全球罐頭用材料市場(chǎng)特征
全球罐頭用材料市場(chǎng)具有以下特征：一是鋼制罐的需求日益增長(zhǎng)，二是食品罐占據(jù)主要市場(chǎng)份額，三是容器材料供過(guò)于求（尤其是在中國(guó)），四是世界鍍錫板制造商在價(jià)格和質(zhì)量上相互競(jìng)爭(zhēng)。
全球制罐材料供給能力的快速增長(zhǎng)主要在中國(guó)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從2017年到2021年，中國(guó)的制罐材料產(chǎn)能擴(kuò)大了約400萬(wàn)噸。但是，采用商品級(jí)冷軋薄鋼板作為基板的中、低級(jí)鍍錫板占了其中的90%左右。按照J(rèn)IS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）和其他國(guó)際認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)中的定義，發(fā)達(dá)國(guó)家是通過(guò)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(shí)，嚴(yán)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(jí)鍍錫板確實(shí)占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額。
面向未來(lái)，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(rèn)達(dá)到了世界一流。然而，已在日本證實(shí)有效的技術(shù)并不能輕易傳播到其他國(guó)家，這就是市場(chǎng)特征。當(dāng)全球化變成一個(gè)日常用詞時(shí)，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(guó)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(kuò)大在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都受到了抑制。日本鋼鐵業(yè)為了凸顯其在該市場(chǎng)的地位，必須使其在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)并推廣的技術(shù)實(shí)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(dāng)鍍錫板產(chǎn)品被售給海外用戶時(shí)，該類(lèi)用戶關(guān)注的焦點(diǎn)僅在于產(chǎn)品的制造，而非穩(wěn)定的鍍錫板供應(yīng)。今后，對(duì)日本鍍錫板生產(chǎn)商而言，重要的是通過(guò)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(shì)。
——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(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)。但成本競(jìng)爭(zhēng)力不應(yīng)僅僅取決于鋼材的價(jià)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(kāi)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(shí)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(guò)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(qiáng)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(xué)成分受到嚴(yán)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(jī)上再次減薄，因此當(dāng)延伸率降低，材料強(qiáng)度則提高。在制罐過(guò)程中，這往往會(huì)導(dǎo)致焊接接頭附近發(fā)生凸緣開(kāi)裂，或者在罐蓋或二片罐成型期間出現(xiàn)波紋?；谝酝慕?jīng)驗(yàn)，日本制鐵通過(guò)使用更薄的二次冷軋鍍錫板來(lái)解決上述問(wèn)題，并為每個(gè)用戶提供了最適合各種罐頭類(lèi)型和制造方法的材料，使制罐成本降低。
食品罐的強(qiáng)度很大程度上取決于罐頭形狀和材料強(qiáng)度。為了推出合格的材料及適用的罐頭設(shè)計(jì)，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(píng)估食品罐強(qiáng)度的模擬系統(tǒng)。
——專(zhuān)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(zé)任向國(guó)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(guò)開(kāi)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(chǎng)特征與需求前景
不論是過(guò)去、現(xiàn)在，還是未來(lái)，鋼制罐都是最佳的容器類(lèi)型。與用戶密切合作，共同追求能源與資源經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)發(fā)并提供環(huán)保材料對(duì)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?cái)U(kuò)大產(chǎn)能（尤其是在發(fā)展中國(guó)家）。
鍍鎳薄鋼板是日本制鐵生產(chǎn)的另一類(lèi)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(chǎng)總體規(guī)模約25萬(wàn)噸/年，其中預(yù)涂板占一半左右。預(yù)涂板涂層均勻，被日本和西方國(guó)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(chǎng)規(guī)模遠(yuǎn)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(chǎng)份額）、日本東洋鋼鐵株式會(huì)社（約占30%）和日本制鐵（約10%）。
鎳預(yù)涂薄板有兩種：鍍鎳薄板和加熱后鎳涂層擴(kuò)散到鋼基板的熱擴(kuò)散薄板。由于除了鍍鎳和擴(kuò)散加熱外無(wú)需額外的處理，生產(chǎn)商很難使其產(chǎn)品與其他競(jìng)爭(zhēng)者的產(chǎn)品形成差異化。由于電池的外尺寸是標(biāo)準(zhǔn)化的，電池制造商在電池性能（取決于內(nèi)部電容）上展開(kāi)了相互競(jìng)爭(zhēng)，這就意味著市場(chǎng)需要更薄的鋼板。為了提高市場(chǎng)占有率并促進(jìn)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(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
除汽車(chē)行業(yè)外的電池市場(chǎng)對(duì)鍍鎳薄鋼板的需求在穩(wěn)步上升，日本制鐵面臨良好的機(jī)遇，可以通過(guò)正確回應(yīng)電池制造商的需求，引領(lǐng)該市場(chǎng)。幾十年來(lái)，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(chǎng)需求。汽車(chē)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(duì)于鋼鐵制造商而言，針對(duì)鋼鐵應(yīng)用的研究和開(kāi)發(fā)采取有效措施十分重要。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2022年11月25日 02版二版）
