諾威力公司的完整高效鋁板帶綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)

王祝堂

(中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會，北京 100814)

諾威力鋁業(yè)公司(Novelis Inc.)于2005年1月1日在紐約正式揭牌，同時股票在紐約與多倫多市證券交易所上市。該公司是從加拿大鋁業(yè)公司分離出來的，由加拿大鋁業(yè)公司的普通鋁板帶(罐料、汽車板、普通工程板、鋁箔帶坯、印刷板帶、瓶罐料及其它)部分組成，是全球最大的鋁平軋產(chǎn)品企業(yè)。2012年在公司100多億美元收入中，罐料及包裝板帶約占50%、汽車板帶占12%、工業(yè)板帶占12%、鋁箔及其帶坯占11%，其他占15%，按地區(qū)分，北美洲占39%，歐洲占38%，亞洲占18%，南美占5%。

諾威力鋁業(yè)公司在成立之初起就非常注意創(chuàng)新與板帶廢鋁的回收再利用，經(jīng)過幾年的不懈努力，取得了巨大成就，一體化制罐合金及其制罐工藝“EVERCANTM”與廢料的大量高效回收利用，成了公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益與持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的兩把殺手锏。用一個合金取代現(xiàn)在的三個合金制造易拉罐可簡化制罐工藝、提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)能減排。2011年，全公司再生鋁用量達(dá)到2100kt，這是非常巨大的成就。

1 大力加強(qiáng)廢鋁回收，擴(kuò)建扁錠生產(chǎn)能力

諾威力鋁業(yè)公司在除非洲及大洋洲以外的其他各大洲均建有廢舊易拉罐(UBCs)及其他廢鋁回收網(wǎng)點(diǎn)與熔煉鑄造中心，例如在美國、巴西、韓國、德國及意大利等都有。該公司收購的廢鋁以廢舊易拉罐為主，其他的為輔；將回購的廢舊易拉罐經(jīng)預(yù)處理—熔煉—調(diào)整成分—凈化處理后鑄成軋制罐體帶卷的扁錠，將其他廢鋁鑄成軋制其他板帶用的扁錠，而不是鑄成再生鋁錠塊(ingot)，這是鋁下游板塊經(jīng)濟(jì)效益最高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。例如在美國，從罐體帶卷出廠—制罐廠制罐—飲料廠裝罐—超級市場出售飲料—用戶消費(fèi)—廢罐回收—鋁加工廠軋制罐體料，大約40～90d就可以循環(huán)一次。

諾威力鋁業(yè)公司2012年生產(chǎn)的罐料帶卷(can stock coil)40%是用回收的廢舊易拉罐扁錠軋制的，計(jì)劃2020年平軋產(chǎn)品用廢鋁將占公司總產(chǎn)量的80%，制罐料則100%用廢舊易拉罐，真正進(jìn)入了理想的循環(huán)經(jīng)濟(jì)時代。要實(shí)現(xiàn)這個規(guī)劃公司采取的措施有：

●加強(qiáng)創(chuàng)新，加大研發(fā)投入，開發(fā)單一易拉罐合金。目前易拉罐是用三種合金材料制造，僅此一項(xiàng)就可使回收效率提高約8%；

●投巨資改擴(kuò)建現(xiàn)有回收熔鑄中心的設(shè)施，使再生扁錠生產(chǎn)能力擴(kuò)大一倍以上，公司在世界各地的總投資約12億美元以上，一次性投資這么多，在世界再生鋁工業(yè)史上是頭一次；

●完善現(xiàn)有的預(yù)處理與熔煉鑄造工藝，提高回收效率，通過增加回收量降低污染物排放與碳排放。

1.1 巴西再生3104合金扁錠產(chǎn)能提升一倍

諾威力鋁業(yè)公司在投資3億美元擴(kuò)建巴西皮達(dá)蒙安加巴軋制廠的同時，還投資6500萬美元擴(kuò)建其廢鋁回收再生設(shè)施，其中投資3500萬美元新建一條廢舊罐回收生產(chǎn)線，使工廠的廢棄罐回收再生生產(chǎn)能力提高近一倍，從2011年的200kt/a上升到2013年的400kt/a；另3000萬美元用于擴(kuò)大全國廢棄罐的回收設(shè)施。巴西廢罐回收率2011年為98.3%，回收量253.1kt。

1.2 德國再生鋁裝備的改擴(kuò)建

諾威力鋁業(yè)公司在德國有兩個軋制廠：阿盧諾夫鋁業(yè)公司(Alunorf)是當(dāng)今世界最大的鋁板帶軋制廠，生產(chǎn)能力約1000kt/a(與海德魯鋁業(yè)公司的合資企業(yè)，各占50%股份)，實(shí)際產(chǎn)量約850kt/a，可生產(chǎn)的合金約110種。另一個是納切特斯特軋制廠(Nachterstedt)，諾威力鋁業(yè)公司的獨(dú)資企業(yè)，主導(dǎo)產(chǎn)品為汽車鋁板帶。

2011年11月投資1400萬歐元的阿盧諾夫鋁業(yè)公司回收中心的擴(kuò)建，核心設(shè)備為1臺洛伊公司(LOI)的雙膛廢鋁熔煉爐，生產(chǎn)能力50kt/a，于2012年底投產(chǎn)，使該廠再生扁錠生產(chǎn)能力達(dá)到100kt/a。

納切特斯特軋制廠回收中心投資2.5億美元正在進(jìn)行大規(guī)模的改擴(kuò)建，可于2014完成，屆時將成為全世界最大的軋制產(chǎn)品廢料回收中心，主要廢鋁為廢舊易拉罐，再生扁錠的生產(chǎn)能力將達(dá)到500kt/a，使諾威力公司再生扁錠的生產(chǎn)能力從2012年的1200kt/a上升到2015年的2100kt/a。

1.3 意大利公司的Ecomelt PS-8廢鋁熔煉爐

2012年5月，諾威力鋁業(yè)(意大利)公司決定增建一條新的鑄造再生鋁扁錠生產(chǎn)線，其中配備有預(yù)熱豎井的Ecomelt PS-8型廢鋁熔煉爐引人注目。該爐采用<650℃的高溫循環(huán)熱氣流預(yù)熱廢鋁，既可以最大限度地減少鋁的氧化，又可以使廢鋁熔煉能耗降至400kWh/t，比常規(guī)熔煉爐天然氣消耗下降約35%，同時也相應(yīng)地減少了溫室氣體排放量，金屬燒損也可以減少1.5%，降至約3%。

1.4 韓國永州軋制廠回收鑄造中心

諾威力鋁業(yè)公司韓國永州(Yeongiu)軋制廠回收鑄造中心是該公司在亞洲建設(shè)的首家廢鋁板帶回收與鑄造企業(yè)，所生產(chǎn)的再生扁錠供諾威力-大韓鋁業(yè)公司軋制罐料帶材及其他帶材用。該中心是亞洲最大的廢舊易拉罐回收再生企業(yè)，再生扁錠生產(chǎn)能力約200kt/a。

2 單一制罐合金問世，罐料生產(chǎn)重大突破

當(dāng)前，全鋁易拉罐(又稱二片罐)是由罐身與罐蓋(含拉環(huán))組成的，用了三種合金，罐身是3104合金(含0.05%～0.25%Cu、0.8%～1.4%Mn、0.8%～1.3%Mg)，罐蓋是5182合金(含0.20%～0.5%Mn、4.0%～5.0%Mg)，拉環(huán)是5052合金(含2.2%～2.8%Mg、0.15%～0.35%Cr)?；厥盏膹U舊易拉罐是這三種合金混在一起(有一些僅有罐身與罐蓋，而拉環(huán)與封口片被撕開丟棄)。由于三種合金的成分不同，特別是罐蓋鎂含量很高，用廢舊罐料再生熔煉3104合金時，必須進(jìn)行除鎂處理，還要添加約20%原鋁錠才能獲得符合標(biāo)定成分的合金。如果能用一種合金制造，不但可簡化工藝流程，而且可降低生產(chǎn)成本15%以上，所以開發(fā)一種單一合金制造易拉罐是材料工作者孜孜以求的，并為此奮斗了50多年。

2012年6月，諾威力公司對外宣稱，他們成功開發(fā)出了易拉罐用單一合金，并且是用100%的再生扁錠軋制的，已獲得SCS高循環(huán)認(rèn)證。用這種材料制造的易拉罐商品名稱為EVERCANTM，這種瓶可裝12盎司(340.2g)飲料。下一步將考慮如何試運(yùn)行，并最終實(shí)現(xiàn)高速制造。這可能還需要二、三年時間，因?yàn)樾枰ㄐ碌纳a(chǎn)線，或者對既有的生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，同時還必須說服消費(fèi)者樂于接受這種新型產(chǎn)品。在哪里生產(chǎn)這種合金與罐尚未確定，專利申報(bào)工作正在進(jìn)行。

EVERCANTM鋁飲料瓶目前只能在北美與歐洲買到，2013年年底可推廣到全世界，這是全鋁制罐業(yè)一次革命性的成就。

3 結(jié)束語

美國諾威力鋁業(yè)公司在全鋁易拉罐帶材生產(chǎn)方面在最近幾年內(nèi)做了二件具有創(chuàng)造性的大事：研發(fā)出了單一的罐料合金，并制出了適用的飲料罐，推向了北美與歐洲市場。現(xiàn)在正在做兩方面的工作，一是宣傳工作，使消費(fèi)者樂于用這種灌裝的飲料；二是盡快實(shí)現(xiàn)這種罐的穩(wěn)定高速生產(chǎn)，如同生產(chǎn)二片罐那樣。

中國在罐料生產(chǎn)與研發(fā)方面與諾威力公司的差距可能還有30年，因?yàn)槠湓缭?0世紀(jì)70年代初生產(chǎn)罐料的技術(shù)與罐料的性能比當(dāng)前中國的還略勝一籌。中國目前有5個軋制廠可以批量生產(chǎn)罐體帶卷，但達(dá)到國際水平可向美國市場出口的還只有南山輕合金公司一家。

筆者所提供的材料如果對感興趣的人士有所幫助，對建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、技術(shù)與管理創(chuàng)新型的鋁罐料生產(chǎn)有所裨益，那就達(dá)到了筆者的夙愿。