I consumi di foglio d’alluminio si mantengono elevati
Aumenta il consumo di foglio d’alluminio, trainato dalla disponibilità di nuove leghe che migliorano le prestazioni dei prodotti, allargano i settori d’applicazione e l’efficienza del processo produttivo. Le statistiche e le rilevazione dell’EAFA confermano la vivacità del settore
di Giuseppe Giordano
Si definisce fogli il laminato d’alluminio e sue leghe con spessore inferiore a 0.2 mm (200 micron). Pur con i limiti dell’aridità della definizione, il prodotto appare diverso dagli altri laminati metallici. Infatti, si può infatti notare che il foglio ha un limite superiore di spessore ma non ha un analogo inferiore perché questo è un obiettivo da sempre in evoluzione. Attualmente il limite minimo di spessore del prodotto industriale è di poco superiore a 0.006 mm (6 micron) ma già in alcune nicchie di applicazioni è utilizzato il foglio di spessore 5 micron e i laminatoi più moderni hanno come limite meccanico la possibilità di laminare fogli di spessore ancora più ridotto.
L’utilizzo di foglio di spessore sempre più sottile è il principale contributo del foglio allo sviluppo di un economia compatibile con l’ambiente. Il processo di downgauging ha coinvolto tutte le applicazioni, dall’imballaggio ai fogli per i pannelli da coibentazione. Ad esempio, i contenitori in poliaccoppiato per imballaggio asettico di latte o di bevande, al loro apparire sul mercato negli anno ’60, utilizzavano un foglio di spessore 0.012 mm (12 micron). Lo stesso livello di effetto barriera per una lunga conservazione del contenuto è attualmente ottenuto con un foglio spesso la metà, cioè molto meno dello spessore di un capello.
Il foglio ha un’altra caratteristica interessante: il suo consumo cresce al crescere del benessere generale nel mercato di riferimento. Il consumo nei paesi più avanzati è molto più alto che nei mercati meno evoluti e lo sviluppo di questi è accompagnato dal crescere di tutte le applicazioni del foglio.
Cresce la produzione di foglio in Europa
E’ molto interessante analizzare i dati offerti da EAFA- European Aluminium Foil Association prendendo a riferimento gli ultimi cinque anni. Va ricordato che questo quinquennio si riferisce ad una regione più estesa dei paesi dell’Unione Europea. Le statistiche EAFA infatti dal 2014 coprono i 28 paesi EU più Armenia, Bosnia-Herzegovina, Macedonia, Montenegro, Norvegia, Russia, Serbia, Svizzera e Turchia.
Il dato generale riguardante la produzione di foglio mostra un valore 2018 superiore alle 900 Kton e un continuo incremento negli ultimi cinque anni pari a circa il 10% (figura 1). Nel 2019, sempre secondo le rilevazioni trimestrali EAFA, la crescita sarà più contenuta, a causa del perdurare dell’incertezza generale sui mercati globali e del proseguimento del confronto Cina/USA sui dazi.
La struttura produttiva del comparto vede 20 produttori nel perimetro EAFA e la produzione si concentra in una trentina di stabilimenti in 15 nazioni diverse (figura 2). Le statistiche EAFA ci consentono alcuni approfondimenti. In primo luogo, circa il 10% della produzione è esportata al di fuori del già vasto perimetro EAFA. E’ in atto, invece, una crescente importazione di prodotto cinese che negli ultimi anni è giunta ad essere quantitativamente simile alla quota export sopraddetta. Il prodotto cinese esportato in Europa ha qualità elevata e per buona parte è ottenuto con impianti di fabbricazione europea.
Le principali applicazioni del foglio si ritrovano nel settore imballaggio nel quale si usa in particolare il foglio sottile e sottilissimo. Il grafico della figura 3 mostra il consumo di foglio nell’area EAFA nell’anno 2017, ripartito nei diversi settori d’applicazione finale.
Nuove leghe per prodotti ad alte prestazioni
Il foglio viene ottenuto con la laminazione a freddo di un laminato di spessore compreso tra 300 e 600 micron. Vi sono due processi per arrivare al foglio di spessore desiderato. Nel più recente, il laminato da trasformare in foglio (foil stock) è prodotto in un processo di colata continua e successiva deformazione. Nel processo tradizionale tale laminato è invece prodotto partendo da placche di spessore iniziale di circa 400 mm, che dopo asportazione di ossidi e altre disomogeneità superficiali, sono prima riscaldate e laminate a caldo e poi laminate a freddo sino allo spessore caratteristico del foil stock visto prima. Da questo punto in poi il foglio viene sottoposto ad un processo specifico di laminazione che si sviluppa attraverso un processo di deformazione su cilindri di lavoro con superficie rettificata a specchio. La laminazione è condotta su singolo foglio sino a spessore di circa 50 micron (0.05 mm). Da qui fino ai minimi spessori (per esempio 6 micron) il foglio è laminato “in coppia” per avere migliori tolleranze dimensionali sulla superficie dei cilindri e sul loro posizionamento relativo. Prima della fine del ciclo di lavoro, il foglio viene ”sdoppiato” e ribobinato come foglio singolo.
Il materiale di partenza per quasi tutti i prodotti non è l’alluminio puro ma sono le sue leghe. Nella produzione di foglio, da poco tempo si è sviluppato l’uso di leghe diverse per sfruttare la diversità di composizione chimica per raggiungere particolari prestazioni sia durante il processo sia sul prodotto finito. Ancora alla fine degli anni ‘90 venivano utilizzate per la produzione di foglio solo leghe della serie 1xxx (con tenore minimo d’alluminio del 99.0%) senza ricercare attraverso lo sviluppo di leghe specifiche particolari prestazioni di prodotto. A partire dagli ultimi anni del secolo scorso, lo sviluppo dell’uso di leghe 8xxx (Al-Fe-Si) ha consentito di ottenere, come detto, sia elevate prestazioni di prodotto sia migliorate condizioni di processo, ad esempio consentendo di aumentare la velocità media di laminazione ai più bassi spessori.
La principale differenza di composizione tra le leghe 1xxx e le 8xxx si trova nel tenore di ferro. E’ noto che il ferro, insieme al silicio, è l’impurezza più facilmente ritrovabile nell’alluminio. La solubilità del ferro nell’alluminio liquido è più alta che allo stato solido, quando la maggior parte di questo elemento è presente nei composti intermetallici. La numerosità, la forma e la distribuzione delle particelle influenzano i processi di ricottura e ricristallizzazione. In particolare, con l’aumento del tenore di ferro si verifica un aumento del tempo per ottenere una completa ricottura, effetto esprimibile anche come aumento della temperatura di ricristallizzazione. Questo comportamento delle leghe con alto Fe% è stato alla base del successo della lega ENAW 8079, una delle prime 8xxx specifiche per produrre foglio e attualmente forse la più utilizzata. I vantaggi determinati dal comportamento sopradescritto si ritrovano nella possibilità di operare a più alta temperatura nei forni di ricottura finale, garantendo una migliore evaporazione del fluido di laminazione e conseguente pulizia della superficie del prodotto finale. Allo stesso tempo viene evitato un processo di recovery in grado di rendere disomogenee le prestazioni del foglio. Si possono così utilizzare stati fisici a elevato livello di incrudimento anche in processi con fasi a temperatura molto superiore a quella ambientale. La composizione delle principali leghe 8xxx attualmente utilizzate per il foglio sono riportate nella tabella 1. Occorre però ricordare che rimangono in uso anche le leghe 1xxx, quali le leghe ENAW 1050 e ENAW 1235, utilizzate soprattutto per prodotti che richiedono come principale caratteristica una superficie particolarmente brillante del foglio.