□高 雙

新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)品及技術(shù)研究

□高 雙

介紹了新日鐵住金鍍錫板的產(chǎn)能概況，從產(chǎn)品種類及用途、產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)和HACCP認(rèn)證情況介紹了新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)品的情況，并對(duì)新日鐵住金鍍錫板的技術(shù)優(yōu)勢、產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，指出對(duì)新日鐵住金產(chǎn)品和技術(shù)的研究是全面了解世界鋼鐵業(yè)鍍錫板生產(chǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀的一個(gè)重要組成部分。

新日鐵住金；鍍錫板產(chǎn)品；技術(shù)趨勢

鍍錫板是表面鍍有極薄錫層的鋼板，不僅具有強(qiáng)度高、成型性好、耐蝕性優(yōu)良、焊接性強(qiáng)、外觀亮澤等特點(diǎn)，還具有良好的印刷著色性，加之鍍錫層無毒，因而廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)及各種容器、沖壓制品、包裝材料等非食品工業(yè)。

新日鐵住金是世界知名的鍍錫板生產(chǎn)廠家，其鍍錫板產(chǎn)品種類多樣，技術(shù)優(yōu)勢明顯，擁有全流程鍍錫板生產(chǎn)線，具備先進(jìn)的生產(chǎn)工藝及覆蓋BA、CA、DR、DI各材質(zhì)鍍錫板的生產(chǎn)能力，其產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)技術(shù)等在世界鍍錫板廠家中都位居前列。

一、新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)能概況

新日鐵住金是世界最大的鍍錫板生產(chǎn)商之一，在日本國內(nèi)鍍錫板年產(chǎn)量保持在130～140萬噸，鍍錫板出口量占日本鍍錫板出口量的70%以上。

隨著以新興市場國家為中心的人口增加和生活水平的提高，全球的食品罐及飲料罐等使用的鍍錫板需求不斷增長，新日鐵住金瞄準(zhǔn)這些新興國家市場，在中國、泰國、印度尼西亞等國家參與、合資成立鍍錫板公司，進(jìn)行鍍錫板生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)。新日鐵住金在海外鍍錫板合資公司的基本情況見表1。

表1 新日鐵住金海外鍍錫板合資公司簡況

二、新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)品情況

1.產(chǎn)品種類及用途

新日鐵住金的電鍍錫產(chǎn)品根據(jù)鋼種鍍錫量、鋼帶表面狀態(tài)和鍍錫量等有不同的劃分方式。

從鋼種上來看，新日鐵住金鍍錫板分為從MR、L、D共3類，其中，MR鋼的微量殘留成分少，有良好的耐腐蝕性，可用于容器材料等，用途廣泛；L鋼中的Cu、Ni、Cr、Mo及其他元素殘留極少，主要用于耐蝕性能要求高的容器材料；D鋼的特色是深沖加工性能優(yōu)良。

從表面狀態(tài)上來看，新日鐵住金鍍錫板分為光亮表面、石紋表面和無光表面3種，產(chǎn)品代號(hào)分別為B、R、M。

如表2所示，從鍍錫量上來看，新日鐵住金鍍錫板分為等厚鍍錫和差厚鍍錫兩大類，等厚鍍錫中最大公稱鍍錫量為11.2/11.2 g/m2,最小平均鍍錫量為4.9 g/m2；差厚鍍錫中最大鍍錫量為11.2/8.4 g/m2,最小平均鍍錫量為5.05/2.25 g/m2。

表2 新日鐵住金鍍錫板根據(jù)鍍錫量分類情況

2.鍍錫板產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)

新日鐵住金的鍍錫板分為一次冷軋材和二次冷軋材，最終產(chǎn)品形式分為薄板和鋼卷，表3為新日鐵住金鍍錫板可供貨的生產(chǎn)范圍情況，表3中對(duì)可提供產(chǎn)品的厚度、寬度、重量內(nèi)外徑等規(guī)格有詳細(xì)說明。

表3 新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)品規(guī)格

如表3所示，新日鐵住金鍍錫板一次冷軋材的厚度為0.18～0.80mm，二次冷軋材的厚度為0.15～0.36mm。同時(shí)，還可根據(jù)用戶對(duì)調(diào)質(zhì)度等要求的不同，適當(dāng)改變產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍等。

3.鍍錫板產(chǎn)品HACCP認(rèn)證情況

新日鐵住金是日本第一家取得HACCP資格認(rèn)證的廠家。HACCP的全稱是Hazard Analysis Critical Point（危害分析和控制關(guān)鍵點(diǎn)），是科學(xué)、簡便、實(shí)用的預(yù)防性的食品安全控制體系，是企業(yè)建立在GMP（良好操作規(guī)范）和SSOP（衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)操作程序）基礎(chǔ)上的食品安全自我控制的最有效手段之一。通過HACCP認(rèn)證的生產(chǎn)廠包含了八幡制鐵所、名古屋制鐵所及廣畑制鐵所，得到認(rèn)證的產(chǎn)品為電鍍錫鋼板和無錫薄鋼板。HACCP資格認(rèn)證的取得，標(biāo)志著新日鐵住金的食品級(jí)鍍錫板產(chǎn)品能夠滿足食品安全的要求，適用于食品飲料業(yè)。

三、新日鐵住金鍍錫板優(yōu)勢技術(shù)分析

在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，新日鐵住金不斷進(jìn)行著技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，在鍍錫板方面積累了很多先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)技術(shù)，其鍍錫板優(yōu)勢技術(shù)主要包括：完全不溶性陽極技術(shù)、錫離子供給技術(shù)、錫粒溶解技術(shù)、錫溶解速度的控制技術(shù)等。

1.完全不溶性陽極化技術(shù)

以往的電鍍錫生產(chǎn)采用的是可溶性陽極技術(shù)，存在更換錫陽極的工作量大、生產(chǎn)過程中耗電量增加等諸多問題。新日鐵住金經(jīng)過長期研究，開發(fā)出電鍍錫陽極完全不溶性技術(shù)。該技術(shù)通過金屬錫溶解供給錫離子，由于陽極為不溶性材料，因而消除了因極板溶解而引起陰陽極間距變化而導(dǎo)致的錫層分布不均，解決了可溶性陽極技術(shù)存在的若干問題。

通過錫離子供給技術(shù)、流化體內(nèi)的錫粒溶解技術(shù)等一系列相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，新日鐵住金在電鍍錫生產(chǎn)線上建立了完全不溶性陽極系統(tǒng)（見圖2）。新日鐵住金率先開發(fā)出的完全不溶性陽極技術(shù)是一項(xiàng)具有開創(chuàng)性意義的新技術(shù)，完全不溶性陽極系統(tǒng)已成為鋼鐵企業(yè)公認(rèn)的電鍍錫生產(chǎn)的先進(jìn)系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的應(yīng)用不僅提高了鍍錫質(zhì)量，還提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，今后其優(yōu)越性將會(huì)進(jìn)一步顯現(xiàn)。

圖2 電鍍錫生產(chǎn)線完全不溶性陽極系統(tǒng)

2.錫離子供給技術(shù)

不溶性陽極技術(shù)中，錫離子由陽極系統(tǒng)之外供給，但錫屬于化學(xué)穩(wěn)定性元素，在常規(guī)狀態(tài)下幾乎不溶解，僅將金屬錫浸入電解液中，金屬錫的溶解速度很小。因此，為將金屬錫的化學(xué)溶解反應(yīng)速度提高到工業(yè)生產(chǎn)的需要，必須減少擴(kuò)散層、保證足夠的溶解氧和反應(yīng)面積。新日鐵住金開發(fā)的錫離子供給技術(shù)，通過采用流化床作為錫溶解反應(yīng)層、將氧吹入流化床且使流化床高壓化增加溶解氧的濃度、金屬錫顆?；却胧?，解決了以上問題。

3.錫回收技術(shù)

不溶性陽極技術(shù)中，電鍍液中的錫離子（Sn2+）被氧化生成錫泥（SnO2）沉淀物，陽極產(chǎn)生的初生態(tài)氧加上錫溶解流動(dòng)層的溶解氧使錫泥的產(chǎn)生量大大增加。新日鐵住金開發(fā)了金屬錫回收技術(shù)，將從過濾溶液中回收的泥渣塊氧化焙燒，再通過帶鋼退火爐進(jìn)行氫還原，得到錫元素含量為99.90%的金屬錫粒，除去鐵及其他雜質(zhì)就成了難得的A級(jí)錫錠，可將其進(jìn)行加工后再循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了金屬錫的回收再利用。

4.錫粒子制造技術(shù)

新日鐵住金開發(fā)出將熔融金屬錫從多孔板滴出，形成金屬錫粒的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)通過控制層流狀態(tài)或臨界狀態(tài)的流出速度、縮短鑄口與水面的間距、保持適當(dāng)?shù)睦鋮s水溫等措施，在凝固過程中實(shí)現(xiàn)了熔融金屬錫的粒狀化。

5.錫離子濃度在線分析技術(shù)

新日鐵住金開發(fā)出錫離子濃度在線分析儀，用完全不溶性陽極來保持電鍍作業(yè)時(shí)從溶液中帶走的錫量和從外部補(bǔ)充到溶液中的錫量的平衡。錫離子濃度在線分析技術(shù)的關(guān)鍵是：通過從溶液中的錫離子濃度檢測端接收到的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)向反應(yīng)容器供氧速度的控制。

6.鐵離子去除技術(shù)

新日鐵住金開發(fā)出用離子交換法去除鐵離子的技術(shù)，通過電鍍液閉路化，增加鐵離子的積存量。鍍液封閉化會(huì)造成雜質(zhì)離子的積累，使溶液中鐵離子增多、濃度上升，導(dǎo)致鍍錫光亮范圍縮小，錫渣生成量增加。因此，新日鐵住金開發(fā)并應(yīng)用組合鰲形樹脂和陽離子交換樹脂的夾雜陽離子除去技術(shù)，運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，使鍍液或廢鍍液通過-N（CH2-COOH）2基的螯形樹脂塔吸附Sn2+，再通過陽離子樹脂塔除去鐵及其他雜質(zhì)陽離子，得到的酸液濃縮后再回到樹脂塔，來解吸Sn2+，使其回到溶液中，這樣就能防止鐵離子的累積。

7.磷酸鹽陽極處理技術(shù)

磷酸鹽陽極處理技術(shù)是新日鐵住金開發(fā)的一種基于磷酸鹽的電鍍錫鋼板無鉻表面處理技術(shù)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的無鉻純化鍍錫板主要用于制造奶粉罐。具體處理?xiàng)l件為：在溫度為50℃、pH值為2.5、濃度為30g/L的磷酸鈉溶液中使陽極純化。這項(xiàng)技術(shù)中，先進(jìn)行陰極預(yù)處理，然后再進(jìn)行陽極處理，可以進(jìn)一步改善鍍錫板的抗污染性能，同時(shí)，在磷酸鹽中進(jìn)行陽極處理，通過將鐵轉(zhuǎn)變成磷酸鐵，可阻止錫氧化物膜中的含量升高，還能起到封閉針孔的作用。

四、新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展趨勢

通過對(duì)近年來新日鐵住金鍍錫板技術(shù)開發(fā)和工藝創(chuàng)新的研究，對(duì)其產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展趨勢總結(jié)如下：

一是為降低成本，在保證腐蝕和材料力學(xué)性能的前提下，鍍錫板的鍍層厚度和基板厚度持續(xù)減薄是新日鐵住金鍍錫板產(chǎn)品、技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，開發(fā)鐵鎳錫合金鍍層板、鐵錫合金鍍錫鋼板及鋅錫合金鍍層板等鍍層厚度為0.5～0.88mm、甚至更薄的極薄合金錫鍍層鋼板將是新日鐵住金鍍錫板新產(chǎn)品開發(fā)的主要方向。

二是為適應(yīng)環(huán)保要求，新日鐵住金重視對(duì)無鉻鈍化、MSA鍍液等的研發(fā)，積極探索鍍錫板鉻酸鹽鈍化的替代技術(shù)，并致力于進(jìn)行電耗降低、污染減少等減少環(huán)境負(fù)荷的新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)。

三是為滿足市場需求，進(jìn)一步開發(fā)新的性能更好的產(chǎn)品也是新日鐵住金的研發(fā)方向，如在不含鉻化合物、硝態(tài)氮的溶液中進(jìn)行陰極電解皮膜處理的高性能鍍錫板、成形性能更好的超低碳鋼鍍錫板DI材等。

五、結(jié)束語

新日鐵住金是世界最大的鍍錫板生產(chǎn)廠家之一，對(duì)其產(chǎn)品和技術(shù)的研究，是我國鋼鐵企業(yè)全面了解世界鋼鐵業(yè)鍍錫板生產(chǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀的重要內(nèi)容，同時(shí)，掌握其鍍錫板新產(chǎn)品、新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，能夠?yàn)槲覈撹F企業(yè)鍍錫板的發(fā)展提供有益的借鑒。

[1]新日鐵住金網(wǎng)站，http://www.nssmc.com.

[2]齋藤隆穗，柳長福.電鍍錫線全不溶性陽極技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用[J].武鋼技術(shù)，1992（6）.

[3]王曉東，黃久貴，李建中，等.國內(nèi)外鍍錫板生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r[J].上海金屬，2008（7）.

[4]井上昭彥，相場雅次.鋼板プロセッシング技術(shù)開発の歩みと今後の展望[N].新日鉄技報(bào)第391號(hào)，2011.

[5]高宏適.新日鐵薄板生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展[N].世界金屬導(dǎo)報(bào)，2012-03-20.

（作者單位：武鋼研究院信息所，武漢430080）

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