連續鍍錫

連續鍍錫是鍍錫工藝的一種，錫鍍層穩定性好，耐腐蝕、抗變色能力強，鍍層無毒、柔軟，有很好的可焊性和延展性，因此在工業上有廣泛的套用。連續鍍錫的鍍層基本無孔，能抵抗大多數形式的腐蝕，密封的情況下，微薄的錫層能有良好的保護作用並且與有機物生成的產物沒有毒，因此連續鍍錫常用於鋼帶材的生產和制罐行業。

基本介紹

• 中文名：連續鍍錫
• 外文名：Continuous tin plating
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 類型：鍍錫工藝的一種
• 優點：錫鍍層穩定性好

定義

連續鍍錫是鍍錫工藝的一種，錫鍍層穩定性好，耐腐蝕、抗變色能力強，鍍層無毒、柔軟，有很好的可焊性和延展性，因此在工業上有廣泛的套用。連續鍍錫的鍍層基本無孔，能抵抗大多數形式的腐蝕，密封的情況下，微薄的錫層能有良好的保護作用並且與有機物生成的產物沒有毒，因此連續鍍錫常用於鋼帶材的生產和制罐行業。

銅帶連續鍍錫

各種變壓器都有各自不同的接線片，由於變壓器品種規格繁多，接線片的規格也甚繁雜。接線片是用0.3毫米紫銅帶製成，並在使用之前進行鍍錫。為此目的在鍍錫前，要將寬窄不同，長短不等的各種接線片，再經過酸洗之後進入鍍錫槽。鍍錫後，經水洗、乾燥，最後再用人工恢復原狀。

這樣，不但電鍍工人勞動強度大，效率低，而且還跟不上產品裝配的需要。又因銅皮較薄，邊角鋒利容易割傷手指。同時在酸洗、電鍍過程中，由於銅片的抖動，會使酸、鹼液飛濺出來，因此，很不安全。還有一個缺點，就是接線片端基部的夾緊力較大，鍍層很不均勻，甚至漏鍍，而且片間還不可避免的殘留有酸、鹼余液，會使端首先腐蝕，從而污染變壓器油。所以接線片的這種加工工藝是一個少、慢、差、廢的方法，一直沿用多年。

銅帶經連續鍍錫後，鍍層均勻，結合力好，錫層細膩潔白，經240小時鹽霧試驗，抗腐蝕性能良好。銅帶連續鍍錫工藝已經採用三年多，質量穩定。

套用

離子交換和膜分離都是重要的化工分離過程。基於高分子聚合物材料的荷電特性，離子交換樹脂和離子交換膜能夠進行離子物系的分離、分級，在清潔生產、環境保護方面發揮了重要作用，涉及金屬加工、冶金、醫藥、電力、汽車、原子能、精細化工、綠色化工等多個大型及重點行業。近年來國內高品質薄鍍層的鍍錫板生產技術有了長足進步，產能增長迅猛。

大型連續電鍍錫生產線鍍液成分的線上控制更加嚴格，對鍍液回用和廢液處理的要求更加苛刻。若線上離子交換技術能夠有效並規模化套用於高速電鍍錫線的鍍液維護，將有利於保證鍍液關鍵組分的含量在更小範圍內波動，從而更好地控制鍍層厚度和均勻性，提升鍍錫板的表面質量，同時減少傳統批處理方式產生的大量含重金屬離子廢液。隨材料科學的發展，工業膜產品更新換代加速，為離子交換技術工業化、組件化套用於大型生產線提供了更好的套用基礎和值得借鑑的套用經驗。

電鍍錫板

電鍍錫板屬於冷軋深加工的高端產品，是高附加值的新型耐蝕材料，也是調整我國冶金產品結構的重要內容之一。由於無毒、耐蝕性好，電鍍錫板已廣泛套用於食品包裝、飲料包裝、醫藥、化工包裝等行業，前景十分良好。近年來國內鍍錫板的表觀消費量一直穩定在200萬t 以上，出口量逐年增加，主要面向東南亞、中東地區市場，並出口到義大利、澳大利亞、美國、荷蘭等國，部分取代了原日本、歐洲等鋼鐵業已開發國家的市場份額。

從技術發展趨勢來看，鍍錫板產品和錫鍍層都在往薄板薄鍍層方向發展，技術水平要求更高的不溶性陽極電鍍錫機組順應了這種趨勢。該類生產線生產技術複雜、難度大，是冶金行業電鍍錫薄板製造領域的高水平生產線。其主要工藝段包括脫脂、電解酸洗、電鍍錫、軟熔、鈍化、塗油等6 個單元，其中脫脂、酸洗、電鍍、鈍化單元都以化學或電化學過程為主，需要複雜的線上設備和線下循環或補充共同完成單元功能。

離子交換技術的套用重點和研究趨勢主要在最關鍵的電鍍錫單元。鋼帶進入鍍錫槽後，在外加電場作用下，電解液中的錫離子不斷沉積到帶鋼表面，完成鍍錫，再進入下個工藝段。鍍液中消耗的錫離子則通過外部線下溶錫系統補充，以使電解液中的錫離子含量穩定在適宜範圍內。鍍液會受Fe 元素污染，鍍液需要定期替換更新或排放。

在鍍錫中套用

鍍錫液中的Sn²⁺在電鍍過程中不斷沉積到鋼帶表面，並隨鋼帶運行而被帶出電鍍單元。必須向鍍液中不斷補充Sn²⁺，才能使Sn²⁺含量維持在合適的工藝範圍內。用於補充Sn²⁺的設備為溶錫裝置。在新型高速連續電鍍錫線上，採用不溶性的陽極生產工藝時，Sn²⁺的補充通過鍍液在鍍槽和溶錫系統之間的循環來實現。近年來主要採用溶氧法的工藝，溶氧裝置在一定壓力、溫度等工藝條件下，通過控制錫粒的氧化速率，達到儘量穩定、連續地提供Sn²⁺的效果，從而維持鍍液中的Sn²⁺含量。控制過程需要建立氧氣流量、通氧時間與Sn²⁺含量之間的平衡模型。實際套用中發現，此方法的缺點是氧化效率不高，均勻性不好，造成部分錫粒過氧化而生成Sn⁴⁺，使得錫泥量較多，錫損失大。因此在行業內的技術開發領域，如何提升反應的

均勻性和減少錫的損失是倍受矚目和亟待解決的問題。

有關連續高速電鍍錫線的鍍液體系，其最新的研究方向已經指向與膜技術和電滲析領域。電化學過程在控制氧化反應的精確程度上有很大優勢。隨鍍錫板產品向薄鍍層方向發展，傳統的板帶鍍錫量由主流規格的5.6 g/m²、2.8 g/m² 朝著更薄的要求走，某些下游產品已經要求原材料鍍錫板的鍍錫量為1.0 g/m² 以下，甚至是0.2 ~ 0.4 g/m² 的超薄鍍層鍍錫板，因而對鍍錫線的要求更加苛刻，包括更優的表面質量、更高的電流效率、更好的工藝和機械穩定性以及更加經濟環保。離子交換膜和電滲析技術套用於鍍錫線的早期理論研究始於上世紀七八十年代，以日本和美國的研究為主。

新一代的電解溶錫研究以工業化為目的，考慮到鍍錫生產的高速和連續性，對離子交換膜的特性要求較高，主要考察因素應當包括導電能力(允許電流密度)、膜的強度、抗污染性能、低槽壓、裝備的組件化設計。

總結與展望

離子交換技術在鍍錫上的套用研究起步較早，因受制於材料特性和能源電力成本，而尚未達到大規模套用的程度。但其在相近行業的生產線上，如金屬加工行業的廢酸回收、重金屬離子的分離，有精製要求的分離過程等領域，大型高水平不鏽鋼及鈦材酸洗的酸液線上回收等方面，都有了成熟的研究或成功的工業化套用。隨著鍍錫線生產技術的迅速發展，近年來高速和薄鍍層的鍍錫生產技術有了飛躍發展，生產線數量和生產能力也迅猛增長。國際工業膜大公司的產品更新換代越來越快，國內外對連續高速鍍錫線的離子交換技術研究又進入了新的發展時期，從工藝研究到裝置設計、工業化方面推進。離子交換材料和分離技術因具有線上處理、精準控制及環保高效等特性，有望成為未來幾年內推動高速鍍錫線鍍液淨化和溶錫工藝進步的關鍵突破點之一。