镀锡板生产发展及国内市场.docx
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镀锡板生产发展及国内市场
镀锡板生产发展及国内市场
宋加
1 前言
镀锡板具有良好的耐腐蚀性，富有光泽的外观，能进行焊接、咬口、冲压等进一步加工成型，还具有良好的印刷着色性，加之镀锡层无毒，因而镀锡板广泛用于食品业、电器、仪表、玩具、化工、装饰等领域，是最受欢迎的钢材之一．
2 镀锡板的生产发展
镀锡板生产发展可分为4个阶段：
第1阶段是第一次世界大战前，为热轧单X热镀锡板发展期，镀锡板生产以英国领先．
第2阶段是1918～1940年，冷轧及电镀锡生产技术出现，镀锡板以带卷形式生产．美国在镀锡板生产领域占绝对统治地位．欧洲、北美洲、亚洲也开始生产镀锡板．
第3阶段是第2次世界大战时期至1960年，发展了电镀锡工艺，美、英国的绝对优势已相对减弱，镀锡生产在发展中国家有了一定发展．
第4阶段是1960年至今，镀锡板生产有了更广泛的发展，日本成为仅次于美国的第2大镀锡板生产国．电镀锡生产技术得到进一步发展，热镀锡机组基本淘汰，其能力已不足总生产能力的1%．第3世界的国家建设了不少电镀锡机组．
3 世界镀锡板发展概况3.1 镀锡板产量及主要生产国
目前全世界早已建设了约150余套电镀锡机组，其中约有20套为镀锡和镀铬两用机组，另有15套镀铬机组．近几年，世界镀锡板产量为1400万t/a左右．
美国的电镀锡机组最多，共有30多套；日本有20多套，其次为德、法、英3国，生产能力相近．这5国镀锡板产量占全世界总产量的55%～59%．近年来，这些镀锡板生产大国基本不再新建机组，只是对原有设备进行技术改造．
世界镀锡板产量及其主要生产国产量见表1．
表1 近十年来世界及部分国家镀锡板产量 万t
国家或地区
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
全世界
1427.9
1462.1
1448.7
1429.6
1402.6
1494.6
1390.9
1426.9
美国
361.8
369.1
373.4
365.8
366.5
356.2
374.0
377.9
日本
172.3
176.8
175.1
171.1
182.0
190.9
165.0
171.1
德国
96.4
96.9
100.2
106.4
112.9
98.3
84.5
102.1
法国
95.0
100.0
99.0
99.7
98.9
96.0
87.3
97.9
英国
104.1
101.8
96.1
85.5
74.2
80.5
82.9
76.7
日本每年出口镀锡板最多，美国虽然生产镀锡板最多，但消费高，每年进出口量不大．1992～1995年上述5国镀锡板进出口情况见表2．
表2 1992～1995年美日德法英镀锡板进出口情况
项目
美国
日本
德国
法国
英国
年进口量/万t
8.5～29.0
3.3～20.0
12.0～18.1
13.6～19.3
10.7～12.5
年出口量/万t
17.5～29.0
71.9～89.3
33.2～47.4
35.3～54.5
31.9～42.1
3.2 发展中国家电镀锡机组建设情况
80年代以来，发展中国家陆续建设镀锡板生产机组．1996年泰国、马来西亚、印尼、菲律宾镀锡板产量分别达到37、17、15、12万t．泰国Siam公司又投产了1套12万t/a镀锡机组．
印度建成2套镀锡机组，其中1套生产能力为12万t/a,并配有六辊CVC轧机，专门轧制镀锡原板．韩国已投产3套机组，又建成2套生产能力为20、22万t/a的机组．巴基斯坦、哈萨克斯坦分别有1套机组．
拉美各国中以巴西镀锡板生产发展最快，建有5套机组，产量70～80万t/a．委内瑞拉有2套机组，智利、哥伦比亚、秘鲁各有1套机组，墨西哥有5套机组．
南非伊斯科尔公司已有35万t/a的生产能力，最近又投产1套18万t/a的机组．
4 镀锡板生产技术的发展趋势4.1 先进合理的前工序
（1）转炉炼钢和炉外精炼
镀锡原板用钢需严格控制化学成分，各生产厂都有内控标准，控制钢中C、N、O低含量，以使钢的硬度均匀合适，抑制粗大夹杂物存在，并控制Cu、Cr、S、P等杂质含量．炼钢采用铁水预处理，顶底复合吹大容量转炉，挡渣出钢，炉外精炼等技术，实现钢水成分微调，减少非金属夹杂，保证钢水温度．采用RH-OB脱氢脱碳作用尤其适于镀锡板，能使非金属夹杂颗粒在20μm以下，可防止易拉罐卷边裂纹．
（2）无缺陷连铸坯生产
采用连铸坯为热轧原料能使带钢钢质均匀．采用大容量中间包，中间包挡渣堰，电磁搅拌，连铸保护渣，注流保护，铸坯气雾冷却，多点矫直，压缩绕注等技术来改善板坯的表面及内部质量．新日铁采用CC-HCR、CC-DR通过板坯未凝固复热技术，凝固端控制技术，机内、机外保温及边部温度补偿技术可获得无缺陷坯．
（3）热连轧
镀锡板用热轧卷较薄，一般为1.8～2.2mm,热连轧机采用板形凸度控制技术，全液压AGC系统等可保证其板形与公差．热轧卷不宜露天存放，不宜用炉卷轧机．终轧温度控制在845℃左右，卷取温度控制在630℃以下，以600℃最好．
（4）高精度冷轧机
镀锡基板厚度一般为0.2～0.5mm,饮料罐用镀锡板厚度仅为0.1～0.18mm,长度方向上厚度偏差<5μm,因此必须选择高精度轧机，并配有液压AGC、ASC系统．
（5）合适的退火设备
典型镀锡原板的退火设备采用连续退火机组．退火温度为680～720℃，可生产T2～T6级各类硬度的镀锡板．只有极软、需求量很少的T1级镀锡板需在罩式退火炉中处理．
（6）双机架平整机
单机架平整机难满足镀锡原板平整要求，应用双机架平整机．生产二次冷轧镀锡板则应考虑平整机兼二次冷轧机．也可将双机架平整机设于连续退火机组中，以提高生产效率，减少中间库．
4.2 镀锡板生产的总趋势
（1）合理的工艺选型
碱性法基本淘汰，新建机组多采用弗洛斯坦法，全世界已有百余套．该工艺成熟稳定，易于掌握，防腐要求不高．哈罗根法次之．
（2）镀锡板厚度减薄
厚度0.10～0.12mm的镀锡板在旋入式密封盖与深冲扁形罐盒方面已实用化，饮料罐采用拉伸工艺后，厚度可减至0.08mm．
（3）镀层厚度减薄
1940～1970年镀锡板产量增加2.7倍，但锡的消耗仅增加25%,且近年100#q75#镀锡板已很少使用q大量使用25#镀锡板q许多生产厂正致力于研究超薄镀层镀锡板qq4q高速高精度剪切配有高速定尺剪切机组q剪切速度达300m/min以上q并配有与制罐厂布料相吻合的花样剪刃剪切q以节约用料q剪切直角精度高q
4.3 镀锡生产新技术
（1）采用高密度电流清洗
根据机组不同速度选用极对极型或缠绕槽型电解清洗段，对采用二次冷轧板做原料的机组采用两段电解清洗，中间设有喷洗段来代替刷洗段，减少了维修量．
（2）采用拉伸矫直机
拉伸矫直机可改善带钢板形，保证产品质量．
（3）使用不溶性阳极
日本新日铁首先开发不溶阳极技术，即使用镀铂钛阳极，固定在电镀槽内．由于阳极为不溶性材料，带钢和阳极之间距离在生产过程中始终保持不变，消除了由于阴阳极间距变化而造成锡层分布不均匀．阳极寿命至少10个月，省去了频繁更换与铸造锡阳极，降低了劳动强度．阳极固定后，带钢与阳极的距离相应减少，可降低电耗，并便于设置镀槽废气收集系统．
生产较窄镀锡板时，采用边缘罩技术，防止边部镀层增厚，使镀层更均匀．
（4）电镀液浓度控制
配合不溶性阳极技术，使用X-荧光分析仪，从取样器测定金属锡含量，将实际含量与给定含量比较得出浓度补充量，控制氧气吹入量，控制锡的溶解速度，使电镀液浓度稳定．
（5）混合加热软熔
采用电阻加热和感应加热（高频电流100～200kHz）混合加热软溶．
（6）在线微小缺陷检测
激光表面检测可测出90%的表面缺陷；漏磁微小夹杂检测仪能在带钢高速运行时检查出5×10-4mm3内部微小夹杂．
（7）发展极薄合金锡镀层板
极薄合金锡镀层钢板的镀层厚度为0.5～0.8g/m2,具有良好的焊接性，高的耐蚀性，并对漆有很好的附着性．最有代表性的有如下几种：
①铁镍锡合金镀层板
先在钢板上镀镍0.4～1.0g/m2,经连续退火炉700℃扩散退火，再平整，镀一层薄锡0.5～0.8g/m2,软熔后形成厚度0.2～0.3g/m2的铁镍锡合金镀层，再经铬酸盐钝化处理，形成铬与氢氧化铬层，提高了涂料附着性，抗硫化变黑性，涂膜下耐腐蚀性及焊接性．
②铁锡合金镀锡钢板
带钢镀锡后镀铁，加热形成0.05～1.00g/m2的锡铁合金，再以铬酸电解形成含铬0.005～0.050g/m2的镀层，具有非常好的涂料附着性．
③锌锡合金镀层板
先在锌离子槽内镀锌，再在带钢表面电镀锡，以镀锌板上锌离子取代二价锡，使镀锡槽内溶液锡离子变成锌离子，以补偿电镀槽溶液．复合镀层含有锌0.005～0.200g/m2和锡0.05～1.00g/m2,这种镀层板具有良好的焊接性和耐蚀性．
5 我国镀锡板生产发展5.1 发展概况
我国镀锡板生产起步晚，1979年武钢从德国引进1套设计能力10万t/a的电镀锡机组，开始了镀锡板的大机组生产．90年代初，XX中粤马口铁工业XX从韩国先后引进2套设计能力6万t/a的电镀锡机组，分别于1990年及1994年投产．直到1996年我国镀锡板生产量还很少，每年需进口40～50万t．
由于镀锡板国内市场看好，国内许多钢铁厂家及地区纷纷筹建镀锡机组，也吸引了外商投资．目前，已有数套镀锡机组投产或即将投资．其中宝钢第二冷轧厂于1998年1季度投产，该厂是镀锡板专业生产厂，建有酸洗-冷轧联合机组（专门生产薄规格钢卷），镀锡板专用连续退火机组，准备机组、2套设计能力20万t/a的镀锡机组及高速高精度镀锡板剪切机组，设备装备水平较高，标志我国镀锡板生产迈上了新台阶．
我国我国镀锡机组情况见表3．
表3 我国镀锡机组状况
厂 家
投产时间/年
设计生产能力/万t.a-1
工艺类型
备 注
武钢冷轧厂
1979
10
拉塞斯泰茵法
能自供原料
XXXX中粤马口铁工业XX（合资）
1990
6
1994
6
弗洛斯坦法
进口原板
XX统一马口铁XX（中日合资）
1996
15
哈罗根法
进口原板
XX宝钢益昌镀锡XX
1997
10
弗洛斯坦法
能自供原料
XX统一镀锡板XX（中日合资）
1997
15
哈罗根法
进口原板
XX海宇锡板工业公司（中韩合资）
1997
10
进口原板
XX太平洋马口铁XX（中日合资）
1997
12
弗洛斯坦法
进口原板
XX宝钢第二冷轧厂
1998
20
弗洛斯坦法
自供原料
XX中宜镀锡板XX（中日合资）
1999
20
弗洛斯坦法
外购原板
XX中日达金属XX（台日合资）
1998
15
哈罗根法
进口原板
合 计
149
5.2 我国镀锡板生产存在的问题
（1）缺少镀锡原板
能供应原板的厂家很少，见表3,大部分厂家要依靠进口原板，使生产成本高，竞争力弱．
（2）镀锡板生产经验有待积累
镀锡板生产技术难度大，技术含量高，我国新上镀锡项目几乎都集中在1997～1998年投产，虽然有些镀锡机组工艺选型及设备很先进，但产品质量并不理想，一级品率及收得率不高．
（3）一些设备有待完善
有些机组缺少拉伸矫直机，良好的活套装置，先进的表面微小缺陷检查仪；镀锡板的高速剪切机组剪切直角不准，给印铁带来麻烦等．
（4）镀锡板及其镀层厚度偏厚
我国镀锡板偏厚，多使用厚0.24～0.28mm的镀锡板．镀层也偏厚，不少用户使用50#、75#镀锡板，对降低成本不利，也浪费了资源．
（5）缺乏高品质镀锡板
仅宝钢能生产DI罐镀锡板，其它厂均不能生产．
6 我国镀锡板市场
目前我国镀锡板需求量约70万t/a,有关部门预测，2000年需求量约90～100万t/a,主要用户是轻工部门，其需求量约为80万t/a．
近年我国镀锡板产量及进口量见表4．
表4 1992～1997年我国镀锡板产量及进口量
项目
1992
1993
1994
1995
1996
1997
产量/万t.a-1
11.4
13.6
12.9
19.1
19.6
36.5
进口量/万t.a-1
56.0
43.3
39.2
51.6
48.0
38.9
表观消费量/万t.a-1
67.4
56.9
52.1
70.7
67.6
75.4
1997年前后我国集中建成投产一大批镀锡机组，镀锡板的产能不但满足市场需求，甚至已大于需求，加之有廉价镀锡板正规与非正规途径进口，镀锡板生产厂家将面临严峻的市场竞争．
结合我国镀锡板生产及市场现状建议如下：
（1）择有条件的地方或钢铁厂家建冷轧车间专门生产镀锡原板．
（2）对设备不完善而条件尚好的镀锡机组进行改造，提高产品收得率及一级品率．
（3）提高产品质量q除满足国内需求，争取出口，在国际市场占一席之地．
（4）一定时期内，除特殊情况外，不应再新建镀锡板项目．
（5）应考虑XX钢板的生产，以节约日益短缺的锡资源，并降低制罐成本．
总之，钢材供不应求，用户求购钢材困难重重，钢材产品获取高额利润的年代不会再现，钢铁业只能尽最大努力提高产品质量，降低生产成本，不断推出使客户满意的新产品，才能在激烈的市场竞争中成为强者．
镀锡薄钢板简称镀锡板，俗称马口铁，是两面镀有纯锡的低碳薄钢板。
马口铁是传统的制罐材料，至今仍是制作食品罐头的主要罐材。
马口铁有光亮的外观，良好的耐蚀性和制罐工艺性能，易于焊接，适于涂料和印铁。
但其冲拔性能比不上铝板，因此大多制成以焊接和卷封工艺成型的三片罐结构，也可以做成冲拔罐。
马口铁除大量用于罐头工业外，还制作糖果、饼干、茶叶、奶粉等听盒；也可用于某些工业产品如化学产品、化妆品等的罐类和盒装。
此外还是玻璃瓶罐的良好的制盖材料。
1、马口铁的生产过程和性能
马口铁的镀锡多采用酸性电镀工艺，也可采用热浸镀锡工艺。
钢板经电镀锡后表面呈银白色，这种锡镀层厚度约为0.4~4μm，在技术上一般以单位面积的镀锡量来表示（g/m2）。
马口铁电镀后的镀锡层孔隙很多，抗蚀性能不好。
因此必须在电镀后进行软溶处理或钝化处理，使其表面分别生成锡合金层和氧化锡层。
使镀层光亮，并使镀层与钢板的结合力增强和孔隙减少，才能有效地提高耐腐蚀性能。
马口铁表面电镀锡，主要是锡的电极电位比铁高，化学性能稳定，因此可对钢板起防锈保护作用。
但必须保持镀锡层的完整，若被划破，甚至仅有微小的孔隙而暴露出钢基，也会因产生阳极腐蚀而使钢板很快被腐蚀。
马口铁的主要生产过程为：
酸洗低碳薄钢板→电镀锡→软溶处理→钝化处理→涂油→检查→剪切→分类→包装。
马口铁板经金相分析其组织结构为：
由里往外共五层。
（1）钢基板。
一般制罐用，其厚度为0.2~0.3mm。
（2）锡铁合金层。
为锡铁合金结构，电镀锡板含锡量为＜1g/m2，热浸镀锡板为5g/m2。
（3）锡层。
纯锡层，电镀锡板镀锡量为5.6g/m2~22.4g/m2，热浸镀锡板为22.4g/m2~44.8g/m2。
（4）氧化膜层。
主要是氧化亚锡、氧化锡等。
（5）油膜层。
为棉子油或癸二酸二辛酯。
各层的厚度、结构和性能特点见表4。
表4马口铁各层结构性能
结构名称厚度成分性能特点
热浸镀锡板电镀锡板
油膜20mg/m22~5mg/m2棕榈油棉子油或癸二酸二辛酯润滑防锈
氧化膜3~5mc/cm2
（单面）1~3mc/cm2
（单面）氧化亚锡氧化亚锡
氧化锡
氧化铬等防锈、防蚀、防硫化斑痕
锡层22.4~44.8g/m25.6~22.4g/m2纯锡纯锡美观、易焊、耐蚀且无毒
锡铁合金层5g/m2＜1g/m2锡铁合金结构锡铁合金结构耐腐蚀、如过厚加工性和可焊性不良
钢基板制罐用0.2~0.3mm制罐用0.2~0.3mm低碳钢低碳钢加工性良好、制罐后具有一定的强度
2、马口铁的主要技术标准
（1）镀锡量。
马口铁表面镀锡量的多少，以单位面积镀锡的重量表示，单位是g/m2。
镀锡量是决定马口铁的耐蚀性能指标之一。
使用时根据罐装的不同要求，可选用不同镀锡量的马口铁。
根据两个表面镀锡理是否相等可分为等厚电镀锡板和差厚电镀锡板两种，前者两面镀锡量相等，后者则是内壁一侧镀锡量多，外壁一侧少。
对于外壁尚需进行彩印的空罐可选用差厚镀锡板。
马口铁镀锡量详细标准及牌号可从有关标准中查到。
我国的马口铁主要生产厂家是武钢，目前武钢基本上采用ISO标准。
电镀锡板镀锡量见表5。
表5电镀锡板镀锡量
类别标准合称镀锡量最少平均镀锡量
中国ISOJISg/m2g/m2
等厚镀锡板E1E2.8/2.8（E25）25#5.6（2.8/2.8）4.9（两面）
E2E5.5/5.6（E50）50#11.2（5.6/5.6）10.5（两面）
E3E8.4/8.4（E75）75#16.8（8.4/8.4）15.7（两面）
E4E11.2/11.2（E100）100#22.4（11.2/11.2）20.2（两面）
差厚镀锡板50/25#5.6/2.85.05/2.25
D1D8.4/2.8（D75/25）75/25#8.4/2.87.85/2.25
75/50#8.4/5.67.85/5.05
D2D11.2/2.8（D100/25）100/25#11.2/2.810.1/2.25
100/50#11.2/5.610.1/5.05
D3D11.2/5.6（D100/50）100/75#11.2/8.410.1/7.85
（2）马口铁规格尺寸。
马口铁的规格尺寸包括板的厚度、宽度和长度。
使用时可根据用途、罐型和罐号的要求来选用。
现国际上采用mm作为马口铁尺寸的单位。
国外马口铁的厚度曾采用（磅/基箱）来表示。
基箱是一种特定面积单位，它等于（表6）：
表6国外马口铁单位换算
20in×14in112X
28in×20in56X
30in×20in49X
1基箱=31360in2=20.2324m2
通常所讲的英制厚度即指一基箱的马口铁总质量，它与公制厚度的相应对照关系如下（表7）：
表7英制与公制马口铁厚度单位对照
单位厚度对照
磅/基箱708090100
mm0.20.230.250.28
罐头空罐用马口铁厚度一般在0.15~0.3mm之间，最常用厚度为0.2mm、0.23mm、0.25mm、0.28mm四种，按照罐型大小、内装物性质进行选择。
马口铁长度和宽度可根据用户要求，即制罐厂根据各种罐型计算出制罐时产生最小边角料的用马口铁尺寸订购。
目前我国使用较多的规格是714×510mm和827×730mm。
宽度取决于轧机轧辊的宽度，武钢供应马口铁宽度为775、800、825、850、875、900、950、975、1000、1025、1050mm，长度在400~1200mmX围内任意选择。
一般长与宽之差不超过200mm。
做底盖的马口铁原裁成正方形，但方形板在冲下圆形底盖后一般要产生许多边角料，最近几年开发专用底盖特殊尺寸的波形板，使边角料减少到最低程度。
波形板尺寸与形状随盖径而异，用户根据不同盖径的尺寸订货。
（3）调质度。
调质度是指马口铁经过轧制塑性变形或热处理后所具有的综合机械性能，如硬度、塑性、回弹性等。
通常以洛氏表面硬度HR30T表示（当板厚≤0.22mm时用HR15T表示），并在表面洛氏硬度计上测定。
HR30T（HR15T）采用直径1/16in的钢球为压头，硬度计主载荷为30Kg（15Kg），初载荷3Kg。
表面洛氏硬度标准及马口铁调质度指标可从有关标准中查出。
目前武钢供应马口铁的调质度规格共有T52、T57、T61、T70等四种。
T52塑性好、拉深性能中等，可用于盖子、圆环、螺旋盖一次拉深罐（如鱼罐）。
T57用于三片罐身、罐头底盖、大直径瓶盖、王冠盖等。
T61可用于刚性好的三片罐罐身、罐底罐盖、较大容器。
T70刚性很强，主要用于啤酒或充气罐罐底及罐盖等。
（4）钢种。
指马口铁原板钢种。
不同的钢种在成份、质量以及应用上有一定差异。
表8为武钢马口铁（镀锡板）原板钢各及其化学成分。
表8镀锡板钢种及其化学成分（%）
钢种碳锰磷硫硅铜钛
W08FA0.05~0.080.25~0.40≤0.02≤0.025≤0.03待定-
W08FB0.08~0.120.25~0.45≤0.03≤0.03≤0.03待定-
W08AL≤0.080.20~0.40≤0.02≤0.03≤0.03待定铝0.02~0.07
（5）涂料。
马口铁根据镀锡后表面是否涂料，可分为素铁和涂料铁两类。
素铁不经涂料，主要适用于大部分水果罐头，这样可利用素铁表面锡的还原性，使少量锡溶入罐内，可增强水果的光泽。
涂料铁则是在内壁一侧涂布了有机物涂料的马口铁，适用于大部分食品罐头。
涂料是由有机高分子树脂（如环氧树脂、酚醛树脂）和溶剂（如环已酮、二甲苯等）及少量添加剂按一定的内壁表面，再经200℃以上的温度烘烤。
涂料的作用是隔离罐壁与内容物，防蚀和阻溶出的重金属离子铅、铁、锌等对食品的污染。
按涂料的种类和性能不同，又可分为抗酸抗硫两用涂料铁、抗硫涂料铁、防粘涂料铁、冲拔罐抗硫涂料铁等几种，适用于不同的食品罐装，其中以两用涂料铁用量最大。
由于上述几项指标的不同，马口铁可分成许多不同的类别，使用时应根据具体用途和要求的不同，对各项标准进行合理的选择即所谓“选铁”。
3、马口铁的用途
马口铁具有一定的强度和塑性，容易成形加工，可以钎焊，能进行涂料印花，并有光亮的外观和良好的耐腐蚀性能，所以大量作为包装材料，制作包装容器和对工业产品的包装。
特别是在食品工业中应用很广，大量用于各种食品、饮料罐头盒、糖果、茶叶、饼干听盒等。
如今全世界每年产锡约25万吨，1／3以上用来制造马口铁，其中大部分用于罐头食品业。
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