鍍錫機組灼傷缺陷控制措施與探討

張彥云， 張 誠

（河鋼集團衡板公司， 河北 衡水 053000）

鍍錫板（俗稱馬口鐵）是指表面鍍有一薄層金屬錫的鋼板，具有良好的抗腐蝕性能，有一定的強度和硬度，成型性好又易焊接，錫層無毒無味，能防止鐵熔進被包裝物，且表面光亮，可印制圖畫以美化商品。鍍錫板主要用于食品罐頭工業(yè)，其次用于化工油漆、油類、醫(yī)藥等包裝材料[1]。

隨著國內越來越多的鍍錫機組達產達效，供過于求的鍍錫板市場對于鍍錫產品表面質量要求越來越高[2]。其中灼傷缺陷是嚴重影響鍍錫板表面狀態(tài)的一種缺陷，由于灼傷已經對鍍錫基板的表面產生破壞，屬不可逆轉的缺陷[3]。因此，如何控制鍍錫機組灼傷缺陷成為制約鍍錫機組生產的重要因素。本文通過對灼傷產生的機理進行了研究，對該類缺陷的產生進行了分析并提出控制措施。

1 缺陷形貌及分類

灼傷缺陷造成了鐵基體損傷，失去了鍍錫層的保護作用，在后續(xù)涂布印刷等加工過程中不能去除或掩蓋，容易造成食品罐、飲料罐漏罐，屬于不可接受缺陷。鍍錫機組灼傷缺陷主要的出現位置有兩種，即雙側邊部及整個板面彌散。其中邊部灼傷（見圖1，放大50 倍）面積約6～50 mm2，目視明顯，容易發(fā)現；板面出現（見圖2，放大500 倍）灼傷面積約0.06～0.20 mm2，由于其位置不固定，相比邊部灼傷更難以被發(fā)現，容易給后續(xù)加工造成更大的質量隱患。

圖1 邊部灼傷

圖2 板面灼傷

2 產生原因

使用顯微鏡對邊部灼傷缺陷放大500 倍觀察（見圖3），由圖3 可見，鐵基體在受熱情況下發(fā)生了熔融。由于鍍錫線加熱位置僅在軟熔段，且加熱溫度為300～400 ℃，而鐵的熔點為1 538 ℃，因此鐵基體熔融有可能發(fā)生在鍍錫機組其他帶電位置。

圖3 灼傷部位放大500 倍

2.1 邊部灼傷發(fā)生原因

由于邊部灼傷位置固定且出現位置較為規(guī)律，該類缺陷產生主要原因為：運行中的帶鋼與電極板接觸產生電極灼傷。由于電解酸洗段極板材質為鉛板，灼傷位置并無其他金屬物質，故產生位置主要在電解脫脂段、電鍍錫段、鈍化段。

2.1.1 電解脫脂段電極灼傷

電解脫脂采用中間導體法（見下頁圖4），即帶鋼不直接和電源相連接，電源接在帶鋼入口部分和出口部分兩組電極極板上。電流從陽極板經過堿液到達帶鋼，在帶鋼內部繼續(xù)前進，到達與出口部分的極板相對應的位置，并從帶鋼又經過堿液到達陰極。當帶鋼邊部接觸極板時，瞬間電流集中，根據焦耳定律Q=I2Rt，在接觸的瞬間會產生足夠的熱量導致帶鋼邊部熔融，造成電極灼傷缺陷。

圖4 中間導體法

2.1.2 電鍍、鈍化段電極灼傷原因

電鍍、鈍化段帶鋼同導電輥直接接觸，導電輥連接整流柜負極，帶鋼作陰極；整流柜正極直接連接陽極板，電流經過工作槽內槽液形成回路，達到電鍍、鈍化的作用。當帶鋼邊部接觸極板時，相當于將整流柜正負極短接，因此會造成帶鋼邊部灼傷。電鍍段發(fā)生灼傷經常有陽極條紋缺陷伴隨出現，這是由于帶鋼與陽極距離過小，該處電流密度過大發(fā)生析氫反應而呈現灰白色條紋。

2.2 板面灼傷發(fā)生原因

板面灼傷出現時間較為規(guī)律，該類缺陷產生主要原因為：生產周期末端導電輥輥面細小雜物較多，運行中的帶鋼與導電輥接觸不良造成打火，形成灼傷缺陷。由于電鍍導電輥、鈍化導電輥長時間接觸槽液，雜質難以附著，故產生位置主要發(fā)生在軟熔段。

當助熔槽液、淬水槽液雜質較多，導電輥粗糙度降低，導電輥安裝精度差時，容易造成帶鋼與導電輥接觸不良，從而造成放電灼傷缺陷。

3 灼傷缺陷控制措施

3.1 帶鋼與電極板接觸放電產生電極灼傷的控制措施

帶鋼與電極板接觸的控制措施：對電解整流器進行過流保護，過流時切斷電源，以避免帶鋼進一步破壞；保持電極板清潔，檢修時定期清理極板；嚴格控制極板間距；保證焊接質量，接帶焊接完成后，打磨焊縫并用壓縮空氣進行吹掃；板型不良時降低生產速度。

3.2 帶鋼與導電輥打火放電產生電極灼傷的控制措施

帶鋼與導電輥接觸不良的控制措施：定期清箱換液，以減少雜質殘留，增設過濾設備，以保證槽液清潔；定期更換導電輥、接地輥，在導電輥、接地輥輥面粗糙度降低的情況下，及時更換導電輥、接地輥，以消除帶鋼與輥面放電的條件；調整淬水槽補水量，保證淬水槽水質；適時按照一定頻率打磨導電輥、接地輥，減少導電輥、接地輥表面附著雜物；保證導電輥、接地輥安裝精度。

4 結論

1）邊部灼傷的主要發(fā)生原因為帶鋼運行過程中，帶鋼邊部與極板接觸而造成電極灼傷，其控制措施主要是盡量減少極板與帶鋼的接觸，從而降低缺陷發(fā)生幾率。

2）板面灼傷的主要發(fā)生原因：帶鋼與導電輥、接地輥輥面接觸不良造成打火，通過保證輥面粗糙度、減少輥面及槽液內雜質能夠有效減少該類缺陷。

3）通過上述措施的實施，鍍錫機組灼傷缺陷的降級品數量由原來的30 t/月減少到2 t/月以內，有效地減少了該類缺陷對鍍錫板質量的嚴重影響。