新日铁住金镀锡板产品及技术研究

□高 双

新日铁住金镀锡板产品及技术研究

□高 双

介绍了新日铁住金镀锡板的产能概况，从产品种类及用途、产品的各项指标和HACCP认证情况介绍了新日铁住金镀锡板产品的情况，并对新日铁住金镀锡板的技术优势、产品与技术的发展趋势进行了分析，指出对新日铁住金产品和技术的研究是全面了解世界钢铁业镀锡板生产和发展现状的一个重要组成部分。

新日铁住金；镀锡板产品；技术趋势

镀锡板是表面镀有极薄锡层的钢板，不仅具有强度高、成型性好、耐蚀性优良、焊接性强、外观亮泽等特点，还具有良好的印刷着色性，加之镀锡层无毒，因而广泛应用于食品工业及各种容器、冲压制品、包装材料等非食品工业。

新日铁住金是世界知名的镀锡板生产厂家，其镀锡板产品种类多样，技术优势明显，拥有全流程镀锡板生产线，具备先进的生产工艺及覆盖BA、CA、DR、DI各材质镀锡板的生产能力，其产品质量、生产技术等在世界镀锡板厂家中都位居前列。

一、新日铁住金镀锡板产能概况

新日铁住金是世界最大的镀锡板生产商之一，在日本国内镀锡板年产量保持在130～140万吨，镀锡板出口量占日本镀锡板出口量的70%以上。

随着以新兴市场国家为中心的人口增加和生活水平的提高，全球的食品罐及饮料罐等使用的镀锡板需求不断增长，新日铁住金瞄准这些新兴国家市场，在中国、泰国、印度尼西亚等国家参与、合资成立镀锡板公司，进行镀锡板生产和销售业务。新日铁住金在海外镀锡板合资公司的基本情况见表1。

表1 新日铁住金海外镀锡板合资公司简况

二、新日铁住金镀锡板产品情况

1.产品种类及用途

新日铁住金的电镀锡产品根据钢种镀锡量、钢带表面状态和镀锡量等有不同的划分方式。

从钢种上来看，新日铁住金镀锡板分为从MR、L、D共3类，其中，MR钢的微量残留成分少，有良好的耐腐蚀性，可用于容器材料等，用途广泛；L钢中的Cu、Ni、Cr、Mo及其他元素残留极少，主要用于耐蚀性能要求高的容器材料；D钢的特色是深冲加工性能优良。

从表面状态上来看，新日铁住金镀锡板分为光亮表面、石纹表面和无光表面3种，产品代号分别为B、R、M。

如表2所示，从镀锡量上来看，新日铁住金镀锡板分为等厚镀锡和差厚镀锡两大类，等厚镀锡中最大公称镀锡量为11.2/11.2 g/m2,最小平均镀锡量为4.9 g/m2；差厚镀锡中最大镀锡量为11.2/8.4 g/m2,最小平均镀锡量为5.05/2.25 g/m2。

表2 新日铁住金镀锡板根据镀锡量分类情况

2.镀锡板产品的各项指标

新日铁住金的镀锡板分为一次冷轧材和二次冷轧材，最终产品形式分为薄板和钢卷，表3为新日铁住金镀锡板可供货的生产范围情况，表3中对可提供产品的厚度、宽度、重量内外径等规格有详细说明。

表3 新日铁住金镀锡板产品规格

如表3所示，新日铁住金镀锡板一次冷轧材的厚度为0.18～0.80mm，二次冷轧材的厚度为0.15～0.36mm。同时，还可根据用户对调质度等要求的不同，适当改变产品的生产范围等。

3.镀锡板产品HACCP认证情况

新日铁住金是日本第一家取得HACCP资格认证的厂家。HACCP的全称是Hazard Analysis Critical Point（危害分析和控制关键点），是科学、简便、实用的预防性的食品安全控制体系，是企业建立在GMP（良好操作规范）和SSOP（卫生标准操作程序）基础上的食品安全自我控制的最有效手段之一。通过HACCP认证的生产厂包含了八幡制铁所、名古屋制铁所及广畑制铁所，得到认证的产品为电镀锡钢板和无锡薄钢板。HACCP资格认证的取得，标志着新日铁住金的食品级镀锡板产品能够满足食品安全的要求，适用于食品饮料业。

三、新日铁住金镀锡板优势技术分析

在长期生产实践中，新日铁住金不断进行着技术创新和工艺改进，在镀锡板方面积累了很多先进的生产经验和生产技术，其镀锡板优势技术主要包括：完全不溶性阳极技术、锡离子供给技术、锡粒溶解技术、锡溶解速度的控制技术等。

1.完全不溶性阳极化技术

以往的电镀锡生产采用的是可溶性阳极技术，存在更换锡阳极的工作量大、生产过程中耗电量增加等诸多问题。新日铁住金经过长期研究，开发出电镀锡阳极完全不溶性技术。该技术通过金属锡溶解供给锡离子，由于阳极为不溶性材料，因而消除了因极板溶解而引起阴阳极间距变化而导致的锡层分布不均，解决了可溶性阳极技术存在的若干问题。

通过锡离子供给技术、流化体内的锡粒溶解技术等一系列相关技术的开发，新日铁住金在电镀锡生产线上建立了完全不溶性阳极系统（见图2）。新日铁住金率先开发出的完全不溶性阳极技术是一项具有开创性意义的新技术，完全不溶性阳极系统已成为钢铁企业公认的电镀锡生产的先进系统，这套系统的应用不仅提高了镀锡质量，还提高了劳动生产率，今后其优越性将会进一步显现。

图2 电镀锡生产线完全不溶性阳极系统

2.锡离子供给技术

不溶性阳极技术中，锡离子由阳极系统之外供给，但锡属于化学稳定性元素，在常规状态下几乎不溶解，仅将金属锡浸入电解液中，金属锡的溶解速度很小。因此，为将金属锡的化学溶解反应速度提高到工业生产的需要，必须减少扩散层、保证足够的溶解氧和反应面积。新日铁住金开发的锡离子供给技术，通过采用流化床作为锡溶解反应层、将氧吹入流化床且使流化床高压化增加溶解氧的浓度、金属锡颗粒化等措施，解决了以上问题。

3.锡回收技术

不溶性阳极技术中，电镀液中的锡离子（Sn2+）被氧化生成锡泥（SnO2）沉淀物，阳极产生的初生态氧加上锡溶解流动层的溶解氧使锡泥的产生量大大增加。新日铁住金开发了金属锡回收技术，将从过滤溶液中回收的泥渣块氧化焙烧，再通过带钢退火炉进行氢还原，得到锡元素含量为99.90%的金属锡粒，除去铁及其他杂质就成了难得的A级锡锭，可将其进行加工后再循环使用，实现了金属锡的回收再利用。

4.锡粒子制造技术

新日铁住金开发出将熔融金属锡从多孔板滴出，形成金属锡粒的技术。这项技术通过控制层流状态或临界状态的流出速度、缩短铸口与水面的间距、保持适当的冷却水温等措施，在凝固过程中实现了熔融金属锡的粒状化。

5.锡离子浓度在线分析技术

新日铁住金开发出锡离子浓度在线分析仪，用完全不溶性阳极来保持电镀作业时从溶液中带走的锡量和从外部补充到溶液中的锡量的平衡。锡离子浓度在线分析技术的关键是：通过从溶液中的锡离子浓度检测端接收到的信号，实现对向反应容器供氧速度的控制。

6.铁离子去除技术

新日铁住金开发出用离子交换法去除铁离子的技术，通过电镀液闭路化，增加铁离子的积存量。镀液封闭化会造成杂质离子的积累，使溶液中铁离子增多、浓度上升，导致镀锡光亮范围缩小，锡渣生成量增加。因此，新日铁住金开发并应用组合鳌形树脂和阳离子交换树脂的夹杂阳离子除去技术，运用这项技术，使镀液或废镀液通过-N（CH2-COOH）2基的螯形树脂塔吸附Sn2+，再通过阳离子树脂塔除去铁及其他杂质阳离子，得到的酸液浓缩后再回到树脂塔，来解吸Sn2+，使其回到溶液中，这样就能防止铁离子的累积。

7.磷酸盐阳极处理技术

磷酸盐阳极处理技术是新日铁住金开发的一种基于磷酸盐的电镀锡钢板无铬表面处理技术，应用这项技术的无铬纯化镀锡板主要用于制造奶粉罐。具体处理条件为：在温度为50℃、pH值为2.5、浓度为30g/L的磷酸钠溶液中使阳极纯化。这项技术中，先进行阴极预处理，然后再进行阳极处理，可以进一步改善镀锡板的抗污染性能，同时，在磷酸盐中进行阳极处理，通过将铁转变成磷酸铁，可阻止锡氧化物膜中的含量升高，还能起到封闭针孔的作用。

四、新日铁住金镀锡板产品与技术的发展趋势

通过对近年来新日铁住金镀锡板技术开发和工艺创新的研究，对其产品和技术的发展趋势总结如下：

一是为降低成本，在保证腐蚀和材料力学性能的前提下，镀锡板的镀层厚度和基板厚度持续减薄是新日铁住金镀锡板产品、技术发展的主要趋势，开发铁镍锡合金镀层板、铁锡合金镀锡钢板及锌锡合金镀层板等镀层厚度为0.5～0.88mm、甚至更薄的极薄合金锡镀层钢板将是新日铁住金镀锡板新产品开发的主要方向。

二是为适应环保要求，新日铁住金重视对无铬钝化、MSA镀液等的研发，积极探索镀锡板铬酸盐钝化的替代技术，并致力于进行电耗降低、污染减少等减少环境负荷的新产品、新技术的研发。

三是为满足市场需求，进一步开发新的性能更好的产品也是新日铁住金的研发方向，如在不含铬化合物、硝态氮的溶液中进行阴极电解皮膜处理的高性能镀锡板、成形性能更好的超低碳钢镀锡板DI材等。

五、结束语

新日铁住金是世界最大的镀锡板生产厂家之一，对其产品和技术的研究，是我国钢铁企业全面了解世界钢铁业镀锡板生产和发展现状的重要内容，同时，掌握其镀锡板新产品、新技术的发展动向，能够为我国钢铁企业镀锡板的发展提供有益的借鉴。

[1]新日铁住金网站，http://www.nssmc.com.

[2]齋藤隆穗，柳长福.电镀锡线全不溶性阳极技术的开发和应用[J].武钢技术，1992（6）.

[3]王晓东，黄久贵，李建中，等.国内外镀锡板生产发展状况[J].上海金属，2008（7）.

[4]井上昭彦，相場雅次.鋼板プロセッシング技術開発の歩みと今後の展望[N].新日鉄技報第391号，2011.

[5]高宏适.新日铁薄板生产技术进展[N].世界金属导报，2012-03-20.

（作者单位：武钢研究院信息所，武汉430080）

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1002-1779（2014）01-0043-03