镀锡机组灼伤缺陷控制措施与探讨

张彦云， 张 诚

（河钢集团衡板公司， 河北 衡水 053000）

镀锡板（俗称马口铁）是指表面镀有一薄层金属锡的钢板，具有良好的抗腐蚀性能，有一定的强度和硬度，成型性好又易焊接，锡层无毒无味，能防止铁熔进被包装物，且表面光亮，可印制图画以美化商品。镀锡板主要用于食品罐头工业，其次用于化工油漆、油类、医药等包装材料[1]。

随着国内越来越多的镀锡机组达产达效，供过于求的镀锡板市场对于镀锡产品表面质量要求越来越高[2]。其中灼伤缺陷是严重影响镀锡板表面状态的一种缺陷，由于灼伤已经对镀锡基板的表面产生破坏，属不可逆转的缺陷[3]。因此，如何控制镀锡机组灼伤缺陷成为制约镀锡机组生产的重要因素。本文通过对灼伤产生的机理进行了研究，对该类缺陷的产生进行了分析并提出控制措施。

1 缺陷形貌及分类

灼伤缺陷造成了铁基体损伤，失去了镀锡层的保护作用，在后续涂布印刷等加工过程中不能去除或掩盖，容易造成食品罐、饮料罐漏罐，属于不可接受缺陷。镀锡机组灼伤缺陷主要的出现位置有两种，即双侧边部及整个板面弥散。其中边部灼伤（见图1，放大50 倍）面积约6～50 mm2，目视明显，容易发现；板面出现（见图2，放大500 倍）灼伤面积约0.06～0.20 mm2，由于其位置不固定，相比边部灼伤更难以被发现，容易给后续加工造成更大的质量隐患。

图1 边部灼伤

图2 板面灼伤

2 产生原因

使用显微镜对边部灼伤缺陷放大500 倍观察（见图3），由图3 可见，铁基体在受热情况下发生了熔融。由于镀锡线加热位置仅在软熔段，且加热温度为300～400 ℃，而铁的熔点为1 538 ℃，因此铁基体熔融有可能发生在镀锡机组其他带电位置。

图3 灼伤部位放大500 倍

2.1 边部灼伤发生原因

由于边部灼伤位置固定且出现位置较为规律，该类缺陷产生主要原因为：运行中的带钢与电极板接触产生电极灼伤。由于电解酸洗段极板材质为铅板，灼伤位置并无其他金属物质，故产生位置主要在电解脱脂段、电镀锡段、钝化段。

2.1.1 电解脱脂段电极灼伤

电解脱脂采用中间导体法（见下页图4），即带钢不直接和电源相连接，电源接在带钢入口部分和出口部分两组电极极板上。电流从阳极板经过碱液到达带钢，在带钢内部继续前进，到达与出口部分的极板相对应的位置，并从带钢又经过碱液到达阴极。当带钢边部接触极板时，瞬间电流集中，根据焦耳定律Q=I2Rt，在接触的瞬间会产生足够的热量导致带钢边部熔融，造成电极灼伤缺陷。

图4 中间导体法

2.1.2 电镀、钝化段电极灼伤原因

电镀、钝化段带钢同导电辊直接接触，导电辊连接整流柜负极，带钢作阴极；整流柜正极直接连接阳极板，电流经过工作槽内槽液形成回路，达到电镀、钝化的作用。当带钢边部接触极板时，相当于将整流柜正负极短接，因此会造成带钢边部灼伤。电镀段发生灼伤经常有阳极条纹缺陷伴随出现，这是由于带钢与阳极距离过小，该处电流密度过大发生析氢反应而呈现灰白色条纹。

2.2 板面灼伤发生原因

板面灼伤出现时间较为规律，该类缺陷产生主要原因为：生产周期末端导电辊辊面细小杂物较多，运行中的带钢与导电辊接触不良造成打火，形成灼伤缺陷。由于电镀导电辊、钝化导电辊长时间接触槽液，杂质难以附着，故产生位置主要发生在软熔段。

当助熔槽液、淬水槽液杂质较多，导电辊粗糙度降低，导电辊安装精度差时，容易造成带钢与导电辊接触不良，从而造成放电灼伤缺陷。

3 灼伤缺陷控制措施

3.1 带钢与电极板接触放电产生电极灼伤的控制措施

带钢与电极板接触的控制措施：对电解整流器进行过流保护，过流时切断电源，以避免带钢进一步破坏；保持电极板清洁，检修时定期清理极板；严格控制极板间距；保证焊接质量，接带焊接完成后，打磨焊缝并用压缩空气进行吹扫；板型不良时降低生产速度。

3.2 带钢与导电辊打火放电产生电极灼伤的控制措施

带钢与导电辊接触不良的控制措施：定期清箱换液，以减少杂质残留，增设过滤设备，以保证槽液清洁；定期更换导电辊、接地辊，在导电辊、接地辊辊面粗糙度降低的情况下，及时更换导电辊、接地辊，以消除带钢与辊面放电的条件；调整淬水槽补水量，保证淬水槽水质；适时按照一定频率打磨导电辊、接地辊，减少导电辊、接地辊表面附着杂物；保证导电辊、接地辊安装精度。

4 结论

1）边部灼伤的主要发生原因为带钢运行过程中，带钢边部与极板接触而造成电极灼伤，其控制措施主要是尽量减少极板与带钢的接触，从而降低缺陷发生几率。

2）板面灼伤的主要发生原因：带钢与导电辊、接地辊辊面接触不良造成打火，通过保证辊面粗糙度、减少辊面及槽液内杂质能够有效减少该类缺陷。

3）通过上述措施的实施，镀锡机组灼伤缺陷的降级品数量由原来的30 t/月减少到2 t/月以内，有效地减少了该类缺陷对镀锡板质量的严重影响。