宋加
(中冶京诚工程技术有限公司，北京100176)
摘要：介绍了我国镀锡钢板的生产概况，分析了其生产技术存在的问题及发展趋势，并对今后我国镀锡板生产技术的发展提出了建议。
关键词：电镀锡板；生产技术；发展趋势；建议
中图分类号：TG335.22 文献标识码：A 文章编号：1003-9996(2007)02-0035-04
Technology Development of Tinplate Production in China and Some Suggestions
SONG Jia
(Capital Engineering & Research Incorporation Limited，Beijing 100176，China)
Abstract：The general production situation，existing problem and development tendency of tinplate production in China were introduced．Meanwhile，some suggestions for its development were put forward．
Key words：tinplate；production technology；development tendency；suggestion
1 前言
目前虽有多种包装材相互竞争，但镀锡板一直保持一定份额。高温消毒罐装食品和饮料仍以镀锡板包装为主。
当前世界镀锡板年产量约为1600万t，每年约占涂镀层钢板总产量的14％，占世界钢材总产量的1．54％～1．75％。
美国、日本是镀锡板生产大国，美国年产镀锡板约300～342万t，约占其钢材总量的3．1％～3．2％；日本年产镀锡板约120～142万t，约占其钢材总量的1．5％～1．8％。我国在进入21世纪后，镀锡板产量逐年增加，2001～2004年镀锡板年产量为116～136万t，已成为世界第3镀锡板生产大国。
2 我国镀锡板生产发展概况
1979年武汉钢铁公司从德国引进1套设计能力10万t／a的电镀锡机组，开始生产镀锡板。20世纪90年代初，广东中山市中粤马口铁工业有限公司从韩国先后引进2套设计能力6万t／a的电镀锡机组，并分别于1990、1994年投产。1996年我国镀锡板产量仅为19．6万t／a，1994～1996年国产镀锡板市场占有率仅为16．9％～29．0％。
由于镀锡板国内市场看好，到目前为止，已有10余套镀锡板生产机组投产，其中宝钢1420冷轧厂于1998年3月全面投产，专门生产镀锡板。该厂建有酸洗一冷轧联合机组(专门生产薄规格冷轧卷)、镀锡基板专用连续退火机组、准备机组、2套产能20万t／a的镀锡机组及高精度镀锡板剪切机组。目前该厂已具有生产DI罐镀锡板能力，月产超过1800t，而且产品受到用户好评。此外，该厂还能生产0．28mm×1162mm薄规格宽镀锡板。这标志着我国镀锡板生产迈上了新台阶。
到2000年，我国镀锡板年生产能力已达140万t，实际生产量已达108万t。由于镀锡板产量逐年迅速提高，国产镀锡板市场占有率已由1996年的29．0％提高到1999年的80．3％，2004年我国镀锡板实际生产量上升至136万t，国内镀锡板的需求得到缓解。因此，2001～2004年间国内很少投产新的镀锡板生产机组。2002～2005年间，我国平均每年进口镀锡板约50万t，出口约14万t／a，有进口量逐年增加、出口量逐年下降趋势。由于市场需求旺盛，江苏无锡新大中钢板有限公司建设了4套镀锡机组(含镀铬机组)，产能共20万t／a，于2004年投产；2005年8月广东中山中粤马口铁工业有限公司又建成产能为7．5万t／a的3 8电镀无锡机组。该机组运行1年来，生产状况良好，这是1套完全国产化机组。广州太平洋马口铁有限公司对其镀锡机组进行了技术改造，产能由12万t／a提高到15万t／a，并进一步扩大到18万t／a。2006年宝钢益昌薄板有限公司再次全面技术改造，其中引进1套新日铁公司产能20万t／a的电镀锡机组，同时配套建设从法国DMS引进生产能力为40万t／a的镀锡基板专用连续退火机组等，计划2007年建成投产，加上2005年已投产的从三菱日立公司引进的双机架兼二次冷轧机组，宝钢益昌镀锡有限公司将具有约35万t／a的镀锡板生产能力，可生产多种级别高质量的镀锡板，将成为我国第2个镀锡板专业生产厂，届时我国镀锡板生产能力将达到200万／a以上。中粤马口铁工业有限公司与浦项制铁合资在秦皇岛建设产能25万t／a的镀锡板厂，筹建中的宝钢梅山冷轧厂及武钢第三冷轧厂皆计划将镀锡板纳入产品方案，都已进入前期运作阶段。
近年一些民营企业(多集中在江苏省)也建设了一批产量为8万t／a以下的镀锡机组，主要生产一些杂品罐用镀锡板，总生产能力约50万t／a。
我国已建和在建镀锡机组基本情况见表1。
3 我国镀锡板生产存在的问题
3．1 严重缺少镀锡基板
我国能自供镀锡基板的企业仅有宝钢、武钢，其他镀锡板生产企业的基板均依靠进口，这不但使生产成本提高，而且国外镀锡基板的资源有限，采购愈来愈困难，削弱了我国镀锡板生产的竞争能力。目前国内一些企业生产的镀锡基板质量还不理想。自我国钢铁结构调整以来，虽投产了多套冷轧机，但均不生产镀锡基板；一些单机架可逆冷轧机虽为零散镀锡机组提供基板，但其化学成分和性能都不能作为食品罐使用，只能作为低端产品，如杂品罐等。因而近几年来我国每年进口镀锡基板都在100万t以上。
3．2 产品质量还不高
有些镀锡板生产企业的产品质量不够稳定，包括钢板的厚度公差、平直度、镀层均匀度、剪切精度、表面光洁度、硬度等，均与进口板有差距。
3．3 缺乏高品质镀锡板
仅宝钢1420冷轧厂设有连续退火机组，能生产T2～T5级镀锡板和DI罐镀锡板，其他镀锡板生产企业自供基板均用罩式退火炉生产，生产的镀锡基板板面易粘结，性能也不均匀，且仅能生产软质镀锡板，难以稳定生产出高品质镀锡板。
3．4 缺少镀铬钢板
镀铬钢板也称无锡钢板，其生产工艺与镀锡板相似，加工成型性及机械强度也与镀锡板大致相同。但镀铬钢板生产成本比镀锡板约低10％，且镀层附着力强、印刷性好、无毒、耐硫化性好，仅焊接性能差，因而适宜替代无焊接要求的镀锡板。一般用来做鱼、肉罐头罐，二片罐罐顶，杂罐及瓶盖等，具有一定的市场竞争力。
3．5 单套机组产能低
我国已建成的镀锡机组，除宝钢1420冷轧厂的2套电镀锡机组及广州太平洋马口铁有限公司技术升级后的镀锡机组外，其余机组的产能均在15万t／a或以下，17套机组平均产能为11万t／a。单套机组产能低带来占用土地多、劳动生产率低、环保处理问题分散等难题。
3．6 布局极不均衡
我国镀锡板生产机组集中分布在我国东南沿海地区，华北、西南、西北广大地区还没有1套镀锡板生产机组。
4 镀锡板生产技术发展趋势
4．1 先进合理的前工序
(1)转炉炼钢和炉外精炼。镀锡基板用钢需严格控制化学成分，除有各国行业标准外，镀锡板生产厂还有内控标准。首先，要求钢中的C、N、O含量低，以使钢的硬度均匀适宜。再根据镀锡板的不同用途，要有不同的化学成分，以获得不同的耐腐蚀性，抑制粗大夹杂物存在，从而对Cu、Cr、S、P等杂质含量进行控制。为此，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，以实现钢水成分微调，降低非金属夹杂，保证钢水温度，其中采用RH—OB脱氢脱碳作用尤其适于镀锡板，可使镀锡基板中非金属夹杂颗粒控制在20tLm以下。若生产DI级镀锡板，对夹杂物控制更加严格，应小于0．04个／m2，以防易拉罐卷边裂纹。
(2)无缺陷连铸坯。采用连铸坯作热轧原料能使带钢钢质均匀，通常在板坯连铸机结晶器下面有足够的垂直段，使钢中夹杂物充分上浮，减少钢中夹杂。采用大容量中间包、中间包挡渣堰、电磁搅拌、连铸保护渣、铸流保护、铸坯气雾冷却、多点矫直和压缩浇铸等技术来改善板坯的表面和内部质量。新日铁公司采用CC-HCR和CC—DR通过板坯未凝固复热技术、凝固端控制技术、机内／机外保温技术及煤气边部加热或电磁感应边部加热的温度外偿技术获得无缺陷坯。
(3)采用传统热连轧机。热轧卷不宜露天存放。热轧采用传统热连轧机，不宜采用薄板坯连铸连轧机或炉卷轧机。热轧终轧温度一般为845℃左右，卷取温度为700℃以下，有些厂家控制在640℃。生产镀锡基板用热轧卷厚度较薄，一般为1．8～2．2mm，对板形与公差要求严格。热连轧机多采用板形凸度控制技术、全液压AGC系统，并采用边部加热技术。
(4)采用高精度冷轧机。镀锡基板厚度一般为0．2～O．5mm，有些饮料罐用镀锡板厚度仅为0．10～0．18mm，长度方向上厚度偏差小于5μm，因此必须选择高精度轧机，要配置性能良好的液压AGC、ASC系统。
(5)选用合适的退火设备。典型镀锡基板的退火设备多采用连续退火机组，在此机组上完成电解脱脂、退火、检查和剪边。根据镀锡板级别的要求，退火温度为680～720℃。连续退火可以生产T2～T6级各类硬度的镀锡基板，这包括绝大多数用户所需的品种。只有极软的、需求量很少的T1级镀锡基板需在罩式退火炉中处理。其通常需在退火前经电解脱脂机组去除带钢表面的油脂。
生产T2、T2．5、T3较软级别镀锡基板，要采用有一次快冷及过时效技术的连续退火，能获得理想的镀锡基板。
(6)采用双机架平整机。由于单机架平整机很难满足镀锡基板平整要求，所以应选用双机架平整机，若生产二次冷轧镀锡板则应考虚平整机兼二次冷轧机。有时也将双机架平整机设于连续退火机组中，不单独设置平整机组，以提高生产效率，减少中间库。
总之，生产镀锡板的前提是要有良好的镀锡基板。
4．2镀锡板生产的发展趋势
(1)合理的工艺选型。新建镀锡机组多采用弗洛斯坦法，哈罗根法次之。全世界采用弗洛斯坦法的镀锡机组已有百余套。该工艺对防腐要求不高，工艺成熟稳定，易于掌握。
(2)镀锡板厚度减薄。厚度0．10～0．12mm的镀锡板在制作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，镀锡板厚度可减至0．08mm。以德国市场为例，20世纪50年代牛奶罐罐身和盖底使用厚度0。24ram镀锡板；而80年代镀锡板厚度已减至0．12～0．15mm；食品罐头罐身与盖底板厚从0．28～0．32mm减至0．17～0．22mm．
(3)镀层厚度减薄。1970年比1940年镀锡板产量增加2．7倍，但锡消耗仅增加25％。近年来很少使用100#、75#镀锡板，大量使用25#镀锡板，而且许多镀锡板生产厂家都在致力研究超薄镀层镀锡板。我国宝钢生产的DI镀锡板镀锡层厚度仅为2．8～1．89／m2。
(4)无锡钢板比例增加。无锡钢板(镀铬钢板)是由于世界锡资源短缺而开发出来的镀锡板代用品。近年无锡钢板产量逐年增加，以镀锡板第2大生产国日本为例，1996年元锡板占镀锡板总产量的49．5％，1997年的产量超过镀锡板产量，占镀锡板总产量的51．7％。
(5)配有高速高精度剪切机组。生产线配有高速定尺剪切机组，其剪切速度达300m／min以上，并配有与制罐厂布料相吻合的花样模具剪切花边板，以节约用料。剪切机组的剪切精度高，长度公差可达0．15～0．18mm，宽度剪切精度为0～0．12％，直角精度偏差小于1。。剪切机组还配有测厚仪及针孔检测仪。
4．3 镀锡板生产新技术
(1)采用高密度电流清洗。根据机组速度选用不同类型的高密度电流电解清洗段，对采用二次冷轧板做原料的机组采用2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。拉伸矫直机用以改善带钢板形，使浪形高度不超过1．5mm，急峻度不大于0．6％。
(3)使用不溶性阳极。日本新日铁公司首先开发了不溶阳极技术，即使用镀铂钛阳极。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；阳极寿命至少为10个月，因而省去了频繁更换与铸造锡阳极；另外，由于带钢与阳极的距离相应减少，因而可降低电耗，并便于设置镀槽废气收集系统。我国宝钢1420冷轧厂的2套镀锡机组及建设中的益昌薄板镀锡机组都采用了不溶性锡阳极。
(4)采用可调的边缘罩。与带钢宽度相配合，以防止边部镀层增厚，保证镀层更均匀。
(5)电镀液浓度控制。配合不溶性阳极技术，使用X一荧光分析仪，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，以控制锡的溶解速度，使电镀液浓度稳定。
(6)混合加热软熔。采用电阻加热和高频感应(频率达100～200kHz)混合加热软熔。
(7)在线微小缺陷检测。采用激光表面检测和漏磁微小夹杂检测，可测出90％的表面缺陷；能在带钢高速运行时检查出5×10-4mm3的内部微小夹杂物。
(8)发展极薄合金锡镀层板。目前世界许多国家都在发展极薄合金锡镀层钢板，镀层厚度为0．5～0．89／m2，甚至更薄。这种极薄镀层板具有良好的焊接性、高的耐蚀性及对漆的优良附着性。最有代表性的有铁镍锡合金镀层板、铁锡合金镀锡钢板及锌锡合金镀层板。
5 几点建议
(1)解决镀锡基板问题应尽早提到日程上来。优质镀锡基板生产是个系统工程，从冶炼到传统热连轧、冷连轧、连续退火等，皆需采用专用设备，需要很大的资金投入。因此，高品质镀锡板宜在大型钢板联合企业生产，不宜遍地开花，分散解决。
近10年来，世界上很少新建镀锡板专用生产系统，1998年我国宝钢建成完整的镀锡板生产系统；20世纪90年代中期我国台湾建成一套5机架冷连轧机，可轧制镀锡基板及薄规格冷轧板；2000年韩国东部制钢牙山湾厂建成一套酸洗冷轧联合机组，可轧制镀锡基板及冷轧薄板；但后两套机组均没有热连轧机及冶炼系统。由于用来生产镀锡基板的热轧卷薄且较窄，并需满足化学成分及性能等要求，因此在较宽热连轧机上生产这种热轧卷时产量损失很大，不经济，因此产量有限，多为本企业下游所用。近年我国镀锡板需求不断增加，自给率不断下降，因此建设优质镀锡基板生产系统应尽早提到日程上来。今年3月中粤马口铁工业公司投产了15万t／a基板厂，但只能生产软质基板；宝钢梅山冷轧板厂、武钢第三冷轧板厂均计划建高产能电镀锡机组，建议产品方案中多安排一些高品质商品镀锡基板。
(2)建议适当发展镀铬钢板。镀铬钢板镀层薄，成本低于镀锡板，用来制造杂品罐及瓶盖等。广东中山中粤马口铁工业有限公司自行开发镀铬技术，2005年8月建成的镀铬机组，投产1年即达产，产品畅销，经济效益很好。
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