技术积累价值凸显 ———新日铁住金镀锡板产品及工艺探究

　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，以及制作各种容器、冲压制品、包装材料等非食品工业。

　　新日铁住金株式会社的镀锡板产品种类多样，研究其镀锡板产品和优势技术，是了解世界钢铁业镀锡板生产和发展现状的重要途径。

　　出口量大 瞄准新兴市场

　　新日铁住金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、生产技术等都在世界镀锡板厂家中居于前列。新日铁住金在日本国内镀锡板年产量保持在130万吨~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，全球的食品罐和饮料罐等制品使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。表1是新日铁住金在海外镀锡板合资公司的基本情况。

　　种类繁多 通过专业认证

　　产品种类及用途。新日铁住金的电镀锡产品根据钢种、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MR、L、D3类。其中， MR钢微量残留成分少，有良好的耐腐蚀性，用于容器材料等，用途广泛；L钢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钢的特点是深冲加工性能优良。

　　从表面状态来看，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，产品代号分别表示为B、R、M。

　　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11.2/11.2g/m2，最小平均镀锡量为4.9g/m2；差厚镀锡中最大镀锡量为11.2/8.4g/m2，最小平均镀锡量为5.05/2.25g/m2。新日铁住金镀锡板根据镀锡量分类情况表见表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产品，最终产品形式为薄板和钢卷。新日铁住金镀锡板一次冷轧材的厚度在0.18mm~0.80mm之间，二次冷轧材的厚度在0.15mm~0.36mm之间。同时，新日铁住金还可以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。新日铁住金镀锡板产品规格见表3。

　　镀锡板产品认证情况。新日铁住金是日本第一家取得HACCP(危害分析和控制关键点)资格认证的厂家，通过HACCP认证的生产厂包含了八幡制铁所、名古屋制铁所和广畑制铁所，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。

　　创新优化 加强技术积累

　　在长期生产实践中，新日铁住金不断进行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、锡粒溶解技术和锡溶解速度的控制技术等。

　　完全不溶性阳极技术。以往的电镀锡生产采用的是可溶性阳极技术，这项技术存在更换锡阳极工作量大、生产过程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，解决了可溶性阳极技术存在的若干问题。

　　新日铁住金开发的完全不溶性阳极化技术是通过金属锡溶解供给锡离子的一种技术，由于阳极为不溶性材料，消除了因极板溶解而引起阴极和阳极间距变化而导致锡层分布不均的问题。

　　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。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。应用这套系统不仅可以提高镀锡质量，还能够提高劳动生产率，今后其优越性将进一步显示出来。

　　锡离子供给技术。对于不溶性阳极技术来说，锡离子是由阳极系统之外供给的。但锡属于化学稳定性元素，在常规状态下几乎不溶解，如果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能满足工业生产需要，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、使流化床高压化增加溶解氧的浓度、金属锡颗粒化等措施，解决了上述问题。

　　锡回收技术。在不溶性阳极技术中，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。这样一来，得到的金属锡粒中锡元素的含量可达到99.90%，除去铁及其他杂质就成了难得的A级锡锭，可将其加工后循环使用，实现了金属锡的回收再利用。

　　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。

　　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，该分析仪的主要作用是用于控制锡量的平衡。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，从而控制向反应容器供氧的速度。

　　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。镀液闭路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，使镀液或废镀液通过螯合树脂塔吸附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。

　　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。该技术的具体处理条件是：在50℃、pH值为2.5、浓度为30克/升的磷酸钠溶液中使阳极纯化。该技术先进行阴极预处理，然后进行阳极处理，可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，阻止锡氧化物膜中的含量升高，还能起到封闭针孔的作用。

　　不断研发 聚焦经济环保

　　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，其产品和技术的发展趋势主要有以下几点：

　　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、铁锡合金镀锡钢板和锌锡合金镀层板等镀层厚度为0.5mm~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（甲基磺酸锡）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，进一步开发性能更好的新产品。如在不含Cr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，成型性能更好的超低碳钢镀锡板DI材等。