電鍍錫軟熔原理及質量控制

摘 要：本文通過從電鍍錫軟熔設備的原理開始分析，詳細講解生產(chǎn)工藝的控制要點。全面的介紹了電鍍軟熔的原理及質量控制的要點。能夠避免因為控制不當導致產(chǎn)品質量事故的發(fā)生。

關鍵詞：軟熔；感應加熱；電鍍錫質量

中圖分類號：TG335 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、引言

軟熔工藝是電鍍錫工藝中尤為重要的質量控制環(huán)節(jié)之一。在電鍍過程中，錫離子得到電子，被還原成錫原子，而沉積帶鋼表面，錫原子在沉積過程中，受磁力線的影響，錫層粗糙多孔，甚至會出現(xiàn)疏松的鍍層。為了改善錫層附著力差，提高金屬光澤，需要對鍍錫板進行加熱到232℃以上，使鍍錫層瞬間融化獲得光滑的表面，并與帶鋼發(fā)生反應，形成金屬間化合物FeSn2，即錫鐵合金層，錫鐵合金層使錫層在帶鋼上有良好的附著力，并能夠提高鍍錫板的防腐性能。

二、軟熔工藝概述

目前帶鋼的加熱方式主要分為兩類，電阻軟熔和感應軟熔。電阻加熱是利用帶鋼的電阻性能，在帶鋼上加交流電的加熱方式進行加熱。帶鋼上的電流是有導電輥傳遞到帶鋼上，但是導電輥與帶鋼接觸為線接觸，當帶鋼板型發(fā)生變化時，容易打火，從而影響板面質量。而高頻感應加熱方式為非接觸式，因此高頻感應加熱能夠有效的解決板面打火產(chǎn)生灼傷的質量問題。

三、軟熔段機組設備構成及作用

軟熔段設備主要有1#接地輥、扼流圈、1#導電輥、馬弗爐、感應軟熔、淬水槽、2#導電輥扼流圈、2#接地輥等設備組成。其中接地輥及扼流圈主要是防止交流電通過帶鋼傳遞到生產(chǎn)的兩端。導電輥主要為帶鋼電阻加熱提供交流電。馬弗爐的主要作用是保溫，防止帶鋼溫度損失過快。感應軟熔主要是通過感覺加熱使帶鋼快速升溫。淬水槽的作用使使帶鋼溫度瞬間降低。

四、感應軟熔的機理

帶鋼穿過是線圈，受交變電流磁場的影響，帶鋼內部產(chǎn)生渦流，高頻渦流作用電阻而產(chǎn)生熱量，提升帶鋼溫度，起到加熱的目的。

電氣原理：感應加熱裝置主要有整流器、逆變器、負載變壓器等設備組成。設備主電路如圖1所示。

五、感應軟熔曲線對質量的影響

為了減小在軟熔過程中錫的氧化，需要減少錫在高溫下停留的時間，減少與外界空氣接觸才能夠有效的減少錫氧化。此圖中從帶鋼經(jīng)過導電輥開始，到進入感應加熱器前，帶鋼通過電阻加熱在馬弗爐的隔離空氣的條件下緩慢升溫，有效的減少在加熱過程中的氧化現(xiàn)象。當帶鋼進入到感應加熱器后快速的升溫超過錫的熔點以上，錫鐵合金層開始形成，通過控制溫度和時間控制合金層生成的厚度。帶鋼的加熱溫度，是通過調節(jié)加在感應線圈上的電壓進行調節(jié)的。通常采用紅外線溫度計等儀器來直接測出帶鋼的加熱溫度，然后通過這些儀器獲得的訊號來自動控制帶鋼的加熱溫度。合金層的厚度在0.15μm左右，重量在0.4-0.8g/m2。由于合金層非常薄，導致K板檢測項目指標很難控制。由于合金化反應主要發(fā)生在232℃以上進行的，所以控制從感應軟熔出來到進入淬水槽的反應時間就能夠有效的控制合金層生成的厚度。

（1）酸滯PL≤10s Pickle Lag Value Test。酸滯是把鍍錫板浸入到鹽酸中產(chǎn)生化學反應的時間，時間短表示錫被氧化的少，因此減少錫在高溫下發(fā)生氧化的時間能夠有效的減少酸滯值，從而得到高質量的帶鋼。

（2）鐵溶值ISV≤20μg/3inch2（19.35cm2）。由于合金化的過程中，錫和鐵相互進行溶解，純錫層的厚度在0.35μm左右，因此一但在高溫下反應時間過長，就會導致鐵會滲透到純錫層表面，從而鍍錫板的耐蝕性，對于食品級的鍍錫板來說會導致包裝的食品變味。因此控制該指標就值要嚴格控制合金化的時間，防止反應時間過長。

（3）錫晶粒度TCS≤9級。晶粒度的大小與耐蝕性能有關，晶粒度小，耐蝕性能好，晶粒度的大小與結晶核的多少和結晶時間有關，在原板不變的情況下，也就是保證結晶核數(shù)量一致的前提下，晶粒度的大小與軟熔的時間有關，時間越長，晶粒度越大，反之晶粒度越小。

（4）孔隙率試驗。孔隙率高的鍍錫板的耐蝕性差，因此適當?shù)脑黾榆浫鄣臅r間有助于消除孔隙率，從而提高鍍錫的耐蝕性。

六、結束語

通過從加熱理論的介紹，設備的組成及作用，得出了控制電鍍錫板表面質量的主要因素。從而能夠有的放矢，極大的減少不合格品的發(fā)生。

參考文獻：

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[2]唐超，黃久貴，李娜.寶鋼1220新建電鍍錫機組工藝設備特點[J].中國冶金，2010（06）.

作者簡介：李強（1985.04-），男，河北聯(lián)合大學電氣工程學院，碩士研究生，就職于遷安思文科德薄板科技有限公司，現(xiàn)從事冷軋涂鍍深加工行業(yè)；王得位（1977.07-），男，河北聯(lián)合大學電氣工程學院，碩士研究生，就職于遷安思文科德薄板科技有限公司，現(xiàn)從事冷軋涂鍍深加工行業(yè)。