铁基板的炼钢生产技术课件

马口铁基板马口铁基板炼钢生产技术炼钢生产技术重庆钢铁股份有限公司炼钢厂何宇明2012.04.06各位领导、各位同仁、同志们：各位领导、各位同仁、同志们：早上好！马口铁马口铁名称由来名称由来l早期称洋铁(Tin Plate)，正式名称应为镀锡钢片。因为中国第一批洋铁是于清代中叶自澳门(Macau)进口，澳门当时音译马口，故中国人一般称之为马口铁1。3马口铁是表面镀有一层锡的铁皮，马口铁是表面镀有一层锡的铁皮，它不易生锈，又叫镀锡铁。它不易生锈，又叫镀锡铁。l这种镀层钢板在中国很长时间称为“马口铁”，有人认为由于当时制造罐头用的镀锡薄板是从原广东省澳门（英文名Macao可读作马口）进口的，所以叫“马口铁”。4l也有其他说法，如中国过去用这种镀锡薄板制造煤油灯的灯头，形如马口，所以叫“马口铁”。“马口铁”这个名称不确切，因此，1973年中国镀锡薄板会议时已正名为镀锡薄板，正式文件不再使用“马口铁”这个名称。5马口铁马口铁l马口铁其中Sn是镀层，马口铁又叫镀锡铁。马口铁是电镀锡薄钢板的俗称，英文缩写为SPTE，是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带。锡主要起防止腐蚀与生锈的作用。它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中，具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性。6马口铁起源马口铁起源l马口铁起源于波希米亚（今捷克和斯洛伐克境内）。该地自古就盛产金属，工艺先进，且懂得利用水力从事机器制造，从14世纪起就开始生产马口铁。在很长一般时期内，这里一直是世界上马口铁的主要产地。当时马口铁主要用来制造餐具和饮具。后为第一次世界大战各国军队制成大量铁制容器（罐头）而延用到今。7 马口铁特性优点马口铁特性优点l不透光性l光线除了会引发食品的劣变反应之外，也会引起蛋白质和氨基酸的变化。而维生素C受到光线照射更容易使其与其它食品成份作用，以致大量流失。8l据研究分析显示，透明玻璃瓶装的牛奶，维他命C 的损失量比深色瓶装的牛奶高14倍，光亦会使牛奶产生氧化异味，以及核素、甲硫氨酸等裂解而损失营养价值，马口铁罐的不透光使得维他命C的保存率最高。9良好的密封性良好的密封性l 包装容器对空气及其它挥发性气体的阻隔性对营养成份及感官品质的保存非常重要。比较各种果汁包装容器证明，容器的氧气透过率直接影响果汁的褐变及维他命C的保存；氧气透过率低的金属罐、玻璃瓶和铝箔胶积层、纸盒对维他命C 的保存较好，其中又以铁罐最佳。10锡的还原作用锡的还原作用l 马口铁内壁的锡会与充填时残存于容器内的氧气作用，减少食品成份被氧化的机会。锡的还原作用，对淡色水果、果汁的风味和色泽有很好的保存效果，因而使用不涂漆铁罐装的果汁罐要比其它包材装的果汁罐营养保存更好，褐变更轻微，风味品质的接受性较好，贮存期限因而延长。11提供有效铁的来源提供有效铁的来源l 马口铁罐装食品，除少数淡色水果及果汁罐头外，大都使用内部涂漆的空罐，以提高容器的耐蚀特性；由于金属的电化学作用，涂漆罐装罐头食品于贮存中会有少量的铁溶出，以二价铁形态存在于密封的罐头食品中，很容易被人体吸收，含量大约1 至1010-4%。12l以水果蔬菜产品而言，原料本身含铁量并不多，铁罐产品以每罐 350 ml的饮料罐，铁含量 5 10-4%计算，每罐可提供1.75mg铁，约为人体每日摄取量18mg的十分之一。若上述果蔬汁饮料罐中含有丰富的维他命C，则铁更容易被吸收，因而铁罐装食品饮料不失为一个铁的很好来源，对于铁罐食品提供营养的意义更为深远。13l因为具有这些属性，因此马口铁罐提供一个除了热以外，完全隔绝环境因素的密闭系统，避色食品因光、氧气、湿气而劣变，也不因香气透过而变淡或受环境气味透过污染而变味，食品贮存的稳定度优于其它包装材质，维他命C 的保存率最高，营养素的保存性亦最好。14用途推广用途推广15l马口铁的应用非常的广泛，从作为食品及饮料的包装材到油脂罐、化学品罐以及其它的杂罐，马口铁的优点及特点提供内容物在物理及化学性质上很好的保护。l马口铁可以确保食品的卫生，将腐败的可能性降到最低，有效阻绝健康上的危险，同时也符合现代人在饮食上方便、快速的需求，是茶叶包装，咖啡包装，保健品包装，糖果包装，香烟包装，礼品包装等食品包装容器首选。17饮料罐饮料罐l 马口铁罐可用于填充果汁、咖啡、茶类及运动饮料，也可填装可乐、汽水、啤酒等饮料。而马口铁罐的可高度加工性使其罐型变化多，无论高、矮、大、小，或方、或圆，均可满足现今饮料包装多样化的需求及消费者嗜好。18油脂罐油脂罐l 光线会引发及加速油脂的氧化反应，降低营养价值，也可能产生有害物质，更严重的是破坏油脂性的维他命，特别是维生素D和维生素A。l 而空气中的氧气则促使食品油脂氧化，降低蛋白质的生物质，破坏维生素，而马口铁不透光性及密封空气的隔绝效果，正是包装油脂食品的最佳选择。19化学品罐化学品罐l 马口铁材质坚固、保护性好，不变形、耐震、耐火，是化学品的最佳包装材料。l喷雾罐l 可耐高温及高压的马口铁罐，特别适合高压充填之喷雾罐。20干杂罐干杂罐l 罐形多变以及印刷精美的饼干桶、文具盒以及奶粉罐皆是马口铁的产品。21l自马口铁问世以来，就一直向减薄的方向发展。一是少用锡，甚至不用锡（镀铬铁），一是减薄马口铁的基板厚度。目的都是为了适应制罐产品的变化和降低制罐的成本。l由50年代的热浸马口铁发展到目前的电镀马口铁，现我国已看不到热浸马口铁在制罐上的使用了。这是人共皆知的愿望。22基板减薄基板减薄l目前在我国已使用0.15mm马口铁进行制盖。l有的冷轧板公司已宣布能生产0.12mm冷轧板用于制盖行业。因此，基板减薄，增强硬度的二次冷轧马口铁是制罐（盖）行业的发展方向。23世界上马口铁的调质度等级列世界上马口铁的调质度等级列表如下：表如下：表表1 二次冷轧马口铁：二次冷轧马口铁：l世界上马口铁的调质度等级列表如下：l二次冷轧马口铁：24传统符号传统符号现行符号现行符号 HR30T值值抗拉强度抗拉强度（MPA）用途用途 DR8DR55073550+70 圆形罐身、底、盖 DR9 DR62076620+70圆形罐身、底、盖 DR9MDR66077660+70啤酒、碳酸饮料罐的底、盖 表表2 一次冷轧马口铁：一次冷轧马口铁：传统符号传统符号现行符号现行符号 HR30T值值抗拉强度抗拉强度（MPA）用途用途 T1T5052330极苛刻的深冲T2T5252350深冲 T2.5T5555一般用T3T5757370一般用，罐身不划枟 T4 T61 61415一般用，刚性较大，需要刚性的底、盖、浅冲罐等 T5T6565450抗翘曲，需要刚性的底、盖、罐身T6T70 70 530 刚性很大，啤酒、碳酸饮料罐的底、盖 25l对于同一罐型来说，可用二次冷轧马口铁进行以薄代厚，提高马口铁的利用率。27镀铬铁镀铬铁l即无锡薄钢板，自上世纪80年代推广到我国以来，一直处于徘徊状态，直至2000年以后才得到普遍的应用，甚至在近年会出现镀铬铁价格比镀锡铁贵的局面，其原因是镀铬铁在印铁涂料的加工性能明显优于镀锡铁。随着涂料铁的广泛使用，特别在瓶盖方面，镀铬铁更受人们的重视了，镀铬铁的特点是：28l（1）基板的制罐加工和耐腐蚀性能与马口铁的基板相同；l（2）涂料加工中，不必考虑象马口铁的熔锡问题，可采用较高的烘烤温度，提高印涂生产效率；l（3）对涂膜的附着力，优于马口铁；29l（4）其表面是一层极薄的金属铬层和水合氧化铬层，厚度仅为马口铁锡层的1%左右。因此，极易生锈。所以，不进行涂料加工，就没有镀铬铁的实用价值。l（5）因为是无锡薄板，所以节省了锡资源，符合马口铁的发展方向。30马口铁的硬度测试马口铁的硬度测试l马口铁的硬度测试以往大多采用台式表面洛氏硬度计，采用普通钢质平测砧，测试HR30T硬度。31l由于关于马口铁的国家标准GB/T2520-2000开始采用了国际上通用的HR30Tm硬度表示方法，因此国内已开始采用金刚石测砧、测试马口铁的HR30Tm硬度值。32l但是，测试HR30Tm硬度需要一个金刚石测砧，而国产的洛氏硬度计很少有这种配件可以选购。由于合适的金刚石测砧难以买到，台式的表面硬度计又比较贵。33l因此，HR30Tm硬度表示方法在国内马口铁行业的应用还行不普遍。特别是在马口铁的使用厂家方面，尽管人们也意识到马口铁的硬度很重要，它要关系到加工产品的质量，关系到生产效率和企业效益。但是多数企业都没有对购进的马口铁材进行硬度复检。34l基于国际环境管理标准ISO-14000 推行，具有低污染、可回收、省资源特性的马口铁罐，在未来包装用途上，将有更宽广的发展空间。35工业发展工业发展l17世纪，英、法、瑞典都曾希望建立自己的马口铁工业，但由于需要大笔资金。所以迟迟未得到发展。直到1811年，布莱恩唐金和约翰霍尔开办马口铁罐头食品之后，马口铁制造才大规模发展起来。如今全世界每年产锡约25万吨，三分之一以上用来制造马口铁，其中大部分用于罐头食品业。36发展简史发展简史l1810年：世界第一只马口铁罐由英国人发明，并取得专利。当时一位制罐专家一天可做60只空罐。l1847年：美国发明制罐机器，代替人工。l1900年：发明电焊机。37l1965年：铝易开盖开始使用于制罐。l1973年：铁易开盖开始使用于制罐。l1990年：制罐技术提升到每分钟生产 1,000罐以上。38 我国从上个世纪八十年代初开始引进铝制易拉罐生产线，直到1998年上海宝翼制罐有限公司投产为止，金属二片罐(DI罐)市场一直是铝制易拉罐一统天下。铝具有优良的加工成型性，故特别适用于生产易拉罐，但铝的精炼耗电量极大，且有报道称人体摄取过量的铝易患老年痴呆症，因此取代铝是人们的愿望。39 Dl罐,即全铝饮料罐,是用铝合金薄板经深冲(Drawn)和变薄拉伸(Ironed)而成,故称Dl罐。又由于整个容器是由罐盖和罐体(带底的无缝罐身)两片材料组成,因而又名两片罐。目前全铝饮料Dl罐的容积常见的有250、350、500、750和i000ml等数种。国外在上个世纪八十年代就研究成功了DI罐用镀锡板，并在欧洲、日本等地区占了相当大的市场份额。显然DI用镀锡板要取代DI用铝板就必须要求DI用镀锡板的使用性能达到或超过DI用铝材，因此研究DI用镀锡板的使用性能有非常重要的意义2。41 镀锡板将钢的强度和成形性同锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中，具有良好的抗腐蚀性能。镀锡板的最大用途是用于食品包装，原因是镀锡板无毒、重量轻、强度高、耐蚀性好并且易于加工成形。镀锡板也用于制作包装油类、润滑脂、涂料、化学品以及其它产品用的容器，喷雾罐和各种瓶盖3。42 镀锡板始于公元14世纪，采用热浸镀锡。17世纪末轧钢技术的发明，使英国建立了蓬勃发展的镀锡板生产工业，并在19世纪的大部分时间内为世界提供了大量的镀锡板。19世纪中期的英国，电沉积碱性镀锡代替了热浸镀锡。几乎早期的所有镀液中都含有氯化亚锡和苛性碱，并含有一些复杂的试剂，如焦磷酸盐或酒石酸。所有这些溶液均不稳定，并且只能形成非常薄的镀锡层，略好于采用简单的浸镀法获得的镀层。443 20世纪20年代，美国开发了可靠的酸性和碱性镀锡方法，其镀锡板的产量超过了英国。到1940年，美国在镀锡板生产领域占有绝对优势。第二次世界大战到1960年，镀锡板生产快速发展，美国和英国的绝对优势已相对减弱，欧洲、北美洲、亚洲镀锡板发展加快。1960年以后，镀锡板生产有了更广泛的发展，热镀锡机组基本淘汰，其能力已不足总生产能力的1。44 在欧洲，20世纪中后期，除了英国的镀锡板生产比较稳定外，其他国家有了快速的发展。法国和德国的镀锡板工业从20世纪50年代以来，一直稳步发展，2000年镀锡板产量分别占世界总产量的7.5和6.3。至2004年，整个欧洲镀锡板的年产量达687万t，而2004年英国镀锡板的年产量只有67万t。20022006年，德国镀锡板的年产量稳步提升(图1所示)，成为欧洲产量最多的国家，其2006年年产量136万t，而法国110万t，英国42万t。45 当然，这与各国镀锡板消