专利名称：一种降低镀锡板表面六价铬量的方法
技术领域：
本技术是一种新的通过物理作用清洗电镀锡板表面，有效地降低被处 理电镀锡板表面六价铬的含量，而对表面无任何影响的方法。
背景技术：
镀锡板是指两面(或单面)镀有纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带，广泛 地应用于食品、化工、电子、家电、装潢等领域。镀锡板具有良好的耐腐 蚀性，富有光泽的外观，能进行焊接、咬口、冲压等进一步加工成型，还 具有良好的印刷性，加之镀锡层无毒，因而是最受欢迎的包装材料之一。 目前世界上主要的电镀锡生产工艺流程如下开巻——焊接^"碱洗—— 碱冲洗——酸洗——酸冲洗——电镀——带出回收——软熔——淬水一一 钝化(化学)处理——钝化清洗一一涂油——检査——剪切分巻——巻取。
其中，当带钢经过软烙工序后，需要对镀锡钢板进行一道钝化处理。 钝化处理主要目的是使镀锡钢板表面稳定化，阻止表面氧化锡的增长。国 际上镀锡钢板的钝化工艺种类较多，根据钝化溶液分有铬酸盐、重铬酸 钠、磷酸钠、铬酸钝化。根据钝化方式分有浸入式化学钝化、阴极电解 钝化、阴极+阳极电解钝化。由于铬酸盐成本低廉，使用方便，因而铬酸 盐钝化处理得到了广泛的应用。铬酸盐钝化处理可形成铬/基体金属的混 合氧化物膜层，膜层中的铬主要以三价铬形式存在，三价铬膜层突出的优 点使得铬酸盐钝化仍然是目前应用最广的钝化工艺。
目前国际传统的镀锡钢板生产时在镀锡层经软熔处理后均采用在重 铬酸盐溶液中进行阴极处理，在其表面上形成铬酸盐钝化膜。这种铬酸盐 钝化膜不仅可以提高镀锡钢板的耐蚀性，而且可以抑制因镀锡钢板长期储 藏以及在涂料的加热烘烤过程中发生锡氧化引起的变黄，也能防止由于保 存含硫食品易引起的容器变黑。另外，铬酸盐的钝化膜也能够满足镀锡钢 板涂饰所要求的润湿性和附着性的要求。但是，由于铬酸盐中的六价铬的 毒性很大，它严重污染环境，长期接触会引起人头痛、昏迷、鼻炎、鼻穿 孔、皮肤溃疡和引发各种癌变等症状，对人们的健康危害极大。尽管目前 镀锡钢板使用的钝化工艺不会使镀锡钢板表面产生六价铬，但以六价铬为 主的钝化液若冲洗不干净便会残留在镀锡钢板的表面，很有可能对人体造 成危害。
随着世界经济的发展和人类物质生产水平的提高，环保和健康成为世 界各国非常关注的问题， 一些国家开始制定措施防止和减少产品对环境的 污染和对人体的伤害。
目前国内外镀锡板一般要进行钝化处理，然后采取清水喷淋、循环冲 洗等方式清洗钝化后的带钢，降低其表面六价铬的含量。由于镀锡板生产 线运行速度普遍都高，使得钝化清洗时间一般很短，用水量大，但钝化后 的镀锡板表面仍存在因溶液六价铬离子带出附集的可能，无法保证清洗效 果，改进的手段往往是改进喷嘴、加大水量和提高温度，这类方法在加大 成本投入的同时效果不很理想。
为消除镀锡板表面含六价铬的可能性，国内外研究人员对无铬钝化工 艺进行了大量的研究，并取得了一定的成果，主要有三价铬钝化和有机、 无机类无铬钝化，不过由于无络钝化膜的耐蚀性能还达不到质量要求，无 铬钝化效果不理想，无法从根本上解决镀锡板表面性能需求和六价铬危害 的矛盾，另外无铬钝化大量增加厂方成本，目前无法普及和大生产应用。
发明内容
为了有效地降低镀锡板钝化后表面残留的六价铬含量，克服现有钝化 清洗方式用水量大、污染大、生产线不易改动等不足，本发明的目的在于 提供一种降低镀锡板表面六价铬量的方法，该处理技术不仅能有效降低和 消除产品表面的六价铬离子含量，而且能方便在生产线上使用，此外还可 以节约大量的处理成本，无污染。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是
一种降低镀锡板表面六价铬量的方法，首先镀锡板经化学处理(钝化) 后先采用普通的一定流量和水压的喷淋水冲洗，初步冲洗掉带钢表面六价
铬离子，然后在清洗槽中设置一套频率为20kHz-59kHz的超声波发生器， 该装置是设置在带钢两侧和槽液液面以下，功率为20-80Kw，满足超声波
的工作要求。当镀锡钝化板通过槽液时，在一定频率的超声波的作用下， 使钢板表面发生空化作用，超声空化是指在超声波作用下液体内部空化核 的振动、膨胀、压縮和崩溃闭合的过程。气泡崩溃时周围形成局部高温(约
5000°C)高压(约5X107Pa)，伴随着强烈的冲击波和速度高于100m/s 的微射流，冲击波和微射流的高梯度剪切可在水溶液中产生羟基自由基， 相应产生的物理化学效应主要是机械效应(声冲流，冲击波，微射流等)、 热效应(局部高温高压，整体升温)、光效应(声致发光)和活化效应(水 溶液中产生羟基自由基)，四种效应并非孤立，而是相互作用、相互促进， 加快反应进程。超声空化能有效地清除带钢表面在钝化处理过程中的离子 黏附，特别是对表面缺陷处的六价铬离子的清洗更有效。经超声波空化清 洗后的带钢再经过纯净水的最后喷淋过程可消除清洗液的带出附集，使产 品表面更加清洁。
为保证清洗效果清洗液温度应保证为30-70°C，同时随着清洗过程的 进行槽内溶液浓度会慢慢增加，为保证清洗效果，溶液通过溢流或排放的 方式保持清洗液的浓度在150mg/l以下。
本发明可以运用在以100-600米/分钟连续运行的电镀锡带钢生产线 上，实现对后处理段的立式槽带钢清洗。
对采用本发明方法清洗完成后的镀锡板检测表面六价铬，利用756PC 型紫外可见分光光度计取样进行检测，结果表明表面六价铬检测不出，并 且产品表面长时间不发生任何外观变化。
在产品的使用过程当中，无毒无害、符合环保要求而且富有光泽外观， 能进行焊接、咬口、冲压等进一步加工成型，还具有良好的印刷性，因而 处理后的镀锡钝化板可以广泛用于食品、电器、仪表、玩具、化工、装饰 等领域。
本发明的有益效果是
本发明改进了现有镀锡板钝化后的常规钝化喷淋清洗方法，通过设置 超声波装置，组合成复合清洗，清洗效果明显提高，而且，生产成本不会 随之大量增加，也不会影响连续生产线的运行和镀锡板的使用效果，简单 易行。
图1为本发明一实施例的示意图。
具体实施例方式
参见图1，本发明降低镀锡板表面六价络量方法的一实施例。
镀锡板1经过钝化处理槽钝化处理后，再由输送辊4作用下进入清洗 槽2，通过普通的喷淋水冲洗，初步冲洗掉带钢表面六价络离子，清洗槽 2内设超声波发生器3，功率为20-80Kw，工作频率为20kHz-59kHz，超 声波发生器3设置在带钢的两侧，并在清洗槽2槽内清洗液液面下，对带 钢进行超声清洗，镀锡钝化板通过槽液时在超声波的作用下，使钢板表面 发生空化作用，有效地清除带钢表面在钝化处理过程中的离子黏附；然后 经过清水喷淋处理，消除清洗液的带出杂质附集；再进入下道工序。
当六价铬的含量为80mg/l的清洗液，温度45°的试验条件下，施加 59kHz的超声波于清洗槽中，通过施加超声波的清洗液与未加超声波的清 洗液的清洗结果相对比，施加了超声波的清洗液的效果要好于未加超声波 的效果。
具体数据如下经80mg/l的清洗液的未处理试样残留17.52Pg/m2，而
施加超声波处理的试样，检不出。
权利要求
1.一种降低镀锡板表面六价铬量的方法，其包括如下步骤在电镀锡带钢生产线上，镀锡板经化学处理后先采用普通的喷淋水冲洗，初步冲洗掉带钢表面六价铬离子，然后在清洗槽中设置超声波发生器，工作频率为20kHz-59kHz；该超声波发生器设置在带钢两侧和槽液液面以下，功率为20-80Kw，清洗液温度为30-70℃；当镀锡钝化板通过槽液时在超声波的作用下，使钢板表面发生空化作用，有效地清除带钢表面在钝化处理过程中的离子黏附；经超声波空化清洗后的带钢再经过水喷淋，消除清洗液的带出杂质附集。
2. 如权利要求1所述的降低镀锡板表面六价铬量的方法，其特征是，溶 液通过溢流或排放的方式保持清洗槽中清洗液的浓度在150mg/l以 下。
3. 如权利要求1所述的降低镀锡板表面六价铬量的方法，其特征是，超 声波空化清洗后带钢再经过纯净水或去离子水喷淋。
全文摘要
本发明公开了一种降低镀锡板表面六价铬量的方法，在电镀锡带钢生产线上，镀锡板经化学处理后先采用普通的喷淋水冲洗，初步冲洗掉带钢表面六价铬离子，然后在清洗槽中设置超声波发生器；超声波发生器设置在带钢两侧和槽液液面以下；当镀锡钝化板通过槽液时在超声波的作用下，使钢板表面发生空化作用，有效地清除带钢表面在钝化处理过程中的离子黏附；经超声波空化清洗后的带钢再经过纯净水喷淋，消除清洗液的带出杂质附集，使产品表面更加清洁；经本发明处理的镀锡钝化板，无毒无害、符合环保要求，而且富有光泽外观，能进行焊接、冲压等进一步加工成型，还具有良好的印刷性，可以广泛用于食品、电器、仪表、玩具、化工、装饰等领域。
文档编号C25D21/00GK101353811SQ20071004419
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月25日 优先权日2007年7月25日
发明者于晓中, 安成强, 平 李, 勇 谭, 贡雪南 申请人:宝山钢铁股份有限公司;东北大学