一种低铅镀锡板生产方法与流程

文档序号:14131170阅读:219来源:国知局
本发明涉及镀锡板生产领域,尤其涉及一种低铅镀锡板生产方法。
背景技术
:镀锡板具有美观、无毒、耐腐蚀性等特点,被广泛应用于食品、饮料、化工等包装行业,全球每年使用镀锡板量高达1300万吨。随着食品工业对包装材料环保要求的越来越髙,镀锡板下游客户对镀锡板镀层中铅含量的要求越来越严格,欧盟标准“en-10333-2005-包装用钢.与人和动物消费用食品,产品或饮料接触的扁钢制品.镀锡钢(马口铁)”中规定用于镀锡产品中铅含量小于0.01%,铬含量小于0.01%,砷含量小于0.03%。通过电镀液除铅装置可以有效的去除电镀液中的铅离子,但由于该反应需要一定沉降时间,在高速连续生产过程中镀液中的铅离子无法及时进行反应,在连续生产后期镀液中铅含量逐渐上升,无法满足镀锡板表面铅含量要求。通过酸性电镀锡液中铅离子处理方法,可以获得低铅含量镀锡板,但该方法使用氢氧化钡作为沉淀剂,而氢氧化钡是一种剧毒物质,该方法不易操作。技术实现要素:本发明实施例通过提供一种低铅镀锡板生产方法,解决了低铅镀锡板的生产过程不易操作和镀锡板含铅量不达标的技术问题。本发明实施例提供的一种低铅镀锡板的生产方法,对轧后钢板进行如下工艺步骤:脱脂段:通过碱喷洗和电解碱洗对所述轧后钢板进行脱脂处理;酸洗段:通过酸洗溶液对脱脂后的钢板进行化学酸洗,其中,酸洗时间t≥0.8s,所述酸洗溶液为浓度40-70g/l的硫酸溶液,所述酸洗溶液中的pb2+≤20mg/l,所述酸洗溶液中的fe2+≤15g/l;预电镀段:通过预电镀溶液对酸洗后的钢板进行预电镀处理;电镀段:采用可溶性锡阳极的甲基磺酸体系镀锡液对预电镀后的钢板进行电镀处理,其中,所述甲基磺酸体系镀锡液中pb2+≤10mg/l,所述可溶性锡阳极的铅含量≤100mg/kg;对电镀后的钢板依次经过软熔段、钝化段、热风干燥;对干燥后的钢板进行表面涂油。可选的,所述碱喷洗所用碱液的浓度为30-50g/l,温度为70-90℃;所述电解碱洗所用碱液的浓度为30-50g/l,温度为70-90℃,其中,所述电解碱洗所用的电流密度为18-25a/dm2。可选的,所述预电镀溶液具体为浓度2-8g/l的甲基磺酸溶液或浓度2-8g/l的硫酸溶液,其中,所述预电镀溶液中的fe2+≤2g/l。可选的,所述甲基磺酸体系镀锡液中包括如下组分:pb2+≤10mg/l,sn2+:15-22g/l,添加剂45-70ml/l,游离酸:45-70ml/l,抗氧化剂20-28ml/l。可选的,所述电镀段的起始电镀电流密度为10-15a/dm2,后续电镀电流密度为10-30a/dm2。如权利要求1所述的低铅镀锡板生产方法,其特征在于,所述软熔段的软熔温度为260℃-310℃,软熔高度为4200mm-7000mm,对软熔后钢板在70-90℃的脱盐水中进行淬水处理。可选的,所述钝化段的工艺步骤包括:通过温度为42-44℃、浓度为22-35g/l,ph为4.0-4.5的重铬酸钠溶液进行钝化处理,其中,钝化过程中的钝化电流密度0.5-5as/dm2。可选的,所述对干燥后的钢板进行表面涂油,具体为:采用静电涂油机对干燥后的钢板进行表面涂油,涂油厚度2-8mg/m2。可选的,所述热风干燥的温度为100-130℃。本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:本发明实施例通过控制酸洗段的酸洗时间、铅含量和fe2+,以及在电镀段采用可溶性锡阳极的甲基磺酸体系镀锡液对预电镀后的钢板进行电镀处理时控制了镀锡液的铅含量pb2+≤10mg/l,可溶性锡阳极的铅含量≤100mg/kg,以使镀锡液中的铅含量较低,以减少了成品的镀锡板中含铅量。且由于没有经过有毒物质进行处理,因此易于在生产过程操作。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中低铅镀锡板的生产方法的工艺流程图;图2为本发明实施例的镀锡液中的铅含量变化曲线。具体实施方式本发明实施例提供一种低铅镀锡板生产方法,解决了低铅镀锡板的生产过程不易操作和镀锡板含铅量不达标的技术问题,总体思路如下:通过本发明实施例通过控制酸洗段的酸洗时间、铅含量和fe2+,以及在电镀段采用可溶性锡阳极的甲基磺酸体系镀锡液对预电镀后的钢板进行电镀处理时控制了镀锡液的铅含量pb2+≤10mg/l,可溶性锡阳极的铅含量≤100mg/kg,以使镀锡液中的铅含量较低,以减少了成品的镀锡板中含铅量。且由于没有经过有毒物质进行处理,因此易于在生产过程操作。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。参考图1所示,本发明实施例提供一种低铅镀锡板的生产方法,包括对轧后钢板进行如下工艺步骤:脱脂段、预电镀段、电镀段、软熔段、钝化段、热风干燥、涂油。下面分别对各个步骤进行详细说明:s1、脱脂段:通过碱喷洗和电解碱洗对轧后钢板进行脱脂处理。在具体实施过程中,对轧后钢板先进行碱喷洗,再进行电解碱洗。具体的,碱喷洗所用碱液的浓度为30-50g/l,温度为70-90℃。举例来讲,碱喷洗所用碱液可以为30g/l、35g/l、40g/l、45g/l、50g/l中的一种,碱喷洗的温度为70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。具体的,电解碱洗所用碱液的浓度为30-50g/l,温度为70-90℃。其中,电解碱洗所用的电流密度为18-25a/dm2。举例来讲,电解碱所用碱液可以为30g/l、35g/l、40g/l、45g/l、50g/l中的一种,电解碱洗的温度为70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。电解碱洗所用的电流密度为18a/dm2、19a/dm2、20a/dm2、21a/dm2、22a/dm2、23a/dm2、24a/dm2、25a/dm2。s2、酸洗段:通过酸洗溶液对脱脂后的钢板进行化学酸洗,其中,酸洗时间t≥0.8s,酸洗溶液为浓度40-70g/l的硫酸溶液,酸洗溶液中的二价铅离子pb2+≤20mg/l,二价铁离子fe2+≤15g/l。具体的,酸洗段所用硫酸溶液的浓度可以为40g/l、45g/l、50g/l、55g/l、60g/l、65g/l、70g/l。酸洗时间可以为0.8s、0.9s、1s、2s、3s、4s、5s等等。具体的,酸洗溶液中pb2+的浓度可以为20mg/l、19mg/l、18mg/l、17mg/l、16mg/l、15mg/l、14mg/l、13mg/l、12mg/l、11mg/l、10mg/l、9mg/l、8mg/l、7mg/l、6mg/l、5mg/l、4mg/l、3mg/l、2mg/l、1mg/l中的一种。具体的,酸洗溶液中fe2+的浓度可以为15g/l、14g/l、13g/l、12g/l、11g/l、10g/l、9g/l、8g/l、7g/l、6g/l、5g/l、4g/l、3g/l、2g/l、1g/l中的一种。s3、预电镀段:通过预电镀溶液对酸洗后的钢板进行预电镀处理。具体的,预电镀溶液具体为浓度2-8g/l的甲基磺酸溶液或浓度2-8g/l的硫酸溶液,预电镀溶液中的二价铁离子fe2+≤2g/l。具体的,预电镀溶液中的二价铁离子fe2+可以为2g/l、1.9g/l、1.8g/l、1.7g/l、1.6g/l、1.5g/l、1.4g/l、1.3g/l、1.2g/l、1.1g/l、1.0g/l、0.8g/l、0.7g/l、0.6g/l、0.5g/l、0.4g/l、0.3g/l、0.2g/l、0.1g/l中的一种。在具体实施过程中,预电镀溶液可以为2g/l、或者3g/l、或者4g/l、或者5g/l、或者6g/l、或者7g/l、或者8g/l的甲基磺酸溶液。预电镀溶液也可以为2g/l、或者3g/l、或者4g/l、或者5g/l、或者6g/l、或者7g/l、或者8g/l的硫酸溶液。s4、电镀段:采用可溶性锡阳极的甲基磺酸体系镀锡液对预电镀后的钢板进行电镀处理,其中,甲基磺酸体系镀锡液中pb2+≤10mg/l,可溶性锡阳极的铅含量≤100mg/kg。具体的,通过可溶性锡阳极和甲基磺酸体系镀锡液对预电镀后的钢板进行电镀,能够不断补充甲基磺酸体系镀锡液中被消耗的金属成分。具体的,所用甲基磺酸体系镀锡液所指为msa(甲基磺酸)体系镀锡液,可溶性锡阳极插入镀锡液中,可溶性锡阳极为能溶解生成金属离子的阳极,本实施例中的可溶性锡阳极能够在电流的作用下溶解在镀锡液中,以维持镀锡液中锡离子浓度。需要说明的是,所用msa(甲基磺酸)体系镀锡液中包括如下组分:二价铅离子pb2+≤10mg/l,二价锡离子sn2+:15-22g/l,添加剂45-70ml/l,游离酸:45-70ml/l,抗氧化剂20-28ml/l。可溶性锡阳极的铅含量小于100mg/kg的锡阳极。在一实施例中,电镀段的起始电镀电流密度为10-15a/dm2,后续电镀电流密度为10-30a/dm2。需要说明的是,起始电流密度为带钢在镀槽中刚开始电镀时的道次,后续电流密度为除刚开始电镀时的道次外的后续所有电镀道次。在另一实施例中,后续电镀电流密度与起始电镀电流密度均为10-15a/dm2。举例来讲,起始电镀电流密度可以为10a/dm2、11a/dm2、12a/dm2、13a/dm2、14a/dm2、15a/dm2。后续电镀电流密度可以为10a/dm2、11a/dm2、12a/dm2、13a/dm2、14a/dm2、15a/dm2、16a/dm2、17a/dm2、18a/dm2、19a/dm2、20a/dm2、21a/dm2、22a/dm2、23a/dm2、24a/dm2、25a/dm2、26a/dm2、27a/dm2、28a/dm2、29a/dm2、30a/dm2中的一种。s5、对电镀后的钢板依次经过软熔段、钝化段、热风干燥。具体的,软熔段的软熔温度为260℃-310℃,软熔高度为4200mm-7000mm,对软熔后钢板在70-90℃的脱盐水中进行淬水处理。软熔段的加热具体为感应加热,以加热至锡的熔点以上,使锡层重新熔化。重新熔化之后在70-90℃的脱盐水中进行淬水处理,以获得光亮的镀锡层表面。在一优选实施例中,软熔温度控制在275℃-295℃,从而进一步减少了钢板的热量总负荷。需要说明的是,软熔高度为4200mm-7000mm,具体所指为感应软熔箱与水淬槽之间的距离为4200mm-7000mm。在具体实施过程中,可以为4200mm、5000mm、6000mm、7000mm。具体的,钝化段的工艺步骤包括:通过温度为42-44℃,浓度为22-35g/l,ph为4.0-4.5的重铬酸钠溶液进行钝化处理,钝化工艺为阴极电解钝化:311钝化,其中,钝化过程中的钝化电流密度0.5-5as/dm2。通过钝化处理以防止镀锡板的腐蚀、改善了镀层与钢板本身之间的结合力。具体的,热风干燥的温度为100-130℃。优选的,热风干燥温度为120-130℃,能够获得更好的镀锡后钢板的干燥效果。s6、对干燥后的钢板进行表面涂油。具体的,采用静电涂油机对干燥后的钢板进行表面涂油,涂油厚度2-8mg/m2。具体的,所用油脂可以为二辛基癸二酸脂或乙酰基三丁基柠檬酸酯。通过上述实施例提供的低铅镀锡板生产方法,控制了酸洗段的酸洗时间、铅含量和fe2+,以及在电镀段采用可溶性锡阳极的甲基磺酸体系镀锡液对预电镀后的钢板进行电镀处理时控制了镀锡液的铅含量pb2+≤10mg/l,可溶性锡阳极的铅含量≤100mg/kg,以使镀锡液中的铅含量较低,以减少了成品的镀锡板中含铅量。且由于没有经过有毒物质进行处理,因此易于在生产过程操作。基于上述实施例提供的低铅镀锡板生产方法,在镀锡产线连续生产过程中,参考图2所示,镀液中铅含量稳定的控制在2-7mg/l之间,满足镀锡液中的pb2+≤10mg/l的生产要求下,从而在连续生产过程中,低锡量镀锡板的镀层重量、镀层铅含量以及镀液中铅含量如下表1所示:表1、低锡量镀锡板序号镀层重量g/m2镀液中铅含量mg/l镀层铅含量mg/kg12.25.06822.25.07031.13.03141.14.02852.84.06762.84.035在连续生产过程中,当镀层的厚度达到5.6g/m2时,镀层重量、镀层铅含量以及镀液中铅含量如下表2所示。表2.镀层厚度为5.6g/m2的镀锡板序号镀层重量g/m2镀液中铅含量mg/l镀层铅含量mg/kg15.63.04725.65.03835.65.04645.63.03455.64.05865.63.047连续生产过程中,当锡层厚度达到11.2g/m2时,镀层重量、镀层铅含量以及镀液中铅含量如下表3所示。表3.镀层厚度为11.2g/m2的镀锡板序号镀层重量g/m2镀液中铅含量mg/l镀层铅含量mg/kg111.23.064211.24.064311.22.037411.23.655511.22.450611.23.064尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12
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