一種降低鍍錫板表面六價鉻量的方法

2023-10-11 07:11:49 7

專利名稱：一種降低鍍錫板表面六價鉻量的方法
技術領域：
本技術是一種新的通過物理作用清洗電鍍錫板表面，有效地降低被處 理電鍍錫板表面六價鉻的含量，而對表面無任何影響的方法。
背景技術：
鍍錫板是指兩面(或單面)鍍有純錫的冷軋低碳薄鋼板或鋼帶，廣泛 地應用於食品、化工、電子、家電、裝潢等領域。鍍錫板具有良好的耐腐 蝕性，富有光澤的外觀，能進行焊接、咬口、衝壓等進一步加工成型，還 具有良好的印刷性，加之鍍錫層無毒，因而是最受歡迎的包裝材料之一。 目前世界上主要的電鍍錫生產工藝流程如下開巻——焊接^"鹼洗—— 鹼衝洗——酸洗——酸衝洗——電鍍——帶出回收——軟熔——淬水一一 鈍化(化學)處理——鈍化清洗一一塗油——檢査——剪切分巻——巻取。
其中，當帶鋼經過軟烙工序後，需要對鍍錫鋼板進行一道鈍化處理。 鈍化處理主要目的是使鍍錫鋼板表面穩定化，阻止表面氧化錫的增長。國 際上鍍錫鋼板的鈍化工藝種類較多，根據鈍化溶液分有鉻酸鹽、重鉻酸 鈉、磷酸鈉、鉻酸鈍化。根據鈍化方式分有浸入式化學鈍化、陰極電解 鈍化、陰極+陽極電解鈍化。由於鉻酸鹽成本低廉，使用方便，因而鉻酸 鹽鈍化處理得到了廣泛的應用。鉻酸鹽鈍化處理可形成鉻/基體金屬的混 合氧化物膜層，膜層中的鉻主要以三價鉻形式存在，三價鉻膜層突出的優 點使得鉻酸鹽鈍化仍然是目前應用最廣的鈍化工藝。
目前國際傳統的鍍錫鋼板生產時在鍍錫層經軟熔處理後均採用在重 鉻酸鹽溶液中進行陰極處理，在其表面上形成鉻酸鹽鈍化膜。這種鉻酸鹽 鈍化膜不僅可以提高鍍錫鋼板的耐蝕性，而且可以抑制因鍍錫鋼板長期儲 藏以及在塗料的加熱烘烤過程中發生錫氧化引起的變黃，也能防止由於保 存含硫食品易引起的容器變黑。另外，鉻酸鹽的鈍化膜也能夠滿足鍍錫鋼 板塗飾所要求的潤溼性和附著性的要求。但是，由於鉻酸鹽中的六價鉻的 毒性很大，它嚴重汙染環境，長期接觸會引起人頭痛、昏迷、鼻炎、鼻穿 孔、皮膚潰瘍和引發各種癌變等症狀，對人們的健康危害極大。儘管目前 鍍錫鋼板使用的鈍化工藝不會使鍍錫鋼板表面產生六價鉻，但以六價鉻為 主的鈍化液若衝洗不乾淨便會殘留在鍍錫鋼板的表面，很有可能對人體造 成危害。
隨著世界經濟的發展和人類物質生產水平的提高，環保和健康成為世 界各國非常關注的問題， 一些國家開始制定措施防止和減少產品對環境的 汙染和對人體的傷害。
目前國內外鍍錫板一般要進行鈍化處理，然後採取清水噴淋、循環衝 洗等方式清洗鈍化後的帶鋼，降低其表面六價鉻的含量。由於鍍錫板生產 線運行速度普遍都高，使得鈍化清洗時間一般很短，用水量大，但鈍化後 的鍍錫板表面仍存在因溶液六價鉻離子帶出附集的可能，無法保證清洗效 果，改進的手段往往是改進噴嘴、加大水量和提高溫度，這類方法在加大 成本投入的同時效果不很理想。
為消除鍍錫板表面含六價鉻的可能性，國內外研究人員對無鉻鈍化工 藝進行了大量的研究，並取得了一定的成果，主要有三價鉻鈍化和有機、 無機類無鉻鈍化，不過由於無絡鈍化膜的耐蝕性能還達不到質量要求，無 鉻鈍化效果不理想，無法從根本上解決鍍錫板表面性能需求和六價鉻危害 的矛盾，另外無鉻鈍化大量增加廠方成本，目前無法普及和大生產應用。

發明內容
為了有效地降低鍍錫板鈍化後表面殘留的六價鉻含量，克服現有鈍化 清洗方式用水量大、汙染大、生產線不易改動等不足，本發明的目的在於 提供一種降低鍍錫板表面六價鉻量的方法，該處理技術不僅能有效降低和 消除產品表面的六價鉻離子含量，而且能方便在生產線上使用，此外還可 以節約大量的處理成本，無汙染。
為達到上述目的，本發明的技術解決方案是
一種降低鍍錫板表面六價鉻量的方法，首先鍍錫板經化學處理(鈍化) 後先採用普通的一定流量和水壓的噴淋水衝洗，初步衝洗掉帶鋼表面六價
鉻離子，然後在清洗槽中設置一套頻率為20kHz-59kHz的超聲波發生器， 該裝置是設置在帶鋼兩側和槽液液面以下，功率為20-80Kw，滿足超聲波
的工作要求。當鍍錫鈍化板通過槽液時，在一定頻率的超聲波的作用下， 使鋼板表面發生空化作用，超聲空化是指在超聲波作用下液體內部空化核 的振動、膨脹、壓縮和崩潰閉合的過程。氣泡崩潰時周圍形成局部高溫(約
5000°C)高壓(約5X107Pa)，伴隨著強烈的衝擊波和速度高於100m/s 的微射流，衝擊波和微射流的高梯度剪切可在水溶液中產生羥基自由基， 相應產生的物理化學效應主要是機械效應(聲衝流，衝擊波，微射流等)、 熱效應(局部高溫高壓，整體升溫)、光效應(聲致發光)和活化效應(水 溶液中產生羥基自由基)，四種效應並非孤立，而是相互作用、相互促進， 加快反應進程。超聲空化能有效地清除帶鋼表面在鈍化處理過程中的離子 黏附，特別是對表面缺陷處的六價鉻離子的清洗更有效。經超聲波空化清 洗後的帶鋼再經過純淨水的最後噴淋過程可消除清洗液的帶出附集，使產 品表面更加清潔。
為保證清洗效果清洗液溫度應保證為30-70°C，同時隨著清洗過程的 進行槽內溶液濃度會慢慢增加，為保證清洗效果，溶液通過溢流或排放的 方式保持清洗液的濃度在150mg/l以下。
本發明可以運用在以100-600米/分鐘連續運行的電鍍錫帶鋼生產線 上，實現對後處理段的立式槽帶鋼清洗。
對採用本發明方法清洗完成後的鍍錫板檢測表面六價鉻，利用756PC 型紫外可見分光光度計取樣進行檢測，結果表明表面六價鉻檢測不出，並 且產品表面長時間不發生任何外觀變化。
在產品的使用過程當中，無毒無害、符合環保要求而且富有光澤外觀， 能進行焊接、咬口、衝壓等進一步加工成型，還具有良好的印刷性，因而 處理後的鍍錫鈍化板可以廣泛用於食品、電器、儀表、玩具、化工、裝飾 等領域。
本發明的有益效果是
本發明改進了現有鍍錫板鈍化後的常規鈍化噴淋清洗方法，通過設置 超聲波裝置，組合成複合清洗，清洗效果明顯提高，而且，生產成本不會 隨之大量增加，也不會影響連續生產線的運行和鍍錫板的使用效果，簡單 易行。


圖1為本發明一實施例的示意圖。
具體實施例方式
參見圖1，本發明降低鍍錫板表面六價絡量方法的一實施例。
鍍錫板1經過鈍化處理槽鈍化處理後，再由輸送輥4作用下進入清洗 槽2，通過普通的噴淋水衝洗，初步衝洗掉帶鋼表面六價絡離子，清洗槽 2內設超聲波發生器3，功率為20-80Kw，工作頻率為20kHz-59kHz，超 聲波發生器3設置在帶鋼的兩側，並在清洗槽2槽內清洗液液面下，對帶 鋼進行超聲清洗，鍍錫鈍化板通過槽液時在超聲波的作用下，使鋼板表面 發生空化作用，有效地清除帶鋼表面在鈍化處理過程中的離子黏附；然後 經過清水噴淋處理，消除清洗液的帶出雜質附集；再進入下道工序。
當六價鉻的含量為80mg/l的清洗液，溫度45°的試驗條件下，施加 59kHz的超聲波於清洗槽中，通過施加超聲波的清洗液與未加超聲波的清 洗液的清洗結果相對比，施加了超聲波的清洗液的效果要好於未加超聲波 的效果。
具體數據如下經80mg/l的清洗液的未處理試樣殘留17.52Pg/m2，而
施加超聲波處理的試樣，檢不出。
權利要求
1.一種降低鍍錫板表面六價鉻量的方法，其包括如下步驟在電鍍錫帶鋼生產線上，鍍錫板經化學處理後先採用普通的噴淋水衝洗，初步衝洗掉帶鋼表面六價鉻離子，然後在清洗槽中設置超聲波發生器，工作頻率為20kHz-59kHz；該超聲波發生器設置在帶鋼兩側和槽液液面以下，功率為20-80Kw，清洗液溫度為30-70℃；當鍍錫鈍化板通過槽液時在超聲波的作用下，使鋼板表面發生空化作用，有效地清除帶鋼表面在鈍化處理過程中的離子黏附；經超聲波空化清洗後的帶鋼再經過水噴淋，消除清洗液的帶出雜質附集。
2. 如權利要求1所述的降低鍍錫板表面六價鉻量的方法，其特徵是，溶 液通過溢流或排放的方式保持清洗槽中清洗液的濃度在150mg/l以 下。
3. 如權利要求1所述的降低鍍錫板表面六價鉻量的方法，其特徵是，超 聲波空化清洗後帶鋼再經過純淨水或去離子水噴淋。
全文摘要
本發明公開了一種降低鍍錫板表面六價鉻量的方法，在電鍍錫帶鋼生產線上，鍍錫板經化學處理後先採用普通的噴淋水衝洗，初步衝洗掉帶鋼表面六價鉻離子，然後在清洗槽中設置超聲波發生器；超聲波發生器設置在帶鋼兩側和槽液液面以下；當鍍錫鈍化板通過槽液時在超聲波的作用下，使鋼板表面發生空化作用，有效地清除帶鋼表面在鈍化處理過程中的離子黏附；經超聲波空化清洗後的帶鋼再經過純淨水噴淋，消除清洗液的帶出雜質附集，使產品表面更加清潔；經本發明處理的鍍錫鈍化板，無毒無害、符合環保要求，而且富有光澤外觀，能進行焊接、衝壓等進一步加工成型，還具有良好的印刷性，可以廣泛用於食品、電器、儀表、玩具、化工、裝飾等領域。
文檔編號C25D21/00GK101353811SQ20071004419
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月25日 優先權日2007年7月25日
發明者於曉中, 安成強, 平 李, 勇 譚, 貢雪南 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;東北大學