Технологія виробництва білої жерсті

Біла жерсть.Технологія виробництва.

Виплавка сталевої заготовки. В якості сталевої основи для виготовлення білої жерсті використовують низьковуглецеву м'яку сталь,одержувану переважно в кисневому конвекторі. Заготовку для подальшої прокатки отримують методом безперервного розливання.В ході цього процесу з розплавленої сталі отримують виливок у вигляді слябів, твердіючих в мідних водоохолоджуваних кристаллизаторах. Водоохолоджувані валки протягують через кристалізатор сталь з затверділої поверхнею до повного формування сляба.Перевагами безперервного лиття перед литтям в злитки є свобода від сегрегаций і внутрішня чистота сталі (відносна рівномірність структури і складу сталі). Це дуже важливо для виробництва штампованих банок.
Гаряча прокатка. Після видалення поверхневих дефектів сляби прокочують при контрольованій температурі до товщини 2-3мм.
Швидкість смуги в сучасному стані безперервної гарячої прокатки на виході може становити до 16 м/с.
При гарячої прокатці і подальшому охолодженні на сталевий поверхні утворюється окалина, від якої поверхню потрібно очистити перед наступною холодною прокаткою. Видалення окалини здійснюється після попереднього механічного розпушування в травильний лінії в результаті обробки кислотними розчинами.На виході з травильний лінії обидві поверхні смуги перед смоткой в рулони покривають мастилом. Масло виступає в якості захисту від корозії під час зберігання та в якості мастила в подальшому процесі холодної прокатки. Основним завданням цих технологічних переділів є отримання однорідної горячекатанной смуги заданого хімічного складу з оптимальною мікроструктурою для наступних переділів.
Холодна прокатка. Прокатка гарячекатаної смуги до остаточної товщини 0,12-0,49 мм відбувається на многоклетьевых станах холодної прокатки. Кожна клітина складається з чотирьох валків розташованих один над іншим. Два робочих валка кожен діаметром близько 600мм знаходяться в прямому контакті з смугою в процесі прокатки. У той час як опорні валки підтримують робочі валки забезпечують необхідну жорсткість системи. В кінці процесу прокатки смуга розвиває швидкість до 40м/с
Під час холодної прокатки смуги товщина її часто зменшується більш ніж на 90%. На цій стадії жесть одноразової прокатки на відміну від жерсті подвійний прокатки прокочується до приблизно остаточної товщини.За багатьма факторами, такими як завантаження, всередині клетьевое натяг, змащення, охолодження і профіль стрічки ведеться уважний моніторинг і контроль з метою отримання високого виходу першосортної продукції. Більшість виробників встановлюють апаратуру автоматичного контролю.
Очищення. Під час холодної прокатки на холоднокатану смугу потрапляють мастильні масла і охолодна емульсія. Перед відпалом всі сліди масла і емульсії з стрічки необхідно прибрати, так як їх залишки можуть перешкодити якісному покриттю жерсті оловом. Очищення здійснюється в процесі електролітичного знежирення, при якому до смузі під час проходження її через лужну ванну прикладається електричний струм, потім відбувається очищення щітками, промивання у воді і сушка.
Відпал. Під час холодної прокатки смуги товщина її часто зменшується більш ніж на 90%. В результаті матеріал стає дуже міцним але недостатньо пластичним і з нього неможливо виготовляти корпуси або кришки для банок. В результаті рекристаллизационного отжига при температурі 600-800С твердість знижується, а пластичність відновлюється до потрібного рівня. Для відпалу білої жерсті використовують два типу відпалу: відпал в ковпакових печах (ВА) або безперервний відпал (СА). При правильному виборі марки сталі та циклу відпалу, відпал в ковпакових печах забезпечує як пластичні властивості необхідні ддля виготовлення штампованих банок, так і достатню жорсткість для виготовлення решт банок При проведенні відпалу повітря в печах заміщується на безкисневому захисну атмосферу для запобігання окислення стали Непрямий нагрів рулонів здійснюється з використанням природного газу. Відпал відбувається при температурах 600-800С.
Рулони нагрівають до температури витримки, яка залежить від марки сталі, те ж стосується і часу витримки. Після відпалу прибирають кришку печі і дозволяють завантаженні остигати в контрольованому режимі. Кристалічна структура, яка стає витягнутою в процесі холодної прокатки, знову стає грубозернистим.
Рекристалізаційне відпал також можна зробити в печі неприрывного відпалу. Режим відпалу, якому піддається стрічка, проходячи по вертикальних петель, займає всього лише дві хвилини. У цьому випадку стрічка також весь час знаходиться в захисній атмосфері. Секція нагріву ділиться на три секції: секцію розігріву, секцію витримки і секцію швидкого і повільного охолодження. У всіх секціях підтримується слабо відновна атмосфера, і стрічка робить ряд вертикальних розворотів, проходячи по всій висоті печі. Температурний цикл складається з швидкого нагрівання до температури, близько 680°С, витримки при цій температурі протягом 20-25 секунд, контрольованого охолодження до 480°С і наступного швидкого охолодження до кімнатної температури. В сучасних лініях,при наявності секції перестаривания, сталева смуга охолоджується до температури перестаривания від 370 до 400°C і витримується, дозволяючи вуглецю виділитися з металу. Випадання вуглецю пом'якшує сталь і робить її більш пластичною, придатної для виготовлення штампованих банок.
Дресирування та подвійна прокатка. Хоча рекристалізаційне відпал відновлює кристалічну структуру, остаточне формування механічних властивостей відбувається на стадії дресирування. Дресирування, тобто холодна прокатка з малими обжатиями значно знижує схильність відпаленого металу до неоднорідності деформації, що проявляється у вигляді різного типу дефектів при подальших технологічних операціях (штампування корпусів двоскладних банок,виготовленні решт жерстяних банок). Крім того при дресируванні формується необхідний споживачеві тип поверхні (Bright,Stone,Silver і ін)
В даний час у всьому світі велика кількість жерсті виготовляється способом подвійного плющення. Чим тонше і міцніше проводиться біла жерсть, тим ефективніше здійснюється використання матеріалу у виробництві жерстяних банок. Після першої холодної прокатки і відпалу, замість дресирування, сталева смуга піддається другої холодної прокатці з використанням змащення, при цьому товщина зменшується на 10-50%. Таким способом отримують жерсть товщиною 12-20 мм В сталі подвійний прокатки виразно проявляються просторово орієнтовані властивості, тому завжди слід вказувати і приймати в розрахунок напрямок прокатки при виготовленні виробів з жерсті подвійний прокатки.
Нанесення електролітичного покриття. Тільки на цьому етапі чорна жерсть перетворюється в білу. Можливі варіанти: жесть покрита оловом або жерсть покрита хромом. Для отримання електролітичного олов'яного покриття чорна жерсть в рулонах зварюється між собою і потрапляє в лінії електролітичного покриття у вигляді безперервної стрічки. Після ретельного очищення, що включає електролітичне лужну травлення, промивання у воді, стрічка потрапляє в електроліт, водний розчин солі олова. У процесі покриття оловом стрічка проходить через електропровідні валки, які використовуються в якості катода. Олов'яні бруски, підвішені з кожної сторони від стрічки, служать анодами. Під впливом електричного струму олово з анодів переходить в розчин електроліту, а звідти потрапляє на стрічку і осідає. Застосування електричного струму різної сили на кожній стороні ванни дозволяє отримувати покриття різної товщини на сторонах стрічки(диференційоване покриття). У складі багатьох ліній є правильно-розтяжні машини які в знчительной мірою усувають неплощинність жерсті.
Процес нанесення хромового покриття схожий з процесом покриття оловом, хром під дією електричного струму, осідає на стрічку, його звичайна товщина становить приблизно 100 мг/м?. Чорну жесть, покриту хромом, відому як ECCS (Electrolytically Chromium Coated Steel - электролитически покриту хромом сталь), необхідно покривати лаком перед подальшою переробкою, так як оксид хрому викликає сильний знос устаткування (інструменту). Шар хрому/оксиду хрому володіє відмінною адгезією до покриття лаком. В даний час ECCS може бути використана в будь-яких процесах, де не потрібно зварювання. Тому її використовують для виробництва штампованих банок, кришок, кроненкорків і т. п. В тих випадках, коли потрібно зварювання, використовують білу жерсть.
Розплавлення. Олов'яних електролітичне покриття має білуватий відтінок з незначним металевим блиском,тому в більшості випадків,для створення яскравого дзеркального олов'яного покриття, поверхню жерсті оплавляют індукційним або контактним електронагрівом вище температури плавлення олова (232 градусів Цельсія). В процесі оплавлення олов'яного покриття утворюється утворюється також интерметаллидное з'єднання заліза і олова.
Пасивація. Поверхня електролітичної білої жерсті, як правило, зазнає хімічної або електрохімічної пасивації. Основною метою пасивації є стабілізація поверхні, тим самим вдається загальмувати зростання оксиду олова на поверхні. Надмірна кількість оксиду може змінити кольору білої жерсті при тривалому зберіганні і особливо в процесі нагріву жерсті під час лакування або лакопечати.Крім того,образущаяся на поверхні жерсті при пасивації тонка плівка металевого хрому та його більш твердих сполук оберігає жерсть від появи подряпин при подальших технологічних операціях. Стрічка піддається пасивації в лінії електролітичного лудіння, після оплавлення поверхні жерсті і перед її мастилом. Процес полягає в пропущенні стрічки через водний хімічний розчин, в більшості випадків з використанням електричного струму (електрохімічна пасивація) .
Мастило. Жесть ЕЗК зазвичай покривають дуже тонким шаром масла з тим, щоб полегшити поділ листів або стрічки в рулоні,запобігти появі подряпин при використанні нелакированной жерсті. Масло має бути придатним для використання в харчовій упаковці. Найбільше поширення отримав диоктилсебацинат (DOS). Масляна плівка, як правило, знаходиться в діапазоні 0,0025 - 0,0099 г/м2 поверхні жерсті.
Різання на листи і упаковка. Рулонна жесть ріжеться на листи потрібного розміру на лініях різання з використанням барабанних або гільйотинних ножиць. Барабанні ножиці забезпечують більш високу продуктивність,гільйотинні дозволяють отримувати листи з жорсткими вимогами до геметрическим розмірами. У процесі різання проводиться сортування жерсті по якості: відбраковування по товщині, якості поверхні, наявності "проколів" (наскрізних отворів).