CN1127686A - 镀锡钢板电镀用锡粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于镀锡钢板高速电镀用锡粒的制备方法。其主要特征在于：恒温滴液，锡液温度控制在280℃至300℃之间；定径滴注，在滴注罐的下方设有滴注盘，在滴注盘上至少设有1个一定直径的滴注口；双层冷却，锡液滴先滴入油浴再进入水浴而冷凝成颗粒。用本发明方法制备的锡粒之粒度较小，且分布均匀，不圆度小，表面光洁，可满足镀锡钢板高速电镀的工艺要求。

Description

镀锡钢板电镀用锡粒的制备方法

本发明属于金属造粒技术范畴，特别涉及一种由熔融金属之熔滴，滴注在冷却浴液中冷凝而成颗粒的方法，具体涉及低熔点金属锡经熔滴、冷凝而造粒的方法，尤其适用于高速镀锡钢板生产中当采用不溶性阳极时所需锡粒的制备方法。

有关金属的造粒方法很多，大致有熔滴法和飞溅法两种，其方法主要包括金属熔化、滴注和冷凝等工序。据检索，有如美国专利NO3888956，瑞典专利NO43978和中国专利92105405等，其制粒方法均超越不了上述熔滴和飞溅方法。但由于上述专利存在着不能有效地控制颗粒大小和颗粒大小分布，在金属熔滴内部可能夹带着水而会使爆炸的危险增大等主要缺点和不足，特别是不宜制备颗粒小于8mm，且粒度均匀的金属颗粒，以致严重影响了其使用范围，尤其不适宜于镀锡钢板高速电镀用锡粒的制造。

众所周知，采用不溶性阳极高速电镀锡板工艺，其镀液中锡离子的补充，是由连续地向电镀液中补加锡粒，并籍锡粒均匀地向电镀液中溶解而实现的。从而达到提高工效、镀层均匀、操作方便等目的。因此具有颗粒均匀，表面光洁的锡粒，无疑是为此工艺提供一个均匀溶解达到其目的的有利条件。

本发明的目的是提供一种改进的熔融金属锡的粒化方法，使得有可能克服已知方法的不足，且能满足镀锡钢板高速电镀对其所用锡粒的要求。

在科学实验和生产实践中，人们认识到任何液滴在其自身表面张力的作用下，都力趋使其自身成为圆球形。但在液滴跌落下降等运动过程中，当受到气体或其它物体的阻挡作用，将会发生变形而失去圆度。熔融的金属液滴在冷却过程中，也会由于其体积的变化而变形。本发明的发明人在实践中对锡液滴的变形作了较为深入的研究，发现锡液滴在空气中下落时呈雨滴状，在冷却液中冷凝时则发生体积收缩变化。因此，选择一个合适的滴落距离(或是高度)，控制其雨滴状尾部的长度，再配以一个适当的冷却速度和液滴温度，使冷却过程中的锡粒收缩量，刚好等于其尾部的体积，则可得到圆度最好的锡粒。同时，锡液通过合适径孔的滴注口均匀连续地滴落，则可保证每个液滴质量均等，而在冷凝后得到粒度误差较小的锡粒。

有鉴于以上实践和认识，实现本发明目的的技术方案，采用恒温，定径滴注，油、水双层冷却的方法。具体地说，本发明依次包括熔化、滴注和冷凝工序：

在所说的熔化工序，是将锡锭置放在熔锡罐内，加热至其熔点以上30℃至60℃，再将锡液通过出料口导入滴注罐；

在所说的滴注工序，是将导入滴注罐内的锡液加热至280℃至300℃并使其保温，温度误差±5℃，熔融锡液则通过一定直径的出料口，再经过至少设有1个一定直径的滴注口的滴注盘之滴注口，而滴入冷凝浴槽内；

在所说的冷凝工序，是在冷凝浴槽内置存油、水双层冷却液，熔融状锡液滴则先滴入上层油浴，再进入下层水浴冷却凝固而成颗粒状锡粒。

按照一个优选的实施方案，熔锡罐和滴注罐的加热方式均采用电加热，以有效改善工作环境和实行温度自动控制。

在熔锡罐的底部的出料口，可加设底阀，该底阀采用钢水包底阀的结构，用以控制锡液流量。

按照另一个优选的实施方案，滴注罐内贮存锡液的高度为80mm至100mm，以保证出料口有一恒定的静压力。

若为了提高锡粒产出量，设在滴注盘上的滴注口可以有若干多个，且设在滴注盘上所设的圆环形凹槽的底部并均匀分布。按照另一个优选的实施方案，其滴注口有5个至10个，其孔径大小一致，且所有滴注口横截面积的总和，为滴注罐的出料口的横截面的3倍至4倍，而滴注口的孔径为锡粒粒度的1/4至1/5之间。

按照另一个优选的实施方案，滴注口至冷凝浴槽上层油浴面的垂直距离，在所制备锡粒直径的2倍至3倍之间。

优选的实施方案提示，冷凝浴槽内置设的上层油浴，采用30至50个碳链长度的各种油类，且其油浴层厚度为10mm至15mm，而下层水浴层的深度大于300mm，且水温控制在60℃至80℃之间。如此则滴入的锡液之冷却速度合适，得到的锡粒圆度较为理想。

根据本发明的同一构思和总体技术方案，本发明的另一个具体技术方案是，它依次包括熔化、滴注、冷凝、脱脂清洗和烘干和包装工序，其造粒的前三道工序与前述的技术方案相同，而后二道为后整理工序，其目的在于更进一步提高锡粒的电镀应用质量，满足高速电镀的工艺要求。

所说的脱脂清洗工序，是先将锡粒在碱性脱脂剂的水溶液内经脱脂处理后，经用常温水清洗，然后再经稀酸水溶液中和，再用常温水清洗。

所说的烘干包装工序，是将经脱脂清洗的锡粒，在100℃至120℃温度下烘干，待经烘干脱水后的锡料冷却到40℃至50℃时，即行包装并使其密封。

优选的实施方案证明，以含量为3g/L至8g/L碱性脱脂剂水溶液进行脱脂处理为好。

另一个优选的实施方案揭示，应以含量为1％至3％的稀酸水溶液进行中和为好。

本发明的方法，在改变有关工艺参数后，可用于多种低熔点金属和合金的造粒。例如锌、铅、铝等及其各种不同含量的合金。对于高熔点金属的造粒，本发明的总构思和总体技术方案，同样可以参照采用。

本发明与已有技术相比，具有造粒粒度较小，粒度大小均匀，其不圆度小于0.2mm，表面光洁等特点，试验应用证明，能完全满足镀锡钢板高速电镀工艺的要求。

下面参照附图进一步说明本发明方法的实施方案。

图1所示为本发明的一种装置的简意示意图。

图1中示出熔锡罐(1)、滴注罐(2)、冷凝浴槽(3)。熔锡罐(1)和滴注罐(2)分别设有电加热器(4)、(5)。在熔锡罐(1)的底部设有出料口(6)，该出料口(6)处设有犹如钢水色的底阀相同结构的底阀(图中未标出)。滴注罐(2)内通过熔锡罐底阀的掌握。始终充满80mm至100mm高度的锡液，以保证出料口具有一定的静压力。在滴注罐(2)的底部设有出料口(7)，在滴注罐(2)的下方设有滴注盘(8)，在该滴注盘(8)上设有圆环状凹槽，滴注口(9)则设在该圆环状凹槽的底部，且呈均匀分布，在冷凝浴槽(3)里面，置设有油浴层和水浴层两层冷却层。滴注盘(8)的底面，距离油浴层上面的垂直距离为所需锡粒直径的2倍至3倍。滴注口(9)的孔径与所制备的锡粒粒度关系为：粒度∶孔径＝4～5∶1，即若需粒度为4mm时，滴注口孔径为1mm；粒度为3mm时，滴注口孔径为0.7mm，粒度为2mm时，滴注口孔径为0.4mm。而滴注口(9)横截面的总和，为出料口(7)横截面积的3倍至4倍。在冷凝槽(3)的一头，设有链条式传动出料装置(10)，由它将冷凝后的锡粒输送至冷凝浴槽(3)外。

实施例之一，熔锡罐(1)用不锈板制成，其直径为300mm，可容纳300kg锡液，其电加热功率6KW，熔锡罐(1)的出料口孔径为12mm。滴注罐(2)的用材如熔锡罐(1)，其直径为150mm，其电加热(保温)功率为3KW，设在滴注罐(2)底面的出料口(7)孔径为1.5mm，在其下方所设的滴注盘其底面离开冷凝浴槽的油浴面的距离为8mm，滴注口共设10个，其孔径为0.8mm。冷凝浴槽(3)的里面的上部是15mm厚的动物油，下层水浴深度为400mm，水的温度控制在60℃至80℃之间。先将锡锭加工成锡饼，投入熔锡罐(1)内，加热到280℃。锡液通过熔锡罐(1)底部出料口并通过底阀调节，导注入滴注罐(2)，使滴注罐(2)的锡液高度始终保持在80mm至100mm之间，并通过电加热使其温度保持在290℃，并控制温度波动范围±5℃。滴注罐(2)内的锡液通过设在滴注罐(2)底部的出料口(7)，导注入滴注盘(8)内，再经由滴注口(9)滴入冷凝浴槽(3)的油浴层，而后进入水浴层冷凝成球。再经由链条式传动出料装置(10)，将锡粒输出槽(3)外。

经检测，采用本发明的上述实施方案所制备的锡粒，其粒度为3mm±0.2mm，其不圆度小于0.2mm，表面光洁铮亮。其班产量为50kg。

实施例之二，熔化、滴注和冷凝工序如同实施例之一。将实施例之一制备的锡粒，经含量为3g/L的商品牌号为TX-10脱脂剂水溶液，进行脱脂处理，经用常温水漂洗后，再用含量为1％的硫酸水溶液中和处理，经用常温水漂洗。然后，再经往复式斜底热风干燥炉烘干，热风温度为120℃，锡粒出炉温度为105℃。烘干后的锡粒进入成品料箱，待冷却至40℃至50℃时，进行封装。

Claims (10)

1、一种镀锡钢板电镀用锡粒的制备方法，它依次包括熔化、滴注和冷凝工序，其特征在于：

在所说的熔化工序，是将锡锭置放在熔锡罐内，加热至其熔点以上30℃至60℃，再将锡液通过出料口导入滴注罐；

在所说的滴注工序，是将导入滴注罐内的锡液加热至280℃至300℃并使其保温，温度误差±5℃，熔融锡液则通过一定直径的出料口，再经过至少设有1个一定直径的滴注口的滴注盘之滴注口，而滴入冷凝浴槽内；

在所说的冷凝工序，是在冷凝浴槽内置存油、水双层冷却液，熔融状锡液滴则先滴入上层油浴，再进入下层水浴冷却凝固而成颗粒状锡粒。

2、如权利要求1的所述的方法，其特征在于，所说的熔锡罐和滴注罐的加热方式为电加热。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的出料口设在熔锡罐的底部，且在所说的出料口设有可控制锡液流量的底阀，熔融状锡液通过该底阀导入滴注罐。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，滴注罐内贮存锡液的高度为80mm至100mm。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所说的滴注盘上所设的滴注口有5个至10个，其孔径大小一致，且所有滴注口横截面积的总和，为滴注罐的出料口的横截面的3倍至4倍，而滴注口的孔径在锡粒粒度的1/4至1/5之间。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的滴注口至冷凝浴槽上层的油浴面的垂直距离，是在所制备锡粒直径的2倍至3倍之间。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所说的冷凝浴槽内置设的上层油浴，是采用30至50个碳链长度的各种油类，且其油浴层厚度为10mm至15mm，而下层水浴层的深度大于300mm，且水温控制在60℃至80℃之间。

8、一种镀锡钢板电镀用锡粒的制备方法，其特征在于，它依次包括熔化、滴注和冷凝工序，其特征在于，它还依次包括脱脂清洗和烘干包装工序：

在所说的脱脂清洗工序，是先将锡粒在碱性脱脂剂的水溶液内经脱脂处理后，经用常温水清洗，然后再经稀酸水溶液中和，再用常温水清洗；

在所说的烘干包装工序，是将经脱脂清洗的锡粒，在100℃至120℃温度下烘干，待经烘干脱水后的锡料冷却到40℃至50℃时，即行包装。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于：所说的碱性脱脂剂水溶液的脱脂剂含量为5g/L至8g/L。

10、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所说的稀酸水溶液之酸含量为1％至3％。

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