Горячее лужение
Процесс горячего лужения с момента его создания не претерпел существенных изменений. Современная ванна для горячего лужения жести показана на рис. 69. После травления и промывки жесть проходит через флюсовую коробку 1, ванну с расплавленным оловом 2 и выходит через жировую ванну 3 с пальмовым или хлопковым маслом. Избыток олова отжимается системой валков и стекает в ванну.
Во флюсовой, коробке 1 протекают процессы, в результате которых образуется промежуточный слой Fe—Sn и слой оловянного покрытия. Флюс состоит из водного раствора хлористого цинка (600—800 г/л); на расплавленное олово его наводят небольшими порциями и устанавливают температуру 200—250° С.
Высота слоя флюса в кипящем состоянии составляет 70—100 мм; в рабочем флюсе содержание хлористого олова доходит до 20%. Продолжительность обработки жести во флюсе в листовых агрегатах составляет 0,3—0,4 с, а в агрегатах для лужения полосы до 2 с.
В результате гидролиза хлористого цинка образуется гидроокись цинка и соляная кислота:
ZnCl2 + 2H2O → Zn(OH)2 + 2НCl.
Последняя растворяет закись железа по реакции
FeO + 2НCl → FeCl2 + H2O.
В результате взаимодействия металлического олова с хлоридом железа протекает реакция:
FeCl2 + 3Sn → FeSn2 + SnCl2.
Образование интерметаллида с учетом всех протекающих реакций протекает по следующим реакциям:
Fe + SnCl2 → FeCl2 + Sn
2Sn + Fe → FeSn2
3Fe + 2SnCl2 → 2FeCl2 + FeSn2
↓ ↓
во флюс на жесть
В масляном отсеке протекают важные реакции формирования оловянного покрытия. При этом масло выполняет следующие функции:
1) уменьшает поверхностное натяжение жидкого олова и способствует его равномерному растеканию по поверхности жести;
2) создает минимальный температурный переход между выходящей наверх жестью (240° С) и температурой кристаллизации олова (232°С);
3) предохраняет жидкое олово полуды от окисления и, растворяя в себе окислы, способствует получению чистого оловянного покрытия;
4) оставляет на поверхности жести, по выходе ее из жировой ванны, тончайшую пленку масла, предохраняющую полуду от окисления и в дальнейшем повышающую стойкость покрытия против коррозии.
Поток олова на поверхности валка делится внизу на два потока, из которых один остается на валке, а другой стекает обратно в ванну. Аналогичная картина распределения олова повторяется в каждой паре валков. В результате работы двух или трех пар валков жировой машины жесть выходит из агрегата с оловянным покрытием толщиной 1,5—3,5 мкм, на выходе из оловянной ванны толщина покрытия 7—10 мкм.
Горячему методу лужения присущ ряд недостатков, связанных с отдельными элементами технологии, но главный недостаток — необходимость затраты большого количества дорогого и дефицитного олова на тонну жести. При горячем методе средняя толщина оловянного покрытия составляет 2—3 мкм, между тем такая толстая полуда необходима для очень незначительного процента консервных продуктов. Горячий метод исключает также возможность одностороннего лужения (внутренней поверхности тары) или дифференцированного лужения на различную толщину. По этим причинам издавна применявшийся горячий метод вытеснен в основном электролитическим и можно рассчитывать, что в недалеком будущем он будет заменен полностью.
Рис. 69. Ванна для горячего лужения листов