Жерсть

Жерсть - холоднокатана відпалена листова сталь товщиною 0,10-0,36 мм, з нанесеними захисними покриттями з олова або спеціальними покриттями, напр. лак, цинк, хром та інші. Випускається в листах розмірами 512-1000х712-1200 мм або рулонах шириною до 1 м, масою до 15 тонн.

Найбільше поширення у світі має жерсть, вкрита шаром олова (біла, або луджена, жерсть). За способом нанесення захисного шару вона підрозділяється на гарячолуджену бляху (з шаром олов'яного покриття товщиною 1,6-2,5 мкм) і бляху луджену методом електролітичного осадження (з шаром олова товщиною 0,34-1,56 мкм).

Жерсть без захисного покриття з олова називається нелуженою, або чорний.

Історія жерсті

Спочатку процес виробництва жерсті був досить трудомістким. Листи чорної (нелуженої) жерсті розмірами 1×1 м і товщиною близько 2 мм виготовлялися ручним способом, за допомогою ковальських молотів, після чого готові листи травляли в бочках з молочною кислотою, яку отримували в результаті бродіння житнього борошна. Після травлення листи чорної жерсті сортували і піддавали лудженню в ємностях, для чого використовували три ванни, в які по черзі опускали рами з готовими листами жерсті (до 20 штук на рамі), після чого витягували їх кліщами і опускали в холодну воду для охолодження. Між операціями лудіння листи чорної жерсті змащували салом. У кожну ванну додавали 600-700 кілограмів рідкого олова з додаванням міді (пропорції 1:70). Ця пропорція була необхідна тому, що при більшому додаванні міді поверхню жерсті ставала тьмяною.

Після завершення процесу лудіння готову бляху вручну полірували клоччям і сумішшю з тирси, крейди та висівок до блиску, після чого листи жерсті вирушали на упаковку та подальший продаж.

Історично найбільш відомими центрами з виробництва лудженої жерсті були німецькі міста Вунзідель, Нюрнберг та Амберг, проте існує версія, відповідно до якої перше промислове виробництво білої жерсті було налагоджено у землі Пфальц, яка на той час входила до складу Австрійської імперії.

Поширення жерсті у світі

Спочатку виробництво жерсті було секретом (подібно до виробництва порцеляни), яким протягом близько 300 років володіли лише Австрія та Німеччина.

Однак у 1665 р. секрет виготовлення білої жерсті було вкрадено англійцями, які поступово стали перехоплювати лідерство у німців не лише переймаючи їхній досвід, а й створюючи власні технології виробництва.

У 1720 році в Уельсі було побудовано кілька заводів з виготовлення жерсті, які використовували для виробництва гарячекатані листи металу, а також удосконалені процеси травлення та лудіння, що дозволило англійцям захопити ринок і зайняти місце лідера з виробництва з центром в Уельсі.

Жерсть як матеріал для консервних банок

Своєму успішному просуванню у світі жерсть завдячує створенню консервної банки. Після оголошення Наполеоном I нагороди в 12000 франків за метод консервування продуктів для французької армії, яку отримав француз Ніколя Аппер, комерсант з Манчестера Пітер Дюран в 1810 вперше запатентував ідею використання бляшанок для консервування.Вже через два роки, в Лондоні, двома інженерами, Джоном Холлом і Браяном Донкіном (який також є винахідником верстата з виробництва паперу), було відкрито першу у світі фабрику з виробництва консервних банок, жерсть для яких вони купували на заводі у графстві Вустершир.

Корпуси банок того часу виготовлялися з прямокутних листів жерсті, спаяних по шву, що знаходився на внутрішній стороні банки. Дно банки також припаювалось до стінок. рідину (наприклад, сік), то банку спаювали повністю, залишаючи лише отвір на верхній Для відкриття таких банок з жерсті того часу потрібно була чимала сила і інструменти, зокрема зубило. 5-6 банок за годину.

Однак даний факт не міг перешкодити поширенню жерсті як матеріал. 1856 Генрі Бессемером конвертер для переділу рідкого чавуну в сталь продуванням повітрям без витрати Пальне, що здешевило виробництво сталі. Також чималу роль у розширенні виробництва жерсті зіграв американський комерсант Гейл Борден, який відкрив в 1858 перший завод з виробництва згущеного молока.У 1890 роках в Англії з'являється перша, повністю автоматизована система з виробництва банок з жерсті, яка виготовляла до 6000 банок на годину, а також машини для механічного лудіння, що дозволило зменшити залежність від ручної праці та здешевити виробництво банок, що сприяло збільшенню виробництва жерсті світі.

Жерсть у ХХ столітті

На жаль, у вашому браузері відключений JavaScript, або немає потрібного програвача.
Ви можете завантажити ролик або завантажити програвач, щоб відтворити ролик у браузері.

У першій половині XX століття було розроблено систему безперервної прокатки сталевої стрічки. Крім того, в 1915 році з'явилися технології з електролітичного лудіння. У 1930 році в Німеччині було налагоджено промислове виробництво білої жерсті способом електролітичного лудіння холоднокатаної сталевої стрічки. Також поширенню способу електролітичного лудіння посприяла Друга світова війна, що викликала перебої з поставками олова. У 1943 році в США також було налагоджено виробництво жерсті методом електролітичного лудіння і вже через п'ять років половина всієї білої жерсті, що виробляється в США, виготовлялося цим способом. У наступні тридцять років обладнання гарячого лудіння жерсті практично повсюдно було вистінено електролітичними лініями. В подальшому, для виробництва жерсті, були впроваджені інші технічні розробки, такі як безперервний відпал, подвійна прокатка холоднокатаної сталевої стрічки та використання диференціальних (різнотовщинних або різноматеріальних) покриттів, що дозволило до 1980 виробляти більше 13 000 000 тонн жести.

Нині виробництво білої жерсті одна із основних споживачів олова (до 30 % від загального вживання).

Сучасна технологія виробництва білої жерсті

У Росії її основним документом під час виробництва жерсті є ГОСТ Р 52204-2004 «Жерсть холоднокатана чорна і біла». [1] Іноді можна зустріти посилання на старий радянський ГОСТ 13345-85 «Жерсть». [2]

В даний час технологія виробництва білої жерсті включає наступні процеси:

• виплавка сталі заданого хімічного складу,
• гаряча прокатка,
• відпал (безперервний або в ковпакових печах),
• редагування
• нанесення олов'яного або хромового покриття,
• пасивація,
• промаслювання,
• різання листів заданих розмірів,
• Упаковка готової продукції.

Види жерсті

Біла жерсть - чорна жерсть з двостороннім покриттям оловом, нанесеним методом гарячого (жерсть ГЖК) та елекролітичного (жерсть ЕЖК) лудіння. Залежно від співвідношення товщини покриття по сторонах, ця жерсть проводиться з однаковою або диференційованою товщиною покриття.

Біла жерсть є тонким, холоднокатаним низьковуглецевим сталевим листом або стрічкою, покритою з обох боків чистим оловом. Таким чином, вона поєднує в собі міцність та пластичність сталі, а також корозійну стійкість, здатність до лудіння та привабливий вигляд олова.

Виробництво сталевої основи та її подальше покриття оловом є незалежними один від одного процесами, тому сталь з будь-яким набором властивостей теоретично поєднується з будь-яким можливим покриттям оловом.

Склад сталі, що використовується для жерсті, суворо контролюється. Залежно від обраної марки сталі та способу обробки можуть бути отримані різні типи жерсті з різною пластичністю.У виробництві найчастіше використовується біла жерсть з діапазоном товщин від 0,13 мм до 0,5 мм.

Жесть може бути покрита шаром олова різної товщини, і навіть кожна сторона жерсті може бути покрита шаром олова різної товщини (диференціальне покриття) залежно від вимог, що висуваються до внутрішньої та зовнішньої поверхні основної кінцевої продукції - жерстяної банці. Різноманітне оздоблення поверхні жерсті роблять для різних застосувань. Біла жерсть піддається спеціальному режиму пасивації для стабілізації поверхні та поліпшення її адгезії до лаків. Вона також покривається дуже тонким шаром олії, щоб покращити можливість її обробки. Ця олія, безумовно, сумісна з харчовими продуктами.

У процесі виробництва, залежно від якісних характеристик, біла жерсть поділяється на марки:

• ЕЖК - бляха електролітичного лудіння консервна
• ЕЖР - жерсть електролітичного лудіння різного призначення
• ЕЖОН - бляха електролітичного лудіння загального призначення
• ГЖК - бляха гарячого лудіння консервна
• ГЖР - бляха гарячого лудіння різного призначення.

Біла жерсть випускається в рулонах та листах відповідно до стандартів ГОСТ 13345-85 (СРСР), ГОСТ Р 52204-2004 (Росія) та EN 10202:2001 (Європейський Союз). [3]

Жерсть консервна (харчова) — жерсть для виробництва тари під харчові продукти та закупорювальних виробів (кришки для закочування, кришки, що легко розкриваються тощо).

Консервна (харчова) жерсть виготовляється з чорної жерсті шляхом нанесення двосторонніх покриттів. При нанесенні олов'яного покриття виходить жерсть ЕЖК або ГЖК (електролітичне або гаряче лудіння відповідно).При нанесенні електролітичного покриття хрому або оксидів хрому виходить жерсть ECCS (за європейською класифікацією). Така бляха вимагає обов'язкового високоякісного лакування. У Росії хромована лакована бляха випускається під маркою ХЛЖК.

Чорна жерсть - тонколистова (0,1-0,5 мм) холоднокатана сталь без захисного покриття. Виготовляється із сталей марок 08кп, 08пс, 10кп,10пс з хімічним складом за ГОСТ 1050. Використовується в основному в електротехнічній промисловості м машинобудуванні. Випускається в рулонах та листах.

Жерсть одноразової прокатки — смуга з нелегованої маловуглецевої сталі, прокатана способом холодної прокатки до необхідної товщини, відпалена та дресирована, яка використовується як самостійний матеріал або для подальшого нанесення захисного покриття. Термін поширюється на чорну та білу жерсть у рулонах та листах.

Жерсть дворазової прокатки. В даний час у всьому світі велика кількість консервної жерсті виготовляється способом подвійної прокатки. Чим тонше і міцніше виробляється біла жерсть, тим ефективніше здійснюється використання матеріалу у виробництві жерстяних банок. Після першої холодної прокатки та відпалу, замість дресирування, сталевий лист піддається другої холодної прокатки з використанням мастила, при цьому товщина зменшується на 10-50%. У процесі прокатки проявляється ефект зміцнення сталевого листа, зберігається при цьому значна пластичність, достатня для виготовлення кінців і корпусів банок. Остаточна мінімальна товщина становить 0,12 мм, звичайний діапазон товщин 0,14 – 0,24 мм.У сталі подвійної прокатки чітко виявиться анізотропія механічних властивостей, тому при замовленні і використанні такої жерсті завжди слід вказувати і брати до уваги напрямок прокатки.

У Росії жерсть подвійної прокатки поки не виробляється, хоча досвідчені партії такої жерсті вже випускалися 2009 року.

Лакована жерсть. Лакування та літографування білої жерсті здійснюється для захисту внутрішньої та зовнішньої поверхні та покращення зовнішнього вигляду консервної тари, що значно підвищує її конкурентоспроможність. Наносять лакові покриття на автоматичному устаткуванні. Метод нанесення покриттів на листи здійснює за допомогою валків. Листи жерсті покриваються лаками і проходять через сушильні печі. Пари розчинників, що виділяються при твердінні лаків, допалюються при високій температурі в спеціальних установках. Сучасні літографічні машини дозволяють фарбувати жерсть у будь-які кольори. Друк на металевих листах (літографування) здійснюється офсетним способом, використовуються фарби, що твердіють у сушильних печах за високої температури. Повнокольоровий друк фотографічної якості з урахуванням нанесення покривних лаків потребує до 9 листопрогонів. Існують лінії друку конвенційними фарбами і останнім часом широкого поширення набули лінії друку УФ-фарбами. Друк за допомогою фарб із затвердінням під впливом ультра-фіолетового опромінення має багато переваг у порівнянні з традиційним способом: економія площі, економія часу, економія фарб, вища швидкість друку (до 10 000 аркушів на годину).

У цій технології є також і негативні сторони: вимоги до умов виробництва значно вищі (температура і вологість у приміщенні), фарби коштують значно дорожче за свої конвенційні аналоги та термін їх зберігання коротший, вибір постачальників ультра-фіолетових фарб значно вже, адгезія до металу гірша, що призводить до відшаровування фарби при сильній деформації жерсті надалі.

Лакована жерсть регулюється російським стандартом про технічні вимоги до жерсті білої в листах, лакованої ОСТ 10 138-88

Характеристики і марки жерсті, що випускається російською промисловістю

• Жесть ЕЖК - біла консервна бляха електролітичного лудіння (ГОСТ 13345-85, ГОСТ Р 52204-2004, СТП ЕПК-04-2010)
• Жесть ГЖК - біла консервна бляха гарячого лудіння (ГОСТ 13345-85, ГОСТ Р 52204-2004)
• Жесть ЕЖР - біла жерсть електролітичного лудіння різного призначення (ГОСТ 13345-85)
• Жесть ЕЖК-Д - біла консервна бляха електролітичного лудіння з диференційованим покриттям (ГОСТ 13345-85)
• Жесть ЕЖОН біла жерсть електролітичного лудіння загального призначення (ТП 14-101-105; СТП ЕПК-01-2005)

Підрозділи жерсті за ступенем твердості: А1, А2, В, С, D Підрозділи жерсті за масою покриття оловом:

• для білої жерсті гарячого лудіння: I та II класи,
• для білої жерсті електролітичного лудіння: з однаковим покриттям І, ІІ, та ІІІ класів, з диференційованим покриттям ДІ, ДІІ, ДІІІ.

Перспективне застосування жерсті з безолов'яним покриттям - електролітично хромованої з товщиною шару металевого хрому 0,01-0,05 мкм, який наноситься шар епоксифенольного лаку товщиною 3-8 мкм.

За видами виробництва бляха може вироблятися в листах або рулонах.

Допустимі відхилення у виробництві

Різнотовщинність у різних точках листа або смуги в рулоні на ділянці довжиною 1 м для жерсті білої марки ЕЖК не повинна перевищувати (ГОСТ Р 52204-2004): 0,01 мм - для жерсті завтовшки від 0,14 до 0,28 мм включно; 02мм - для жерсті завтовшки від 0,29 до 0,36 мм включно. Для жерсті марки ЕЖР допускається збільшення норми різнотовщинності на 0,01 мм у порівнянні з жерстю марки ЕЖК. 0,01мм - для жерсті завтовшки 0,18 мм; 0,02 мм - для жерсті товщиною від 0,20 до 0,32 мм включно; 0,03 мм - для жерсті товщиною 0,36 мм

Застосування жерсті

• Консервні банки Тара з жерсті має перевагу перед упаковкою з картону або пластику, а саме легкість процесу високотемпературної стерилізації продукту.
• Тара для лакофарбових матеріалів.
• Тара для нафтохімічних продуктів.
• Кришки для скляних банок
• Аерозольні балони з різним вмістом.
• Художньо оформлена тара з жерсті, що використовується для продажу кондитерських виробів або чаю.
• Кришки для пивних пляшок
• Баночки для зберігання косметичних продуктів
• Дорожні знаки
• Баночки для гуталіну (зокрема у ЗС РФ)
• Банки для клею
• Дверні таблички

також

Посилання

Біла жерсть: опис та характеристики матеріалу, сфери застосування.

Біла жерсть широко використовується для виготовлення упаковки. Цей матеріал поєднує в собі міцність сталі та антикорозійні властивості олов'яного покриття.

Історія появи білої жерсті

Вперше білу жерсть стали використовувати в 19 столітті для виготовлення консервних банок. Спочатку олов'яне покриття наносилося методом гарячого занурення в розплавлене олово.

Електроліз дозволяє отримувати більш тонкі та рівномірні олов'яні покриття та точно контролювати їх товщину.

З появою цієї технології почалося активне застосування білої жерсті для виготовлення консервних банок та іншої металевої тари.

Процес виробництва білої жерсті

Виробництво білої жерсті включає такі основні етапи:

1. Виплавлення сталевої заготовки заданого хімічного складу
2. Гаряча прокатка отриманих злитків
3. Відпал для надання стали необхідних властивостей
4. Холодна прокатка до потрібної товщини
5. Нанесення олов'яного покриття методом електролізу
6. Додаткова обробка поверхні (оплавлення, пасивація, промаслювання)

Розглянемо деякі етапи докладніше.

Гаряча прокатка. Сталь піддається прокатці при температурі 1200-1300 про для отримання тонких листів товщиною 2-3 мм. При цьому швидкість стрічки може досягати 16 м/с.

Відпал. Цей процес надає сталі необхідну структуру і пластичність.

Холодна прокатка. Тут сталеві листи прокочуються до кінцевої товщини 0,12-0,49 мм, яка може бути на 90% меншою від початкової.

p align="justify"> Електролітичне нанесення олов'яного шару. Методом електролізу водного розчину солей олова на сталеву поверхню осаджується тонкий шар олова товщиною 0,1-1,5 мкм з кожного боку листа.

Види та властивості білої жерсті

Існує кілька різновидів білої жерсті, що відрізняються один від одного:

• За твердістю (марки А1, А2, В, С, Д)
• За товщиною олов'яного покриття (I, II або III клас)
• По виду поверхні (матова, глянсова, сатинована)

Основні технічні характеристики:

Сфери застосування білої жерсті

Біла жерсть широко використовується:

• У виробництві консервних банок та металевих кришок
• Для виготовлення тюбиків та аерозольних балончиків
• У лакофарбовій та хімічній промисловості
• Для упаковки харчових продуктів (чай, кава, кондитерські вироби та ін.)

Цей матеріал дозволяє отримувати міцну та водночас легку упаковку, що важливо для оптимізації логістичних витрат. Крім того, біла жерсть має відмінні бар'єрні властивості, запобігаючи псуванню харчових продуктів.

Переваги білої жерсті

Крім широкого спектру застосування, біла жерсть має ряд переваг:

• Висока екологічність - відсутність шкідливих викидів під час виробництва
• Легкість та економічність - дозволяє зменшити витрату матеріалів та транспортні витрати
• Повна перероблюваність - ступінь переробки жерсті перевищує 90%

Використання вторинної білої жерсті дає економію енергії до 60% та знижує забруднення повітря на 30% порівняно з первинним виробництвом.

До білої жерсті біла гост висуваються певні вимоги згідно з ГОСТ 14918-80. Зокрема, регламентується товщина, механічні властивості, якість поверхні та покриття.

Інновації у виробництві

Сучасні тенденції у виробництві білої жерсті спрямовані на підвищення екологічності та оптимізацію витрат:

• Скорочується застосування шкідливих хімікатів
• Поліпшується процес пасивації поверхні
• Використовуються нові високостійкі лаки
• Зменшується товщина листів за рахунок оптимізації складу

Альтернативні покриття

Крім традиційного олов'яного покриття, застосовуються альтернативні способи захисту поверхні сталевого листа, наприклад:

• Електролітичне хромування (ECCS)
• Покриття на основі алюмінію або хрому
• Лакофарбові та полімерні покриття

Ці види покриттів мають деякі переваги, але поступаються класичної білої жерсті по ряду параметрів.

Застосування білої жерсті у харчовій промисловості

Найбільш поширене застосування білої жерсті – це виробництво консервних банок та іншої металевої тари для харчової продукції. Розглянемо особливості використання цього матеріалу у харчовій сфері.

Виготовлення консервних банок

З білої жерсті штампуються корпуси та днища двоскладових металевих банок для консервування овочів, фруктів, м'ясних та рибних продуктів. При цьому важливо підібрати оптимальну твердість матеріалу.

Виробництво металевих кришок

Також із білої жерсті виготовляють різноманітні кришки для банок – від універсальних консервних до спеціальних кришок із захисними кільцями чи клапанами.

Упаковка харчових продуктів

Завдяки відмінним бар'єрним властивостям, жерсть широко використовується для фасування та пакування чаю, кави, печива, цукерок, сухих сніданків та інших харчових товарів, забезпечуючи їх збереження.

Для покращення експлуатаційних властивостей на поверхню білої жерсті можна наносити спеціальне покриття.

Лакофарбові покриття

Наприклад, перед печаткою жерсть покривають шаром лаку, що забезпечує більш високу якість зображення.

Захисні полімерні шари

Захисні плівки на основі поліетилену, поліпропілену або ПВХ наносяться для підвищення стійкості поверхні до механічних дій.

Підготовка білої жерсті до подальшої обробки

Після отримання рулонів білої жерсті розрізають їх на аркуші потрібного формату. Подальші операції залежить від конкретного призначення матеріалу.

Різання рулонної жерсті

Для отримання листів використовують барабанні або гільйотинні ножиці. Барабанні більш продуктивні, але гільйотинні дозволяють отримати більш точні геометричні розміри листів.

Лакування поверхні

Якщо жерсть призначена для подальшого друку, поверхню її покривають шаром лаку. Це забезпечує кращу якість зображення.

У ряді випадків на білу жерсть наносять кольорові зображення шляхом офсетного друку. Отримана таким чином літографована бляха використовується для пакування продуктів харчування.

Контроль якості білої жерсті

Для забезпечення стабільних властивостей матеріалу на всіх етапах його виробництва проводиться ретельний контроль якості за різними параметрами:

Вимірюється товщина листів жерсті спеціальними приладами - товщиномірами. Відхилення товщини має перевищувати допустимих меж згідно з ГОСТ.

Періодично перевіряють межу міцності, плинності та інші механічні характеристики для підтвердження відповідності заданим нормам.