Жесть: виды, производство, история
Белая и черная жесть в рулонах и листах активно применяется в разных отраслях промышленности – от точного машиностроения и строительства до упаковочной индустрии и выпуска хозяйственных товаров.
В чем разница между белой и черной жестью
Белая, то есть луженая, жесть (англ. – tinplate) – это тонколистовая (0,1– 0,36 мм) и рулонная низкоуглеродистая сталь с изолирующим слоем из цинка, хрома, олова, специализированных эмалей или лаков.
- Жесть, обработанная оловом, – самая распространенная разновидность белой жести. Термин «луженый» обозначает «покрытый полудой – оловянным слоем». 30 % мирового потребления олова приходится на лужение металлов.
Черная (нелуженая) жесть (black plate) – это сталь без покрытий, сырье для белой жести, реже – самостоятельный материал.
На базе двух типов черной жести (ЧЖК, ЧЖР – консервной и разного назначения) заводы Российской Федерации выпускают 6 марок белой жести:
- две горячего лужения:
1. ЭЖК - консервная пищевая;
2. ЭЖР - разного назначения;
3. ЭЖОН - общего назначения;
4. ЭЖК-Д, ЭЖР-Д - с дифференцированным покрытием трех категорий (Д I Д III).
Формулировка «дифференцированное покрытие» означает, что на поверхности жести наносятся антикоррозионные пленки разной толщины.
- При горячем лужении оловянный слой достигает 1,6–2,5 мкм, при электролитическом – колеблется в пределах 0,35–1,56 мкм. Изделия с тонким слоем служат меньше. Износостойкость увеличивается с помощью специальных лаков.
Белая жесть для стабилизации (предотвращения окисления) олова и улучшения адгезии с лаками подвергается пассивации – нанесению хромовой пленки в процессе обработки химическим водным раствором. Для облегчения последующей работы луженая жесть покрывается инертным маслом.
Луженая жесть всех марок производится нескольких классов твердости, которые зависят от твердости металла основы и соответственно ГОСТу Р52204-2004, дополнившему прежний ГОСТ 13345-85, обозначаются:
- литерой Т с индексом от 1 до 7 (жесть однократной прокатки);
- сокращением ДП с индексами 520, 550, 580, 620, 690 (жесть двукратной прокатки).
По массе покрытия жесть:
- горячего лужения соответствует 3-м категориям (I–III);
- электролитического:
- с равновеликим покрытием – 8-ми (от Е1,0 до Е11,2),
- с дифференциальным – 17-ти (от Д1,0/1,4 до Д8,4/11,2).
Технологи признают перспективным использование белой жести с покрытиями, обходящимися без олова. Защиту инновационному материалу обеспечивает электролитическое хромирование слоем в 0,01–0,05 мкм и нанесение эпоксифенольного лака.
Производство черной и белой жести
Нелуженая и луженая жесть прокатывается из сталей 10кп, 10пс, 08кп, 08пс однократной и двукратной прокаткой.
Однократная – это холодная прокатка стальной полосы, за которой следуют отжиг и так называемая дрессировка – специальная прокатка с малым обжатием, в ходе которой достигаются требуемые механические и формальные показатели, микрогеометрия поверхности итогового изделия. Жесть однократной прокатки – самостоятельный материал и основа для лужения.
Двукратная – прокатка, при которой стадию дрессировки заменяет повторная полноценная холодная прокатка со смазкой. На выходе получается продукт, по-прежнему пластичный, но до 50 % более тонкий и существенно более прочный, чем жесть, прокатанная один раз.
- Жесть двойной прокатки приобретает выраженные анизотропные (зависящие от направленности внутри материала) физические свойства. В связи с этим при последующем изготовлении продукции обязательно учитывается направление прокатки.
После проката, отжига, правки жесть готова к формированию защитного покрытия, пассивации, промасливанию и резке.
Литографирование (многоцветная печать на металлах) и лакировка улучшают товарный вид и повышают надежность внутренней поверхности жестяной тары. Лакировка происходит автоматически на специальном оборудовании. Литографирование производится по офсетному методу конвенциональными, конверсионными или УФ-красками.
Немного об истории жести
Баварцы научились делать белую жесть еще в XIV веке, но трудоемкость и дороговизна производства прочно удерживали жесть в разряде элитного материала. К началу XVIII столетия англичане существенно модернизировали процесс изготовления луженой жести и увеличили объемы ее выпуска. Но настоящий «жестяной бум» начался только через сто лет, когда в 1810 году манчестерский бизнесмен Питер Дюран запатентовал способ длительного консервирования продуктов в емкостях из жести, а инженеры Джон Холл и Брайан Донкин построили в Лондоне завод, обеспечивший стабильный выпуск «коробок из луженого железа».
Первые жестяные банки делали из свернутых в цилиндр прямоугольных листов. Шов, дно и крышка с отверстием около 2,5 см в контейнерах, предназначенных для жидкостей, сразу закреплялись пайкой, а цельные крышки для твердых продуктов – после заполнения содержимым. За час квалифицированный мастер вручную собирал максимум шесть банок. Чтобы вскрыть консервы, покупателям требовалось зубило.
К XX веку производство жести и тары существенно усовершенствовалось, а экономичная технология электролитического нанесения олова уверенно оттеснила высокозатратное горячее лужение.
Сегодня консервная и упаковочная индустрия потребляют 77 % луженой жести, остальной объем идет на выпуск светотехники, кровельных и строительных материалов, труб, посуды, хозяйственных товаров, придорожных знаков, рекламных щитов и даже игрушек.