鋁軋制基礎油的性能與特性

1、鋁軋制基礎油的性能與特性軋制設備對鋁箔質(zhì)量的影響良好的鋁軋制油必須具備以下要求：無毒，低氣味；低粘度，高閃點；低終餾點，窄餾分; 退火時不產(chǎn)生油斑；良好的氧化安定性和良好的表面光潔度等要求。鋁軋制油由基礎油和 添加劑組成，通?；A油占93%左右，成為軋制油的主要成分，對鋁加工的生產(chǎn)和工藝以及 產(chǎn)品質(zhì)量具有決定性的作用，本文詳細介紹基礎油的性能、特性以及對鋁加工生產(chǎn)的影響。 1基礎油的類別基礎油按組成分為：正構烷烴油，飽和烴油，異構烷烴油，普通礦物油(低檔軋制油)。普通礦物油屬低檔軋制油，通常由直餾煤柴油餾分切割制得，硫和芳烴含量較高，有較大的刺激 性氣味和很強的毒性，又因含有一定量的不飽和烴如

2、烯烴、炔烴等，其氧化安定性較差， 易被氧化產(chǎn)生粘稠狀膠質(zhì)(即發(fā)生老化)，這類油對軋機系統(tǒng)和人員健康均有一定的危害， 影響軋制速度，影響產(chǎn)品的檔次。由于這類油來源廣，價格廉，在國內(nèi)仍占有很大的市場， 特別是小型鋁加工廠。但是，近兩年來國內(nèi)軋制油的國產(chǎn)化和高檔化的趨勢較明顯。正構烷烴油通常由分子篩脫蠟工藝制得，由于潤滑性能好，粘度低，閃點高而引起鋁加工業(yè)的興 趣，但由于對液壓油和添加劑的溶解能力差，影響退火潔凈性；又由于生產(chǎn)原料缺乏和價 格高等因素而難以普遍使用。異構烷烴油此類油為烷基化的副產(chǎn)品，此油對液壓油和添加劑的溶解能力強，退火潔凈性優(yōu)良， 但對鋁表面光潔度有不良影響。(4 )飽和烴油系指石

3、蠟基原油相應餾分經(jīng)高壓催化加氫飽和制得，特點是低硫、低芳、低氣味，具 有良好的潤滑冷卻性能，對液壓油和添加劑具有良好的溶解能力，兼有全正構烷烴和異構 烷烴的優(yōu)點。目前，國際上的高檔軋制油如EXXON公司的EXXSOL系列，ESSO公司SOMENTOR 系列，國內(nèi)清江石化有限公司的MOA系列鋁軋制油均屬此類油。這幾種基礎油對鋁加工生產(chǎn)的影響見表1。2氣味與毒性軋制油的氣味與毒性主要是由硫和芳烴決定的。硫和芳烴的質(zhì)量分數(shù)越高，則氣味越 大，其毒性也越大1。礦物油作為軋制油由于易老化，使用周期短，氣味大，毒性高，不 能用于生產(chǎn)符合食品包裝和醫(yī)藥衛(wèi)生級要求的鋁加工制品，因而被逐漸淘汰，鋁加工廠應 該自

4、覺使用低硫、低芳烴軋制油，減小對市場、環(huán)境和社會的危害。3粘度、餾程、閃點粘度為了提高軋制速度，滿足表面質(zhì)量和減厚的要求，基礎油粘度必須在一定的范圍內(nèi)。目前國內(nèi)軋機速度在每分鐘幾百米到1700 m/min之間，為了使油品的冷卻潤滑流動滿足軋 機要求，且通過過濾機時有很好的過濾性能，在40C時，對鋁板帶材來說油品粘度應在2.1 2.4 mm2/s范圍內(nèi)，對于鋁箔，應在1.61.9 mm2/s范圍內(nèi)。實踐證明，油品粘度愈大， 則油膜愈厚，愈有利于減厚，但不利于軋速的提高，且易于生成油斑，產(chǎn)品表面光潔度變 差；粘度變小則情況相反。所以，粘度的選擇基本上是：鋁板軋制油的粘度大于鋁箔軋制 油的，粗軋油的

5、大于精軋油的，低速油的大于高速油的。餾程軋制油的餾程的終餾點愈高，其粘度愈大，這對減厚有利，但對退火潔凈性和表面光 潔度有不利影響；初餾點愈低，則閃點越低，安全性變差，所以軋制油的餾程必須在一定 的沸程范圍內(nèi)。沸程越窄，則軋制油對添加劑和液壓油的溶解能力變差，對產(chǎn)品的退火潔 凈性和生產(chǎn)安全性等一系列因素都產(chǎn)生不同程度的影響，故軋制油的沸程范圍寬度在25 40C之間為最好。閃點閃點是石油產(chǎn)品安全性能的重要指標，這與油本身的餾程和碳組成有直接的關系。閃 點愈高，則安全性越好。由于閃點受餾程和碳組成的影響以及鋁加工對粘度的要求，決定 了閃點必須在一定的范圍內(nèi)，鋁箔軋制油的閃點在6585C范圍內(nèi)和鋁板

6、軋制油的在95 115C范圍內(nèi)為最好。4退火潔凈性和安全穩(wěn)定性退火潔凈性是由退火時產(chǎn)生油班的密集程度來表示的。在退火條件下，油品發(fā)生分解， 縮合和氧化生成淺黃色到深褐色樹脂狀的膠狀物質(zhì)，沉積在鋁材表面上，稱為油斑。這是 一種化學反應，該反應過程在軋制過程中即已開始，如礦物油中的烯烴、炔烴和芳烴等部 分已發(fā)生氧化變質(zhì)，又如高檔油中芳烴和硫不符合要求也易發(fā)生氧化反應。油斑同基礎油 的化學組成及餾分的寬窄和不揮發(fā)物的有直接關系。表2為各種基礎油的退火性能。對于礦物油來說，退火潔凈性差的主要原因是礦物油的烯烴、炔烴因氧化聚合而成為 膠質(zhì)，膠質(zhì)在退火條件下形成焦稠狀油斑，而硫和芳烴也是形成油斑的主要原因

7、。正構烷烴的硫和芳烴含量較低，而退火性能不如飽和烴的主要原因是：正構烷烴的溶 解能力差，對添加劑不能完全溶解，而沒有被溶解的分子由于分子間的范德華力的影響而 聚集在一起，同時還吸附軋制油中游散的鋁粉細粒，形成一個個大分子團或極性團，在退 火條件下易形成粘鋁或油斑。此外，影響退火潔凈性的因素還有水份和酸值，在空氣濕度比較大，或油中水份多， 油品酸值偏大的條件下，也會形成白斑(油斑的一種)。白斑一旦形成則無法消涂。根據(jù)理 論和實踐經(jīng)驗，軋制油中水份的質(zhì)量分數(shù)一般不超過1.5X10-4,鋁板帶軋制油的酸值不大 于 0.03 mgKOH/100g，鋁箔油的不大于 0.01 mgKOH/100g。至于安

8、全穩(wěn)定性，鋁加工業(yè)最敏感的問題是著火，尤其是冷軋機著火概率最高。著火 的因素較多，而且很難確定，但總體上不外乎以下幾方面的原因：一是摩擦生熱。這同設備和軋制油都有直接的關系。低檔油（如礦物油）含有烯烴、炔 烴等極性鍵，在軋制過程中對鋁粉有吸附作用，它們發(fā)生氧化變質(zhì)又增加了分子團的吸附 力，使得吸附的鋁粉團越來越大。當它們粘附在高速運轉(zhuǎn)的軋輥上或軸承上時，由于摩擦 生熱，而鋁粉又易燃易爆，故易導致著火；另一方面，由于正構烷烴對添加劑的溶解能力 差而使添加劑分子團吸附鋁粉長大，而產(chǎn)生上述情況的火災。所以低檔油的著火概率高于 高檔油，正構烷烴油高于混合型飽和烴的。二是斷帶火花。在軋制過程中，軋制油噴

9、射在輥上和鋁板帶箔表面上形成油霧，溫度 越高，則油霧越濃。高速運轉(zhuǎn)的軋機由于突然斷帶產(chǎn)生的火花可引燃油霧起火。提高軋制 油的閃點，采用合理的生產(chǎn)操作和加強排風，可以減少或避免斷帶火花造成的火災。三是靜電。軋機在軋制時會摩擦生電，噴射油的運動也會產(chǎn)生一定量的靜電，靜電荷 積累到一定程度易導致起火。預防靜電起火可以選擇導電性和防靜電性比較好的油，如異 構烷烴油或含異構烷烴一定量的飽和油。四是電火花。有些廠家設備老化，電器電線絕緣部分被氧化而裸露內(nèi)芯，帶電打火導 致火災。5軋制油的老化在軋制過程中，軋制油在較高的溫度下循環(huán)使用，油品必然發(fā)生氧化作用，由于鋁及 油溶性鋁化合物的催化作用，大大加快了氧化速度，氧化的結果生成酸性物質(zhì)及分子量較 大的物質(zhì)及膠質(zhì)，使油品酸值及粘度增大，粘度增大雖有利于減厚，但會使褐斑加重，對 表面質(zhì)量均有害且不利于高速軋制，酸值增大易形成白斑?；A油的氧化穩(wěn)定