鋁箔軋制過程中軋制油的控制與過濾技術(shù)

鋁箔軋制過程中軋制油的控制與過濾技術(shù)蔣淼摘要：簡要論述了鋁箔軋制生產(chǎn)中軋制油的控制，對軋制油進(jìn)行過濾的重要性，以及如何選擇過濾介質(zhì)、助濾劑和過濾過程中常遇到的問題。關(guān)鍵字：軋制油，鋁箔，添加劑一、 前言鋁箔市場的競爭日益加劇，客戶對鋁箔的質(zhì)量要求也愈加苛刻，除內(nèi)在質(zhì)量外，對表面及外觀質(zhì)量也提出更為嚴(yán)格的要求。電子鋁箔作為電解電容器的極片材料，因其比容與表面積成正比，因此，提高比容的有效途徑是提高鋁箔比表面積，這就需要特殊的鋁箔侵蝕工藝。對電子鋁箔進(jìn)行腐蝕是一道非常關(guān)鍵的工序，由于鋁箔表面的狀態(tài)會嚴(yán)重影響腐蝕均勻性，從而影響腐蝕箔的比電容。在鋁箔軋制過程中，軋制油起到潤滑、冷卻和洗滌作用，是不可缺少的關(guān)鍵要素，軋制油的粘度、添加劑含量、潔凈度都會嚴(yán)重影響電子鋁箔的表面質(zhì)量，因此鋁箔軋制油的控制極為重要。二、 鋁箔軋制過程中軋制油的作用2.1、潤滑作用在變形區(qū)入口，軋輥和箔材表面形成楔形縫隙，在軋輥的旋轉(zhuǎn)、軋輥粗糙度、軋制油的黏度等因素的共同作用下，軋制油進(jìn)入變形區(qū)，建立了具有一定承載能力的油楔，在軋輥和鋁箔之間形成一層油膜，避免鋁箔與軋輥直接接觸而發(fā)生粘連，起到潤滑作用，改善鋁箔表面質(zhì)量。2.2、冷卻作用鋁箔軋制過程中產(chǎn)生大量的變形熱和摩擦熱，這些熱量會使軋輥輥型發(fā)生變化，通過噴淋軋制油，將熱量吸收并帶走，有利于調(diào)整和控制板形。2.3、洗滌作用鋁箔軋制過程中會產(chǎn)生大量鋁粉，軋制油能將軋輥表面的鋁粉沖走，保持軋輥的清潔，改善鋁箔的光潔度。三、軋制油的選擇鑒于軋制油在鋁箔軋制過程中的作用及電子鋁箔表面質(zhì)量的要求，軋制油必須具有一定油膜強(qiáng)度；適當(dāng)?shù)酿s程；良好的潤滑性、冷卻性、流動性和穩(wěn)定性；低溫退火時易揮發(fā)，不產(chǎn)生油斑，無有害物質(zhì)。因此軋制油的選擇尤為重要。鋁箔軋制油的黏度不同，不但影響軋制過程中的工藝參數(shù)，還對鋁箔表面質(zhì)量有不同程度的影響，黏度較高時油膜較厚，軋制速度降低，鋁箔表面帶油量增多，退火易形成黃褐色油斑，黏度太低，油膜變薄、不均勻，軋制時易破裂造成鋁箔與軋輥之間十摩擦，導(dǎo)致鋁箔表面出現(xiàn)明暗相問的振紋，影響鋁箔表面質(zhì)量。因此鋁箔一般選擇黏度(40°C)在1.5?2.omm2/s的軋制油。軋制油的餾程越寬，軋制油的穩(wěn)定性越差，終餾點(diǎn)越高，其重組分含量越多，黏度值也越高，越不穩(wěn)定，退火時低溫除油段軋制油不易揮發(fā)，升溫后軋制油燒結(jié)使鋁箔產(chǎn)生油斑，使電子鋁箔腐蝕不均.軋制油初餾點(diǎn)過低，閃點(diǎn)低，影響安全性能，并且消耗增加，因此電子鋁箔軋制油餾程一般控制在200C?240C。低硫、低芳烴是優(yōu)質(zhì)、高檔軋制油的標(biāo)志之一，它具有冷卻能力強(qiáng)，環(huán)保性能好等特點(diǎn)，因此電子鋁箔軋制選擇低硫、低芳烴的軋制油，表1為電子鋁箔軋制油技術(shù)指標(biāo)。為了提高軋制油的油膜強(qiáng)度，使軋制時達(dá)到適當(dāng)?shù)哪Σ烈驍?shù)，改善軋制油的潤滑性能，必須在軋制油中加入脂肪酸、醇、脂類作為添加劑。這類添加劑一般為極性分子，可以定向吸附在金屬表面上，形成牢固的油膜，能承受較高的強(qiáng)度，油膜不易破裂，但過多的添加劑會留在鋁箔表面上，造成后序的腐蝕不均，因此應(yīng)控制添加劑的加入量。一般電子鋁箔軋制時添加劑選脂類，含量控制在3%?5%。表1―M 毓——甘舫房204-240GB/T6536B?)mVsGBfT265知SHHWORippmW2SHfT0253內(nèi)醐口）C<80GBfT261四、軋制油的管理4.1軋制油的日常監(jiān)測為了使鋁箔軋制能夠正常穩(wěn)定的進(jìn)行，軋制油的管理非常重要，應(yīng)定期對在線軋制油的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，主要監(jiān)測項(xiàng)目有：外觀、餾程、閃點(diǎn)、粘度、添加劑含量及灰分、水份等。4.2油量的控制在鋁箔軋制過程中軋制油的消耗速度比較高，要掌握好油箱中的油位，及時添加基礎(chǔ)油，油箱油位不足會造成油位報警，導(dǎo)致停機(jī)斷帶。4.3添加劑控制軋制過程中添加劑品種和添加量不同，所起作用不同，生產(chǎn)過程中多以復(fù)合添加劑的形式加入，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)加入量一般不大于5%，由于生產(chǎn)過程中經(jīng)

常補(bǔ)充新基礎(chǔ)油和添加劑在生產(chǎn)過程中的消耗，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測指標(biāo)常常進(jìn)行補(bǔ)充，確?？刂圃诤侠矸秶鷥?nèi)，穩(wěn)定產(chǎn)品的表面質(zhì)量。4.4軋制油溫度控制軋制油的溫度與軋制油的黏度、油膜強(qiáng)度有著密切的關(guān)系，油溫越高，油的黏度越低，溫膜強(qiáng)度越?。ㄒ妶D1），鋁箔軋制油溫控制因道次和軋制速度不同而異（見表2），一般控制在30°C?60°C之間。20 40 60 80 100圖1表21』JM515M50伽50W0那。網(wǎng)4.5軋制油的更換軋制油在使用過程中，由于長期在高溫和空氣的作用以及機(jī)械油的泄漏、低餾分軋制油的揮發(fā)等，軋制油將發(fā)生氧化、顏色變深，酸值增加。軋制油老化后形成的油膜強(qiáng)度不夠，對鋁箔表面質(zhì)量有很大的影響，因此為確保鋁箔表面質(zhì)量的穩(wěn)定，必須定期更換軋制油，一般半年更換一次效果比較好。五、軋制潔凈度的控制5.1軋制油過濾的必要性軋制油是由基礎(chǔ)油和添加劑組成。用于鋁板帶箔軋制的基礎(chǔ)油是石蠟基原油在200—350°C的直餾分油，根據(jù)軋制產(chǎn)品的不同又分出若干種餾程在30?50°C小區(qū)間的油品。這種基礎(chǔ)油粘度低、擴(kuò)散潤濕性好、在軋制品后期的退火中易于除油。但是這種基礎(chǔ)油對金屬表面的吸附性較差，因此必須添加添加劑以改善其潤滑性能，即增加油膜強(qiáng)度，以滿足鋁板帶箔高速軋制和高表面精度的要求。鋁板帶箔軋制過程中，鋁箔和軋輥之間產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生大量的鋁粉，造成軋制油黑化，易造成鋁箔針孔和退火白斑。同時由于油品受到軋制時產(chǎn)生的溫度、壓力變化，同時受空氣濕度、光線照射等的影響，易生成有機(jī)酸、醇等極性物質(zhì)、金屬皂類、樹脂質(zhì)、瀝青質(zhì)、油泥、鋁粉等雜質(zhì)。由于這些固體分離物和油溶性雜質(zhì)的存在，使軋制油的成膜及承載能力、潤滑散熱能力、抗氧化能力遭到破壞。很難軋制出高質(zhì)量的板帶箔產(chǎn)品。所以高質(zhì)量、高精度的過濾系統(tǒng)就成為現(xiàn)代化鋁板帶箔材軋機(jī)的必要組成部分。5.2軋制油的過濾技術(shù)為了消除軋制油中的鋁粉、其他污物和有害雜質(zhì)，必需采用在線過濾措施。過濾是用硅藻土和活性白土做濾劑，用無紡布作過濾介質(zhì)。硅藻土是由硅藻類殘骸沉積而成的非金屬礦，硅藻土的每個顆粒均有很多的微細(xì)小孔通道，是其他過濾介質(zhì)所不具備的，所以其過濾精度最高。原礦土的表面有吸附水和離子水形成的羥基，通常顆粒表面帶有負(fù)電荷，在溶液中可吸附金屬離子、有機(jī)化合物、高分子聚集物。在制造過程中經(jīng)高溫加堿燒成，在400?C左右硅藻土的比表面積達(dá)到最大值。600oC以上時，孔徑增大，比表面積下降。隨著孔容、孔徑增大，過濾速度提高，但比表面積下降，羥基變成硅氧基，吸附性能大大降低。5.2.2活性白土活性白土主要由硅氧四面體和鋁活性白土主要由硅氧四面體和鋁氧八面體交替層疊的層狀硅酸鹽礦物一一蒙脫石組成。蒙脫石經(jīng)過酸處理，其中的雜質(zhì)被除去，由于小半徑的氫離子交換層面有大半徑的二價、三價鈣鎂等陽離子，所以分子間的空隙、孔容得以增大，有利于吸附分子的擴(kuò)散。因此活性白土不但具有陽離子交換能力而且有高的吸附和脫色能力。影響活性白土吸附性能的工藝條件主要是白土的用量、接觸時間、反應(yīng)溫度和pH值。提高溫度(70~-220~C)有利于降低軋制油的粘度，使軋制油中的不理想組分充分進(jìn)入白土吸附孔內(nèi)，完成離子交換。由于軋制油中的鋁粉顆粒很小，活性白土具有高的陽離子交換、吸附和脫色能力，可有效吸附這些小顆粒，然后硅藻土濾餅可將活性白土和所吸附的小顆粒一起過濾掉?；钚园淄僚c軋制油接觸時間長和加大其用量都有利于凈化過濾軋制油，但因其顆粒較小，量過大則會使過濾能力大大降低，必須與硅藻土有個合理的配比。由于各廠家的油品和設(shè)備不同，該配比值相差很大，小的可以是1：6,大的可能為1：3。一般電子鋁箔軋制油的過濾精度要達(dá)到0.5?1.01〃m。5.3過濾過程中常見的問題5.3.1沒有穩(wěn)定的預(yù)涂工藝預(yù)涂的目的是要在過濾紙上形成預(yù)涂層。預(yù)涂層是真正的過濾層，其作用是形成致密的過濾層保證過濾的精度，由于其厚度較薄，所以過濾阻力很小。預(yù)涂層一般為1?2mln厚，太厚則增大過濾阻力，也將影響過濾的精度和濾餅的壓縮性，甚至脫落；太薄則不能形成有效的涂層，這時鋁粉等顆粒物會涂在過濾紙上致使濾液壓力快速上升，濾液也不干凈。預(yù)涂液的濃度不宜過大，濃度大則涂層不致密；濃度太?。ǖ陀?.5%）會延長預(yù)涂時間甚至不能形成涂層。通常預(yù)涂液的濃度為6%?12%。5.3.2預(yù)涂之后的添加液不適當(dāng)添加助濾劑的目的是使其與鋁粉混合，把鋁粉“支撐”開，提高孔隙率，減輕濾餅的壓縮性，減少過濾阻力，增大過濾面積。添加液的濃度通常為2%?5%，濃度過高會使濾餅過于疏松，造成不必要的材料浪費(fèi)；濃度過低會使過多的鋁粉沉積在濾層上，使?jié)B透性變壞，濾液壓力過快的上升，濾餅也不干爽。5.3.3過濾面積不足由于設(shè)備原始設(shè)計缺陷造成過濾面積不足，過濾流量低于鋁板帶箔軋制時軋制油的使用量，造成污油倒灌進(jìn)入凈油箱的現(xiàn)象。5.3.4長期不清理過濾設(shè)備由于雜物的長年積累造成進(jìn)油管路、噴油孔和過濾網(wǎng)板堵塞，致使軋制油噴射力大小不均勻，很難形成穩(wěn)定的濾餅，濾餅變得凹凸不平、厚薄不均勻，濾層滲透性不好，濾餅含油多，濾液發(fā)黑。5.3.5換紙間隔時間長換紙周期是根據(jù)過濾設(shè)備的性能要求及生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)安排來確定的，一般為8?24h不等，沒有嚴(yán)格的規(guī)定。但如果時間太長，會造成濾餅過厚，過濾阻力加大。這時只好去選擇高濾速的過濾土，但它的過濾效果不好，會使濾液發(fā)黑。六、結(jié)束語鋁箔軋制過程中軋制油的作用是冷卻、潤滑和洗滌，因此，軋制過程中軋制油的選擇和日常管理很重要。鋁箔軋制時應(yīng)選擇低硫、低芳烴且粘度低的基礎(chǔ)油；添加劑應(yīng)選脂類，加入量一般控制在3%?5%；生產(chǎn)過程中應(yīng)對軋制油各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，鋁箔軋制過程中