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    双零铝箔发粘现象的解决思路

    发布时间:2017-03-27

    双零铝箔发粘现象包含现两层意思:铝箔的力学性能不合使用要求及铝箔表面除油效果不良而造成铝箔在使用过程中产生剥离困难。

      双零箔发粘现象包含现两层意思:双零力学性能不合使用要求及铝箔表面除油效果不良而造成铝箔在使用过程中产生剥离困难。通过改善成品退火工艺并控制轧制工序的轧制油量及其理化性能,调整分卷分切的张力使用参数,消除了铝箔发粘缺陷。

      铝箔按生产状态有软硬两种,双零大多数是在软化退火后使用,软化退火不仅是为了控制铝箔的力学性能,而且要消除铝箔表面的残油,获得平整光亮的表面,并能自由展开。不同用途的铝箔,要求的除油程度不同,如复合用铝箔及电容器用铝箔表面不得有残留润滑油。但近年来,用户对双零箔的质量提出的要求越来越高。铝箔发粘成为主要缺陷之一,软状态双零箔发粘现象主要表现为:双零箔手感“发软”,用户使用过程中不易于保持平整的板型;双零箔卷层与层之间粘连,严重的形成“板结”,在开卷过程中,剥离困难,造成铝箔不能正常使用。严重影响了铝箔的生产销售。本文介绍了我们解决这一问题的措施。

      退火工艺改进

      双零箔成品退火制度的原则

      通常双零箔退火的目的,一是为了获得一定的塑性;二是为了获得光亮、干净无残油的表面质量。过去制定双零箔成品退火工艺的主要考虑因素,是纯铝箔的再结晶温度和轧制油的馏程。由于纯铝箔的再结晶温度约为240~260℃,铝箔轧制油的馏程一般约为200~260℃,过去制定的退火工艺,退火温度一般为300~400℃,退火周期10~40h。这种退火制度,由于温度高,油脂燃烧,发生油膜碳链分解氧化,引起铝箔污染,造成黄褐色油斑。

      以往双零箔成品退火工艺的不足

      近几年来,逐步采用所谓低温长时间退火工艺,其退火温度不低于280℃,退火时间可达到150h,但双零箔退火后的效果并不理想。双零箔的退火温度是否必须高于纯铝箔的再结晶温度?如果低于再结晶温度进行退火,能否满足用户的使用要求?低温下,除油效果怎么样?退火温度和时间如何掌握,才能保证力学性能表面质量均符合要求,是必须通过试验回答的问题。

      新退火工艺的制定依据

      退火工艺主要参数是退火时间,主要取决于装炉量、箔卷的宽度和卷径。装炉量大,卷径越大,箔材越宽,则退火时间越长。应保证除油效果的前提下,退火温度越低越好,而不必考虑铝箔是否充分再结晶。满足用户使用要求是制定新退火的依据。

      新退火工艺应用效果

      在循环空气炉中进行铝箔的退火试验。考虑到消除铝箔卷的起棱鼓缺陷,要慢速加热,慢速冷却,采用阶梯式加热制度。根据铝箔卷径和铝箔宽度来试验退火保温时间;根据不同的退火温度来考察铝箔的力学性能、铝箔的粘附性和铝箔的脱脂性能。

      退火试验结合工业生产,选用10t箱式循环空气炉,加热功率为360kW,热温度为535℃。试验铝箔的合金状态为1235-O,厚度为0.006~0.007mm,卷径300~500mm,宽度分别为350、460、520、787、920、1024、1216mm,根据试验铝箔的规格退火时间(加热+保温+冷却)为30~150h,退火温度为180~300℃。

      铝箔的力学性能,粘附性和脱脂性的检测方法分别执行GB3198-1996附录C~附录E。拉伸试验设备为ZLD-10电子拉力试验机。

      试验结果见表1,根据试验数据,经分析研究,确定工业生产的退火温度在250℃以下,可消除铝箔的发粘缺陷。

      轧制工艺控制

      通过适当的退火工艺,可以达到良好的除油效果,获得表面干净无残油、无粘接、无油斑、光滑能自由展开的高质量铝箔。但这里有一个前提,即轧制工序的铝箔带油量及轧制油和添加剂的性能、种类和配比必须适宜。如果轧制工序带油量大的话,靠后续的退火工序无法达到良好除油效果。

      轧制油量的控制

      双零铝箔硬状态下表面残油厚度约0.02~0.2μm[1]。表面残油量大,会使铝箔的复合、印刷等精制加工产生困难。在实际生产中,应严密监视轧机出口侧铝箔表面的带油量,不允许有可见的白色带油痕迹,否则应及时检查并调整支承辊清辊器、出口则防油板清辊器以及轧制线参数等。如1999年2月,我公司精轧机生产1707批和1710批时,由于清辊器故障,轧机带油多,造成铝箔退火后,除油不好,形成“板结”。

      轧制速度的控制

      轧制速度过快,铝箔表面的油膜会加厚,通过甩溅造成的带油量也增加,铝箔表面光泽变暗,这将会给退火脱脂工序造成困难。双零箔的成品精轧速度不易于超过500m/min,道次压下率也控制在50%左右。

      轧制油及添加剂的理化性能

      铝箔轧制油除冷却和润滑作用外,还应能够保证铝箔表面光亮,退火时易挥发,轧制达到一定的压下率,氧化稳定性好,无难闻气味等。

      轧制油一般以矿物油为基油,粘度为(1.5~3.0)×10-6m2/s,添加剂为脂肪酸、脂及高级醇。酸类分子的极性强,与铝箔表面形成较为牢固的吸附膜,在较高的退火温度下,发生油膜碳链的分解氧化,引起铝箔污染,造成黄褐色油斑。由于油酸饱和吸附小浓度为1%,因此在轧制油中加入少量油酸即可在铝箔表面形成一层较为牢固的化学吸附膜,况且,油酸属于不饱和分子结构,在长期使用过程中,易发生氧化变质,所以,不希望多量使用。

      轧制油温的控制很重要。随着轧制油温的增加,轧制油变稀可能润滑不良,使轧制负荷迅速增加,轧制速度提高,轧机甩油严重,粘铝现象增加。使用脂肪酸时,细粉生成速度快于醇或脂的,基于此,也应限制油酸的过量使用。

      分切工艺控制

      铝箔的表面除油质量,除与轧制工序和退火工序的质量控制有关外,还与分切工序的卷紧程度有关。由于铝箔卷在退火炉中被热空气所包围,箔材层与层之间的轧制油需通过一定的缝隙逸出,挥发变成气体,如铝箔卷卷得太紧,轧制油的挥发就变得困难。生产中,控制好双零箔的空隙率很重要。分切操作中,根据不同的料宽,把分切的锥度张力在6%到32%之间进行调整,取得了较好的除油效果。

      结 论

      在退火温度低于双零箔的再结晶温度和轧制油终馏点温度的情况下,通过采取适当的加热制度、冷却制度、退火保温时间等退火工艺参数,使得软状态双零箔的力学性能和表面除油效果均能满足用户的使用要求,消除了铝箔发粘、开卷剥离困难的现象。这表明双零箔成品软化退火的基本目标不再是先确保金属充分再结晶,而是要寻求一个满足用户使用要求的力学性能的退火温度,并确保在这一退火温度下,铝箔的表面除油质量达到A级。

      确保双零箔退火除油效果的前提是轧制工序轧制油理化指标合理,轧制铝箔表面带油不能过多,同时,分切机张力控制要准确,一般卷取张力应随铝箔卷径的增大而减少,达到一个合理的空隙率,方能保证除油质量合格。


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