铝箔轧制过程中轧制油的控制与过滤技术

蒋淼

摘要：简要论述了铝箔轧制生产中轧制油的控制，对轧制油进行过滤的重要性，以及如何选择过滤介质、助滤剂和过滤过程中常遇到的问题。 关键字：轧制油，铝箔，添加剂 一、前言

铝箔市场的竞争日益加剧， 客户对铝箔的质量要求也愈加苛刻，除内在质量外，对表面及外观质量也提出更为严格的要求。电子铝箔作为电解电容器的极片材料，因其比容与表面积成正比，因此，提高比容的有效途径是提高铝箔比表面积，这就需要特殊的铝箔侵蚀工艺。对电子铝箔进行腐蚀是一道非常关键的工序，由于铝箔表面的状态会严重影响腐蚀均匀性，从而影响腐蚀箔的比电容。在铝箔轧制过程中，轧制油起到润滑、冷却和洗涤作用，是不可缺少的关键要素，轧制油的粘度、添加剂含量、洁净度都会严重影响电子铝箔的表面质量， 因此铝箔轧制油的控制极为重要。

二、铝箔轧制过程中轧制油的作用

2．1、润滑作用在变形区入口，轧辊和箔材表面形成楔形缝隙，在轧辊的旋转、轧辊粗糙度、轧制油的黏度等因素的共同作用下，轧制油进入变形区，建立了具有一定承载能力的油楔，在轧辊和铝箔之间形成一层油膜，避免铝箔与轧辊直接接触而发生粘连，起到润滑作用，改善铝箔表面质量。

2．2、冷却作用铝箔轧制过程中产生大量的变形热和摩擦热，这些热量会使轧辊辊型发生变化，通过喷淋轧制油，将热量吸收并带走，有利于调整和控制板形。

2．3、洗涤作用铝箔轧制过程中会产生大量铝粉，轧制油能将轧辊表面的铝粉冲走，保持轧辊的清洁，改善铝箔的光洁度。 三、轧制油的选择

鉴于轧制油在铝箔轧制过程中的作用及电子铝箔表面质量的要求，轧制油必须具有一定油膜强度；适当的馏程；良好的润滑性、冷却性、流动性和稳定性；低温退火时易挥发，不产生油斑，无有害物质。因此轧制油的选择尤为重要。 铝箔轧制油的黏度不同，不但影响轧制过程中的工艺参数，还对铝箔表面质量有不同程度的影响，黏度较高时油膜较厚，轧制速度降低，铝箔表面带油量增多，退火易形成黄褐色油斑，黏度太低，油膜变薄、不均匀，轧制时易破裂造成铝箔与轧辊之间干摩擦，导致铝箔表面出现明暗相问的振纹，影响铝箔表面质量。因此铝箔一般选择黏度(40℃)在1．5～2．omm2／s的轧制油。

轧制油的馏程越宽，轧制油的稳定性越差，终馏点越高，其重组分含量越多，黏度值也越高，越不稳定，退火时低温除油段轧制油不易挥发，升温后轧制油烧结使铝箔产生油斑，使电子铝箔腐蚀不均．轧制油初馏点过低，闪点低，影响安全性能，并且消耗增加，因此电子铝箔轧制油馏程一般控制在200℃～240℃ 。 低硫、低芳烃是优质、高档轧制油的标志之一，它具有冷却能力强，环保性能好等特点，因此电子铝箔轧制选择低硫、低芳烃的轧制油，表1为电子铝箔轧制油技术指标。为了提高轧制油的油膜强度，使轧制时达到适当的摩擦因数，改善轧制油的润滑性能，必须在轧制油中加入脂肪酸、醇、脂类作为添加剂。这类添加剂一般为极性分子，可以定向吸附在金属表面上，形成牢固的油膜，能承受较高的强度，油膜不易破裂，但过多的添加剂会留在铝箔表面上，造成后序的腐

蚀不均，因此应控制添加剂的加入量。一般电子铝箔轧制时添加剂选脂类，含量控制在3％～5％ 。

表1

四、轧制油的管理 4．1轧制油的日常监测

为了使铝箔轧制能够正常稳定的进行，轧制油的管理非常重要，应定期对在线轧制油的各项指标进行监测，主要监测项目有：外观、馏程、闪点、粘度、添加剂含量及灰分、水份等。 4．2油量的控制

在铝箔轧制过程中轧制油的消耗速度比较高，要掌握好油箱中的油位，及时添加基础油，油箱油位不足会造成油位报警，导致停机断带。 4．3添加剂控制

轧制过程中添加剂品种和添加量不同，所起作用不同，生产过程中多以复合添加剂的形式加入，根据生产经验加入量一般不大于5％ ，由于生产过程中经

常补充新基础油和添加剂在生产过程中的消耗，应根据监测指标常常进行补充，确保控制在合理范围内，稳定产品的表面质量。 4．4轧制油温度控制

轧制油的温度与轧制油的黏度、油膜强度有着密切的关系，油温越高，油的黏度越低，温膜强度越小(见图1)，铝箔轧制油温控制因道次和轧制速度不同而异(见表2)，一般控制在30℃～60℃之间。

图1 表2

4．5轧制油的更换

轧制油在使用过程中，由于长期在高温和空气的作用以及机械油的泄漏、低馏分轧制油的挥发等，轧制油将发生氧化、颜色变深，酸值增加。轧制油老化后形成的油膜强度不够，对铝箔表面质量有很大的影响， 因此为确保铝箔表面质量的稳定，必须定期更换轧制油，一般半年更换一次效果比较好。 五、轧制洁净度的控制 5.1轧制油过滤的必要性

轧制油是由基础油和添加剂组成。用于铝板带箔轧制的基础油是石蜡基原油在200—350℃的直馏分油，根据轧制产品的不同又分出若干种馏程在30~50℃小区间的油品。这种基础油粘度低、扩散润湿性好、在轧制品后期的退火中易于除油。但是这种基础油对金属表面的吸附性较差，因此必须添加添加剂以改善其润滑性能，即增加油膜强度，以满足铝板带箔高速轧制和高表面精度的要求。铝板带箔轧制过程中，铝箔和轧辊之间产生摩擦，产生大量的铝粉，造成轧制油黑化，易造成铝箔针孔和退火白斑。同时由于油品受到轧制时产生的温度、压力变化，同时受空气湿度、光线照射等的影响，易生成有机酸、醇等极性物质、金属皂类、树脂质、沥青质、油泥、铝粉等杂质。由于这些固体分离物和油溶性杂质的存在，使轧制油的成膜及承载能力、润滑散热能力、抗氧化能力遭到破坏。很难轧制出高质量的板带箔产品。所以高质量、高精度的过滤系统就成为现代化铝板带箔材轧机的必要组成部分。 5.2轧制油的过滤技术

为了消除轧制油中的铝粉、其他污物和有害杂质，必需采用在线过滤措施。过滤是用硅藻土和活性白土做滤剂，用无纺布作过滤介质。

5.2.1硅藻土

硅藻土是由硅藻类残骸沉积而成的非金属矿，硅藻土的每个颗粒均有很多的微细小孔通道，是其他过滤介质所不具备的，所以其过滤精度最高。原矿土的表面有吸附水和离子水形成的羟基，通常颗粒表面带有负电荷，在溶液中可吸附金属离子、有机化合物、高分子聚集物。在制造过程中经高温加碱烧成，在400~C左右硅藻土的比表面积达到最大值。600oC以上时，孔径增大，比表面积下降。随着孔容、孔径增大，过滤速度提高，但比表面积下降，羟基变成硅氧基，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体和铝活性白土主要由硅氧四面体和铝氧八面体交替层叠的层状硅酸盐矿物——蒙脱石组成。蒙脱石经过酸处理，其中的杂质被除去，由于小半径的氢离子交换层面有大半径的二价、三价钙镁等阳离子，所以分子间的空隙、孔容得以增大，有利于吸附分子的扩散。因此活性白土不但具有阳离子交换能力而且有高的吸附和脱色能力。影响活性白土吸附性能的工艺条件主要是白土的用量、接触时间、反应温度和pH值。提高温度(70~-220~C)有利于降低轧制油的粘度，使轧制油中的不理想组分充分进入白土吸附孔内，完成离子交换。

由于轧制油中的铝粉颗粒很小，活性白土具有高的阳离子交换、吸附和脱色能力，可有效吸附这些小颗粒，然后硅藻土滤饼可将活性白土和所吸附的小颗粒一起过滤掉。活性白土与轧制油接触时间长和加大其用量都有利于净化过滤轧制油，但因其颗粒较小，量过大则会使过滤能力大大降低，必须与硅藻土有个合理

的配比。由于各厂家的油品和设备不同，该配比值相差很大，小的可以是1：6，大的可能为1：3。一般电子铝箔轧制油的过滤精度要达到0．5～1．01μm。

5.3过滤过程中常见的问题 5.3.1 没有稳定的预涂工艺

预涂的目的是要在过滤纸上形成预涂层。预涂层是真正的过滤层，其作用是形成致密的过滤层保证过滤的精度，由于其厚度较薄，所以过滤阻力很小。预涂层一般为1～2 mln厚，太厚则增大过滤阻力，也将影响过滤的精度和滤饼的压缩性，甚至脱落；太薄则不能形成有效的涂层，这时铝粉等颗粒物会涂在过滤纸上致使滤液压力快速上升，滤液也不干净。预涂液的浓度不宜过大，浓度大则涂层不致密；浓度太小(低于0．5％)会延长预涂时间甚至不能形成涂层。通常预涂液的浓度为6％ ～12％。 5.3.2预涂之后的添加液不适当

添加助滤剂的目的是使其与铝粉混合，把铝粉“支撑”开，提高孔隙率，减轻滤饼的压缩性，减少过滤阻力，增大过滤面积。添加液的浓度通常为2％ ～5％，浓度过高会使滤饼过于疏松，造成不必要的材料浪费；浓度过低会使过多的铝粉沉积在滤层上，使渗透性变坏，滤液压力过快的上升，滤饼也不干爽。 5.3.3 过滤面积不足

由于设备原始设计缺陷造成过滤面积不足，过滤流量低于铝板带箔轧制时轧制油的使用量，造成污油倒灌进入净油箱的现象。 5.3.4 长期不清理过滤设备

由于杂物的长年积累造成进油管路、喷油孔和过滤网板堵塞，致使轧制油喷

射力大小不均匀，很难形成稳定的滤饼，滤饼变得凹凸不平、厚薄不均匀，滤层渗透性不好，滤饼含油多，滤液发黑。 5.3.5 换纸间隔时间长

换纸周期是根据过滤设备的性能要求及生产厂家的生产安排来确定的，一般为8～24 h不等，没有严格的规定。但如果时间太长，会造成滤饼过厚，过滤阻力加大。这时只好去选择高滤速的过滤土，但它的过滤效果不好，会使滤液发黑。 六、结束语

铝箔轧制过程中轧制油的作用是冷却、润滑和洗涤，因此，轧制过程中轧制油的选择和日常管理很重要。铝箔轧制时应选择低硫、低芳烃且粘度低的基础油；添加剂应选脂类，加入量一般控制在3％～5％；生产过程中应对轧制油各项指标进行监测，铝箔轧制过程中轧制油的温度应控制在35℃～60~C范围内；轧制油洁净度影响铝箔表面质量，因此轧制油的过滤非常重要，轧制油使用一段时间后会发生氧化、变质，应定期进行更新。

参考文献：

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