铝箔轧制与润滑技术（演示文稿提取）
作者：Z先生
来源：铝箔轧制与润滑技术 3.key
说明：Keynote演示文稿文字提取，约60页
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一、铝箔轧制的特点
铝箔轧制的特点在于其无辊缝轧制，润滑在其中起到关键作用：
- 变形减薄的主要变量由润滑条件决定
- 需要合适的油膜强度与轧辊粗糙度配合
- 轧制速度和压下率以及特定的润滑条件共同影响产品质量
- 如果需退火除油，必须考虑油品的挥发性且不易产生油斑
二、道次加工率与速度确定
2.1 道次加工率
- 主要考虑极限加工率
- 通常情况总是先确定道次加工率
- 已经相当完善的工艺体系
2.2 速度的确定
- 选择应首先保证产品的质量
- 一方面可以提高效率，但另一方面可能降低成材率
- 必须根据实际情况而定
- 铝卷出口料温随速度增加而升高
- 闪点时发生火灾的机会急剧增加
- 依赖于稳定可靠的润滑系统
2.3 板形控制
- 离线板形与在线板形差距加大时需要调整
- 轧制速度增加时厚度减薄曲线有明显特征
- 道次中轧辊差反映了两根轧辊的水平
三、变形区油膜理论
3.1 变形区结构
变形区内油膜厚度的变化可分为：
- 入口区：件表面形成楔形缝隙，建立具有一定承载能力的油楔
- 接触区：根据流体动力学，油被带动以相同的速度进入
3.2 油膜强度
- 油膜强度与黏度密切相关
- 粗轧不低于32（油膜强度值）
- 必须对应低黏度（不高于2.2）
- 有利于润滑但会影响表面质量
3.3 速度与油膜的关系
- 速度与油膜强度有直接关系
- 轧制油黏度曲线上都存在一个拐点
- 加有类似抛物线形变化
四、润滑状态与机理
4.1 三种润滑状态
- 流体润滑：两接触表面完全被润滑油膜隔开
- 混合润滑（部分流体润滑）：载荷一部分由油膜承担，一部分由微凸体承担
- 边界润滑：表面仅有一层定向吸附膜
4.2 润滑机理
- 添加剂分子一端为极性基团，另一端为非极性基团
- 极性分子在金属表面形成定向吸附膜
- 当表面发生运动时，滑动发生在吸附能最小的烃基之间
- 物理吸附能较小，对温度敏感
五、基础油
5.1 基础油类型
- 以煤油为基础，一般选用碳链在12-16的烷烃类
- 也有采用单组分如碳12
- 基础油是由石油加工而成，资源日趋紧张
- 因此进行废油循环利用具有重要意义
5.2 再生油
- 再生油与新油的区别：曲线斜率都很大
- 退火清洁性能比新油稍差
- 但在实验过程中的安定性接近
- 酸值和黏度在氧化前后变化较大
六、添加剂
6.1 添加剂类型
| 类型 | 油膜强度 | 浸润性 | 热稳定性 | 表面光亮性 | 不形成油斑能力 |
|---|---|---|---|---|---|
| 脂肪酸 | 强 | 劣 | 良 | 优 | 劣 |
| 脂肪醇 | 弱 | 优 | 良 | 良 | 优 |
| 脂肪酸酯 | 强 | 良 | 优 | 劣 | 良 |
6.2 复合作用
- 当2种以上有相互增效作用的添加剂复合使用时，油膜强度值可升至高于任一种
- 分配比存在一个最佳值
- 复合机理体现了协同效应
6.3 最佳配比实验
- 酯类：含量6%为拐点，超过后效果不明显
- 醇类：含量2%为拐点
- 酸类：含量1%为拐点
- 单一酯类效果不佳，需要酯、醇、酸组合具备最优化效果
6.4 月桂酸的作用
- 月桂酸是一种极性较强的物质
- 加入量从千分之一到千分之五
- 会降低油品的表面张力
- 但持续提高到一定饱和后效应不明显
- 月桂酸含量过高会影响退火清洁性
七、退火清洁性与油斑
7.1 油斑形成机理
- 铝及其合金板带箔生产中所用的轧制油均有产生油斑的可能
- 必须要满足一定的条件
- 有一个上限温度和下限温度
- 馏程范围是判断油品退火性能的重要依据
7.2 馏程与退火
- 窄馏程的油品（如210~260℃）退火性能好
- 可以采取低温优先将轻组分挥发，后再升高到要求温度来避免油斑
- 实际上以煤油为基础的轧制油在210~260℃不可能使油大量挥发
- 途径只能是进行清洗或将表面油量限制在一定量
八、轧制油过滤
8.1 铝粉产生规律
- 压下量越大铝粉越多
- 轧辊粗糙度越高铝粉越多
- 来料退火温度越高铝粉越多
- 油温越高铝粉越多
- 轧制速度越快铝粉越多
- 有人测算生产一吨纯铝板可产生5-20mg/㎡的铝粉
8.2 硅藻土助滤剂
- 是一种类似白垩的软质粉状物质
- 具有多孔、密度低、比表面积大、相对不可压缩性
- 化学性质稳定及不溶性并具有一定的吸附性
- 成分主要是非晶质二氧化硅
- 在过滤介质上形成结实的、稳定的带有孔隙的滤饼
- 滤饼孔隙率可达85%-90%
8.3 活性白土
- 是一种具有微孔网络结构、比表面积很大的白色或灰白色粉末
- 具有很强的吸附性
- 比表面积为200-400m²/g
- 经酸活化处理后的蒙脱石
- 主要用途：石油化工、食用油脱色、润滑油精制
8.4 预涂工艺
- 预涂厚度约为1.5-3cm
- 硅藻土浓度一般为6-12%
- 添加液的浓度一般为2-5%
- 滤纸标准宽度为1040mm
- 板面积在1个平方左右
- 用土量在5-10kg
- 工作压力为4bar
- 换纸周期8-24小时
8.5 滤纸技术指标
- 滤纸材质均匀，有足够的强度
- 克重在80-200g/㎡
- 起到支撑作用
- 孔隙度不能太大，否则很难形成预涂层甚至产生漏土现象
九、新型过滤技术
9.1 硅藻土的缺点
- 微小颗粒易混入轧制油
- 造成污染且磨损设备
- 使用后的副产品易产生环保问题
9.2 纤维素基过滤介质
- 随着纤维素技术的发展，其各项理论指标均已达到甚至超越硅藻土
- 除可以正常替代硅藻土外，还有几项显著优点：
- 降低员工劳动强度
- 减少系统内沉积物
- 滤饼处置更方便更环保
9.3 智能膜分离技术
- 是当代新型高效分离技术
- 以其节约能源和环境友好的特征
- 智能化已成为过滤领域发展的一个方向
- 使用选择性吸附原理
- 运用纳米技术构建基本模块
- 在支架通道中吸附脏油中的Fe等金属元素及其他杂质
- 可完全替代硅藻土、纤维素等传统过滤介质
- 智能表现在只处理有害成分，保留宝贵的添加剂
- 能有效减轻油斑倾向
- 大幅度减少停机时间
- 提升生产效率
- 延长换纸周期
- 通过FDA认证
- 减少废弃物产生量
十、高达因值添加剂开发
10.1 背景
- 电池箔表面要进行印刷或复合
- 润湿张力值（达因值）是非常重要的技术指标
- 尤其是H18状态电池箔
10.2 基础油与添加剂的关系
- 基础油运动粘度由各类非极性饱和烷烃分子构成
- 非极性分子外层电子排布有时会变得不对称
- 因而在瞬间产生微弱的极性（范德华力）
- 需要用到不同粘度的基础油
10.3 醇和酯对达因值的影响
- 在基础油中加入浓缩醇类R21
- 考察醇和酯对达因值的影响
- 6%含量为最佳
- 更低碳链更短的醇效果更好
- 生产中需要将醇、酯或酸按不同比例复合
10.4 月桂酸对达因值的影响
- 按照千分之一到千分之五的比例加入
- 到已经复配好的油中
- 但持续提高到一定饱和后效应不明显
- 月桂酸含量过高会降低退火清洁性
10.5 液压油污染的影响
- 生产过程中轧机机械润滑、高低压系统的液压油、轴承润滑油会难免泄漏进轧制油
- 将相同基础油的R21+2%R31加入各种不同浓度的液压油
- 结果：液压油含量超过2%会带来严重的退火问题
- 液压油都是长碳链，仅抵消了添加剂的效果
十一、结论
铝箔轧制工艺的核心就是润滑技术：
- 要建立在选择合理的基础油和添加剂配比之上
- 以及轧辊粗糙度的合理选择
- 在追求高效率的同时必须保证质量
- 酯、醇、酸组合具备最优化效果，只是不同产品需要不同比例
- 单一酯类效果不佳
- 酸值正在成为行业关注的指标
- 胶质作为一个常规指标来量化机械油的混入量
- 过滤介质近几年不断有新的发展
- 要达到高箔面反光率还需要综合考虑多方面因素
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本文为Z先生《铝箔轧制与润滑技术》演示文稿的文字提取，包含约60页内容。