27.4 铝箔轧制时的润滑
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27.4 铝箔轧制时的润滑
27.4.1 轧制油的选择与管理
27.4.1.1 轧制油性能要求
轧制油的性能必须满足铝箔轧制的特殊 性，其要求如下：
(1)润滑性能好。轧制油在轧辊和轧件之 间形成一层油膜，使轧制可在摩擦系数小、轧制 力小、功率消耗低的条件下进行，同时油膜必须 具有足够的承载能力，能达到一定的压下量和 轧制速度，保证铝箔变形均匀，表面质量好。
(2)冷却性能好。铝箔轧制时，会产生大 量的变形热、摩擦热，这些热量会使辊型发生 变化，轧制油应具有良好的导热冷却性能，通 过喷淋可以吸收并带走轧制时产生的热量，有
利于调整和控制好板形。
(3)退火性能好。轧制油要有适当的馏程 和黏度，铝箔成品退火时轧制油容易挥发，不 易产生残油或油斑。
(4)流动性能好。轧制时会产生大量的铝 粉，轧制油应能将轧辊表面的铝粉冲走，保持 轧辊的清洁，改善铝箔表面光洁程度。
(5)具有适当的闪点和黏度。闪点与黏度 高的轧制油，容易造成铝箔成品退火除油不 净、油斑或油粘连废品，但闪点与黏度太低、 轧制油挥发性大，油雾大，着火的危险性大。
(6)稳定性好。不易氧化变质，有良好的 抗氧化稳定性，有较长的使用寿命。
(7)无难闻气味，对人体健康无害，对设 备和铝箔无腐蚀作用。
(8)价格合理，货源充足。
27.4.1.2 轧制油的选择
对于轧制速度在200m/min 以下的老式二 辊铝箔轧机，基础油多采用高速机油。对于高 速铝箔轧制，基础油采用的是窄馏分煤油，其 流动、润滑性能好，冷却能力强，能均匀分布 在轧辊和铝箔表面上。其主要成分为一定范围 内不同碳数的烷烃和少量芳烃组成，其碳链的 长短和黏度、馏程有关，馏程越高，烃类的碳 链越长，黏度越大。根据基础油的组成不同， 其又可分为石蜡系和环烷系两种。石蜡系和环 烷系基础油性能比较见表27-23,几种典型基 础油的理化性能见表27-24。
表 27-23 石蜡系和环烷系基础油性能比较
表27-24 几种典型基础油的理化性能
续表27-24
高速铝箔轧制基础油的选用有如下三种方 式：
(1)粗轧和中精轧选用不同的基础油，即 粗轧选用黏度较高为2.2mm²/s 左右的基础油， 中精轧选用黏度较低为1.7mm²/s 左右的基础 油。这种方式考虑的是粗轧对所轧材料的表面 光亮度要求不严，所要求的是大压下量和轧制 速度，这就需要油膜强度高，承载能力大，所 以粗轧选用黏度较高的基础油。中精轧要求表 面光亮度，同时考虑退火后的除油效果，所以 选择黏度较低的基础油。
(2)粗、中精轧都选用低黏度基础油，这 主要考虑管理上的方便，为满足粗、中精轧不 同生产工艺的要求，通常采用调整添加剂的种 类和含量的方法。
(3)根据基础油中硫含量和芳烃含量的多 少，又将基础油分为高档油和普通油，即将硫 质量分数小于0.5×10-⁴%,芳烃质量分数小 于1%的基础油称高档基础油，其他属普通油。
硫和芳烃的含量高，其气味和毒性大。芳烃 对人的中枢神经系统有较强的毒害作用，而含硫 化合物又以多环毒性最大，它对人体的免疫功能 有害，同时普通油的退火性能和氧化安定性(油 易变黄)较差，西方发达国家已不采用普通基础 油，所用基础油都为低硫、低芳烃，而且必须通过 美国食品与药物管理局FDA-21CFR178.3620 的 检验，此检验已为国际社会所接受。
高档油与普通油相比，气味小、轧制润
滑、退火性能好，但价格贵、成本较高，目前 国内多数高速铝箔轧机已采用高档基础油。
27.4.1.3 添加剂的选择
添加剂由极性分子组成，它能吸附在金属 表面上形成边界润滑膜，防止金属表面的直接 接触，保持摩擦界面的良好润滑状态，添阳剂 极性越大，在金属表面的吸附能力越强，其润 滑性能越好。但吸附能力越强，越容易形成退 火油斑，因此添加剂的选择必须考虑润滑性能 和退火性能两者之间的关系。同时还要考虑添 加剂必须与基础油具有良好的互溶性。低速铝 箔轧制用添加剂， 一般为豆油、花生油、煤 油。高速铝箔轧制用添加剂主要有两种，即单 体添加剂和复合添加剂。
A 单体添加剂
单体添加剂主要包括酯、醇和脂肪酸三 类。粗中精轧机根据轧制工艺要求的不同，分 别加入两种(中精轧)或三种(粗轧)添加 剂，各种单体添加剂的特性比较见表27-25, 常用单体添加剂的种类见表27-26。
B 复合添加剂
复合添加剂是由添加剂生产厂家配制的添 加剂浓缩液，与单体添加剂相比，它具有添加 方便，添加量容易控制，退火污染性小等特 点，目前在高速铝箔轧机上已广泛使用。复合 添加剂主要分两类，一类为醇系，适用于高压 下量的粗轧，一类为酯系，适用于要求铝箔有 光亮度的中精轧，其理化性能指标见表27-27。
表27-25各种单体添加剂的特性比较
表27-26常用单体添加剂种类和性能
表27-27典型复合添加剂的理化性能
27.4.1.4 轧制油的配制与典型理化
指标
A 轧制油的配制
轧制油的配制必须满足轧制工艺的要求。 合理的配比应根据生产工艺、设备状况的不同 从实践中不断总结摸索，表27-28至表27-30 为典型的轧制油添加剂配比。
表27-28低速轧制典型添加剂配比
B 轧制油的理化性能
相同基础油加入不同添加剂配制的轧制油 理化性能对比见表27-31和表27-32。
表27-29高速轧制典型单体添加剂配比
表27-30高速轧制典型复合添加剂配比
表27-31不同复合添加剂配比的轧制油理化性能
注：基础油为石巨轮油1号， DOWDEN 摩擦系数为室温下1.96N负荷。
表27-32 不同添加剂配比的轧制油理化性能
续表27-32
注：油样中，1—cz2- 基础油；2 — 基础油+5%WYROL10; 3— 基 础 油 + 5 %DL 复合添加剂；4 — 基础油+3%酯+2% 醇；5—基础油+2%酸+3%醇；6—粗轧机生产用油。运动黏度试验方法为GB/T265。
27.4.2 轧制油的过滤
在铝箔轧制过程中，要求轧制油具有使铝 箔表面光亮，退火时能挥发清除等特性。而铝 箔轧制过程中会有大量的铝屑、铝粉、灰尘及 其他微小颗粒带入轧制油中，使轧制油变黑及 铝箔轧制质量下降。铝屑、铝粉、灰尘及微小 颗粒直径大部分在5μm以下，很难用一般的机 械方法将其过滤掉，所以铝箔轧制油必须得到 100%的全流量过滤，而且必须具备小于1μm 的公称过滤精度。
高速铝箔轧制油的过滤绝大多采用的是平 板式过滤器，见图27-6,其特点是过滤能力大 和过滤精度高。过滤能力的大小，取决于滤箱 板的层数， 一般轧机的过滤能力为600~ 1500L/min, 公称过滤精度可达0.5 μm, 过 滤 后净油的灰分含量小于0.05%.平板式过滤器
所用助滤剂为硅藻土和活性白土，过滤介质为 无纺过滤布。
27.4.2.1 过滤原理与工艺
(1)预涂周期。通过搅拌箱上喷射泵迅速 将助滤剂喷射在过滤介质过滤布上，形成与过 滤精度相适应的过滤层， 一般为2～3mm, 通 过改变搅拌箱中助滤剂的浓度和调节节流阀流 量可以调整预涂层的厚度。
(2)基本供给周期。助滤剂由搅拌箱上喷 射泵周期性吸土，并随同污油一起进入过滤器 滤板箱，滤饼逐渐加厚，随着过滤层加厚，阻 力增大，当阻力达到规定的压力或过滤时间达 到规定的时间时，过滤过程应结束。
(3)滤层和过滤布的更换。更换前先吹入 干燥空气，吹除滤层中所含有的大部分残油， 然后拖出过滤布及附在其上的助滤剂，铺上新 滤布后开始下一个过滤周期。
图27-6 平板式过滤器
1—过滤泵；2—搅拌箱；3——滤纸卷；4—滤板箱；5—压紧机构；6—引纸机构；7—集污箱
27.4.2.2 硅藻土
硅藻土是一种硅酸盐材料，具有多孔性、 较低的密度、较大的比表面积、相对不可压缩 性及化学稳定性的独特性能。化学成分主要为 SiO₂, 其含量高，化学稳定性好且骨架坚硬， 吸附力强，有利于轧制油的过滤，SiO₂的含量 一般控制在85%以上。硅藻土的颗粒分布和形
貌对轧制油的过滤都有明显的影响，颗粒太 小，过滤阻力会升高的快，颗粒太大，有可能 使部分小颗粒透过，油过滤不干净。硅藻土的 孔隙度大，轧制油过滤效果好。硅藻土的物理 性能见表27-33,硅藻土的化学性能见表27-34, 轧制油过滤用硅藻土典型技术指标见表27-35。
表27-33硅藻土的物理性能
表27-34典型硅藻土的化学性能
表27-35轧制油过滤用硅藻土典型技术指标
27.4.2.3 活性白土
硅藻土仅能将1 μm 以上的颗粒机械地过 滤掉，对轧制油中小于1μm 的金属粒子、金属 皂液或胶体形式污物以及呈显微尺寸在“埃” 范围左右能使产品着色的物体是过滤不掉的， 活性白土是一种极性物质，颗粒尺寸一般 5 ~ 15 μm, 它可以吸附轧制油中硅藻土无法过滤
的微小粒子，并使轧制油脱色，其脱色率可达 92%以上。活性白土的技术指标见表27-36。
27.4.2.4 过滤布
过滤布是基底，在它上面形成预涂层和添 加层，对过滤布的要求必须满足不被腐蚀，有 足够的强度，足够小的孔隙度和过滤后便于清 理。表27-37为过滤布典型技术指标。
表27-36活性白土技术指标
表27-37过滤布典型技术指标
27.4.2.5 助滤剂添加比例
助滤剂的添加量要根据不同轧机与轧制油
状态合理调配，添加过小或过多都会影响轧制 油的过滤效果。图27-7为轧制油在不同助滤剂
第4篇 铝合金板、带、箔材生产技术
添加量时的流量情况，图27-8为助滤剂的添加 量对过滤压力的影响。
添加量/%
图27-7 助滤剂添加量对总滤出量的影响
最大入口压力
2 1 – 添加过量 2一添加量最佳
3- 添加不足
过滤时间
图27-8 助滤剂的添加量对过滤压力的影响
27.4.3 轧制油的管理
27.4.3.1 轧制油的检验与分析项目
为了使铝箔轧制能够正常稳定地进行，轧
制油的管理是非常重要的，因此应定期检验轧 制油的各项性能指标是否在允许的范围内。主 要检测项目有：馏程、黏度、皂化值(酯值)、 酸值、羟值、灰分、水分、闪点等。
27.4.3.2 轧制油的日常管理
轧制油的日常管理如下：
(1)每班生产前应过滤轧制油，过滤时不 应开机生产，同时在生产中应避免污油倒流。
(2)由于油量不足，需加基础油时，应按 比例加入规定的添加剂及添加剂数量。
(3)要掌握油箱中的油位，避免油箱油位 低于泵口，当油位低于泵口时，泵会吸入空 气，而不能充分控制喷油嘴的流量，容易造成 箔材起波浪或表面不好，同时也会缩短泵的使 用寿命。
(4) 轧制油温度与油的黏度、油膜强度有 着密切的关系，油温的高低对铝箔表面光泽、 表面质量及轧制工艺参数都有影响，粗中精轧 轧制油的控制温度各不相同。粗轧油温为30~ 40℃,中轧油温为40～50℃,精轧油温为50~ 60℃。
(5)对每次轧制油分析报告都要认真分 析，发现异常应及时采取措施，必要时应更换 轧制油。
(6)定期清扫轧制油箱和双合油箱，清除 沉积于油箱底部的沉积物。