鋁箔軋制與潤滑技術

1、鋁箔軋制與潤滑技術樊玉慶,目錄,一、前言,三、鋁箔軋制潤滑,四、軋制油的潤滑,五、軋制油的過濾,六、鋁箔軋制新技術,二、鋁箔軋制技術,一、前言,鋁箔軋制的特點在于其無輥縫軋制，無輥縫軋制決定了潤滑在軋制過程中的特殊作用取代軋制力成為鋁箔變形減薄的主要變量。 合適的油膜強度、油膜厚度與合適的軋輥粗糙度配合形成需要的軋制速度和壓下率以及特定的產(chǎn)品亮度就是鋁箔軋制潤滑的核心內容。如果需退火除油的鋁箔再考慮其退火特性，在取得合適性能的同時軋制油以合適的速度揮發(fā)且不易產(chǎn)生油斑。如果是不退火的鋁箔要考慮盡量高的達因值宜于后工序的復合。,二、鋁箔軋制技術（大綱）,2.1鋁箔軋制工藝及特點 典型鋁箔軋制工藝

2、鋁箔軋制道次加工率的確定 速度的確定 速度效應 2.2 鋁箔軋制的基本原理 壓下量、軋制速度與油膜強度、輥面粗糙度的關系 表面反光率 變形區(qū)內油膜厚度的變化,二、鋁箔軋制技術,2.1鋁箔軋制工藝及特點 典型鋁箔軋制工藝 目前鋁箔的軋制工藝技術已經(jīng)相當?shù)耐晟?，以下的?.006mm鋁箔的軋制工藝表： 表1 典型的0.006mm鋁箔壓下工藝 現(xiàn)代化的鋁箔軋制工藝的特點基本可以描述為：大壓下量，高速度。 鋁箔軋制道次加工率的確定： 鋁箔生產(chǎn)道次加工率的確定，主要考慮極限壓下量、速度和板形，通常情況總是先確定壓下量。,二、鋁箔軋制技術,2.1鋁箔軋制工藝及特點 速度的確定： 速度的選擇應首先保證產(chǎn)品的

3、質量。提高速度一方面可以提高產(chǎn)量，增加效率，另一方面增大風險，降低成材率。所以速度的確定必須根據(jù)實際情況而定。 鋁卷出口料溫隨速度的增加而增加，見圖1所示，增加軋速帶來輥縫、輥溫、料溫的增加。當料溫達到90高于軋制油閃點時發(fā)生火災的機會急聚增加。高速軋制應采取冷卷軋制，這就必須 依賴于穩(wěn)定可靠的軋制質量，否則很易出現(xiàn)大量 廢品。另外，速度提高伴隨有鋁箔的表面質量會 變差、離線板形與在線板形差距加大。所以高速 度必須以準確的工藝、穩(wěn)定的毛坯、熟練的操作 技能為前提。,圖1 出口料溫與入口料溫的差值隨速度變化曲線,二、鋁箔軋制技術,2.1鋁箔軋制工藝及特點 速度效應： 鋁箔軋制有一個很明顯的特征，

4、就是隨著軋制速度的增加厚度減薄，也就是常講的速度效應。典型的速度效應曲線見圖2，對速度效應的解釋主要是軋制區(qū)潤滑條件的改善，速度增加引起的軋輥溫度增加會引起軋輥熱凸度的增加，見表2所示。,圖2 速度效應曲線,表2 軋速與熱凸度的關系,二、鋁箔軋制技術,2.2 鋁箔軋制的基本原理 壓下量、軋制速度與油膜強度、輥面粗糙度的關系 大壓下量要求有高的油膜強度（PB/ Kg），通常鋁箔粗軋不低于32，精軋不低于31。高速度必須對應低黏度，通常不高于2.2（40 / Cst）。高的粗糙度有利于潤滑，但會影響表面質量，逐步有下降的趨勢。高速軋制時，由于溫度高，油膜又厚，軋輥與鋁箔完全隔開，粗糙表面得不到壓碾

5、，且當油膜壓力較高時，柔軟的鋁箔表面就很容易形成油窩或橫向溝槽。所以在進行高速軋制時，一定要控制好潤滑劑的黏度，以保證軋制潤滑狀態(tài)，改善軋后產(chǎn)品表面質量。圖3、圖4是軋制速度與油膜厚度、箔面粗糙度的對應關系。,圖3,圖4,二、鋁箔軋制技術,2.2 鋁箔軋制的基本原理 壓下量、軋制速度與油膜強度、輥面粗糙度的關系 軋后鋁板表面的粗糙度隨壓下率的增加有類似拋物線形變化，每種軋制油黏度曲線上都存在一個粗糙度最小點，它對應的壓下率稱為最佳壓下率，此時軋件表面質量最好。還可以看出，軋制油黏度小的，最佳壓下率也低，具體見下圖圖3。 鋁材軋制工藝與潤滑劑是密不可分的，要想達到更理想的軋制潤滑效果，必須綜合考

6、慮兩個方面： 在根據(jù)產(chǎn)品選擇工藝的時候，不要忽略軋制潤滑劑的選擇； 在選擇潤滑劑時，更要與產(chǎn)品、工藝密切結合，這樣才能更好地將科技與生產(chǎn)力相結合，實現(xiàn)更大的收益。,圖5 壓下率對軋后軋件表面粗糙度的影響,二、鋁箔軋制技術,2.2 鋁箔軋制的基本原理 表面反光率 鋁箔表面的反光率是軋輥表面狀態(tài)的反映，反光率差和鋁箔表面反光率比（光橫著軋制方向的反光率和光順著軋制方向的反光率之比）與軋制的潤滑條件密切相關。以0. 015 mm雙合軋制的鋁箔為例： 表3 在鋁箔的同一表面上光入射方向不同的反光率差別 鋁箔的反光率與軋輥表面的粗糙度密切相關 ,軋輥的粗糙度越大 ,所軋出的鋁箔表面的反光率越低 ,但反光

7、率比越小，見圖6。 但是,當軋輥的粗糙度相同時 ,所軋出的鋁箔表面 的反光率卻不同，這與軋輥的表面狀態(tài)有關。,圖6 軋輥表面粗糙度與鋁箔表面反光率的關系,二、鋁箔軋制技術,2.2 鋁箔軋制的基本原理 表面反光率 在一個軋制道次中 ,鋁箔表面的反光率與軋制速度的關系見圖7。 鋁箔反光率差反映了兩根軋輥表面狀態(tài)的差別 ,也反映了軋輥磨削技術水平的高低 ,軋輥表面狀態(tài)差別越小越好。當一對軋輥軋過一定數(shù)量的鋁箔之后 ,鋁箔的表面特性也有所變化。在軋制0. 13 mm 0. 06 mm道次時 ,使用粗糙度為 Ra 0. 28m的軋輥 ,軋過112 t鋁箔，鋁箔上、下表面的反光性能的變化見表3。 表3新舊

8、軋輥對鋁箔表面反光率的影響,圖7 鋁箔表面反光率與軋制速度的關系,二、鋁箔軋制技術,2.2 鋁箔軋制的基本原理 變形區(qū)內油膜厚度的變化 軋制潤滑區(qū)域分為入口區(qū)，塑變區(qū)和出口區(qū)。在變形區(qū)入口，軋輥和軋件表面形成楔形縫隙，潤滑劑填充其間，結果建立具有一定承載能力的所謂油楔。根據(jù)流體動力學基本原理，當固體表面運動時，與其連接的液體層被帶動以相同的速度運動，即固體和液體接觸層之間不產(chǎn)生滑動。因此，旋轉的軋輥表面和軋制帶鋼表面應使?jié)櫥瑒┰鰤哼M入楔形的“前區(qū)”縫隙內。越接近楔頂越接近變形區(qū)入口平面，潤滑楔內產(chǎn)生的壓力也越大。此壓力能夠平衡外部載荷。假如在潤滑楔頂?shù)膲毫_到塑性變形壓力，則一定厚度的潤滑層將

9、進入變形區(qū)。因此，在前區(qū)內形成了特殊形式的流體動力泵，使?jié)櫥瑒┰鰤哼M入變形區(qū)。 通過對潤滑油膜厚度的推導和分析，可以 看潤滑油膜厚度在入口區(qū)，塑變區(qū)和出口區(qū)是 變化的，由于入口區(qū)和出口區(qū)相對于塑變區(qū)很 小，因此只以塑變區(qū)來說明油膜厚度變化規(guī)律。 具體見右圖圖8。,圖8 油膜厚度變化示意圖,三、鋁箔軋制潤滑（大綱）,3.1鋁箔軋制基礎油 基礎油 再生油 基礎新油與再生油的區(qū)別 3.2軋制油的脫脂性和退火油斑的傾向研究 3.3軋制油添加劑 3.4 軋制油與鋁箔表面鋁粉的關系的研究,三、鋁箔軋制潤滑,3.1 鋁箔軋制基礎油 基礎油 鋁箔軋制基礎油，是指沒有加入添加劑之前的軋制油?；A油是以煤油主，一

10、般選用碳鏈在12-16的烷烴類。根據(jù)正構烷烴的含量，環(huán)烷烴的含量不同分成不同的類型。又根據(jù)有害物質硫，磷，芳烴的含量不同，分成高檔油、普通油。也有采用單組分如碳12，碳14，碳16等類型的。表4列出了幾種軋制基礎油的碳鏈分布情況。,表4 油膜厚度變化示意圖,三、鋁箔軋制潤滑,3.1 鋁箔軋制基礎油 再生油 鋁軋制油的基礎油是由石油加工而成，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，石油資源日趨緊張，因此進行廢軋制油再生循環(huán)利用具有重要意義。再生軋制油的理化性能和摩擦學性能都可達到鋁軋制的要求，而且再生軋制油中的大分子組分比軋制油中的大分子組分少，但再生軋制油的氧化安定性較差，添加抗氧劑后再生軋制油的氧化安定性可以滿足鋁

11、軋制油的要求，使再生軋制油可在保證鋁產(chǎn)品質量的情況下循環(huán)使用。,三、鋁箔軋制潤滑,3.1 鋁箔軋制基礎油 基礎新油與再生油的區(qū)別 新軋制油和再生軋制油的熱重差熱分析（）曲線見圖9和圖10。由圖9和圖10可以看出：再生軋制油和新軋制油的曲線斜率都很大，且新軋制油的斜率更大，表明新軋制油的退火清潔性能比再生軋制油好。再生軋制油的曲線大部分在以上，通過計算，放熱面積達，說明再生軋制油在實驗過程中一直處于氧化放熱狀態(tài)，而新軋制油的曲線在以上部分只有，大部分是揮發(fā)吸熱狀態(tài)，說明再生軋制油的氧化安定性較差。,圖9 新軋制油的曲線,圖10 再生軋制油的曲線,三、鋁箔軋制潤滑,3.1 鋁箔軋制基礎油 基礎新油

12、與再生油的區(qū)別 的曲線解析見表5。從表5可以看出，再生軋制油的揮發(fā)結束溫度為.，失重率達；新軋制油的揮發(fā)結束溫度為，失重率達，說明新軋制油的退火性能優(yōu)于再生軋制油。,表5 曲線解析,三、鋁箔軋制潤滑,3.1 鋁箔軋制基礎油 基礎新油與再生油的區(qū)別 再生軋制油、現(xiàn)用軋制油和新軋制油的摩擦學性能實驗數(shù)據(jù)見表6,由表6可以看出，再生軋制油、現(xiàn)用軋制油、新軋制油的值和磨斑直徑十分接近，其差值都在試驗方法規(guī)定的誤差范圍以內，說明再生軋制油的極壓抗磨性能已達到新軋制油的水平，可以在鋁軋制過程中使用。 表6 油品的摩擦學性能,三、鋁箔軋制潤滑,3.1 鋁箔軋制基礎油 基礎新油與再生油的區(qū)別 表7中再生軋制油

13、的酸值和黏度在氧化前后變化較大，新軋制油的酸值和黏度在氧化前后變化很小，說明再生軋制油的氧化安定性較差。從表還可以看出，添加抗氧劑后再生軋制油的氧化前后酸值和黏度的變化量都有明顯的減小，說明添加抗氧劑后再生軋制油的氧化安定性提高，可以滿足鋁軋制油的要求。 表7 氧化安定性測試結果,三、鋁箔軋制潤滑,3.2軋制油的脫脂性和退火油斑的傾向研究 鋁及其合金板帶箔生產(chǎn)中所用的軋制潤滑油, 均有產(chǎn)生退火油斑的傾向，產(chǎn)生油斑，必須要滿足一定的條件，有一個上限溫度和下限溫度以及一個嚴重溫度, 這可用圖11 的曲線來表示, 這是一個定性曲線, 稱之為油斑曲線, 或油斑形成傾向曲線, 或譜線，見圖11。 描述油

14、斑產(chǎn)生傾向性最少需要四個參量, 即油斑產(chǎn)生最低溫度T0、油斑產(chǎn)生最高溫度Tm 、油斑產(chǎn)生最嚴重溫度TH和油斑最嚴重程度WH 。若僅取TH這一溫度來對比這兩種油品油斑產(chǎn)生傾向性, 必然會得出2號油產(chǎn)生油斑傾向輕的錯誤結論。 另外油斑的產(chǎn)生，還與油品的餾程有關。軋制油的餾出曲線示于圖12，它也有四個描述參量: 初餾點T初、終餾點T終、最快餾出溫度T最、最快餾出速度a最。,圖11 油斑曲線,圖12 油餾出曲線,三、鋁箔軋制潤滑,3.2軋制油的脫脂性和退火油斑的傾向研究 圖12中，曲線1和2雖然1號油和2號油兩種油品的初餾點、終餾點彼此相近,但實際上組成卻相差很大。因此，評價油的脫脂性僅用餾程范圍是不

15、全面的。根據(jù)油斑曲線和油餾出曲線的相對位置可判斷軋制能否在退火處理中形成油斑圖13的(a)(b)分別代表了兩種油品的餾出曲線與油斑曲線的相互關系由圖13可以看出，一般情況下，油斑的形成溫度都在工藝溫度范圍之內, 這就是軋制油都有油斑傾向性的原因。 （a）-窄餾程油，-鎦出速度曲線 （b）高粘度油 油斑粘度曲線,圖13 餾出曲線與油斑曲線的類型比較,三、鋁箔軋制潤滑,3.2軋制油的脫脂性和退火油斑的傾向研究 圖13(a)所示的類型相當于窄餾程、易揮發(fā)的油作為軋制油的情況，對于這種油，可以采取低溫優(yōu)先將油揮發(fā)然后再升高到退火要求溫度來避免油斑的發(fā)生。實際上以煤油作為軋制油的情況就屬于這一類型,這種

16、油的餾程在210260左右，而油斑的下限溫度在240以上。 圖13(b)所示類型相當于高粘度油的情況，該場合下，餾程幾乎與油斑曲線處于相同范圍，不可能使油大量揮發(fā)掉，亦即用的方法無法避免此類油斑，唯一的途徑只能是進行清洗或別的方法 將表面油量限制在一定量以下。以上分 析表明，若要評價油的脫脂性和油斑傾 向性，必須全面考查餾出曲線、油斑曲 線以及它們之間的相互關系。,圖13 餾出曲線與油斑曲線的類型比較,（a）-窄餾程油，-鎦出速度曲線 （b）高粘度油 油斑粘度曲線,三、鋁箔軋制潤滑,3.3 軋制油添加劑 與熱軋相比，冷軋具有軋坯溫度低、軋制力大、鋁材加工硬化明顯、對板材尺寸和表面質量要求較高等

17、特點，所以要求潤滑劑有更好的減摩抗磨作用，鋁板精軋和箔軋還要求有較高的表面質量和退火光亮度。冷軋潤滑過程中，潤滑油中的極性分子在金屬表面形成有一定強度的定向多分子吸附層，當兩金屬表面產(chǎn)生相對運動時，滑動將會發(fā)生吸附能小、剪切強度低的烴基端，阻止金屬間直接摩擦，從而減小磨損，降低摩擦因數(shù)，保護了金屬表面，達到潤滑的目的。,圖14 物理吸附模型,三、鋁箔軋制潤滑,3.3 軋制油添加劑 潤滑不良通常會造成1、表面鋁粉多，2、板面人字紋，3、粘鋁。 鋁箔軋制過程中，為獲得高質量的潤滑效果和加工表面，通常需要在基礎油中加入適量的添加劑。一般添加劑的用量在28，當2種以上有相互增效作用的添加劑復合使用時，

18、其油膜強度值可升至高于任一種添加劑單獨使用時的油膜強度，而且各添加劑的成分配比存在一最佳值（見下一頁圖15）這證實了各添加劑組分間的相互增效作用，添加劑的復臺作用機理體現(xiàn)了添加劑的反應性質和組合效應，這對復型添加劑的研制有十分重要的意義。采用增效型復合添加劑可以與基礎油配制成性能優(yōu)良的潤滑油。因此，優(yōu)質箔軋潤滑添加劑的研制應向復和型發(fā)展，具體見下一頁表8。,三、鋁箔軋制潤滑,3.3 軋制油添加劑,圖15 2種添加刺的復合作用效果,A、B分別代表 組分,表8,三、鋁箔軋制潤滑,3.3 軋制油添加劑 表9-11分別介紹了添加劑的油膜強度、脂肪醇的范德華力和各種添加劑的吸附自由能。,表9 添加劑PB

19、值,表10 脂肪醇的范德華力,三、鋁箔軋制潤滑,表11 各種添加劑的吸附自由能,3.3 軋制油添加劑 表9-11分別介紹了添加劑的油膜強度、脂肪醇的范德華力和各種添加劑的吸附自由能。,三、鋁箔軋制潤滑,表12 各類添加劑物理化學性能指標一覽表,某公司開發(fā)出的開發(fā)出了2 系( 濃縮醇類)、3系( 濃縮酯類) 和4系( 醇酯混合類) 。為了考察不同添加劑的潤滑效果，在軋制油的基礎油(40運動粘度為2.36mm/s2)中分別加入5%的不同添加劑，在四球實驗機測其油膜強度，實驗結果見表12。從圖16也可以看出，相同基礎油加入不同添加劑配制的軋制油，在摩擦學性能上非常接近，而且41的摩擦學優(yōu)于21和31

20、單劑，說明醇酯復配具有很好的增效效益。,圖16,三、鋁箔軋制潤滑,3.4軋制油與鋁箔表面鋁粉的關系的研究 軋制產(chǎn)品表面攜帶鋁粉多已經(jīng)成為一個突出的問題。這一缺陷既影響了客戶的使用體驗，又會加劇軋制油變黑變臟，降低了生產(chǎn)效率，其中工藝潤滑不良占據(jù)造成鋁粉居多的是比較普遍的，國內有公司把不同基礎油、不同添加劑含量配比和鋁粉產(chǎn)生量的關系，發(fā)現(xiàn)了其中規(guī)律。箔軋油FS05(粘度1.64，閃點83，餾程210233)、板帶油FS07（粘度2.03，閃點103，餾程235262）。將R21、R31添加劑與兩種基礎油按照質量比充分混合。將R21（醇類）添加劑與FS05/FS07基礎油按比例配置，鋁片的失重率見

21、表13、14。,三、鋁箔軋制潤滑,3.4軋制油與鋁箔表面鋁粉的關系的研究 由表13、14看出，醇含量與鋁粉產(chǎn)生量呈現(xiàn)高-低-高V字型的曲線關系，拐點在6%，此時鋁粉產(chǎn)生最少。相同添加劑含量下，基礎油粘度越低鋁粉產(chǎn)生越多。醇含量越高摩擦系數(shù)越低；相同醇含量下，基礎油粘度越高摩擦系數(shù)越小。,表13 、14 不同醇含量在FS05/FS07下的失重率、不同醇含量在FS05/FS07下的平均摩擦系數(shù),三、鋁箔軋制潤滑,3.4軋制油與鋁箔表面鋁粉的關系的研究 將R31（酯類）添加劑與FS05/FS07基礎油按比例配置，鋁片的失重率見表15、16，由表15、16可見，酯含量與鋁粉產(chǎn)生量呈現(xiàn)高-低-高復雜的曲

22、線關系，拐點在2%，此時鋁粉產(chǎn)生最少；相同酯含量下，基礎油粘度越低鋁粉產(chǎn)生越多。酯含量越高摩擦系數(shù)越低；相同酯含量下，基礎油粘度越高摩擦系數(shù)越小。,表15、16 不同酯含量在FS05/FS07下的失重率、不同酯含量在FS05/FS07下的平均摩擦系數(shù),三、鋁箔軋制潤滑,3.4軋制油與鋁箔表面鋁粉的關系的研究 將R21固定(醇含量6%)，再按不同比例的R31復配后，鋁片的失重率見表17、18，由表17可知，醇含量一定下，酯含量與鋁粉產(chǎn)生量呈現(xiàn)高-低-高V字型的曲線關系，拐點在1%，此時鋁粉產(chǎn)生最少；相同添加劑含量下，基礎油粘度越低鋁粉產(chǎn)生越多。表14可知添加劑含量越高摩擦系數(shù)越低；相同添加劑含量

23、下，基礎油粘度越高摩擦系數(shù)越小。,表17、18 醇6%酯不同含量在FS05/FS07下的失重率、醇6%酯不同含量在FS05/FS07下的平均摩擦系數(shù),四、軋制油的過濾（大綱）,4.1軋制油過濾的目的 4.2軋制油過濾介質 硅藻土 活性白土 4.3軋制油過濾程序 預涂 過濾 過濾紙的介紹,四、軋制油的過濾,4.1軋制油過濾的目的 鋁箔軋制會有鋁粉和油與鋁的化合物不斷的產(chǎn)生，軋制過程軋制油會被循環(huán)使用，一些碎鋁削也會進入到軋制油中.這些鋁粉或雜質不過濾掉會堵塞油嘴，產(chǎn)生輥印等.鋁箔軋制鋁粉的產(chǎn)生量與道次，壓下量，來料狀態(tài)都有關系.基本規(guī)律是壓下量越大鋁粉越多，軋輥粗糙度越高鋁粉越多，來料退火溫度越

24、高，退火所在道次厚度越薄，鋁粉越多，油溫越高鋁粉越多，軋制速度越快鋁粉越多。 有人測算過生產(chǎn)一噸純鋁板可產(chǎn)生5-20mg/的鋁粉，并且證明軋制油中的小顆粒會造成鋁箔針孔，8m以下的粘鋁顆粒是軋制油黑化的主要原因。 下一頁表19 過濾前后顆粒對比，表20 油中粒子化學成分。,四、軋制油的過濾,4.1軋制油過濾的目的,表19 過濾前后顆粒對比,表20 油中粒子化學成分,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土 硅藻土是一種類似白堊的軟質粉狀物質，形狀多樣具有多孔、密度低、比表面積大、相對的不可壓縮性、化學性質穩(wěn)定及不溶性并具有一定的吸附性.這種硅藻土經(jīng)干燥、粉碎、煅燒、空氣風選、分級加工成為

25、最終的惰性助濾劑，其成分主要是非晶質二氧化硅，硅藻土助濾劑在過濾介質上形成結實的、穩(wěn)定的帶有孔隙的濾餅，濾出液體中的雜質達到固液分離、澄清的目的。硅藻土助濾劑經(jīng)過科學的、嚴格的加工控制，不會改變?yōu)V液的任何成分，對過濾前后濾液的味道沒有任何影響。表21是硅藻土和濾餅的組分，圖17-18是硅藻土和濾餅的形貌。,表21 硅藻土和濾餅的組分,圖17 硅藻土形貌圖,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土 圖18是濾餅的示意圖，很明顯助濾劑除去液體中固體雜質粒子的能力隨著顆粒和濾速增大而降低，相反隨著助濾劑顆粒的減少和濾速的降低，助濾劑去除懸浮雜質的能力反而增強了，這種變化的幅度取決于待除去的不溶

26、固體雜質的形狀和顆粒分布情況。大多情況下，不溶的固體雜質粒子過濾有如下情況：使用助濾劑越細，獲得的濁度越低，如果某一種規(guī)格的助濾劑已經(jīng)去除掉濾液中 100% 的懸浮顆粒，再使用更細的助濾劑，濾速再降低也不會降低濁度。因此，選擇適當?shù)闹鸀V劑需要折衷考慮對濁度和濾速的要求，如濁度指標低則濾速可以提高，最好的助濾劑是即提供了最高的流速，同時又能使?jié)岫冗_到令人滿意的程度。這個程度需要由助濾劑的客戶來確定。,圖18 濾餅示意圖,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土 在保證濾液澄清的前提下能獲得最大的過濾量這就是選擇的前提，所以一般在滿足工藝要求的前提下，必須尋求最大的過濾速度，從而得到最經(jīng)濟的

27、過濾效果。圖20顯示了過濾工藝流程圖，通常采用板式過濾器完成整個流程。,圖19 板式過濾器,圖20 過濾工藝流程圖,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土 鋁箔過濾用硅藻土的理化指標、衛(wèi)生指標見表22，表23和表24,表22 物理性能指標,表23 化學成份和含量要求見下表,表24 衛(wèi)生指標,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土 要描述助濾劑某一產(chǎn)品可以濾出固體雜質粒子的大小非常困難，這取決于所采用的測量雜質顆粒大小的方法.原液的特性、雜質的形狀，過濾條件和雜質的特性.比如一個針形的雜質橫著碰到濾餅時就很容易被濾掉，而同樣的雜質如

28、直著接近濾餅就會穿過濾餅.易壓的、松軟的雜質很容易通過濾餅而同樣大小、形狀一致但堅實不變形的雜質卻會被阻截下來.壓力、振動和氣泡的變化也會影響到濁度。,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 硅藻土 使用硅藻土助濾劑能滿足下列要求： 1）硅藻土的化學成份對被過濾的液體來說是惰性的，既不溶于濾液之中，也不與濾液起化學反應，重金屬含量低，不含有不良的雜質，不含有染色物、砂粒及不良氣味； 2）硅藻土具有較低的堆密度能減少其沉降傾向，以使它在被過濾的液體中保持均衡的懸浮狀態(tài)； 3）硅藻土比表面積小，這樣當液體流經(jīng)助濾劑濾餅時所受的阻力就會降低； 4）硅藻土有適當?shù)牧６确植己图壟?，既要除去過細的粉末，避

29、免影響過濾速度，又要除去過大的顆粒，避免影響被濾液體的澄清度.所以粒度控制在一定的范圍內，使各種顆粒的組成有一定的比例，能夠形成顆粒與顆粒之間“架橋”與“剛性”的骨架結構； 硅藻土在液體過濾中能形成孔隙率極大的濾餅，并具有適當?shù)臑V餅密度和一定的濾餅強度，從而構成數(shù)目極多、尺寸極小的孔隙，最終成為截留固體雜質粒子和疏通液體的良好通道，濾餅的孔隙率可達 85%-90% 。,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 活性白土 活性白土是一種具有微孔網(wǎng)絡結構、比表面積很大的白色或灰白色粉末，具有很強的吸附性，活性白土的比表面積為200-400m2/g。經(jīng)酸活化處理后的蒙脫石變成為具有較強吸附脫色能力的活

30、性白土，可用于石油的精煉，潤滑油和動植物油的脫色以及絕緣油的凈化等；活性白土是生產(chǎn)化妝品、醫(yī)藥、涂料的原料；顆粒狀的活性白土還可用做芳烴重整、異構化、歧化的催化劑。一般用硫酸、鹽酸和磷酸等無機酸活化膨潤土制備活性白土，其中最常用的為硫酸，根據(jù)工藝條件，可分為干法、濕法和半濕法。其制備原理是，以氫離子與蒙脫石中的可交換陽離子發(fā)生離子交換反應，其反應式如下: Bentonite-Ca(2Na)十2H+Bentonite-2H十Ca+ (2Na) 通常采用濕法作為制備的方法，該法的優(yōu)點是反應均勻充分，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，脫色力強，是目前制備高效活性白土的主要方法。無臭、無味、無毒的白色或米色粉末或顆粒。,

31、四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 活性白土 活性白土的主要用途有三個方面： 1）石油化工行業(yè)的潤滑油精制，使?jié)櫥椭械臍執(zhí)贾怠⒒曳?、水溶性酸堿降低至極微量，以提高其耐用性和增強其抗腐蝕能力； 2）食用油行業(yè)，用于油脂中各種色素的脫除，脫怪味、脫離子（如K+）；去黃曲霉素等有害物質的吸附、分離； 3）日用化工行業(yè)，主要用于制作肥皂等產(chǎn)品的牛、羊油脫色。,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾介質 活性白土 鋁箔用活性白土的理化指標和粒度分布見表25，表26和表27 使用時，用定量的活性漂土在攪拌下直接投入物料中，攪拌一定時間后，即可達到精制目的。如果物料在加溫后，再加入活性漂土效果會更佳。,表

32、25 活動白土的物理性能指標,表26 活動白土的化學性能指標,表27 活性白土的粒度分布表,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾程序 預涂 使用硅藻土助濾劑第一步是將選定的產(chǎn)品預涂在過濾介質（濾網(wǎng)、濾布、濾紙）上，預涂的主要目的如下： 1 ）保護過濾介質（濾網(wǎng)、濾布、濾紙）防止雜質粒子與過濾介質直接接觸，避免了過濾介質被雜質粒子阻塞，這樣可延長過濾介質的使用壽命； 2 ）能使被過濾液體一開始就獲得滿意的澄清度； 3 ）過濾周期結束后，有利于濾網(wǎng)的清洗。 預涂量 助濾劑的預涂量應與過濾面積成正比，若過濾機內的流動分布較差，則應采用更多的一些助濾劑，用作預涂層的硅藻土助濾劑對顆粒有一定的要求，用作預

33、涂層的硅藻土助濾劑比過濾介質空隙大的顆粒至少要占 1%-5% ，預涂層的厚度取決于所采用的預涂方式及過濾設備，除真空轉鼓過濾外，一般預涂的厚度大約為 1.5-3cm， 使用加壓葉片濾機及板框壓濾機過濾，每平方米過濾面積上硅藻土助濾劑的預涂量大約為 0.4-1.1kg ，或1-2mm，實際使用可以將預涂達到總過濾層的50%左右以達到好的過濾效果。預涂漿的濃度應根據(jù)過濾面積與過濾機及相聯(lián)管道液體的總體積的比率來確定，如果預涂漿的濃度低于 0.3% 預涂便會出現(xiàn)困難，因為架橋的形成要依靠助濾劑顆粒通過濾網(wǎng)時的“架橋”效應.一般要求為6-12%。,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾程序 過濾 正常過濾

34、液的濃度一般為2-5%.濾液濃度可根據(jù)不同的設備選擇.最重要的是每分鐘供給的數(shù)量.對過濾效果的判斷可根據(jù)過濾曲線進行判斷是否濾土合適。 在預涂硅藻土助濾劑過濾的操作中應注意以下問題： 1）首先需要掌握硅藻土助濾劑在過濾中的作用及工作原理： 硅藻土助濾劑主要通過篩分作用、深度效應、吸附作用將懸浮在液體中的固體雜質粒子截留在介質的表面及溝道當中，從而達到固液分離的目的。 2）其次，使用硅藻土助濾劑一般分為兩個步驟進行： 在過濾前先用清液或清水在過濾介質表面上涂敷一層硅藻土肋濾劑，然后進行過濾操作，這就是預涂過濾，這一涂層稱作預涂層； 少量的助濾劑按一定的比例均勻分散到被濾液體中，被送入濾機的過程稱

35、作添加，這樣助濾劑與原液中的懸浮固體雜質粒子混合并沉積到預涂上，新的過濾面不斷形成，細小硅藻土助濾劑顆粒，擁有數(shù)不清的細小通道，可以阻塞雜質的通過。,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾程序 過濾紙的介紹 對過濾紙的要求主要就是材質均勻，有足夠的強度，一般厚度控制在80-200g/。過濾紙主要起到支撐作用，過濾紙的孔隙度不能太大，濾紙孔隙度太大將很難形成予涂層，甚至產(chǎn)生漏土現(xiàn)象。 由表可見，過濾紙的孔隙度在10-40微米之間，遠遠大于軋制有的過濾精度。所以，軋制有過濾必須預涂，由過濾土形成過濾層后才可以進入正常過濾程序。否則，過濾就會失效。硅藻土過濾進度是個相對精度，大不同于篩網(wǎng)過濾有確切的目數(shù)

36、，而是對40微米以下都有一個過濾比率。所以，硅藻土過濾不是很可靠的規(guī)律。,表28 過濾紙典型的技術指標,四、軋制油的過濾,4.2軋制油過濾程序 過濾紙的介紹 為避免過濾失效和大顆粒顆粒對設備，產(chǎn)品的損害，通常要在進入軋機前加一道濾網(wǎng)過濾。可以選購5微米，10微米，20微米等過濾精度的過濾器，稱為二次過濾，或者叫檢測過濾check filter。二次過濾的堵塞速度是衡量硅藻土過濾效果的最好指標。二次過濾根據(jù)軋機不同選擇不同的過濾精度，精軋機一般選用5微米，粗軋機一般選用10微米。 鋁箔軋機過濾器標準用紙寬度為1040mm，一板面積在1個平方左右。過濾層厚度一般控制在10-25mm.每平方用土量在

37、5-10kg。過濾器的壓差一般為4bar左右，過濾周期8-24小時。 當濾速過快，壓力上升太慢，過濾效果不好時可以考慮增加白土量，白土需要量太多可以考慮選擇各細一點的硅藻土.但壓力上的太快時，可以考慮減少白土，白土需要量太少，可以考慮選擇粗一號的硅藻土.硅藻土的添加速度應當與壓力上升同步在過濾周期到達.如果中途壓力到達，表明添加土速度太慢，如果涂以添加完壓力還沒到表明土吸得太快或白土太少。,五、鋁箔軋制新技術（大綱）,5.1過濾新技術 纖維素 智濾膜技術 5.2高達因值軋制油及添加劑的開發(fā),五、鋁箔軋制新技術,5.1過濾新技術 硅藻土助濾劑使用中存在過濾周期短、微小顆粒易混入軋制油造成污染且磨

38、損過濾設備、過濾后的副產(chǎn)品易造成環(huán)境污染等諸多缺點。隨著纖維素助濾劑生產(chǎn)技術的發(fā)展，其各項理論指標均已達到甚至超越硅藻土助濾劑。 纖維素 纖維素助濾劑相較于硅藻土助濾劑，除可以正常替代使用外，還存在著幾項顯著優(yōu)點：,1）使用成本更低 2）軋制油耗量更低 3）員工勞動強度更低 4）更好的環(huán)境條件 5）軋制油系統(tǒng)內沉積物更少 6）濾餅處置更方便更環(huán)保 7）有吸取軋制油中少量水分的作用,五、鋁箔軋制新技術,5.1過濾新技術 智濾膜技術 膜技術是當代新型高效分離技術，以其節(jié)約能源和環(huán)境友好的特征過濾材料方面，膜材料的智能化已成為當今分離材料領域發(fā)展的一個新方向。目前國內已有使用選擇性吸附技術制成的過濾

39、材料，系在高分子材料上運用納米技術構建基本模塊過濾結構，在支架通道中，納米級的只能基團能夠高效地進行篩選，選擇性地吸附、攔截、過濾臟油中的Fe、Al、Cu等金屬元素及其他雜質，可完全替代硅藻土、白土、無紡布、纖維素等傳統(tǒng)濾材或助濾劑。下圖21為智濾膜的典型技術指標：,圖21 智濾膜的典型技術指標,五、鋁箔軋制新技術,5.1過濾新技術 智濾膜技術 其智能表現(xiàn)在只處理有害成分，無損軋制油和其中寶貴的添加劑，并能有效減輕油斑傾向。其先進性表現(xiàn)在高效、節(jié)約和環(huán)保方面： 高效徹底簡化過濾工藝，無需預涂和噴涂，大幅度減少停機時間，提升生產(chǎn)效率； 節(jié)約告別攪拌桶，大大延長換紙周期，再也無需其它耗材，降低換紙

40、帶來的油耗； 環(huán)保通過FDA認證，無二次污染，大大降低了廢棄物產(chǎn)生量。,圖22 過濾效果對比圖,五、鋁箔軋制新技術,5.2高達因值軋制油及添加劑的開發(fā) 鋁箔表面要進行印刷或復合，故表面潤濕張力值是鋁箔尤其是H18狀態(tài)鋁箔（如藥箔、電池箔)的一項非常重要的技術指標。 在生產(chǎn)達因值要求高的產(chǎn)品前，會根據(jù)需求將軋制油的粘度降低到一定程度，以獲得較好的潤濕性即較高的達因值。 有研究認為基礎油運動粘度越低達因值越高。原因是軋制油是由各類非極性飽和烷烴分子構成的，非極性分子的最外層電子排布有時會變得不對稱，因而在一瞬間產(chǎn)生極性，這種瞬間的極性使非極性分子產(chǎn)生了比分子間結合氫鍵弱很多的吸引力就是范德華力，所以運動粘度越低，分子間范德華約束作用越弱，油品的分散性潤濕性能越好，因此降低基礎油粘度可以有效提升達因值。,五、鋁箔軋制新技術,5.2高達因值軋制油及添加劑的開發(fā) 因為鋁箔軋制需要用到不同粘度的基礎油，我們就選用國內某公司的FS05及FS07，在其中加入不同濃度的單體添加劑：濃縮醇類R21、濃縮酯類R31，然后考察醇和酯對達因值的影響。試驗結果見表29