第46卷第3期2017年6月
有色金属加工
NONFERROUS METALS PROCESSING
Vol.46 No. 3
June 2017
铝箔轧机轧制油黑化原因分析
王鹏
(徐州市四方铝业有限公司，江苏徐州221007 )
摘要:经过连续多年的跟踪研究，发现空气湿度变化是引起油品变黑的主要因素，文章为轧制理提供一种新的 思路。
关键词:轧制油;黑化;空气湿度中图分类号:TG339
文献标识码：B
文章编号：1671 -6795(2017)03 -0022 -03
较长时间来，铝箔轧机轧制油出现规律性黑化现 象，造成油品性能下降，影响产品质量。我公司
1550mm铝箔粗中轧机为万能铝箔轧机，所使用的坯 料规格宽泛，产品涵盖装饰箔、空调箔、胶带箔、啤酒 封、药用箔等。在生产过程中，出现一种规律性的现 象，每年进入夏季，轧制油颜色就会逐渐变黑，严重时 透光率仅有7. 6%，残馏量3. 5%，铝粉含量0. 41% ; 到冬季，轧制油颜色就逐渐恢复正常，透光率能达 到 94. 3%。
在铝箔生产中，轧制油主要起润滑、冷却、清洗、 承载作用，使用量大。为降低成本、保证油品性能，通 常采用机械过滤法，排除油中固体颗粒，达到循环使 用的目的。铝箔轧机配置单垛板式过滤机，其主要技 术参数为，轧制油供油量2000L/min ( max );供油压力 0. 2MPa ~0.6MPa;过滤能力 2400L/min(max)。选 用硅藻土和活性白土为助滤剂，无纺布为过滤介质。
生过大的拉应力。当拉应力超过铝的断裂强度，就会 在铝材表面产生垂直于轧制方向的微裂纹，微裂纹处 氧化，导致产品失去金属光泽，出现白斑;裂纹处压入 的有害物质未被清洗掉，或者其它有机物碳化后吸附 其中，会在产品表面形成黑点线等缺陷。
现已证明，轧制油中的固体小颗粒（特别是>
4^m)是造成铝箔针孔缺陷、退火白斑的主要原因。 轧制油中8^m以下的粘铝颗粒是轧制油“黑化”的原 因，数量越多，黑化越严重，导致制品表面损伤和运行 中板面检查困难[2]。因此，消除轧制油中固体颗粒、 其它污物的有害影响，保持轧制油油品清洁，工艺指 标的合理稳定，是获得产品良好表面质量，保证箔材 轧机生产轧制正常进行的必备条件。
2
2.1
原因分析
工作辊粗糙度
由轧制理论可知，在铝卷塑性变形过程中，增加
1 “黑化”的表现及影响
轧制油油品黑化时，产品表面质量也受到一定影
轧辊表面的粗糙度（Ra)，会使延伸系数增加，有利于 变形。同时也有利于轧制油附在辊面，使进入变形区 的油量增加，润滑作用增强。工作辊表面粗糙度大， 轧制时摩擦产生的铝粉颗粒就大，相比较粗糙度小产 生的小颗粒，轧制油在过滤时，更容易过滤干净，这也 是冷轧机比箔轧机的轧制油容易过滤干净的原因。
一般来讲，冷轧机的粗糙度为0. 5pm，粗轧机为 0. 25pm，中轧机为0. l^m，精轧机为0. 06^m。对于 万能铝箔轧机来讲，产品技术要求相差极大，就要求 磨削不同粗糙度的工作辊，制定不同的添加剂调配方 案和轧制工艺，以及配置不同的油箱。
当然，并不是轧辊表面越光滑，其摩擦阻力（或磨
响。黑化油品经过一年的静置，油品出现明显分层， 造成轧制油变黑的主要原因是悬浮在油中的絮状物。 悬浮物主要由铝粉或被氧化的铝、过滤土和其它固体 细小颗粒组成。有资料介绍，轧制纯铝时每吨铝板材
将产生10 ~ 18g或5 ~20mg/m2的铝粉尘[1]。
在铝板、带、箔轧制过程中，金属摩擦产生的铝粉 末无法避免，当轧制油的油膜强度、过滤能力等不能 满足生产需求时，油中许多微米级的有害物质，在辊 缝区局部位置出现润滑失效现象，造成辊面与新生成 的铝板表面直接接触而产生黏着，从而在铝材表面产
收稿日期：016 -12 -21
第3期有色金属加工
23
损量）就越小。摩擦阻力除受表面微观不平度（RZ)影 响外，还与摩擦产生的金属微粒、轧制油中的各种添 加剂成分以及油温等因素有关。有时，轧辊表面过于 光滑，摩擦系数反而增大，板面质量并不好。22油膜强度
轧制油的油膜强度，主要由基础油和添加剂的性 能决定。我公司铝箔轧机只有1套轧制油箱系统，综 合考虑各种技术条件，经过实践，选用低硫低芳轻质 窄馏程高档煤油作为基础油，STE系列复合添加剂， 搭配单体添加剂混合使用，使用效果良好，充分满足 了各种铝箔产品（厚度为〇• 18 ~〇. 〇〇98mm)的要求。
基础油中的硫主要是增强油品的抗磨性能，通过 摩擦化学反应生成反应膜来保护轧辊与轧件的接触 表面，在边界润滑状态下减少磨损，防止轧件表面擦 伤烧结，起到极压剂的效果。常用的极压剂分为硫 系、磷系、氯系和有机金属盐类。但是硫也是有毒物 质，而含硫化合物又以多环毒性最大，是易致癌物质， 对人体的免疫功能和生殖功能都有一定的破坏作用， 所以要求轧制油中硫和芳烃的含量越低越好，一般要 求硫质量分数小于5 x 10_6。
基础油中的芳烃对油膜强度有一定的影响，且基 础油粘度越低，影响程度越大，这主要是由芳烃环状 结构抗压强度较高所决定的。由于芳烃对油膜强度 有一定影响，芳烃含量太低，会导致油膜破裂、轧制力 升高，进而恶化轧后产品表面质量，但是芳烃毒性大， 其中又以多环芳烃的毒性最强烈，对人的中枢神经系 统有较强的毒害作用，一般高档油芳烃含量在1% 以下。
添加剂主要是改善轧制油的润滑性能，提高油膜 强度。添加剂中除油性剂（酸、酷、醇）、极压剂外，还 添加了活性剂、抗氧剂、消泡剂、防锈缓蚀剂等，也是 为了改善油品性能，消除和减弱生产过程中的某些有 害影响。在铝箔轧制过程中，轧制油的油膜强度容易 受到外界因素的影响，如温度、外来杂质、铝屑、过滤 助剂质量、各种润滑油脂等，这会导致轧制油的粘度、 馏程、灰分、皂化值、酸值、水份、残留值等发生变化， 进而影响到油膜强度发生变化。
如果轧制油中酸值和含硫量高，在一定条件下对 铝产生腐蚀作用，在铝材表面形成白色污斑。皂化值 和酸值的增加，使轧制油的运动粘度超过上限；当其 值超过合理范围时，会使轧制油老化加剧。2 3水份
水份是指轧制油中的含水量（％)。水会破坏轧 制过程中油膜的形成，降低轧制油的润滑和抗压性
能，并与其中的有机酸产生反应，使油品的酸值增加， 而且它还削弱助滤剂的使用效果，导致过滤精度下 降，油品变黑，影响油膜强度。
水在油中一般以游离水、乳化水、溶解水3种状 态存在。游离水是和润滑油分层的水，主要来源于生 产过程中冷却系统的泄漏，它以层状或珠状沉积在油 箱底部，并在一定条件下向乳化水转变。乳化水是指 是润滑油氧化或和润滑油形成乳浊液的那部分水。 溶解水是指很少的和润滑油互相溶解的那一部分水， 主要来源于大气在湿度的变化，由吹扫系统或者坯 料、助滤剂受潮等因素把空气中的水份带人。一般情 况下，游离水较易除去，但乳化水和溶解水则需重新 蒸馏才可脱去，而乳化水和溶解水对工艺润滑油的不 良影响又最大，如果仅靠生产过程中的过滤和挥发， 则需要很长时间，所以轧制油中不能有水份。
空气湿度较大（图1)，或油中水份多，会导致轧 制油酸值增加、油品老化，轧制或退火后会在产品表 面形成白斑（油斑的一种）。分析结果表明，白斑（氧 化层）的主要成分为氧化铝及氧化铝的水合物，其产 生的原因主要是残留的油膜被封闭在板带卷中，随着 水分的蒸发，pH值升高，超出了铝腐蚀钝化区，从而 加剧了铝表面的氧化，形成较厚的氧化膜及其水合 物，因而在视觉上呈现出白色的腐蚀斑。而且白斑一 旦形成，无法消涂。根据理论和实践经验，轧制油中 水份的质量分数一般不超过1. 5 x HT4，铝板带轧制 油的酸值不大于0 03 mgKOH/100g，铝箔油的不大于 0. 01 mgKOH/100g[3]。
图
1夏季轧机用压缩空气中的含水情况
Fig. 1 The water content of compressed air in summer
当空气湿度变大，或油品明显变色时，应定时分 析油的含水量。根据相关试验[4]和实践的结果来看， 在空气湿度较大的情况下，增加粗糙度或者减少轧制 力，可以在一定程度上控制和减轻表面质量缺陷。当
24
有色金属加工第46卷
轧制油中水分含量超过上限200ppm时，则应检查各 冷却系统是否有漏水混入油路。2.4过滤精度
轧制油过滤精度一般通过灰分和透光率两项指 标来评价。灰分含量少，透光率高表示过滤精度高。 一般情况下，硅藻土仅能将2〜10^m及以上的颗粒机 械地过滤掉，对轧制油中小于5^m的，能使产品产生 颜色的污物是过滤不掉的。活性白土是一种极性物 质，颗粒大小一般在5 ~ 11pm，它可以吸附轧制中硅 藻土无法过滤的微小粒子，并对轧制油进行脱色。活 性白土是膨润土经过酸化精制而成的乳白色粉状产 品，在空气中易吸潮，放置过久会降低吸附性能，其主 要指标以脱色率和活性度最为重要。脱色率数值高， 表明白土的脱色效果好，过滤后液体就容易变得清 澈、透明。铝箔轧制油过滤用活性白土的脱色率一般 要求大于92%。活性度高表明白土的吸咐性强，铝箔 轧制油用活性白土的活性度一般要求大于220。
用硅藻土和活性白土过滤轧制油，灰分含量一般 控制在0.02% ~0. 1%以下，轧制油的透过率在90% 以上。有资料介绍，铝箔轧制时，轧制油过滤后，要求 粒子精度达0. 5pm,灰分含量应少至0. 005%的水平。 灰分的主要成份为S、Si、Ca、Mg、Fe、A1、Mn等元素的 化合物。分析灰分含量的目的在于掌握正常过滤状 况，及时调整助滤剂的配比及过滤周期。把灰分含量 控制在适宜的水平上，以保持轧制油的清洁，避免添 加剂的过量损失。经过多次试验，硅藻土和活性土对 油中过多的灰分起不到过滤漂白作用，且悬浮物不易 下沉。
在实际生产中，欲滤除5pm以下微粒，目前只有 配合使用脱色素和纤维素，效果较好，过滤精度可达 0.5pm，但进口价格较高，约3万元/t。国内也有厂家 生产类似产品，尚未试用。
另外，无纺布如果存在较强的各向异性，延展性 差，那么在过滤箱内受到油、土混合物的高压作用，会 出现滤布孔隙变大，很难形成有效滤饼层，严重影响 油品过滤效果。为了获得更好的过滤效果，所使用的 过滤布应满足以下要求，纵向强度為60N，横向强度為 40N，延伸率>20%，表面质地柔软，压花孔隙均匀[5]。
3对策分析及方案
(1)建立完善的轧制油检验制度，制定合理有效
的检验标准，做到动态跟踪，及时调整，确保油品质量；
()保持生产现场干燥、清洁;做好高温、高湿条 件下的生产预案；
(3)加强压缩空气过滤管理，强化除水性能，保证 气源质量，避免污染油品；
()提高硅藻土、白土、过滤布的运输、存储各环 节管理水平，防止受潮、失效。注意白土的时效，避免 放置过久引起活性物质吸附而降低性能；
(5)
发现油品粘度明显变化，要及时检查轧机各
机械装置“跑冒滴漏”情况，防止高粘度润滑油漏入接 油槽，逐步用无渍液压油取代普通液压油；
(6) 控制灰分和机械杂质质量分数，它是衡量油 品洁净度的重要指标。该指标高，会造成带材表面粗 糙，严重者还会引起油路、油嘴和过滤器堵塞，一般将 其控制在0.005%以下；
()轧制油变黑时，根据油品性能，在满足客户质 量要求的情况下，尽可能选用粗糙度较大的工作辊进 行生产，并适当减少轧制力，避免给产品表面质量带 来不良影响；
()合理安排生产，产生铝粉多的道次和产生铝 粉少的道次要交叉进行。必要时，可调整助滤剂的配 比，延长预涂时间，缩短换纸周期。
4结束语
轧制油在铝箔生产中起至关重要的作用，要实行
动态化管理，做到实时跟踪，及时调整。做好基础性 工作和生产预案，保持轧制油清洁，减轻和避免油品 黑化带来的影响，这样才能更好地满足生产需求。
参考文献
[]宋冀生，王曼星.金属轧制时变形区润滑油膜的隔蔽效应[].轻合
金加工技术,1988,(1)25 -29.
[2]卢德强.铝箔及铝带轧制油的过滤和使用技术[J].轻合金加工技
术，1994, (5) ：1 -25.
[]陈淮东.铝轧制基础油的性能与特性[J].轻合金加工技术,2000,
(3)14-16.
[]志渡诚一.关于抑制铝箔轧制中人字纹缺陷的研究[].铝加工技
术，1992, (3) :2 -28.
[]张登峰.过滤布对轧制油过滤效果的影响[].有色金属加工，
2007,(3) :32-33.
(下转第8页）
8
有色金属加工
序号11121314
工序名称箔轧清洗剪切成品退火
设备名称铝箔轧机清洗机组剪切机组真空退火炉
工艺条件及工艺参数
一道次出成品0• 〇85mm
清洗速度:55~1〇0 mmin，烘干温度100尤~10尤按照成品规格进行剪切
第46卷
炉温升至310尤，保温30h，升至530尤，保温18h，然后充氮快冷至 100尤及以下出炉
在张力范围内，开卷张力与收卷张力应尽量设为一致，且根据复卷 料面情况进行调整并保证复卷后产品真圆度根据相应标准进行检查木箱包装
151617
复卷检查包装
复卷机组人工人工
4主要生产设备
电子铝箔的主要生产设备包括，熔炼炉、保温炉、
铝箔退火工艺的研究，以提高电子铝箔的性能及内部 组织结构。随着我国电解电容器的发展，电子铝箔的 质量必将赶超日韩产品。
参考文献
[1]王祝堂，田荣璋•铝合金及其加工手册[M]•长沙：中南工业大学
出版社，19:
在线精炼、铸造机、铸轧机、铸锭锯床、铣面机组、铸锭 加热炉、热轧机组、冷轧机组、铝箔轧机、剪切机组、清 洗机组、复卷机组以及真空保护性气体退火炉等。由 于电子铝箔产品规格较小，所以熔保炉组及铸造机通 常选用30t左右级别的，热轧机一般选择1600mm左 右，冷轧机与铝箔轧机宽度在1450mm左右。
GB/T3615-2〇〇7电解电容器用铝箔[S].[]杨宏，等.国内外高压电解电容器用铝箔的性能比较[J].电子元件
[]石华敏，等.
与材料，2005，
[]陈宏才.浅析电解电容器用电子铝箔消费与生产[J].有色金属加
工，2012.
[]杨宏，毛卫民.铝电解电容器铝箔的研究现状和技术发展[J].材料
导报，2005.
5结论
电子铝箔的生产是精密加工过程，产品质量与工
艺过程的控制及设备先进程度有着重要关系。电子 铝箔尤其是阳极箔应该严格控制生产工艺参数，加强
Applioation and Process Technology of Electronic) Aluminum Foil
(Luoyang Engineering and Research Institute for Nonferrous Metals Processing, Luoyang 471039, China)
Abstract: The paper simply presents the classification and market status of electronic aluminum foil，and introduces the electronic aluminum foil production process control point and its equipment in details.Keywords: electronic aluminum foil; anode foil; cathode foil; production process
Xia Zhen
(上接第2页）
Cause Analysis on Blackening of Rolling Oil in Aluminum Foil Rolling MiM
Wang Peng
(Xuzhou Sifang Aluminum Industry Group Co. , Ltd.，Xuzhou 221007 , China)
Abstract： Based on follow - up
study
for consecutive
years，it is
found
that the change of air humidity
is the
blackening. This paper presents new ideas for rolling oil management.Keywords： rolling oil； blackening； air humidity
mai
