淺談影響容器箔表面質量的主要因素及對策

吳 丹

(江陰新仁科技有限公司，江蘇 江陰 214407)

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淺談影響容器箔表面質量的主要因素及對策

吳 丹

(江陰新仁科技有限公司，江蘇 江陰 214407)

文章從生產實際出發(fā)，通過研究鋁箔表面常常被忽視的輕微黑絲、黑線、黑灰、色差條紋、異味等質量缺陷的產生原因，制定切實可行的預防措施，穩(wěn)定容器箔產品質量，滿足用戶使用要求。

黑絲；黑線；黑灰；色差條紋；異味

容器箔廣泛應用于航空配餐鋁箔餐盒、微波爐加熱器皿、食品燒烤盤、鋁箔碗、蛋糕托、爐頭墊、食品打包盒的制作以及冷藏、冰凍和新鮮食品的保鮮包裝[1]，對鋁箔的沖壓性能有著非常嚴格的要求。然而，輕微的黑絲、黑線、黑灰、色差條紋、異味等質量缺陷，在容器箔生產過程中往往容易被生產者忽視而造成退貨。如何避免上述質量問題所造成的質量、經(jīng)濟損失，本文從生產實際出發(fā)進行分析，提出一些切實可行的解決方法，有助于容器箔產品質量的穩(wěn)定和生產效率的提高。

1 黑絲缺陷

鋁箔產品表面沿軋制方向呈針狀斷續(xù)分布的黑色細線稱為黑絲缺陷。隨著軋制厚度減薄，黑絲缺陷在鋁箔成品道次或鋁箔成品前一道次表現(xiàn)較為明顯。

1.1 產生的主要原因

⑴ 軋制前來料表面存在的擦傷缺陷，經(jīng)被污染的軋制油沖刷和軋輥軋制，軋制油中的非金屬雜質嵌入形成一定深度的點狀或針狀擦傷表面，變成斷續(xù)的黑色絲狀壓劃痕缺陷；

⑵料卷層間橫向或縱向錯動而造成的鋁箔表面成束分布的傷痕；鑄軋卷來料橫斷面呈非拋物線形，開卷過程中層間橫向錯動，并伴有粘連撕扯聲響，所產生的橫向簇狀傷痕；

⑶容器箔成品軋制生產前不進行中間退火，軋制油易被污染；

⑷軋輥磨床沖刷砂輪表面的循環(huán)水不干凈，軋輥磨削過程中，循環(huán)水中細砂夾入軋輥和砂輪磨頭之間，瞬間在工作輥表面形成凹凸不平的針狀凹凸點，也稱“拉毛”。這種工作輥軋制的鋁箔表面易產生針狀斷續(xù)劃傷；

⑸軋制出口厚度在0.05mm以上的鋁箔時，在有輥縫壓延過程中，鋁箔前三道次之間前后張力不匹配，往往在下一道次軋制開卷過程中產生層間錯動，而使鋁箔在軋制入口前產生層間擦傷。

1.2 預防措施

⑴ 嚴格控制鑄軋來料板型，鑄軋卷的縱向厚差應不大于0.08mm，鑄軋卷的同板差不大于0.03mm，鑄軋卷的中凸度為-0.02～0.03mm；

⑵軋輥磨削過程中，保持磨削液過濾干凈，不含機械雜質十分重要，在兩班制磨床滿負荷生產的前提下，磨削液最好每月定期更換一次；

⑶加強軋制油品管理，固化容器箔等非中間退火軋制產品工藝油過濾工藝參數(shù)，最好每12h更換一次過濾布及過濾介質，每班做好軋制油透光性交接工作。在潮濕的南方和沿海地區(qū)保持硅藻土、活性白土過濾介質干燥，對防止因過濾介質受潮降低對細小污物顆粒的吸附性十分重要，必要時可把硅藻土及活性白土存放在退火爐或其他加熱爐附近進行干燥；

⑷固化相同產品熔煉、鑄軋、冷軋、箔軋、精整、退火等每一道次生產工藝參數(shù)，對杜絕層間開卷或卷取擦傷十分關鍵；

⑸制定切實可行的作業(yè)指導書，規(guī)范每個操作步驟，對松卷、磕碰傷等質量問題發(fā)生十分奏效。

2 黑線缺陷

鋁箔產品表面沿軋制方向呈連續(xù)溝狀分布的黑色細線稱為黑線缺陷，生產中較為常見。

2.1 產生的主要原因

⑴ 鑄軋生產過程中，石墨噴涂或煙碳噴涂裝置噴涂濃度過大時，鑄嘴前沿積碳，細小的碳粒卷入鑄軋卷中，形成鑄軋板表面非金屬壓入，后經(jīng)軋制隨金屬壓延變形而形成黑線；

⑵ 鑄軋料在卷取機纏頭時，因導輥不轉或因抬料板前沿不圓滑而刮傷與鑄軋板相接觸的料卷表面，形成連續(xù)的鉤狀傷痕；

⑶ 鑄軋、冷軋在卷取厚度>0.6mm時，卸卷和綁卷沒頂住、綁緊，造成整卷或卷外圈連續(xù)多圈松卷，在下一道次軋制開卷過程中，因開卷張力的作用，開卷層間連續(xù)滑動，使軋制帶材表面產生嚴重縱向擦劃傷；

⑷ 1系合金鑄軋卷冷軋開坯第一道次、3系和8系合金鑄軋卷冷軋開坯第二道次卷取時不帶套筒，卸卷后，卷材筒根部位松卷，下一道次開卷時，因后張力作用造成尾料層間及尾料與開卷芯軸之間縱向滑動，而形成鋁帶表面嚴重縱向擦劃傷。這種擦劃傷質量缺陷在鋁箔軋制至0.20～0.30mm厚時，成品卷外圈幾層甚至幾十層都會出現(xiàn)表面縱向黑線；

⑸ 冷軋、重卷、鋁箔粗軋、厚箔剪工序間出入口張力不匹配，而造成下道工序或下一道次開卷層間縱向滑動，使所經(jīng)過的鋁箔表面產生嚴重的縱向擦劃傷；

⑹ 重卷等精整設備卷取打底不平，卷取張力選擇過小，卷取料卷纏不緊，鋁箔軋制開卷過程中，因后張力大于重卷機卷取張力，使得箔軋開卷層間縱向滑動，造成鋁箔在軋制咬入前，形成嚴重縱向擦劃傷。

⑺ 重卷機、粗軋機、厚箔剪等的導輥、導板等導路表面，以及粗軋機入口清輥器粘有切邊碎屑等硬雜物，容易使鋁箔表面產生劃傷；所有導路經(jīng)過鋼輥的部位，鋼輥的線速度與帶材的線速度不同步也容易使鋁箔表面產生劃傷。

2.2 預防措施

⑴ 嚴格控制鑄軋板表面質量，制定行之有效的產品質量管理考核制度，杜絕因非金屬壓入、刮傷、松卷等產品質量缺陷的發(fā)生；

⑵ 規(guī)范熔煉、鑄軋、冷軋、重卷、鋁箔粗軋、厚箔剪工序各道次生產工藝參數(shù)，杜絕因前后工序之間或軋制道次之間張力匹配問題而產生層間滑動，造成產品表面形成嚴重縱向擦劃傷質量缺陷；

⑶ 開機前認真檢查和清潔設備，保持被動運轉輥系內各導輥運轉靈活，減少導輥、導板等導路粘有異物，造成與鋁箔直接接觸而使鋁箔表面產生劃傷。

3 黑灰缺陷

鋁箔表面粘附呈點狀或團絮狀黑色物質，即是黑灰缺陷，間斷性不規(guī)則的分布于鋁箔表面，用手或紙巾擦拭即從鋁箔表面脫落。

3.1 產生的主要原因

點狀黑灰缺陷多在鋁箔軋制成品道次時以散油點形式出現(xiàn)，通常這種油點是一種軋制油、氧化鋁粉、助濾劑粉末及水分的混合物。

⑴容器箔成品軋制脫粉嚴重，軋制油臟，鋁箔軋機成品道次牌坊不潔凈而粘有鋁粉、灰塵等雜質；

⑵鋁箔軋機板式過濾器，如果過濾布質量不好，過濾布密度小(80～90g/m2)且厚度不均勻時，生產過程中，微量助濾劑隨軋制油透過過濾布，進入軋制油凈油箱；如果換紙操作不規(guī)范，進入過濾階段后，板式過濾器入口箱壓上升過快(≥0.40bar)，軋制油過濾不順暢，污油箱液位上升過快，污油翻入凈油箱，凈油污染；進行板式過濾箱內清洗吹掃時，如果通往凈油箱主管道自動截止閥密封不嚴，一部分過濾箱內的污油雜質會經(jīng)凈油箱主管道自動截止閥口回到凈油箱，這些均會導致軋制油灰分含量過高(≥0.01%)；

⑶厚箔剪導輥或壓平輥長時間不清理較臟，尤其是膠輥對黑色的氧化鋁粉末因摩擦靜電作用，相比鋼輥來講吸附性更強，當這種黑色粉末成團絮狀聚集到一定程度，吸附力小于黑色粉末聚集物自身重力時，就會從導輥表面脫落，掉落到料表面上，形成黑灰質量缺陷。

3.2 預防措施

⑴ 每周定期清理清潔軋機、厚箔剪等生產設備，包括軋機牌坊在內的所有排煙罩內壁、立柱、橫梁、管路、導板、防濺擋板以及軋機、厚箔剪等精整設備的所有導輥導路，均需用擦機布擦拭干凈；

⑵ 規(guī)范軋制油過濾換紙工藝流程，合理選用過濾布及助濾劑種類和型號，正確進行助濾劑使用和配比，保持軋制油潔凈透光，可減少軋制散油點發(fā)生的幾率；

⑶ 保持廠房溫度，能有效地防止潮氣進入廠房，因此，加強廠房門窗管理，對鋁箔生產很重要。

4 色差條紋缺陷

鋁箔表面因組織不均勻而產生的與軋制方向平行的明暗相間色澤不同的條狀或梭子條紋稱為色差條紋。

4.1 產生的主要原因

⑴ 熔煉時同合金或高一品位的冷軋、鋁箔廢料添加比例過大(正常為≤40%鋁熔體)，熔煉過程中熔煉時間過長(正常生產4～5h/爐)，鋁熔體造氣造渣嚴重。鑄軋板原始低倍組織雜質元素極易產生晶內偏析，造成微區(qū)分布不均勻，經(jīng)軋制變形，雜質元素含量低的枝晶先變形，雜質元素含量高的枝晶后變形[2]；中間退火后，形成的再結晶晶粒大小不一，再經(jīng)軋制變形后，所形成的變形纖維組織晶粒寬窄不一、長短不一，隨著厚度的減薄，這種呈梭子形纖維組織粗細不一的黑白條紋在鋁箔表面表現(xiàn)越發(fā)明顯；

⑵ 鑄軋板生產過程中，鋁鈦硼絲添加量過大(>3.2kg/t鋁)，使鑄軋板原始組織中TiB2二相化合物沉淀形成成分偏析[3]，或者鑄軋坯料低倍組織有表面偏析或中心層偏析，或者鑄軋坯料原始晶粒粗大，或者坯料中間退火溫度過高、時間過長導致坯料再結晶退火晶粒粗大，經(jīng)后續(xù)冷軋、箔軋軋制變形后在鋁箔表面形成明暗相間的條狀花紋；

⑶ 鋁箔成品道次軋制油膜強度不夠，或者來料板型中間松嚴重，軋制油噴淋系統(tǒng)局部噴射量不夠，造成軋制后的鋁箔表面留有明暗相間的條狀花紋，俗稱“冒油”缺陷；

⑷ 上支承輥清輥器夾有鋁屑或清輥器與支承輥接觸部分局部缺損，使上支承輥在正常軋制過程中，輥表面因摩擦產生亮條，軋制過程中，支承輥通過工作輥印到鋁箔表面上，形成亮條色差。

4.2 預防措施

⑴ 嚴格控制熔煉鑄軋生產工藝參數(shù)，嚴格做好廢料分類和管理工作，穩(wěn)定合金各種廢料配比比例，廢料總添加量≤40%鋁熔體；

⑵ 每次更換工作輥，都要檢查軋制油噴嘴噴淋狀況，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理，避免軋制過程中因局部缺油而導致鋁箔表面“冒油”條紋發(fā)生；

⑶ 加強油品管理，建立油品組份添加管理使用臺賬，保持好油膜強度及軋制油潤滑穩(wěn)定性，對保證產品質量和提高鋁箔軋制生產效率很重要；

⑷ 每周定期檢查和清潔設備，對鋁箔軋機清輥器、各導輥導路水平度與平行度都要做定期檢查，保持被動運轉輥系內各導輥運轉靈活，減少輥系內支承輥、工作輥、導輥與軋制鋁箔帶材之間因線速度差產生相對滑動而引起的鋁箔表面擦劃傷或亮條印痕缺陷出現(xiàn)。

5 異味缺陷

卷狀鋁箔成品，表面剝開后層間散發(fā)出刺鼻氣味稱為異味缺陷。

5.1 產生的主要原因

⑴ 基礎油選擇不當，或各種軋制油添加劑添加配比不當會導致鋁箔軋制后產生異味；

⑵ 液壓及油氣潤滑系統(tǒng)機械潤滑油等高粘度油泄露，使軋制油品粘度上升，或鋁箔成品道次軋制過程吹掃不良，殘留油過多，退火過程中，殘留的油不能完全揮發(fā)；

⑶ 厚箔剪圓盤刀上刀與底刀側面貼不緊，上下刀重疊量過大，或分切張力過大，造成鋁箔卷過緊，影響鋁箔卷加熱時層間軋制油的揮發(fā)；

⑷鋁箔成品退火溫度過高、時間過長，軋制油在鋁箔卷層間尚未來得及揮發(fā)，即發(fā)生了分餾，分餾后的殘留物留在鋁箔表面，使鋁箔卷層間發(fā)生粘連，影響退火后鋁箔卷層間異味的散發(fā)。

5.2 預防措施

⑴選擇具有無毒、低氣味、低粘度、高閃點、低終餾點、窄餾分的軋制基礎油，其流動性好，溶解能力強，有利于鋁箔軋制獲得良好的表面光潔度，退火獲得良好除油效果；

⑵ 正確選擇軋制油指標，根據(jù)實際經(jīng)驗，容器箔實際生產中，軋制油理化指標為：粘度(40℃) 1.8～2.0mm2/s，閉口閃點>80℃，餾程205～255℃，全餾出為98%，水分<80ppm，灰分<0.01%，酸值0.1～0.3mgKOH/g，醇含量1.5%～2.0%，酯含量5.0%～6.0%，無機械雜質；

⑶ 加強鋁箔軋機設備點檢，發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象，及時處理；生產過程中，加強吹掃系統(tǒng)吹風嘴角度的調整，減少鋁箔表面軋制帶油；規(guī)范厚箔剪調刀工藝參數(shù)，避免鋁箔翹邊缺陷發(fā)生；成品退火時采用低溫長時退火工藝，有助于鋁箔卷層間軋制油的揮發(fā)。

6 結束語

通過以上分析可知，容器鋁箔生產過程必須關注細節(jié)控制，熔煉廢料添加比例設計不合理，連續(xù)鑄軋煙碳噴涂火焰大小調整不合適，冷軋開坯道次卷取不及時上套筒，軋輥磨削使用的磨削液定期更換不及時，工藝油過濾及油品管理不到位，設備定期清理清潔及查找跑冒滴漏不徹底，前后工序之間或軋制道次之間張力不匹配，均會引起鋁箔表面輕微的黑絲、黑線、黑灰、色差條紋、異味等質量缺陷。只有正確控制上述因素的影響，才能保證容器鋁箔獲得高表面質量，滿足用戶使用要求。

[1] 肖亞慶.鋁加工技術實用手冊(第二版)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006.

[2] 馬錫良.鋁帶坯連鑄連軋生產[M].長沙:中南工業(yè)大學出版社,1992.

[3] 武恭.鋁及鋁合金材料手冊[M].北京:科學出版社,1997.

Discussion of Factors and Solutions on Influencing Household Foil Surface Quality

WU Dan

(Jiangyin Xinren Technology Co., Ltd., Jiangyin 214407, China)

Based on the actual production, the paper focused on the causes of defect formation on the foil surface, such as light and heavy creases, adhesive contamination, stripe defects and abnormal odor; it presented feasible prevention measures, thus stabilizing the quality of household foil products and meeting customer requirements.

light crease; heavy crease; adhesive contamination; stripe defects; abnormal odor

2014-09-21

TG339

B

1671-6795(2015)02-0036-03