一种利用铸轧坯生产的空分用铝箔及其制备方法与流程

本发明涉及铝箔生产加工的技术领域，具体涉及一种利用铸轧坯生产的空分用铝箔及其制备方法。

背景技术：

工业制取氧、氮的主要方法就是对空气进行分离提取，空分设备中的低温精馏塔均采用金属波纹板规整填料，主要是丝网波纹填料，用于炼油、化工等行业；整填料塔由于其具有压降小、能耗低、处理量大、操作弹性大、分离效率高以及可以实现一步法制取高纯度的精氩等技术优点，在空分设备中得到了全面、迅速的推广。随着大石化、大化肥、大煤化工和大冶金的不断发展，其对单套空分设备的规模提出了新的要求。

目前传统采用3003合金作为生产金属填料用铝箔，材料硬度高、散热效率低、流程长，同时表面洁净性不良；在滚压成型过程中需进行喷油润滑，冲制后波纹填料表面残油量大，不能满足空分设备装置对金属填料表面低微量含油技术要求，必须经过除油、清洁等工艺规程，需要进行后续化学脱脂处理，增加企业生产成本和环保等问题；不能满足无油、环保、复杂成型大波距高端规整金属填料用铝箔技术要求。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明提供一种散热效率高、材料硬度适中、高屈强比、环保无油、表面细腻、高清洁度表面的利用铸轧坯生产的空分用铝箔及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种利用铸轧坯制备空分用铝箔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）熔炼、铸轧：采用1145或1050铝合金进行熔炼、铸轧成一定厚度的坯料；

（2）粗轧、均质高温处理：对步骤（1）所述的坯料进行粗轧，经过1~2个道次轧制成坯料的厚度为2.0～5.0mm，均质高温退火处理：以0.8℃/min~2.0℃/min升温到170~240℃，保温时间0~120min；再以3.0℃/min~6.5℃/min升温到500~570℃，保温时间1200~1800min，程序结束随炉冷却300℃以下出炉冷却；退火后性能控制再70~90mpa，延伸率大于40%，屈强比大于30%；

（3）中轧、纵剪切边、中间退火：对步骤（2）所述的半成品进行中轧，经过3~5个道次轧制成坯料的厚度为0.5～0.8mm，然后经过12h冷却，进行半成品的纵剪切边处理，最后再进行中轧半成品：0.18~0.4mm，中间退火：3.5℃/min~5.0℃/min升温到200~220℃，保温时间60~180min；再以0.55℃/min~2.1℃/min升温到240~280℃，保温时间60~180min；再以2.6℃/min~5.0℃/min升温到310~380℃，保温时间300~720min；再降温到270~300℃，保温时间60~180min；程序结束随炉冷却250℃以下出炉冷却；退火后性能控制再70~85mpa，延伸率大于30%，屈强比大于30%；

（4）精轧：对步骤（3）制备得到的半成品退火后进行精轧，经过1个道次轧制成厚度为0.13~0.21mm的成品，道次的加工率控制20~50%；

（5）表面净化，采用吹扫装置对铝箔进行吹扫以实现净化；

（6）分切、检查、包装：分切完成后进行产品的尺寸、表面、端面检查，检查完成后进行薄膜缠绕包装，包装形成的套筒的两端用黑色堵头进行封口。

步骤（1）所述的熔炼过程中，利用电磁搅拌对熔体进行搅拌。步骤（1）所述的铸轧过程中，采用旋转吹气法进行在线除气，且采用多级板式过滤方式对熔体进行过滤。

步骤（5）可采用分段多级表面净化装置（图1-9所示）：进行分段式多级表面净化；铝箔两侧边部+出口导辊两侧设置可调节鸭嘴式吹扫装置；

优选的，步骤（2）中均质高温退火处理：以0.8℃/min~2.0℃/min升温到200℃，保温时间100min；再以3.0℃/min~6.5℃/min升温到560℃，保温时间1260min，随炉冷却至300℃以下出炉冷却；经过均质高温退火处理，第一半成品性能控制在75-85mpa；

步骤（3）中间退火：3.5℃/min~5.0℃/min升温到210℃，保温时间90min；再以0.55℃/min~2.1℃/min升温到260℃，保温时间60min；再以2.6℃/min~5.0℃/min升温到320℃，保温时间480min；再降温到300℃，保温时间90min；随炉冷却至250℃以下出炉冷却；经过中间退火，第二半成品性能控制在75-85mpa。

步骤（4）所述的精轧过程中，工作辊表面的粗糙度为0.15~0.25μm，凸度上凸0.01~0.03mm，下平，且精轧的速度为小于500m/min；成品轧制起步运行阶段在筒底卷入宽度大于成品宽度铝箔，铝箔要求厚度0.09~0.2mm，宽度两侧各长出5-10cm。

步骤（4）所述的精轧后的成品的表面含油低微量控制在≤10mg/m²。

步骤（5）所述的分段式多级表面净化过程中，一级吹扫装置在轧辊出口侧铝箔上方两侧距边部5~10cm加装倾斜鸭式风嘴净化边部油痕；其次在卷取侧出口导向辊两侧距边部2-5cm加装吹扫装置，净化钢辊表面油痕，防止钢辊表面油痕带入铝箔成品表面，减少表面带油量。

所述的步骤（4）所述的精轧成品，力学性能控制δb为100～135mpa,延伸率≥1.6%；屈强比≥92%；表面硬度值小于45hv。

步骤（5）所述的分段式多级表面净化后的空分用铝箔的表面的清洁度达因值≥30dyn，表面无明显铝粉团残留。

步骤（5）所述分切、检查、包装过程中，分切后端面错层≦1mm，边部荷叶边宽度≦10mm、峰值≦3mm。

本发明还提供利用上述的制备方法制备的空分用铝箔。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明采用1145、1050铝合金材料生产制造高端空分用铝箔，与目前传统采用3003铝合金材料相比，传导效率大大提高，具有材料硬度适中、散热效率高、流程短，同时通过创新分段多级表面净化装置，使铝箔表面含油量保证在低微量，免去后续化学脱脂处理工序，降低生产成本，提高生产效率，满足高端无油、环保、复杂成型大波距金属填料用铝箔技术要求；可以完全替代国外进口铝箔，在空分行业生产中有重要实用价值。同时通过特殊的工艺处理，采用创新分段式多级表面净化工序步骤，保证表面清洁性；同时处理后的铝箔表面清洁度达因值保证在30dyn以上，满足高端空分用铝箔表面清洁度的技术要求，且成品质量与轧制性能可完全与热轧铝箔坯料相媲美。

本发明所述的高质量空分用铝箔具有以下的优良性能：力学性能控制δb为100～135mpa,延伸率≥1.6%；成品屈强比≥92%；表面硬度值小于45hv。

附图说明

图1是本发明的分段多级表面净化装置的优选实施例的主视图的结构示意图；

图2是本发明的分段多级表面净化装置的优选实施例的俯视图的结构示意图；

图3是本发明的分段多级表面净化装置的优选实施例的左视图的结构示意图；

图4是本发明的分段多级表面净化装置的优选实施例的右视图的结构示意图；

图5是本发明的分段多级表面净化装置的优选实施例的立体图的结构示意图；

图6是本发明的二次清扫机构的结构示意图；

图7是图6的a处的局部放大结构示意图；

图8是图6的b处的局部放大结构示意图；

图9是本发明的分段多级表面净化装置的优选实施例的整体装配结构示意图；

图中标记的含义：1-轧机，2-基座台，3-输入轧辊，4-输出轧辊，5-传送带，6-二次清扫机构；61-弧形管，62-直壁管，63-喷射枪，64-直角接头，65-旋转接头，66-横向接头，67-流量控制阀，68-三向转接头；681-铰接座，682-输入管总成，683-输送管件，684-输出管总成，685-双向管接头，686-折弯板件。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明做具体的介绍。

如图1、图2、图3、图4、图5和图9所示，本发明提出一种轧机用二次油液清扫装置，包括轧机1、基座台2，轧机1设置在基座台2上，还包括输入轧辊3、输出轧辊4、传送带5、二次清扫机构6，输入轧辊3与输出轧辊4分别设置于轧机1的前后两侧，传送带5设置于轧机1上，输入轧辊3通过传送带5与输出轧辊4相配合联接，二次清扫机构6设置于轧机1上且对称设置于传送带5的上方。

作为一种较佳的实施例，二次清扫机构6设置于输出轧辊3与轧机1之间。

如图6所示的是本发明的二次清扫机构的结构示意图。作为一种较佳的实施例，二次清扫机构6包括前后对称分布的弧形管61、前后对称分布的直壁管62、喷射枪63、旋转接头65、三向转接头68，三向转接头68的两端分别连通前后分布的弧形管61的一端，弧形管61的另一端与直壁管62的一端相连通，直壁管62的另一端与旋转接头65的一端相连通，旋转接头65的另一端与喷射枪63的一端相连通。

作为一种较佳的实施例，旋转接头65与直壁管62之间设置有直角接头64，直角接头64分别与旋转接头65、直壁管62相连通。

如图7所示的是图6的a处的局部放大结构示意图，作为一种较佳的实施例，弧形管61与直壁管62之间设置有横向接头66，弧形管61通过横向接头66与直壁管62相连通。

作为一种较佳的实施例，横向接头66上设置有流量控制阀67。

如图8所示的是图6的b处的局部放大结构示意图。作为一种较佳的实施例，三向转接头68包括输入管总成682、输送管件683、输出管总成684、双向管接头685，输入管总成682通过输送管件683与输出管总成684相连通，输出管总成684通过双向管接头685分别与前后对称分布的弧形管61相连通。

作为一种较佳的实施例，三向转接头68还包括铰接座681，铰接座681固定连接输入管总成682，三向转接头68通过铰接座681铰接在轧机1上。

作为一种较佳的实施例，三向转接头68还包括折弯板件686，折弯板件686的两端分别连接输入管总成682、输出管总成684。

作为一种较佳的实施例，折弯板件686为弹性的铝合金材质。

本发明的分段多级表面净化装置的工作原理：本发明针对现有轧机缺乏可调节的多角度吹扫掉产品表面两侧以及边缘位置的油迹的清扫装置的技术需求，通过在轧机1的输出端的传送带5上方设计二次清扫机构6，该二次清扫机构6采用前后对称分布的弧形管61、直壁管62以及喷射枪63，在直壁管62与喷射枪63之间增加直角接头64和旋转接头65灵活调节喷射枪63的喷射角度，通过在弧形管61的输入端设置三向转接头68，三向转接头68上设计依次连接的输入管总成682、输送管件683、输出管总成684，输出管总成684通过双向管接头685分别连接前后分布的弧形管61，输入管总成682与输出管总成684之间增加设计弹性的折弯板件686，便于拆装检修与紧固三向转接头68，为便于分别控制前后直壁管62的流量，在直壁管62与弧形管61之间增加设计横向接头66以及流量控制阀。

实施例1：

利用铸轧坯制备空分用铝箔的方法，包括以下步骤：

（1）熔炼、铸轧：采用1050铝合金进行熔炼、铸轧成坯料，且坯料的厚度为6.3～6.8mm，熔炼和铸轧过程必须要做到除渣、除气干净，保证成分均匀，熔炼温度小于770℃，导炉时温度为750±10℃，且熔炼过程中利用电磁搅拌对熔体进行充分的搅拌，确保成分均匀，而铸轧过程中，采用旋转吹气法进行在线除气，且采用30ppi+50ppi两级板式过滤方式对熔体进行过滤，保证熔体中氢含量≤0.15ml/100g.al，立板及生产时采用小的铸轧区和低的轧制速度，以减少熔体在凝固时过饱和固溶体的析出，并能获得晶粒均匀细小的冶金组织，在本实施例中，1050合金材料中各成分的质量百分比为：si：0.066%、fe：0.32%、cu：0.003%、mn：0.002%、mg：0.001%、zn：0.021%、ti：0.023%、al：99.55%；

（2）粗轧、均质高温处理：对步骤（1）所述的坯料进行粗轧，粗轧（冷轧）时必须更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子；开坯时铝卷表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、印痕等有手感的表面缺陷，不允许有亮条、亮带、色差；表面吹扫一定要干净，不允许有残留油污，开坯经过1~2个道次轧制成坯料的厚度为2.0～5.0mm，外圈焊接，并用打包带打紧，转退火炉进炉生产；均质高温退火工艺：以1.6℃/min升温到200℃，保温时间100min；再以4.6℃/min升温到550℃，保温时间1260min，程序结束随炉冷却300℃以下出炉冷却；退火后性能为78mpa，延伸率大于45%，屈强比39%；

（3）中轧、纵剪切边、中间退火：对步骤（2）所述的半成品进行中轧，均匀化退火出炉冷却后的坯料金属温度小于50℃，再经过3~5个道次轧制成坯料的厚度为0.5～0.8mm，然后经过12h冷却，进行半成品的纵剪切边处理，纵剪切边时必须清擦导路中的每个导辊，用酒精或轧制油清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤。切边时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于1mm，切边后铝卷不允许直接落地；最后再进行中轧半成品：0.3mm，中间退火：3.5℃/min升温到200℃，保温时间90min；再以0.55℃/min升温到260℃，保温时间60min；再以2.6℃/min升温到350℃，保温时间480min；再降温到290℃，保温时间90min；程序结束随炉冷却250℃以下出炉冷却；退火后性能控制再82mpa，延伸率大于35%，屈强比45%；

（4）精轧：对步骤（3）制备得到的半成品退火后进行精轧，精轧过程中，工作辊表面的粗糙度为0.25μm，凸度上凸0.03mm，下平，且精轧的速度为小于450m/min；成品轧制起步运行阶段在筒底卷入宽度大于成品宽度铝箔，铝箔要求厚度0.09~0.2mm，宽度两侧各长出5-10cm。经过1个道次轧制成厚度为0.20mm的成品，保证成品板型平整，表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及亮带、白条等影响使用的表面缺陷；精轧后的成品的表面划伤个数＜25个/m²，划伤长度＜10mm，轧制时必须更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面有损伤必须更换新支撑辊；轧制出成品时铝箔表面必须吹扫干净，不允许有残留油污，铝箔两侧边部和出口导辊两侧安装可调节鸭嘴式吹扫装置；分段式多级表面净化过程中，成品的表面含油低微量6.3mg/m²；

（5）分切、检查、包装：首先利用酒精清擦导路中的各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，将步骤（4）制备得到的成品放在铝箔平台上进行成品分切，分切错层必须小于0.5mm，不允许有麻点、印痕等缺陷产生，分切前检查分切用刀，分切边部不允许出现碎浪，皱印等产品缺陷；分切打底不允许有胶带印，使用横向两面胶带处理，保证分切打底的牢固性，分切后铝卷必须摆放在橡胶垫上，不允许直接落地，防止地面异物杠伤铝卷表面，分切完成后进行产品的尺寸、表面、端面检查，主要包括厚度公差、宽度公差；检查表面质量，表面不能有亮线，条纹，擦划伤，黑丝黑条等影响表面外观质量的缺陷；检查端面质量，端面平整，干净，不能有错层，皱印，塔形、污迹等，不能有荷叶边、碎浪等，不能有接头，检查完成后进行薄膜缠绕包装，包装后在套筒两端用黑色堵头进行封口。

最终检测的成品性能为：分切后端面错层0.5mm，边部荷叶边宽3mm、峰值1mm；表面清洁度达因值：32dyn；机械性能：抗拉强度为112mpa，延伸率2.0%，屈强比95.5%；表面硬度值38hv。

本发明是采用1系纯铝合金制备空分用铝箔的方法，区别于传统的热轧法生产，采用铸轧法生产，实现了成本的节约，具有材料硬度适中、散热效率高、流程短，同时通过创新分段多级表面净化装置，使铝箔表面含油量保证在低微量，免去后续化学脱脂处理工序，降低生产成本，提高生产效率，满足高端无油、环保、复杂成型大波距金属填料用铝箔技术要求；可以完全替代国外进口铝箔，在空分行业生产中有重要实用价值。

本发明所述的实例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明相当的含义和范围内的任何改变和调整，都应认为是在本发明的范围内。