浅谈铝板带轧制润滑

浅谈铝板带轧制润滑

黎政东

广西南南铝箔有限责任公司广西南宁530000

摘要：轧制润滑技术是铝板带、箔轧制技术的核心。企业之间激烈的竞争，对实现高速、大压下量、保证轧制后铝板带表面的性能及表面质量的需求越来越大。因此，高性能复合添加剂、水基轧制液、微量润滑等高端新型的润滑技术铝轧制润滑技术未来发展的方向。随着轧制条件提高，润滑油的铝粉污染加重，如何提高轧制润滑油过滤技术，降低过滤介质的使用，降低环保问题也是润滑油技术发展不可少的手段。

关键词：轧制润滑；磨损；工艺；过滤

一、产业现状

近年来，中国铝加工产业投资规模逐渐变大，产能增长较快，技术装备水平起点高，冷连轧、双零箔产能集中投产，轧制装备全面升级。随着铝板带轧制技术的不断深入和发展，其技术特点已经开始向高速化、宽幅化及大压下量等方向发展。但是，更加严峻的问题摆在面前，行业产能过剩的情况越来越严重，企业之间的竞争非常激烈。促应用、稳增长、求创新是铝加工企业突围的根本途径。毋庸置疑，实现高速、大压下量是提高生产效率、降低生产成本的重要手段。因此，铝轧制润滑组分科学组合，对实现高速、大压下量、保证轧制后铝板带的性能及表面质量起到至关重要的作用。实际生产过程中，铝板带表面出现的划伤、粗糙化、光亮度及板型等质量问题往往是由于轧制润滑油选择不合适或性能不达标所造成的。这就对铝板带轧制工艺润滑过程提出新的要求和挑战。

二、铝轧制润滑油的作用

铝轧制润滑油在轧制过程中主要起清洗、冷却和润滑的作用。轧制润滑油可以有效实现减摩降压，达到如下目的：

1、降低轧制过程中的力能参数（轧制力、轧制力矩、主电机功率）；

2、减少轧辊的磨损，提高轧件的尺寸精度；

3、冷却轧辊，控制辊型，减少轧件变形不均匀；

4、清洗轧件表面，提高轧后表面质量；

5、减少铝灰分对轧制油污染。

为了能更好的达到铝板带轧制目的，对轧制润滑油提出了新的要求：

1、基础油的变化：低粘度、窄馏程、高闪点、低硫低芳烃含量；

2、挤压抗磨剂的应用：种类及含量，轧制油发黑及铝板化学腐蚀；

3、水基轧制液：表面水腐蚀问题、环保问题等。

轧后表面质量已经不局限于过去的版型良好、表面光亮等要求，特殊铝板带开始对轧后表面张力（达因值）提出新的要求。分子动力学计算模拟作为一种新的手段，已经开始应用于添加剂分子的筛选与设计；

三、新型轧制润滑发展特点

随着铝板带厚度越来越薄，轧制速度越来越快，铝板带轧制油必须在满足良好的润滑和冷却性能的前提下，具有良好的稳定性，使用寿命长；同时，需要具备优良的抗腐蚀性能和退火清净性能，能有效提高铝板带加工表面的光洁度；低硫、低芳烃、高闪点则是环保对铝板带轧制油的要求。

因此，在开发和研制新一代轧制油的同时，需解决：

1、使用高性能复合添加剂，以弥补因轧制油粘度降低而导致的润滑能力的下降。

2、调高轧制油闪点，以满足安全性能需要（往往难以满足）寻找矿物油的代用品，如合成油（聚烯烃），但有受到成本限制。

3、水基轧制液：水基轧制液的研究与应用一直受到普遍关注，在钢铁冷轧中广泛使用。美国在20世纪90年代开始试用水溶液轧制油轧制铝箔，在铝箔质量上并未发现问题。由于轧机与轧制液本身的问题，尚未普及。水基轧制液将是今后铝箔轧制工艺润滑的发展方向，但需解决：

（1）铝材表面的水腐蚀问题—加水基防锈剂。

（2）轧后铝材表面水分除去问题—可用清洁剂。

（3）环保问题？

（4）退火表面污染问题？

（5）水基轧制液的类型：水溶性？乳化性

4、微量润滑技术：微量润滑（MQL）也叫做最小量润滑，指将压缩空气（空气、氮气、二氧化碳等）与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑的一种加工润滑技术。微量润滑技术在金属的磨削加工中已得到应用，兼顾了加工过程中的润滑与冷却作用。作为一项新技术，其在铝板带、箔轧制过程中的应用受到普遍关注，但由于背景与轧制过程等问题，该技术还处在研发之中。微量润滑作为铝板带、箔轧制工艺润滑新技术，具有以下特点：

（1）在润滑充分的前提下，可以提升产品的加工质量；

（2）大幅度减少了轧制油的用量，降低了使用成本；

（3）简化了润滑系统，取代轧制油回收装置；

（4）符合节能、降耗、减排的要求，环境友好

四、典型铝箔轧制工艺

现代铝箔轧制工艺的特点基本可以描述为，大压下量，高速度。

道次压下量主要考虑极限压下量、速度和板型，通常情况总是先确定压下量。速度的选择应首先保证产品的质量。提高速度一方面可以提高产量，增加效率，另一方面增大风险，降低成材率。所以应根据实际情况而定，但最大限度地利用设备的高速度总是人们追求的，为此，高速轧制均配备了相配套的可靠的保护系统和增减控制系统。铝卷出口料温随速度增加而增加。增加轧制速度带来辊缝、辊温、料温的增加。当料温达到90℃高于轧制油闪点时发生火灾的机会急聚增加。高速轧制应采取冷卷轧制，这就必须依赖稳定可靠的轧制质量，否则很容易出现大量废品。另外，速度提高伴随铝箔的表面质量会变差、离线板型与在线板型差距加大。所以高速度必须以准确的工艺、稳定的毛坯、熟练的操作技能为前提。速度增加的另一个效应即厚度减薄，也就是常讲的速度效应。对速度效应的解释主要是轧制区润滑条件的改善，速度增加引起的轧辊温度增加会引起轧辊热凸度的增加。大压下量要求有高的油膜强度（PB/kg）,通常铝箔粗轧不低于32，精轧不低于31。而高速度又必须对应低粘度，通常不高于2.2（40℃/Cst）。高的粗糙度有利于润滑，但会影响表面质量，逐步有下降的趋势。高速时，由于温度高，油膜又厚，轧辊与油膜完全隔开，粗糙表面得不到亚碾，且当油膜压力较高时，柔软的铝箔表面就很容易形成油窝或沟槽。所以在进行高速轧制时，一定要控制好润滑油的粘度。以保证轧制润滑状态，改善轧后产品表面质量。

五、轧制油过滤

铝箔轧制会有铝粉和油与铝的化合物不断的产生，轧制过程轧制油会被循环使用，一些碎铝屑也会进入到轧制油中，这些铝粉或杂质不过滤掉会堵塞油嘴，产生辊印等。铝箔轧制铝粉的产生量与道次，压下量，来料状态都有关系。基本规律是压下量越大铝粉越多，轧辊粗糙度越高铝粉越多，来料退火温度越高，退火所在道次厚度越薄，铝粉越多，油温越高铝粉越多，轧制速度越快铝粉越多。

在保证滤液澄清的前提下能获得最大的过滤量这是选择的前提，所以一般在满足工艺要求的前提下，必须寻求最大的过滤速度，从而得到最经济的过滤效果。助滤剂除去液体中固体杂质粒子的能力随着颗粒和滤速增大而降低，相反随着助滤剂颗粒的减少和虑速的降低，助滤剂去除悬浮杂质的能力反而增强了，这种变化的幅度取决于待除去的不溶固体杂质的形状和颗粒分布情况。大多情况下，不溶的固体杂质粒子过滤有如下情况：使用助滤剂越细，获得的浊度越低，如果某一种规格的助滤剂已经去除掉滤液中100%的悬浮颗粒，再使用更细的助滤剂，滤速再降低也不会降低浊度。因此，选择适当的助滤剂需要折中考虑对浊度和滤速的要求，如浊度指标低则滤速可以提高，最好的助滤剂是即提供了最高的流速，同时又能使浊度达到令人满意的程度。

结束语

铝轧制润滑技术是铝板带、箔轧制工艺的核心技术，精确的控制润滑的技术要建立在选择合理的轧制工艺包含润滑油、添加剂的选择和配比，以及轧辊粗糙度。过滤介质近几年不断有新介质和技术出现，主要围绕减少污染但还不太成熟。现代铝箔生产技术在考虑正常轧制的同时要达到需要的板面反光率、轧制速度、表面质量、退火油斑、铝粉等诸多指标。最新的润滑液还应满足更高达因值的要求以稳定的满足不退火产品越来越高负荷强度的要求。

参考文献：

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