技術支持
Technical support
鋁箔軋機出口壓平輥在鋁箔卷取過程中恒壓鋁箔,使鋁箔達到表面平整等效果,是影響鋁箔表面質量關鍵設備之一。因為需要有抗高溫、耐磨等要求,最初設計均為鋼輥,但在使用過程中容易造成產品表面質量缺陷,如產品表面產生振痕、壓痕、麻點或起鼓等。并且在鋁卷的卷取初期,由于鋼輥與卷取套筒剛性接觸,卷取初期振動大,造成產品打底厚,導致成品率下降。
隨著國內鋁箔市場的迅猛發展,客戶對鋁箔表面質量要求也越來越高。各鋁箔生產企業都在不斷提高產品的表面質量和成品率。因此,2000年以來鋁箔粗中軋機出口壓平輥逐步由鋼輥發展為橡膠輥。橡膠輥因有彈性.減震性能,對鋁箔表面質量有顯著的改善,卷取打底厚的問題也同時得到了解決,使成品率得以提高,但是卻引發出了新的問題。
問題主要在橡膠輥的選材上。普通膠輥在一定的高線速情況下,輥身達到90℃時,便會隨機發生鼓包、開膠、漏膠,爆裂、或呈塊狀崩落,爆出的膠液粘在鋁卷上,輕者停機抽掉,重者整卷報廢。這不僅增加了生產成本,還在生產過程中留下了安全隱患,嚴重的影響了正常生產。
要解決這一問題,我們先要來剖析一下壓平輥的工作特性。
軋機在軋制運行過程中,鋁箔表面溫度可高達90~170℃,壓平輥在高線速下壓住鋁卷,此時由鋁箔帶來的軋制熱傳遞給輥表面。在擠壓力、磨擦力的作用下,膠輥快速的周期性變形,膠內的分子產生位移,又生成了內熱,此二種熱量積蓄在膠輥內部,通常在90-150℃間,并隨著工作條件的變化而變化。在較高溫度時,膠的拉伸強度,撕烈強度等物性大為降低,終因超過其承載能力而形成斷鏈、鼓包、開膠、漏膠,爆裂、或呈塊狀崩落。因此,應選擇耐熱好、強度高的橡膠材料。
選擇那種橡膠材料為好呢?
讓我們先來比較一下有關的幾種橡膠材料的物理性能。
八種橡膠材料的物理性能 表1(注1)
膠種類 項目 |
氟橡膠 |
硅橡膠 |
乙丙橡膠 |
丁 基 橡 膠 |
丁 晴 橡 膠 |
氯丁 橡膠 |
聚氨酯 橡 膠 |
復合型 橡 膠 |
硬度范圍 邵A |
55-90 |
10-85 |
40-95 |
40-90 |
45-100 |
40-90 |
10-100 |
60-98 |
拉伸強度Mpa |
1.5-17 |
2-10 |
10-21 |
7-17 |
7-17 |
7-21 |
<70 |
<45 |
伸長度 % |
100-250 |
<150 |
500 |
800 |
<600 |
<600 |
500-1000 |
300-800 |
工作溫度 0C |
<250 |
<250 |
<150 |
<125 |
<120 |
<120 |
<80 |
<160 |
耐磨性 |
一般 |
極差 |
優 |
一般 |
一般 |
優 |
****** |
優 |
回彈 % |
優 |
優 |
一般 |
良 |
一般 |
一般 |
一般 |
****** |
撕烈強度 |
一般 |
極差 |
一般 |
一般 |
一般 |
一般 |
優 |
優 |
從表1中我們看出,氟橡膠、硅橡膠、乙丙橡膠的耐熱效果******,但拉伸強度差;丁基橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠強度略高于前者,但耐熱性低于前者;聚氨酯橡膠是所有橡膠中強度******的,但欠缺耐熱性;通過比較,我們推斷出前6種膠,因強度差在高溫高線速及壓力作用下,易龜裂,被擠壞、壓壞。聚氨酯膠則易被熱壞。
根據壓平輥既要有聚氨酯膠的強度,又要有耐熱性能的思路,我們采用調整材料分子結構,增加分子間的引力,降低損耗因子,引入硅、氟耐熱材料等多種方法,研制出耐高溫、耐高線速、耐軋油的復合型橡膠,并與幾家外國公司的耐高溫聚氨酯橡膠樣品一同進行了檢測,比較其在高溫下物理性能的保留率,檢驗結果見表2。
耐熱物性檢測 表2(注2)
|
硬度 邵A |
拉伸強度Mpa |
強度保留率% |
||
室 溫 |
熱 測 |
室 溫 |
熱 測 |
||
日本L2395 |
95 |
78 |
60 |
13 |
20 |
美國E455 |
91 |
86 |
50.3 |
18 |
35 |
西班牙UC363R |
91 |
75 |
43 |
12 |
27 |
法國645 |
90 |
79 |
46 |
17 |
37 |
普通聚氨酯 |
95 |
53 |
58 |
9 |
15.5 |
復合耐熱膠 |
95 |
93 |
41 |
35 |
85 |
檢測條件:150℃6h。
從表2中可以看出,不同的膠種高溫下物理性能的保留率差異很大,復合耐熱膠是國產普通聚氨酯膠的7至8倍,是進口耐高溫型聚氨酯膠的2.5至4倍。
為了進一步考證各膠料在實際工作中的效果,筆者又模擬工作條件,加壓加速,對各樣品進行了破壞性的動態性能的檢測,其結果如表3:
動態檢測在線壽命表 表3
|
800米/分 |
1300米/分 |
2000米/分 |
2600米/分 |
||||||||
時 |
分 |
秒 |
時 |
分 |
秒 |
時 |
分 |
秒 |
時 |
分 |
秒 |
|
日本L2395 |
|
3 |
17 |
|
2 |
30 |
|
1 |
10 |
|
|
46 |
美國E455 |
|
4 |
20 |
|
3 |
07 |
|
1 |
16 |
|
|
53 |
西班牙UC363R |
|
3 |
40 |
|
2 |
14 |
|
|
58 |
|
|
42 |
法國645 |
|
4 |
11 |
|
3 |
10 |
|
1 |
23 |
|
|
56 |
普通聚氨酯 |
|
1 |
15 |
|
|
51 |
|
|
32 |
|
|
11 |
復合耐熱膠 |
180分未壞 |
180分未壞 |
125分 |
96分 |
從表3中我們看出,復合耐熱膠的耐壓,耐溫,耐高線速的性能,是其它膠種無法相比的,且有耐軋制油、耐磨的特點。是壓平輥中優秀的新品種。
在取得上述的結果后,筆者用復合耐熱膠,制成了壓平輥。分別在日本1600四重不可逆粗軋機、涿神1650中粗軋機,涿神1850中粗軋機和德國西馬克公司CVC-6輥冷軋機上實用,并與其它品種的膠輥比較,結果見表4:
在線實踐使用壽命表 表4
|
日本1600 |
涿神1650。 1850 |
西馬克CVC-6 |
日本 |
5天 |
3天 |
|
美國 |
16天 |
13天 。 7天 |
0.5-1天 |
西班牙 |
10天 |
8天 |
|
普通聚氨酯 |
1-2天 |
0.5-1天。 3天 |
1-2小時 |
復合耐熱膠 |
60天以上 |
>60天>150天 |
70天以上 |
德國原裝進口膠輥 |
|
|
30天左右 |
說明:
1.表列數據是夏季******溫時測的。
2.日本1600,涿神1650、1850中、粗軋機壓平輥轉速為1700-2600轉/分。
3.德國SMSD公司CVC-6輥不可逆冷軋機工作數據:
線速度1800m/min,產品寬度950-2100mm,外徑******2800mm,卷重≤30噸。
壓平輥:φ300 mm,長2200 mm,自重320㎏。膠料要求:耐1500C,線壓50N/m㎡。軋制罐頭料時,溫度為160--1700C。
4.表中各輥均為每天24小時工作,連續施壓時的壽命。
從表4中我們看出,復合型耐熱膠輥的在線使用壽命,遠已超過了原裝進口膠輥。更是其它膠種所望塵莫及。
綜上所述,筆者認為:
1、硅、氟等橡膠雖耐熱,但因強度差不宜做壓平輥。
2、聚氨酯膠輥在900C以上時極易爆膠,線速度不高時可勉強使用。
3、復合型耐熱膠輥在高溫高線速下有很好的物性保留率,可在1500C正常使用,******可達1700C,且耐油、耐磨、抗震動、使用壽命長,不易爆膠。是壓平輥中優秀的新品種。
4、復合型耐熱膠輥減少了軋機壓平輥的更換頻率,減少了設備維護維修成本,能有效的提高鋁箔產品的表面質量和成品率!
5、復合型耐熱膠輥因其國產化,采供方便,且性價比高,終將取代進口膠輥。
注1:
《聚氨酯彈性體手冊》P190-193.化學工業出版社。2001年1月第1版。表中復合耐熱橡膠為筆者自制,按標準檢測。
注2:
見日本三井武田公司,美國康普頓公司,法國博雷公司,西班牙ALFONSO等國家的聚氨酯在中國代理商提供的各自的“聚氨酯物性技術參數表”。
表2中“室溫”欄內的參數為原始數據,其它參數為筆者對各樣品在150℃保存 6小時后測得。
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