CN102847733B - 一种铝箔真空低温除油工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
一种铝箔真空低温除油工艺及设备，将铝箔放入压力容器中，通过真空泵使压力容器中的压力降至10-2MPa以下；开启电磁感应加热装置使铝箔升温至60—90℃；真空泵抽气的同时，开启压力容器顶部的进气阀，向压力容器中同时注入氦气和空气，注入的氦气与空气的体积比为1︰8—1︰10，控制氦气和空气的注入速度，使压力容器内的压力保持在10-2MPa以下；当注入的氦气总体积达到压力容器容积的2/3—3/4时，停止加热、抽真空及注入氦气，当压力容器内压力与外部气压达到平衡后，停止注入空气，即完成铝箔除油。真空除油提高了除油效率和质量；按一定比例注入氦气和空气，促使铝箔表面的轧制油快速蒸发，进一步提高除油效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除轧制后的双零铝箔表面残留轧制油的方法，具体的说是一种采用真空低温的方法消除铝箔表面残余轧制油的工艺及其设备。
背景技术
铝箔的应用越来越广泛，人们对铝箔表面质量的要求也不断提高，特别是热封箔、药用箔、软管箔等产品，除了要求合适的力学性能、平整光亮的表面外，还要求铝箔表面除油干净，以保证最终产品的正常使用。现代化铝箔轧机的速度很高，刚轧制完的铝箔表面或多或少都带有轧制油，如果除油不彻底，铝箔产品会出现油粘、起泡、起线条、带油、油斑等缺陷，除带油外，这些缺陷一般在成品不是周期性出现，检验中不易发现，其成因主要是铝箔表面的轧制油清除不彻底。
根据国内外有关资料，现代铝箔生产一般采用热处理方法除油，主要是依靠退火过程中油的受热挥发。通常双零箔退火的目的，一是为了获得一定的塑性，二是为了获得光亮、干净无残油的表面质量。过去制定双零箔成品退火工艺的主要考虑因素，是纯铝箔的再结晶温度和轧制油的馏程。由于纯铝箔的再结晶温度约为240~260℃，铝箔轧制油的馏程一般约为200~260℃，过去制定的退火工艺，退火温度一般为310℃，退火周期10~40h。这种退火制度, 由于温度高, 油脂燃烧, 发生油膜碳链分解氧化, 引起铝箔污染, 造成黄褐色油斑。目前一般采用230℃长时间保温的办法来确保退火和完全除油或分段保温分别除油和退火。长期实践结果表明：产品的机械性能一般只需10～15h退火即可达到国标要求，而除油时间则长达28～35h(对0.007～0.15mm铝箔)。机械性能的调整与除油是难以同步进行的，因此大量时间被浪费在除油退火过程中，过去曾对退火工艺、铝箔装炉方式等作过研究分析、调整与改进，但都收效不大。传统的除油工艺中，炉内油气的排除一般采用鼓风增压或抽风排气等方式，该方式是在经过一定时间的加热后，通过鼓风或抽风的方式排出油气。但是不论哪种方式，在加热使油蒸发的过程中，炉内的气体都是不流动的，只有等到轧制油在气氛中的分压与蒸汽压趋于平衡时才进行一次油气排除。这种方式在加热过程中蒸发的油气始终除油铝箔周围，不利于提高油气蒸发速度。此外，对于制药行业大量使用的药用铝箔，铝箔轧制后不需要进行改善材料机械性能的退火处理，但是对除油的要求较高，如果沿用前述退火除油工艺，一方面除油时间较长，降低了生产效率，另一方面除油温度较高，增加了不必要的能源消耗。因此，迫切需要寻找一种高效节能的途径来解决铝箔轧制后的除油问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于铝箔的真空低温除油工艺及设备，具体除油温度低、速度快的优点，大幅降低了除油时间。适用于仅要求除油不要求退火的药用铝箔的高效节能环保除油处理，也可用于其他用途铝箔退火前除油处理。
本发明未解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种铝箔真空低温除油工艺，包括如下步骤：
（1）、将表面附着有轧制油的铝箔放入一个压力容器中，铝箔通过悬挂装置或支撑装置放置在压力容器的中部。
（2）、通过真空泵从压力容器底部设置的抽气口抽出容器中的空气，使压力容器中的压力降至10-2MPa以下。
（3）、开启压力容器外壁面设置的电磁感应加热装置，对压力容器的容器壁加热，通过热辐射的形式使压力容器内的铝箔升温至60—90℃。
（4）、在步骤（2）中压力降至10-2MPa以下后，继续用真空泵抽气的同时，开启压力容器顶部的进气阀，向压力容器中同时注入氦气和空气，注入的氦气与空气的体积比为1︰8—1︰10，控制氦气和空气的注入速度，使压力容器内的压力保持在10-2MPa以下。
（5）、检测步骤（4）中向压力容器内注入的氦气量，当注入的氦气总体积达到压力容器容积的2/3—3/4时，关闭压力容器外壁面的电磁感应加热装置停止加热，然后关闭真空泵停止抽真空，并且停止注入氦气，当压力容器内压力与外部气压达到平衡后，停止注入空气，打开压力容器将铝箔取出，即完成铝箔除油。
在采用真空泵抽气时，从压力容器中抽出的气体先通入冷凝器，使气体中的油汽在通过冷凝器的过程中被冷凝，从而将油汽从气体中分离出并收集，分离后的气体通过真空泵排放。
铝箔真空低温除油工艺所用的除油设备，包括一个压力容器、真空泵、高频脉冲电源和电磁感应加热线圈；电磁感应加热线圈环绕压力容器的外壁设置，并与高频脉冲电源相连；在压力容器的底部设有一个抽气口，抽气口通过抽气管路依次与冷凝装置和真空泵连接；在压力容器的顶部设有分别与氦气气源和空气气源连接的进气口。
所述的进气口设有一个，进气口通过一个三通管路分别于氦气气源和空气气源连接，在进气口与氦气气源和空气气源连接的进气管路上分别设有进气阀Ⅰ和进气阀Ⅱ。
本发明的有益效果是：
1、本发明工作过程中容器内为压力小于10-2MPa的真空环境，在此真空环境下附着在铝箔表面的轧制油更容易与铝箔分离，提高了除油效率。
2、本发明在真空条件下除油使轧制油的镏程降低，因此可在较低（低于100℃）温度下实现轧制油的蒸发，降低了加热装置的加热温度，有利于降低能耗和用于保温装置的成本。并且低温除油不会造成铝箔污染，提高了铝箔的质量。
3、采用电磁感应加热方式，具有加热效率高、升温快、可控性好，且易于实现机械化、自动化等优点，本发明需要的加热温度较低，但是考虑到能源利用效率，因此采用高频电磁感应加热技术对高压容器进行加热，根据轧制油的镏程对铝箔的温度进行精确控制，使轧制油在除油过程中始终处于最佳的蒸发温度区间，提高能源利用效率。
4、在除油过程中按一定比例注入氦气和空气，增加了压力容器内的气体流动，使油蒸汽随气体一同排出，更有利于轧制油的蒸发。并且，与只通入空气相比，同时通入氦气和空气，一方面保证除油过程中铝箔不会发生氧化反应等化学反应影响产品质量；另一方面由于轧制油蒸汽比重大，轧制油蒸汽由于重力作用会向压力容器下部移动，而充入的氦气比重小占据了压力容器上部的空间，空气比重较大会向下运动并被真空泵抽出，从而加强压力容器内的气体流动，这就加快了轧制油蒸汽向下运动的速度，并使铝箔周围轧制油蒸汽分压快速降低，促使铝箔表面的轧制油快速蒸发，进一步提高除油效率。
5、轧制油蒸汽若直接排到压力容器外的空气中，不可避免的会造成空气污染，本发明装置在真空泵前端设置了冷凝装置，使轧制油蒸汽凝结液化，在除油完成后可对收集的轧制油进行回收利用，既降低了空气污染，同时又可节约生产企业的成本。
附图说明
图1是本发明除油设备的结构示意图。
图中标记：1、进气阀Ⅰ，2、进气阀Ⅱ，3、压力容器，4、铝箔，5、冷凝装置，6、真空泵，7、高频脉冲电源，8、电磁感应加热线圈，9、氦气气源，10、空气气源。
具体实施方式
结合附图具体说明本发明的实施方式。
一种铝箔真空低温除油工艺，包括如下步骤：
（1）、首先将需要处理的表面附着有轧制油的铝箔放入一个压力容器中。为了保证铝箔表面油分的正常蒸发，尽量避免将铝箔直接堆在压力容器底部。可以将铝箔放置在例如物品放置架等支撑装置或悬挂装置上，是铝箔处于压力容器的中部或上部。
（2）、放置好铝箔后，封闭压力容器，采用真空泵从压力容器底部设置的抽气口对压力容器抽真空，使压力容器内的压力降至10-2MPa以下，一般10-2MPa即可。
（3）、压力容器内真空度达到要求后，启动压力容器外壁面设置的电磁感应加热装置，对压力容器的容器壁进行加热。由于压力容器内被抽真空后，能够进行热量传导的气体量很少，其内部热量的传导主要依靠热辐射的形式。因此，这时主要依靠热辐射的形式对铝箔进行加热。随着温度的升高，铝箔表面的轧制油会逐渐蒸发。通过压力容器内的温度传感器检测铝箔的温度，控制电磁感应加热装置使铝箔的温度达到并保持在60—90℃。
（4）、在步骤（2）用真空泵将压力容器内压力降至10-2MPa以下后，继续用真空泵抽气的同时，开启压力容器顶部的进气阀，向压力容器中同时注入氦气和空气。控制氦气和空气的注入速度，保证同一时间内注入压力容器内的氦气与空气的体积比为1︰8—1︰10，最好为1︰9。氦气的注入能够保证铝箔不被氧化，并且注入的氦气会聚集在压力容器上部，随着持续的注入，氦气聚集量的逐渐增多会将蒸发的油汽向下压，从而降低铝箔周围轧制油蒸汽分压。在保证铝箔不被氧化的前提下，适当的注入空气可以减少氦气的使用量，从而降低成本。并且保证适当的气体注入量，能够保证压力容器内的气体流动，提高除油效率。
（5）、在步骤（4）向压力容器内注入氦气和空气时，检测氦气和空气的注入量。从开始注入算起，当注入的氦气总体积达到压力容器容积的2/3—3/4时，即可认为除油以基本完成。这时，关闭压力容器外壁面的电磁感应加热装置停止加热，然后关闭真空泵停止抽真空，并且停止注入氦气。保持空气的注入，直至压力容器内压力与外部气压达到平衡后，停止注入空气。然后打开压力容器将铝箔取出，即完成铝箔除油。
在其它条件相同的情况下，采用本发明的方法与只采用抽风机形成负压而不通入空气的方式相比，提高除油效率50%以上，与仅通入空气的方式相比提高除油效率20%以上。
为了防止空气污染，并对轧制油进行回收利用，在采用真空泵抽气时，可以将压力容器中抽出的气体先通入冷凝器，使气体中的油汽在通过冷凝器的过程中被冷凝，从而将油汽从气体中分离出来，并进行收集，分离后的气体通过真空泵排放。
铝箔真空低温除油工艺所用的除油设备，包括一个压力容器3、真空泵6、高频脉冲电源7和电磁感应加热线圈8；电磁感应加热线圈8环绕压力容器3的外壁设置，并与高频脉冲电源7相连。电磁感应加热线圈8即为对压力容器加热的电磁感应加热装置。在压力容器3的底部设有一个抽气口，抽气口通过抽气管路依次与冷凝装置5和真空泵6连接；在压力容器3的顶部设有分别与氦气气源9和空气气源10连接的进气口。
为了检测压力容器内铝箔的温度，可以在压力容器内设置温度传感器。传感器的形式可以选用现有技术中任何可行的种类。
所述的进气口可以只设置一个，进气口通过一个三通管路分别于氦气气源9和空气气源10连接，在进气口与氦气气源和空气气源连接的进气管路上分别设有进气阀Ⅰ1和进气阀Ⅱ2。
Claims (4)
1.一种铝箔真空低温除油工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、将表面附着有轧制油的铝箔放入一个压力容器中，铝箔通过悬挂装置或支撑装置放置在压力容器的中部；
（2）、通过真空泵从压力容器底部设置的抽气口抽出容器中的空气，使压力容器中的压力降至10-2MPa；
（3）、开启压力容器外壁面设置的电磁感应加热装置，对压力容器的容器壁加热，通过热辐射的形式使压力容器内的铝箔升温至60—90℃；
（4）、在步骤（2）中压力降至10-2MPa后，继续用真空泵抽气的同时，开启压力容器顶部的进气阀，向压力容器中同时注入氦气和空气，注入的氦气与空气的体积比为1︰8—1︰10，控制氦气和空气的注入速度，使压力容器内的压力保持在10-2MPa；
（5）、检测步骤（4）中向压力容器内注入的氦气量，当注入的氦气总体积达到压力容器容积的2/3—3/4时，关闭压力容器外壁面的电磁感应加热装置停止加热，然后关闭真空泵停止抽真空，并且停止注入氦气，当压力容器内压力与外部气压达到平衡后，停止注入空气，打开压力容器将铝箔取出，即完成铝箔除油。
2.如权利要求1所述的一种铝箔真空低温除油工艺，其特征在于：在采用真空泵抽气时，从压力容器中抽出的气体先通入冷凝器，使气体中的油汽在通过冷凝器的过程中被冷凝，从而将油汽从气体中分离出并收集，分离后的气体通过真空泵排放。
3.如权利要求1所述的铝箔真空低温除油工艺所用的除油设备，其特征在于：包括一个压力容器（3）、真空泵（6）、高频脉冲电源（7）和电磁感应加热线圈（8）；电磁感应加热线圈（8）环绕压力容器（3）的外壁设置，并与高频脉冲电源（7）相连；在压力容器（3）的底部设有一个抽气口，抽气口通过抽气管路依次与冷凝装置（5）和真空泵（6）连接；在压力容器（3）的顶部设有分别与氦气气源（9）和空气气源（10）连接的进气口。
4.如权利要求3所述的除油设备，其特征在于：所述的进气口设有一个，进气口通过一个三通管路分别于氦气气源（9）和空气气源（10）连接，在进气口与氦气气源和空气气源连接的进气管路上分别设有进气阀Ⅰ（1）和进气阀Ⅱ（2）。
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