CN111589862A - 一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法 - Google Patents

一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法，所述制备方法，包括步骤一、将电解铝液、高纯铝锭以及合金调节剂放入熔炼炉中制备出铝熔体；步骤二、将铝熔体化成铝液；步骤三、将铝液引入铸轧机铸轧成板坯；步骤四、板坯放入冷轧机中再次轧制，之后送入退火炉内，制得铝箔毛料；步骤五、送入箔轧机中，制得铝箔。本发明提供的铝箔制备方法通过先将材料制备成铝熔体，再将铝熔体化成铝液，并加入细化剂进行细化处理，使得铝箔的晶粒小且均匀；通过采用本申请方法将铝箔毛料制成铝箔，能够大大提升铝箔的抗张强度，从而提升深冷绝热纸的抗张强度，同时减少了铝箔的针孔数。

Description

一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝箔生产加工领域，具体涉及一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法。
背景技术
随着技术的进步和人类生活水平的提高，液化天然气(LNG)、液氮(LN2)、液氧(LO2)、液体二氧化碳(LCO2)、液化石油气(LPG)等深冷液化物质应用范围逐步扩大，尤其是LNG(主要成分为甲烷)。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，液化后体积约为气态体积的1/600,而且具有热值大、性能高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源，作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。
LNG储罐是一种用于储存LNG的高真空绝热容器，其主体结构含内胆和外胆，中间为真空和绝热保温型式。在内胆的外壁缠绕有由玻璃纤维纸和光洁的铝箔组成的多层绝热材料——铝箔复合型玻璃微纤维深冷绝热纸。
铝箔复合型玻璃微纤维深冷绝热纸是通过铝箔与精选的超细玻璃微纤维原料经过特殊的加工工艺复合生产而成的。目前该深冷绝热纸常因为铝箔的针孔数偏多，无法实现完全抽真空，严重降低了深冷保温性能，最终直接影响的LNG储罐的储量和安全性。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法，以解决现有技术中铝箔的针孔数偏多，无法实现完全抽真空，严重降低了深冷保温性能，最终直接影响LNG储罐的储量和安全性的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将电解铝液、高纯铝锭以及合金调节剂放入熔炼炉中制备出铝熔体，对所述铝熔体进行除渣除气处理；
步骤二、将铝熔体化成铝液，通过流槽进入铸轧机，在铝液流动过程中添加细化剂进行细化处理，之后进行除渣除气处理；
步骤三、将步骤二处理后的铝液引入铸轧机铸轧成板坯；
步骤四、将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，之后送入退火炉内，退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，制得铝箔毛料；
步骤五、采用电脉冲在铝箔毛料的一侧形成粗糙面，之后将两片铝箔放在合卷机上进行双合，且两片铝箔的粗糙面相对放置，然后送入箔轧机中，制得所述用于深冷绝热纸的铝箔。
进一步的，所述高纯铝锭是指铝含量为99.90％～99.999％的铝锭。
进一步的，所述熔炼炉的温度控制在720±2℃之间。
进一步的，所述铝熔体包括按质量百分比计算的以下组分：Fe 0.8—1.0％，Si0.17—0.20％，Cu 0.3％，Zn 0.05％，Ti 0.01％，其它杂质单种不超过0.05％，总和不超过0.15％，其余为Al。
进一步的，步骤一中制备铝熔体的原料包括按质量百分比计算的以下组分：51—59％的电解铝液，40—48％的高纯铝锭，余量为合金调节剂。
进一步的，所述步骤三铸轧机中辊体内腔的冷却水进水温度控制在20—23℃、出水温度控制在28—32℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.004—0.005Mpa，使晶粒尺寸≤5μm，轧制出6.5—7.5mm的板坯。
进一步的，所述步骤四包括将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，至厚度4.5mm时，之后送入退火炉内，加热至360℃、保温2小时后，继续加热至580℃、保温18小时，进行均匀化退火，使晶粒尺寸均匀，方向性一致；然后继续在冷轧机内冷轧至0.60mm，退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，加热至460℃、保温5小时，降温至400℃、保温7小时，进行中间退火；然后制得厚度为0.3mm的铝箔毛料。
进一步的，所述细化剂为Al—Ti—B。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种铝箔，所述铝箔的厚度为0.007—0.01mm。
进一步的，厚度为0.007mm的铝箔针孔数低于24个/m2，厚度为0.008mm的铝箔针孔数低于15个/m2，厚度为0.01mm的铝箔针孔数低于5个/m2。
本发明实施例具有如下优点：本发明实施例提供一种用于深冷绝热纸的铝箔及其制备方法，所述铝箔制备方法通过先将材料制备成铝熔体，再将铝熔体化成铝液，并加入细化剂进行细化处理，使得铝箔的晶粒小且均匀；通过采用本申请方法将铝箔毛料制成铝箔，能够大大提升铝箔的抗张强度，从而提升深冷绝热纸的抗张强度，同时减少了铝箔的针孔数。此外，本申请的板坯反复经过冷轧机、退火炉处理，提升了铝箔的抗张强度，进一步提升了深冷绝热纸的抗张强度。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义，下述实施例中的实验材料，若无特别说明，均是来源于商业途径，所述的实验方法，若无特别说明，均为通用实验方法。
针对现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
实施例1
本实施例提供了一种用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将电解铝液、高纯铝锭以及合金调节剂放入温度为718—722℃的熔炼炉中制备出铝熔体，对所述铝熔体进行除渣除气处理，使得每100g所述铝熔体的含氢量小于或等于0.16mL；其中，电解铝液的质量百分比为51％，高纯铝锭的质量百分比为40％，余量为合金调节剂；所述高纯铝锭是指铝含量为99.90％～99.999％的铝锭；所述铝熔体包括按质量百分比计算的以下组分：Fe 0.8％，Si 0.17％，Cu 0.3％，Zn 0.05％，Ti 0.01％，其它杂质单种不超过0.05％，总和不超过0.15％，其余为Al；
步骤二、将铝熔体化成铝液，通过流槽进入铸轧机，在铝液流动过程中添加细化剂进行细化处理，之后石墨转子在温度为740—745℃下进行除渣除气处理；所述细化剂可选自市场销售，也可选自Al—Ti—B；
步骤三、将步骤二处理后的铝液引入铸轧机铸轧成板坯，铸轧机中辊体内腔的冷却水进水温度控制在20℃、出水温度控制在28℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.004Mpa，使晶粒尺寸≤5μm，轧制出6.5mm的板坯；
步骤四、将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，至厚度4.5mm时，送入退火炉内，加热至360℃、保温2小时后，继续加热至580℃、保温18小时，进行均匀化退火，使晶粒尺寸均匀，方向性一致；退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，加热至460℃、保温5小时，降温至400℃、保温7小时，进行中间退火，制得铝箔毛料；
步骤五、采用电脉冲在铝箔毛料的一侧形成粗糙面，之后将两片铝箔放在合卷机上进行双合，且两片铝箔的粗糙面相对放置，然后送入箔轧机中，制得所述用于深冷绝热纸的铝箔。
实施例2
本实施例提供了一种用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将电解铝液、高纯铝锭以及合金调节剂放入温度为722℃的熔炼炉中制备出铝熔体，对所述铝熔体进行除渣除气处理，使得每100g所述铝熔体的含氢量小于或等于0.16mL；其中，电解铝液的质量百分比为59％，高纯铝锭的质量百分比为40％，余量为合金调节剂；所述高纯铝锭是指铝含量为99.90％～99.999％的铝锭；所述铝熔体包括按质量百分比计算的以下组分：Fe1.0％，Si 0.20％，Cu 0.3％，Zn 0.05％，Ti 0.01％，其它杂质单种不超过0.05％，总和不超过0.15％，其余为Al；
步骤二、将铝熔体化成铝液，通过流槽进入铸轧机，在铝液流动过程中添加细化剂进行细化处理，之后石墨转子在温度为740—745℃下进行除渣除气处理；所述细化剂可选自市场销售，也可选自Al—Ti—B；
步骤三、将步骤二处理后的铝液引入铸轧机铸轧成板坯，铸轧机中辊体内腔的冷却水进水温度控制在23℃、出水温度控制在32℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.005Mpa，使晶粒尺寸≤5μm，轧制出7.5mm的板坯；
步骤四、将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，至厚度4.5mm时，送入退火炉内，加热至360℃、保温2小时后，继续加热至580℃、保温18小时，进行均匀化退火，使晶粒尺寸均匀，方向性一致；退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，加热至460℃、保温5小时，降温至400℃、保温7小时，进行中间退火，制得铝箔毛料；
步骤五、采用电脉冲在铝箔毛料的一侧形成粗糙面，之后将两片铝箔放在合卷机上进行双合，且两片铝箔的粗糙面相对放置，然后送入箔轧机中，制得所述用于深冷绝热纸的铝箔。
实施例3
本实施例提供了一种用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将电解铝液、高纯铝锭以及合金调节剂放入温度为720℃的熔炼炉中制备出铝熔体，对所述铝熔体进行除渣除气处理，使得每100g所述铝熔体的含氢量小于或等于0.16mL；其中，电解铝液的质量百分比为51％，高纯铝锭的质量百分比为48％，余量为合金调节剂；所述高纯铝锭是指铝含量为99.90％～99.999％的铝锭；所述铝熔体包括按质量百分比计算的以下组分：Fe0.9％，Si 0.185％，Cu 0.15％，Zn 0.05％，Ti 0.01％，其它杂质单种不超过0.05％，总和不超过0.15％，其余为Al；
步骤二、将铝熔体化成铝液，通过流槽进入铸轧机，在铝液流动过程中添加细化剂进行细化处理，之后石墨转子在温度为740—745℃下进行除渣除气处理；所述细化剂可选自市场销售，也可选自Al—Ti—B；
步骤三、将步骤二处理后的铝液引入铸轧机铸轧成板坯，铸轧机中辊体内腔的冷却水进水温度控制在21.5℃、出水温度控制在30℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.0045Mpa，使晶粒尺寸≤5μm，轧制出7.0mm的板坯；
步骤四、将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，至厚度4.5mm时，送入退火炉内，加热至360℃、保温2小时后，继续加热至580℃、保温18小时，进行均匀化退火，使晶粒尺寸均匀，方向性一致；退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，加热至460℃、保温5小时，降温至400℃、保温7小时，进行中间退火，制得铝箔毛料；
步骤五、采用电脉冲在铝箔毛料的一侧形成粗糙面，之后将两片铝箔放在合卷机上进行双合，且两片铝箔的粗糙面相对放置，然后送入箔轧机中，制得所述用于深冷绝热纸的铝箔。
实施例4
本实施例提供一种铝箔，所述铝箔的厚度为0.007—0.01mm。其中，厚度为0.007mm的铝箔针孔数低于24个/m2，厚度为0.008mm的铝箔针孔数低于15个/m2，厚度为0.01mm的铝箔针孔数低于5个/m2。
实验一
以厚度为0.007mm的铝箔为例，将实施例1—3中步骤四仅采用一次冷轧机轧制和退火作为A组、B组、C组，将实施例1—3中步骤五替换为直接将铝箔毛料放入箔轧机中制得铝箔，作为D组、E组、F组。实验结果如下表所示：
抗张强度(kN/m) 针孔数(个)
实施例1 0.048 20
实施例2 0.051 19
实施例3 0.049 19
A组 0.042 23
B组 0.041 25
C组 0.044 23
D组 0.041 26
E组 0.040 25
F组 0.041 28
采用一次冷轧机轧制和退火作为A组、B组、C组，将实施例1—3中步骤五替换为直接将铝箔毛料放入箔轧机中制得铝箔，
上述结果表明：通过采用本申请方法先形成粗糙面，在双合后再进行箔轧机中处理，能够大大提升铝箔的抗张强度，从而提升深冷绝热纸的抗张强度，同时减少了铝箔的针孔数。此外，本申请的板坯反复经过冷轧机、退火炉处理，提升了铝箔的抗张强度，进一步提升了深冷绝热纸的抗张强度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将电解铝液、高纯铝锭以及合金调节剂放入熔炼炉中制备出铝熔体，对所述铝熔体进行除渣除气处理；
步骤二、将铝熔体化成铝液，通过流槽进入铸轧机，在铝液流动过程中添加细化剂进行细化处理，之后进行除渣除气处理；
步骤三、将步骤二处理后的铝液引入铸轧机铸轧成板坯；
步骤四、将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，之后送入退火炉内，退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，制得铝箔毛料；
步骤五、采用电脉冲在铝箔毛料的一侧形成粗糙面，之后将两片铝箔放在合卷机上进行双合，且两片铝箔的粗糙面相对放置，然后送入箔轧机中，制得所述用于深冷绝热纸的铝箔。
2.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于：所述高纯铝锭是指铝含量为99.90％～99.999％的铝锭。
3.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于：所述熔炼炉的温度控制在720±2℃之间。
4.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于：所述铝熔体包括按质量百分比计算的以下组分：Fe 0.8—1.0％，Si 0.17—0.20％，Cu 0.3％，Zn0.05％，Ti 0.01％，其它杂质单种不超过0.05％，总和不超过0.15％，其余为Al。
5.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于，步骤一中制备铝熔体的原料包括按质量百分比计算的以下组分：51—59％的电解铝液，40—48％的高纯铝锭，余量为合金调节剂。
6.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤三铸轧机中辊体内腔的冷却水进水温度控制在20—23℃、出水温度控制在28—32℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.004—0.005Mpa，使晶粒尺寸≤5μm，轧制出6.5—7.5mm的板坯。
7.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤四包括将步骤三处理的板坯放入冷轧机中再次轧制，至厚度4.5mm时，之后送入退火炉内，加热至360℃、保温2小时后，继续加热至580℃、保温18小时，进行均匀化退火，使晶粒尺寸均匀，方向性一致；然后继续在冷轧机内冷轧至0.60mm，退火结束后在冷轧机内冷轧，然后再次送入退火炉内退火，加热至460℃、保温5小时，降温至400℃、保温7小时，进行中间退火；然后制得厚度为0.3mm的铝箔毛料。
8.根据权利要求1所述用于深冷绝热纸的铝箔的制备方法，其特征在于：所述细化剂为Al—Ti—B。
9.一种由权利要求1—8中任一项所述方法制备的铝箔，其特征在于：所述铝箔的厚度为0.007—0.01mm。
10.根据权利要求9所述的铝箔，其特征在于：厚度为0.007mm的铝箔针孔数低于24个/m2，厚度为0.008mm的铝箔针孔数低于15个/m2，厚度为0.01mm的铝箔针孔数低于5个/m2。
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