EP0027778A1

EP0027778A1 - Process for annealing and degreasing thin strips and foils made of aluminium or aluminium alloys

Info

Publication number: EP0027778A1
Application number: EP80810308A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Baur
Original assignee: Alusuisse Holdings AG; Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-10-06
Publication date: 1981-04-29
Also published as: EP0027778B1; FI803013A; FI66208B; CA1154364A; JPS5665969A; ES8201225A1; ATE1590T1; DE2948090C2; US4325753A; DE2948090B1; YU262480A; ES495883A0; DE3060879D1; FI66208C; NO803094L

Abstract

On degrease annealing of thin strip and foil made of aluminum and aluminum alloys in an annealing furnace ozone is introduced into the furnace atmosphere. As a result of this the annealing time can be shortened or the annealing temperature lowered. Likewise the tendency for the foil to stick together when in coiled form is markedly reduced.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfettungs- glühen von dünnen Bändern und Folien aus Aluminium und Aluminiumlegierungen in einem Glühofen.The invention relates to a method for degreasing annealing thin strips and foils made of aluminum and aluminum alloys in an annealing furnace.

Bei der Walzverformung von Aluminiumbändern zu dünnen Bändern und Folien - nachstehend insgesamt als Folien bezeichnet - werden als Walzhilfsmittel petrolbasische Schmieroele oder auch wässrige Schmieroelemulsionen verwendet, wobei heute überwiegend paraffinbasische Petrole mit Zusätzen von Additivs, wie _Palmkernfett, langkettigen Alkylalkoholen, Monocarbonsäurealkylestern usw. eingesetzt werden. Die zu Rollen gewickelten Folien werden anschliessend in grossen Kammeröfen in trockener Luft geglüht. Diese Glühoperation bewirkt eine Entfettung, d.h. die Folienoberfläche wird von den aufliegenden Walzoelfilmen befreit. Durch die Glühung wird die Folie ausserdem vom walzharten in den für gewisse Folgeoperationen erforderlichen weichen Zustand überführt.In the roll-forming of aluminum strips into thin strips and foils - hereinafter referred to as film - are referred to as rolling tools petrolbasische Lubricating oils or aqueous Schmieroelemulsionen used, today predominantly paraffin Petrole with additions of additive such as _P almkernfett are used long-chain alkyl alcohols, Monocarbonsäurealkylestern etc. . The foils wound into rolls are then annealed in large chamber furnaces in dry air. This annealing operation leads to degreasing, ie the surface of the foil is freed from the wrap film. As a result of the annealing, the film is also converted from the hard-rolled to the soft state required for certain subsequent operations.

Nach der Entfettungsglühung wird beobachtet, dass bei der Anwendung von Glühtemperaturen höher als 250°C - unter Glühtemperatur wird hier wie auch im folgenden die Metalltemperatur verstanden - die einzelnen Folienbahnen mehr oder weniger fest aneinander kleben. Die Klebewirkung nimmt mit steigender Glühtemperatur stark zu. Bei Glühtemperaturen oberhalb etwa 400°C können zudem Verfärbungen der Folienoberfläche auftreten. Folienrollen, deren Folienbahnen Klebeneigung aufweisen, können bei einer nachfolgenden Veredelung nur mit Mühe weiterverarbeitet werden.After degreasing annealing, it is observed that when using annealing temperatures higher than 250 ° C - annealing temperature is understood here as also below to mean the metal temperature - the individual film webs stick to one another to a greater or lesser extent. The adhesive effect increases sharply with increasing annealing temperature. At annealing temperatures above about 400 ° C, discolouration of the film surface can also occur. Film rolls whose film webs have a tendency to stick can only be processed with difficulty in a subsequent refinement.

Das betriebliche Entfettungsglühverfahren wird heute derart gehandhabt, dass die Folienrollen in einem Kammerofen bei einer Metalltemperatur von 250 bis 300⁰C geglüht werden, wobei zur vollständigen Entfernung von Walzoelrückständen je nach Rollenbreite Glühzeiten zwischen etwa 30 und 60 h erforderlich sind. Hierbei wird ein gelegentlicher Ausschuss an klebender Folie in Kauf genommen. Die verhältnismässig langen Glühzeiten führen zeitweilig zu einem Mangel an freier Glühkapazität und stellen überdies einen nicht unwesentlichen Kostenfaktor dar. s.The operating Entfettungsglühverfahren is handled today such that the rolls of film are annealed in a chamber furnace at a metal temperature of 250 to 300 ⁰ C, wherein the complete removal of Walzoelrückständen according to roll width annealing times between about 30 and 60 hours required. Here there is an occasional scrap of adhesive film accepted. The relatively long glow times temporarily lead to a lack of free glow capacity and also represent a not insignificant cost factor. S.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Entfettungsglühprozess derart zu beeinflussen, dass die Glühzeiten verkürzt werden können und die Klebeneigung von zu Rollen aufgewickelten Folien weiter vermindert wird.The invention is therefore based on the object of influencing the degreasing annealing process in such a way that the annealing times can be shortened and the tendency to stick of foils wound into rolls is further reduced.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Glühofenatmosphäre Ozon zugeführt wird.The object is achieved by adding ozone to the annealing furnace atmosphere.

Durch die Anwesenheit von Ozon in der Glühofenatmosphäre tritt eine erhebliche Beschleunigung der oxidativen Abbaureaktionen von Walzoelkomponenten ein. Im Vergleich zu einer ozonfreien Atmosphäre wird eine vollständige Entfettung der Folienoberfläche schon nach einer um ca. 30% kürzeren Glühzeit erreicht.The presence of ozone in the annealing furnace atmosphere significantly accelerates the oxidative degradation reactions of Walzoel components. Compared to an ozone-free atmosphere, complete degreasing of the film surface is achieved after an annealing time that is approximately 30% shorter.

Eine Klebeneigung lässt sich selbst bei Glühtemperaturen um 400⁰ _C praktisch nicht mehr feststellen. Dies ist bei einer blossen Beschleunigung des Entfettungsglühvorganges nicht ohne weiteres zu erwarten. Möglicherweise steht die verminderte Klebeneigung in Zusammenhang mit einer durch den akitivierten Sauerstoff hervorgerufenen, strukturellen Veränderung der bei der Entfettungsglühung auf der Folienoberfläche erzeugten Oxidschicht.A tendency to stick when it becomes necessary annealing temperatures to 400 ⁰ _C practically impossible to determine. This is not to be expected with a mere acceleration of the degreasing annealing process. The reduced tendency to stick is possibly related to a structural change in the oxide layer produced on the film surface during degreasing annealing caused by the activated oxygen.

In ozonhaltiger Atmosphäre kann eine vollständig rückstandsfreie Folienoberfläche schon bei Glühtemperaturen um 150°C erreicht werden. Dies kann beispielsweise dann ausgenützt werden, wenn bei einer Entfettungsglühung nicht eine gleichzeitige Ueberführung der Folien vom walzharten in den weichen Zustand erwünscht ist.In an ozone-containing atmosphere, a completely residue-free film surface can be achieved even at annealing temperatures around 150 ° C. This can be used, for example, if, in the case of degreasing annealing, a simultaneous transfer of the foils from the hard-rolled to the soft state is not desired.

Das nachfolgende Beispiel zeigt die Vorteilhaftigkeit einer Entfettungsglühung in ozonhaltiger Glühofenatmosphäre.The following example shows the advantages of degreasing annealing in an ozone-containing annealing furnace atmosphere.

example

In einem Laborglühofen wurden Rollen mit 5 µm dicker Folie aus Reinaluminium unter verschiedenen Bedingungen entfettungsgeglüht. Zum Kaltwalzen der Folie wurde als Walzoel ein paraffinbasisches Petrol mit einem Zusatz von Palmkernfett verwendet. Die 35 mm breiten Folien wurden auf Hülsen von 40 mm Durchmesser aufgewickelt. Der Durchmesser der so hergestellten Folienrollen betrug 60 mm.In a laboratory annealing furnace rolls with 5 µm thick foil made of pure aluminum were degreased under different conditions. For the cold rolling of the film, a paraffin-based petroleum with an addition of palm kernel fat was used as the Walzoel. The 35 mm wide foils were wound on tubes with a diameter of 40 mm. The diameter of the film rolls produced in this way was 60 mm.

Die Glühofenatmosphäre bestand aus getrockneter synthetischer Luft mit und ohne Zusatz von Ozon. Bei den Versuchen mit Ozon wurde dem Spülgas 0,2 Vol.-% Ozon zugesetzt. Der Spülgasfluss durch den Glühofen betrug jeweils 185 cm³/min.The annealing furnace atmosphere consisted of dried synthetic air with and without the addition of ozone. In the experiments with ozone, 0.2 vol% ozone was added to the purge gas. The purge gas flow through the annealing furnace was 185 cm ³ / min in each case.

Zur Beurteilung der Entfettung wurde die Benetzbarkeit der Folienoberfläche herangezogen, wobei als Mass der Durchmesser eines aufgesetzten Wassertropfens von 5 pl diente.The wettability of the film surface was used to assess the degreasing, the diameter of a water drop of 5 pl being used as a measure.

Zur Bestimmung der Klebeneigung wurden die Folienrollen praktisch reibungslos horizontal gelagert. Durch anhängen von Gewichten an das freie Folienende wurde die kritische Last ermittelt, bei welcher sich die Folien selbstätig abzuwickeln beginnen. Die auf eine Folienbreite von 1 mm umgerechnete Kraft wird als Klebekraft bezeichnet.To determine the tendency to stick, the film rolls were stored horizontally practically smoothly. By attaching weights to the free end of the film, the critical load at which the films begin to unwind automatically was determined. The force converted to a film width of 1 mm is called the adhesive force.

Die wesentlichsten Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst. Aus dieser Tabelle geht deutlich hervor, dass bei einem Ozonzusatz zur Glühofenatmosphäre die Klebeneigung über den ganzen Bereich der untersuchten Glühtemperaturen vermindert wird. Zur praktisch vollständigen Entfettung der Folienoberfläche sind wesentlich kürzere Glühzeiten erforderlich.

The most important test results are summarized in the table below. This table clearly shows that when ozone is added to the annealing furnace atmosphere, the tendency to stick is reduced over the entire range of the annealing temperatures examined. For practically complete degreasing of the film surface, significantly shorter annealing times are required.

Claims

Process for degreasing of thin strips and foils of aluminum and aluminum alloys in an annealing furnace, characterized in that ozone is supplied to the annealing furnace atmosphere.