高壓陽極箔生產(chǎn)的環(huán)境要求及設(shè)計(jì)思路

陳宏才

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

高壓陽極箔是制造電解電容器的關(guān)鍵元器件，所用原料必須是電解車間提供的工業(yè)高純鋁液(鋁的純度需達(dá)到99.99%以上)。根據(jù)高壓陽極箔的產(chǎn)品特點(diǎn)，在工廠設(shè)計(jì)中從熔煉到最終檢查包裝入庫，工藝流程繁瑣，涉及設(shè)備多，每道工序的設(shè)備布局要合理，同時(shí)根據(jù)每道工序的生產(chǎn)特點(diǎn)以及設(shè)備使用情況應(yīng)嚴(yán)格控制所需環(huán)境要求，才能保證最終產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

1 生產(chǎn)工藝條件

高壓陽極箔的常用規(guī)格如表1，其主要生產(chǎn)工序有高純鋁錠→銑面→均勻化處理→熱軋→冷軋→箔軋→中間退火→箔軋→精整→成品退火→檢查包裝等生產(chǎn)工序。由于設(shè)備、工序繁多，必須控制每道工序的生產(chǎn)環(huán)境來保證每道工藝的產(chǎn)品質(zhì)量，使整個(gè)車間的清潔程度達(dá)到規(guī)定要求，才能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。本文主要針對其主要生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，分析各工序在生產(chǎn)中的環(huán)境要求并引出設(shè)計(jì)思路。

表1 高壓陽極箔常用規(guī)格

2 生產(chǎn)車間

潔凈廠房是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等之污染物排除，并將室內(nèi)溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一規(guī)定范圍內(nèi)，而所給予特殊設(shè)計(jì)的、用空氣凈化技術(shù)和設(shè)備控制生產(chǎn)環(huán)境中塵粒污染或細(xì)菌污染的工業(yè)建筑。

我國潔凈室標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50073—2001)規(guī)定，空氣潔凈度等級等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO1466—1中的有關(guān)規(guī)定。潔凈室及潔凈區(qū)空氣中懸浮粒子潔凈度等級見表2。

表2 空氣潔凈度等級

由于電子產(chǎn)品的特殊性，要求帶材表面無壓坑、退火后表面無油斑、精整過程中無擦傷、最終檢測表面無殘留物(如鋁粉)等，車間灰塵或顆粒物可能影響帶材表面質(zhì)量。因此廠家在設(shè)計(jì)壓延車間廠房時(shí)通常會(huì)提出達(dá)到潔凈廠房的要求，并達(dá)到100000級的潔凈度等級。

考慮到針孔直徑遠(yuǎn)大于潔凈廠房規(guī)定中塵粒數(shù)尺寸(0.5μm)的60倍以上，塵粒對產(chǎn)品幾乎不造成影響。根據(jù)國家鋁行業(yè)電解電容器用鋁箔技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T3615—2007)規(guī)定，厚度小于0.03mm的電子鋁箔產(chǎn)品表面允許有熒光可見針孔，針孔直徑不大于0.3mm、且不超過4個(gè)/m2；厚度不小于0.03mm的電子鋁箔產(chǎn)品表面不允許有孔洞；鋁箔表面應(yīng)潔凈、平整，不允許有裂邊，表面應(yīng)無油斑等。高壓陽極箔的厚度規(guī)格在0.08～0.15mm之間，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋁箔表面不允許有孔洞(大于針孔尺寸)。同時(shí)潔凈廠房的投入巨大，需建成雙層廠房，根據(jù)目前市場對高壓陽極箔的需求量以及生產(chǎn)情況來看，投資建成潔凈廠房的效益回收周期長。

通過分析潔凈廠房的使用要求以及成本投入，高壓陽極箔生產(chǎn)車間的工藝設(shè)計(jì)、工藝布局只需達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境要求，即可滿足產(chǎn)品表面質(zhì)量需求，無需將生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)成潔凈廠房。

目前國內(nèi)主要生產(chǎn)高壓陽極箔的廠家如新疆眾和股份有限公司、乳源東陽光精箔有限公司、內(nèi)蒙古霍煤鴻駿高精鋁業(yè)有限公司、青海瑞合鋁箔有限公司等，其生產(chǎn)車間均未設(shè)計(jì)成潔凈廠房，只是在局部設(shè)備區(qū)域(如軋輥磨床間)采用密閉式以滿足設(shè)備運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度、濕度要求，均能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

3 生產(chǎn)中的環(huán)境要求及設(shè)計(jì)思路

高壓陽極箔生產(chǎn)過程中，以下工序影響生產(chǎn)環(huán)境需重點(diǎn)控制：

(1)鑄錠銑面。從熔鑄車間運(yùn)來的鑄錠表面通常帶有鋁渣，且不平整，需要鑄錠銑面機(jī)對鑄錠表面進(jìn)行清理，保證表面平整光潔。銑面過程中產(chǎn)生的大量鋁碎屑對車間環(huán)境造成影響，特別是細(xì)小的碎屑漂浮到空氣中，影響下道工序的產(chǎn)品質(zhì)量。所以在工廠設(shè)計(jì)中要求在鑄錠銑面機(jī)上安裝碎屑收集裝置收集該工序產(chǎn)生的大量鋁碎屑，防止對車間環(huán)境造成污染。同時(shí)收集的鋁碎屑還能夠返回熔鑄車間重融利用，降本增效；

(2)熱軋。熱軋工序通常無需密閉(機(jī)械送排風(fēng))，這是因?yàn)樾☆w粒對鑄錠無大的影響，軋制過程中鑄錠表面的鋁碎屑被乳液沖走或被壓縮空氣吹掃系統(tǒng)吹掃掉，銑面過程中鑄錠表面留下的坑在熱軋時(shí)也被軋平，均不會(huì)影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。只有最后幾道次落入鋁帶表面的大顆粒在熱軋卷表面留下坑洞，會(huì)使后序產(chǎn)品形成孔洞，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。通過采取適當(dāng)措施如車間大門采用防風(fēng)沙門，防止大顆粒(沙塵)進(jìn)入車間；熱軋機(jī)本體自帶的排煙罩也能起到一定保護(hù)作用，避免廠房頂部掉落的顆粒進(jìn)入輥縫工作區(qū)域；同時(shí)車間地面及設(shè)備表面需定期清理不留灰塵；

(3)冷、箔軋。冷、箔軋時(shí)鋁帶箔材相對較薄，如果帶材表面不干凈，容易在軋制過程中形成坑洞，影響產(chǎn)品質(zhì)量。由于軋機(jī)帶有壓縮空氣自動(dòng)吹掃裝置，即使從熱軋過來的產(chǎn)品表面不干凈，也會(huì)在冷、箔軋過程中通過吹掃裝置將灰塵吹掃掉；在設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)中，采用油霧凈化器或全油回收系統(tǒng)將軋制過程中產(chǎn)生的油霧吸走，防止附有灰塵的油滴落到帶箔材表面；軋機(jī)自帶的排煙罩也能起到一定的保護(hù)作用，避免廠房頂部掉落的顆粒進(jìn)入輥縫工作區(qū)域；同時(shí)車間地面及設(shè)備表面需定期清理不留灰塵；

(4)精整。精整階段主要防止機(jī)械傷害對箔材表面形成擦劃傷，車間保持清潔、無浮灰即可。為了防止大顆?；蛭孟x進(jìn)入車間，整個(gè)車間密閉，無開啟的通風(fēng)窗，通風(fēng)形式為機(jī)械送排風(fēng)。也可在高壓陽極箔生產(chǎn)的最后一道工序(復(fù)卷)的復(fù)卷機(jī)上加防蚊網(wǎng)，防止飛蟲落入箔材內(nèi)，產(chǎn)生斑漬，影響產(chǎn)品質(zhì)量；

(5)熱處理。所有熱處理設(shè)備如加熱爐、退火爐在設(shè)計(jì)時(shí)均要求設(shè)備自身帶有排煙系統(tǒng)，將熱處理過程中產(chǎn)生的帶有油霧的煙氣排出車間外，防止對車間環(huán)境造成污染；

(6)軋輥磨床間。高壓陽極箔的核心部件——軋機(jī)的支承輥和工作輥，需定期在軋輥磨床上研磨以確保輥系表面光潔度，防止影響帶材表面質(zhì)量。軋輥磨床的工作環(huán)境要求在+5～+45℃，溫度變化為± 1℃/h，24小時(shí)最大允許環(huán)境溫度變化為± 6℃，相對濕度≤75%；要求整個(gè)磨床間設(shè)計(jì)成密閉空間與恒溫室；

(7)廢料處理。環(huán)境污染較嚴(yán)重的廢料處理間在處理廢料過程中會(huì)產(chǎn)生粉塵與顆粒狀物體，只需將廢料處理間與生產(chǎn)廠房隔離開即可。

生產(chǎn)高壓陽極箔的車間需保持廠房環(huán)境清潔、定期打掃、車間無浮塵，控制好每個(gè)環(huán)節(jié)的環(huán)境要求，就能夠保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量。