真空鍍鋁設(shè)備管理芻議

蔣宇梅

【摘 要】本文簡要介紹了真空鍍鋁設(shè)備，并對主要設(shè)備運(yùn)行要求、常見問題和解決措施進(jìn)行了闡述，對保證真空鍍鋁生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行和提高產(chǎn)品質(zhì)量具有積極指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】真空鍍鋁；設(shè)備運(yùn)行；產(chǎn)品質(zhì)量

真空鍍鋁是采用真空熱蒸發(fā)鍍技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋁膜復(fù)合的過程，應(yīng)用于造紙行業(yè)中可比鋁箔復(fù)合紙節(jié)省鋁95%以上，目前已在包裝、食品、印刷等行業(yè)大量使用。真空鍍鋁紙的發(fā)展很快，應(yīng)用范圍越來越廣，是一種推廣前景十分廣闊的紙加工產(chǎn)品[1]。本文在簡要介紹真空鍍鋁設(shè)備的基礎(chǔ)上，就主要設(shè)備運(yùn)行要求、常見問題和解決措施進(jìn)行闡述，以期更好地保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，提高真空鍍鋁產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

1 真空鍍鋁設(shè)備簡介

真空鍍鋁設(shè)備主要包括涂布機(jī)、干燥箱、鍍膜機(jī)、鋁絲輸送機(jī)構(gòu)、回潮分切機(jī)等[2]，下面首先簡單介紹一下這些設(shè)備。

真空鍍鋁紙生產(chǎn)的第一道工序是涂布。涂料采用高固型聚乙烯醇縮丁醛，以乙醇為溶劑，經(jīng)涂布機(jī)單面涂布，將涂料均勻地涂在紙頁上，使之形成一層光滑的涂料膜，從而增加金屬鋁的粘附力，使鍍鋁紙具備較好的光潔度、耐磨性和防潮性能。涂布機(jī)機(jī)頭部分由放紙裝置、過渡導(dǎo)輥、彈簧導(dǎo)輥、涂布槽、涂布輥、展紙輥構(gòu)成。涂布機(jī)張力由磁粉制動(dòng)器控制，傳動(dòng)由電磁調(diào)速電機(jī)控制。

涂布后的紙直接進(jìn)入箱式烘道進(jìn)行連續(xù)干燥，從而使涂層成為光滑、透明的膜。紙頁的涂層背向?qū)л?，在行進(jìn)中得到干燥。干燥箱通常為三節(jié)連續(xù)式，內(nèi)設(shè)上下兩排導(dǎo)紙輥，以鏈條連續(xù)傳動(dòng)。主動(dòng)導(dǎo)輥和可調(diào)導(dǎo)輥、過渡導(dǎo)輥間隔設(shè)置。三節(jié)烘箱內(nèi)溫度有差異，各節(jié)下部溫度比上部溫度略低，干燥方式采用電加熱空氣連續(xù)干燥。烘箱內(nèi)裝有遠(yuǎn)紅外板和遠(yuǎn)紅外管。第三節(jié)裝有排風(fēng)機(jī)，隨時(shí)排出乙醇?xì)怏w與松香粉塵，同時(shí)控制烘箱內(nèi)的溫度，減少和杜絕紙頁燃燒。

鍍膜機(jī)是鍍鋁紙生產(chǎn)的核心設(shè)備。它由蒸發(fā)源、輸送鋁絲機(jī)構(gòu)、收紙輥、放紙輥、冷卻輥、半球式密封門組成，另外有配套的油增壓泵、羅茨泵和旋片式真空泵。鍍膜機(jī)工作真空度需達(dá)到0.5Pa，如過低鋁膜因嚴(yán)重氧化就會發(fā)黃，影響鍍鋁紙的質(zhì)量。

蒸發(fā)源坩堝的工作溫度應(yīng)達(dá)到1400℃，高純鋁絲連續(xù)輸送進(jìn)坩堝并在高溫下蒸發(fā)，蒸發(fā)的鋁附著在涂布膜上凝結(jié)成一層光亮的鋁膜，鋁膜一般厚度為0.03μm左右。如蒸發(fā)源加不上電流，溫度過低，鋁絲不能被很好蒸發(fā)，將不能形成鋁膜或形成的鋁膜達(dá)不到要求的光亮度。冷卻輥由循環(huán)泵將冷卻水從水箱或水池中泵入冷卻輥內(nèi)進(jìn)行循環(huán)冷卻，其表面溫度也直接影響鍍鋁膜質(zhì)量，不能超過20℃，否則鋁膜就會發(fā)暗。

鋁絲輸送機(jī)構(gòu)要保持光滑、暢通，鋁絲本身要平整無折痕，以保證連續(xù)送絲和鋁膜的光亮度。鍍鋁紙?jiān)阱兡C(jī)內(nèi)運(yùn)行，收紙輥為主傳動(dòng)，張力由磁粉制動(dòng)器調(diào)節(jié)。半球式密封門上有觀察口，四周有優(yōu)質(zhì)密封條，以保證鍍膜機(jī)的真空度。

真空鍍鋁紙生產(chǎn)中，最后一道工序是將鍍鋁紙分切成不同規(guī)格的盤紙。這時(shí)的鍍鋁紙經(jīng)過涂布、干燥、鍍鋁，水份已嚴(yán)重?fù)p失，沒有了原來的韌性。如不吸收部分水份，將直接影響它的回彈角，成型度達(dá)不到50度以下。同時(shí)，水份過低，分切過程中易產(chǎn)生斷頭，影響正常生產(chǎn)。分切機(jī)帶有回潮裝置，具備潤濕和分切兩種功能。采用蒸汽對鍍鋁紙進(jìn)行回潮處理，紙頁在蒸汽中通過可以迅速吸收水份達(dá)到，從而得到潤濕，使韌性得以恢復(fù)，保證分切順利進(jìn)行。分切機(jī)傳動(dòng)采用可控硅調(diào)速，盤紙的松緊度由磁粉制動(dòng)器來調(diào)整，張力的控制由電流強(qiáng)度來反映，一般控制在0.8A左右。如過大，盤紙產(chǎn)生斷頭；如過小，盤紙不齊，互相咬合，不易分離，就會降低產(chǎn)品等級。

2 設(shè)備運(yùn)行基本要求

真空鍍鋁紙的生產(chǎn)過程大致為首先采用涂布機(jī)涂底層（雙涂），將已經(jīng)均勻涂布底層的卷筒基材紙?jiān)谡婵斟冧X機(jī)上進(jìn)行表面真空鍍鋁；在系列復(fù)卷分切機(jī)上對已經(jīng)鍍鋁的成品進(jìn)行一次加濕及復(fù)卷；將已經(jīng)完成真空鍍鋁的紙?jiān)谙盗型坎紮C(jī)上涂覆表面保護(hù)層或色層，并經(jīng)過加濕處理，即制成真空鍍鋁紙成品；在復(fù)卷分切機(jī)或者橫裁機(jī)上分切成材，包裝出廠[3]。其中，真空鍍鋁機(jī)的運(yùn)行最為關(guān)鍵。

首先是選擇坩堝，要排除在運(yùn)輸中表面劃傷、碰壞和生產(chǎn)廠家漏檢的壞零件。接著就是辨認(rèn)坩堝中碳是哪一類碳：將加熱體頭部在紙上畫一道，石墨為層片狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)地較軟，畫道極易留下黑色痕跡；無定型碳則較難留下痕跡。區(qū)別清楚后，可以根據(jù)材料，控制送絲時(shí)間和速度。石墨電阻小，起始電阻大。隨溫度升高，電阻迅速下降，電流增大較快，鋁絲可送得早些、快些。無定型碳則相反，鋁絲千萬不可輸送過早過快。否則，因溫度不夠高，熔化的鋁就與碳反應(yīng)生成碳化鋁。

石墨坩堝雖然結(jié)構(gòu)密，抗壓強(qiáng)度大（約200～600Pa），但較脆。所以，在石墨坩堝上夾時(shí)，電極兩端要對中，高低要一致（高低不平時(shí)可用厚度為0.3～0.35mm的柔性石墨紙墊平壓緊，接觸良好）。兩端壓力要均勻，不宜用力過猛，以免產(chǎn)生應(yīng)力或斷裂。石墨坩堝上夾后，要通電試驗(yàn)是否接觸良好。此時(shí)，切勿通電時(shí)間過長，溫度過高，以防坩堝氧化，縮短使用壽命。尤其在蒸鍍操作室未抽真空（在常壓下試驗(yàn)）時(shí)。

石墨化學(xué)活性大，易氧化，在400℃時(shí)石墨開始有輕微氧化，到600℃左右碳和鋁即能生成碳化鋁。因此，送絲和升溫時(shí)間要控制配合好。蒸鍍時(shí)，溫度控制在1400℃～1750℃之間（通常控制輸入功率，即蒸發(fā)電流250A左右），不宜超過2000℃。因?yàn)闇囟冗^高，從導(dǎo)絲管送出的鋁絲離坩堝較近的一段也達(dá)到熔化溫度而熔化滴落在坩堝上，由于熔鋁與坩堝存在溫度梯度，熔鋁夾帶的氣體會發(fā)生膨脹爆炸，造成鋁花飛濺，將被濺到的膜材燒成針孔。

3 常見問題及解決措施

3.1 坩堝積鋁

在生產(chǎn)時(shí)，坩堝未加熱到高溫前不能送絲，以免生成“積鋁”。當(dāng)鍍膜過程中發(fā)生故障立即停機(jī)后，有部份未蒸發(fā)的殘余鋁留在坩堝上，在第二次開機(jī)加熱時(shí)，也易生成“積鋁”。如已經(jīng)生成“積鋁”，必須先清除。但必須小心，不要鏟傷坩堝。最好的辦法是：在第二次開機(jī)前，采取瞬時(shí)通電用小鏟鏟除蒸發(fā)面上的融熔雜物。

3.2 鍍鋁機(jī)漏氣

在動(dòng)態(tài)高溫條件下，各種油類的粘度變小，油膜變薄、密封部位就有可能有漏氣、漏油產(chǎn)生，因而要定期對各轉(zhuǎn)動(dòng)密封部位加足潤滑油（通常用高真空油脂）。

注意觀察各種發(fā)熱件的溫度變化。例如，水冷電極的排水量是否足夠，排水溫度是否過高，各種高壓引線柱的發(fā)熱是否會熔化或老化真空密封圈等等。并經(jīng)常注意供水裝置的可靠性，嚴(yán)禁在斷水狀態(tài)下開機(jī)。

3.3 真空度下降

在各種材料放氣厲害時(shí)，容易導(dǎo)致真空度下降。操作人員必須具有判別設(shè)備真空度下降和設(shè)備漏氣的能力，并采取相應(yīng)的解決措施。如鋁材預(yù)熔放氣，則可預(yù)熔多次。如屬膜材放氣，則再一次烘烤處理。如果是鍍膜室中各零部件放氣，則預(yù)先對零部件作清洗、烘烤。而真空設(shè)備漏氣時(shí)，一般先采用靜態(tài)升壓法，確定總漏率是否在允許的范圍內(nèi)。如超過允許范圍，則由檢漏人員根據(jù)需要選用簡單經(jīng)濟(jì)的檢漏手段確定漏氣位置，并盡快排除設(shè)備故障，恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

操作人員在操作時(shí)，要一邊對真空操縱柜進(jìn)行操作，一邊注意觀察真空控制柜及從觀察窗中觀察鍍膜室的蒸鍍情況。例如，送絲電機(jī)電流通常在1A左右，如超過3A說明鋁絲有纏繞或卡死，必須及時(shí)停機(jī)排除。發(fā)現(xiàn)導(dǎo)絲針有堵絲或其它影響質(zhì)量的問題，也必須停機(jī)排除。收放輥采用可控硅控制，增大或降低轉(zhuǎn)速時(shí)，操作者對卷膜速率調(diào)節(jié)應(yīng)緩慢，避免用力過猛造成電流沖擊燒壞晶體管元件或把被鍍物拉斷或松脫。

另外，為了做好設(shè)備維護(hù)，必須提高操作人員的文化素質(zhì)，并認(rèn)真進(jìn)行操作培訓(xùn)，使操作人員了解真空鍍膜的一般原理、技術(shù)指標(biāo)和性能，掌握主要設(shè)備的用途、操作方法和注意事項(xiàng)[4]。同時(shí)，不斷提高操作人員的責(zé)任心，使他們嚴(yán)格按操作程序操作。正確的操作程序是保證系統(tǒng)安全正常運(yùn)行和蒸鍍質(zhì)量的關(guān)鍵。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳旭.真空鍍鋁薄膜的生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].塑料包裝，2003，13（2）：22，23，47.

[2]趙聰敏，翟國華.真空鍍鋁紙生產(chǎn)的主要設(shè)備[J].黑龍江造紙，1999（1）：23，24.

[3]林梅生.真空鍍鋁工藝中的幾個(gè)問題[J].真空與低溫，1990（4）：27-32.

[4]許鵬.真空鍍鋁直鍍法的工藝及設(shè)備簡介[J].今日印刷，2001（5）：65，66.

[責(zé)任編輯：湯靜]