太陽能邊框鋁型材中溫封閉主要問題及控制措施

　　由于經(jīng)濟的不斷增長，隨之而來的能源供給將接受一個更大、更嚴(yán)峻的考驗，以節(jié)省能源、環(huán)保著稱的太陽能廣受各國歡迎。目前歐洲是全球最大的光伏發(fā)電市場，預(yù)計到2020年，太陽能電力將滿足歐洲15%的電力需求。太陽能具有可再生和環(huán)保等方面的特點，這種優(yōu)勢讓包括中國在內(nèi)的許多國家將太陽能作為重點發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)。中國大陸光伏產(chǎn)品主要供應(yīng)給歐美市場，國內(nèi)市場份額尚很小。近年來，由于歐美各國市場需求的增大，我國光伏產(chǎn)業(yè)取得了快速的發(fā)展，最近5年的年均增長速度達(dá)到40%以上。在政策進(jìn)一步加大扶持力度的背景下，未來光伏產(chǎn)業(yè)的增長前景將更為廣闊。光伏產(chǎn)業(yè)所涉及的太陽能邊框鋁型材，其產(chǎn)品的陽極氧化膜厚度通常要求較高(12～18微米)，對陽極氧化膜厚膜而言，常溫封閉工藝往往心有余而力不足，且在保持銀白色本色和抗熱裂性方面存在缺陷，而高溫封閉工藝，由于所需能耗太高，使生產(chǎn)廠家又難以接受，因此中溫封閉工藝贏得了極大多數(shù)太陽能邊框鋁型材廠家的青睞。目前國內(nèi)太陽能鋁型材中陽極氧化電泳材約占30%，陽極氧化封閉材約占70%(其中中溫封閉材約80%)。

　　陽極氧化中溫封閉材生產(chǎn)一般的工藝流程為：擠壓坯料→上架→除油→水洗→水洗→堿蝕→水洗→水洗→中和→水洗→水洗→陽極氧化→水洗→水洗→中溫封閉→水洗→水洗→下架→貼膜→包裝。本工藝為大部分廠家所采用。詳細(xì)生產(chǎn)工藝各廠家可依據(jù)現(xiàn)有條件作出相應(yīng)調(diào)整。作者根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)出一些常見問題及相應(yīng)控制措施供同行業(yè)工作者參考。本文以合金6063擠壓材(成分見表一)為例。

　　1.封閉槽槽液PH值方面引起的問題

　　1.1槽液控制方面引起的問題

　　在正常生產(chǎn)過程中，當(dāng)槽液中鎳離子濃度、槽液溫度均處于最佳范圍，且封閉時間固定時，PH值過高往往容易造成封閉鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”。此時可將PH值控制稍微低一點。PH值調(diào)整量依據(jù)出現(xiàn)粉霜的程度而定。反之，PH值控制過低則易造成封閉不良。一般PH值控制的選取應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)過程中的實際情況加以微調(diào)。整個生產(chǎn)工藝是一個穩(wěn)定的體系，一旦體系中其他單元(如氧化槽硫酸濃度、電流密度等)發(fā)生較大改變，則相應(yīng)其他單元也需做出相應(yīng)的調(diào)整。

　　1.2 槽液PH值測量不準(zhǔn)引起的問題

　　不時有廠家出現(xiàn)由于PH值測量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致中溫封閉槽出現(xiàn)異常情況，最常見的就是封閉不良和封閉“粉霜”的出現(xiàn)。

　　如果PH值測量值高于真實值則誤導(dǎo)操作人員將PH值控制偏低。測量值與真實值之間數(shù)據(jù)偏離較大，則很容易出現(xiàn)PH值控制過低而導(dǎo)致封閉不良。

　　如果PH值測量值低于真實值則誤導(dǎo)操作人員將PH值控制偏高。測量值與真實值之間數(shù)據(jù)偏離較大，則很容易出現(xiàn)PH值控制過高而導(dǎo)致封閉鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”。

　　控制措施：定期校正PH計，發(fā)現(xiàn)測量出現(xiàn)較大波動時，建議更換新的測量電極。一般應(yīng)做到每天最少校正一次;定期更換測量電極。

　　2.封閉槽槽液溫度方面引起的問題

　　2.1 溫度控制方面引起的問題

　　中溫封閉槽槽液溫度的控制：較多廠家選取在約50度(其主要目的是降低能耗)左右。當(dāng)槽液中鎳離子濃度、槽液PH值等均處于最佳范圍時。此時封閉溫度對鋁材封閉速度就起決定作用(排除基材等其他原因造成的影響)，一般槽液溫度高，封閉速度快，則需相應(yīng)縮短封閉時間。然而由于封閉速度過快，則較難于控制封閉“粉霜”的出現(xiàn)。反之，封閉槽槽液溫度較低，隨之出現(xiàn)封閉不良等現(xiàn)象。對于封閉槽槽液溫度的選取，建議盡量控制在供應(yīng)商提供的工藝控制范圍內(nèi)為宜。

　　2.2 溫度測量不準(zhǔn)引起的問題

　　現(xiàn)在大部分廠家均使用自動溫控設(shè)備對槽液溫度進(jìn)行控制，這是一項絕佳的改進(jìn)。然而由于種種原因使得顯示溫度的顯示值與真實值之間出現(xiàn)較大的差異。

　　溫度顯示值比真實值高的多則容易出現(xiàn)封閉不良。作者曾碰到有一廠家出現(xiàn)封閉不良，對槽液濃度、PH值校正測量后發(fā)現(xiàn)這些主要工藝參數(shù)均在工藝控制范圍內(nèi)，后來發(fā)現(xiàn)溫度顯示值比水銀溫度計測量值高約10攝氏度(水銀溫度計已校正)。后將中溫封閉槽槽液溫度提高10攝氏度再進(jìn)行封閉，進(jìn)行失重測試，失重測量值為13mg/dm2，失重測試達(dá)標(biāo)(國標(biāo)：小于30mg/dm2算合格)。反之，溫度顯示值比真實值低的多則容易出現(xiàn)封閉“粉霜”。

　　控制措施：在溫度控制上，需要操作者用溫度計定期進(jìn)行人工測量校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)溫度偏差，做到真正意義上的工藝控制。定期更換質(zhì)量可靠的熱電偶。

　　3 封閉時間的控制

　　有部分廠家對封閉時間的控制，他們追求快速封閉。實際上封閉速度過快并非是最佳選擇。部分廠家通過生產(chǎn)實踐得出經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，比較理想的封閉速度選取在1.2?m/min為宜。一般通過調(diào)節(jié)封閉槽液溫度和PH值來調(diào)整封閉時間的長短。封閉速度慢則影響產(chǎn)量。封閉鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”可通過縮短封閉時間來消除“粉霜”。反之，封閉不良則可通過延長封閉時間進(jìn)行調(diào)整。

　　4 封閉鋁材“粘膠”問題

　　太陽能邊框鋁型材不同于普通的建筑鋁型材，它需要每根產(chǎn)品貼復(fù)合保護膜，且要求復(fù)合保護膜既能夠粘貼牢固，又要求撕開復(fù)合保護膜后，產(chǎn)品表面不能夠有“殘膠”附著。此要求對使用常溫冷封閉工藝來說，并非是困難的事情。然而由于中溫封閉與常溫冷封閉兩者工藝封閉機理的不同，導(dǎo)致各自所需“陳化”時間的不同。因此很多中溫封閉工藝廠家采用延長貼復(fù)合保護膜前的停放時間來緩解粘膠問題。這對于像江陰東華鋁材科技材料有限公司每月達(dá)約7000噸這樣產(chǎn)量的廠家來說，是“沒有足夠的空間和時間”的，該公司靠強化生產(chǎn)工藝管理和選用優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)輔材，較好的解決了“粘膠”這一問題。

　　在中溫封閉過程中，如果出現(xiàn)封閉不良，這當(dāng)然會出現(xiàn) “粘膠”，但是，過封閉，尤其是表面出現(xiàn)“粉霜”時同樣會出現(xiàn)“粘膠”現(xiàn)象。

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