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)品主要供應給歐美市場，國內市場份額尚很小。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到40%以上。在政策進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。詳細生產(chǎn)工藝各廠家可依據(jù)現(xiàn)有條件作出相應調整。作者根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗總結出一些常見問題及相應控制措施供同行業(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值控制的選取應依據(jù)生產(chǎn)過程中的實際情況加以微調。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，則相應其他單元也需做出相應的調整。

　　1.2 槽液PH值測量不準引起的問題

　　不時有廠家出現(xiàn)由于PH值測量不準確，導致中溫封閉槽出現(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值控制過低而導致封閉不良。

　　如果PH值測量值低于真實值則誤導操作人員將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商提供的工藝控制范圍內為宜。

　　2.2 溫度測量不準引起的問題

　　現(xiàn)在大部分廠家均使用自動溫控設備對槽液溫度進行控制，這是一項絕佳的改進。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，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攝氏度再進行封閉，進行失重測試，失重測量值為13mg/dm2，失重測試達標(國標：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行人工測量校準，調節(jié)溫度偏差，做到真正意義上的工藝控制。定期更換質量可靠的熱電偶。

　　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。一般通過調節(jié)封閉槽液溫度和PH值來調整封閉時間的長短。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行調整。

　　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)品貼復合保護膜，且要求復合保護膜既能夠粘貼牢固，又要求撕開復合保護膜后，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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