Как делают фольгу: прокатка алюминия до толщины в несколько микрон
Фольгу производят методом холодной прокатки: алюминиевый слиток последовательно обжимают между парами стальных валков, уменьшая толщину с нескольких миллиметров до 6–200 микрон. Ключевой технологический приём — «двойная прокатка»: на последних проходах два листа фольги пропускают через валки одновременно, что позволяет получить равномерную толщину без разрывов. Именно поэтому одна сторона фольги глянцевая (контактировала с валком), а другая матовая (контактировала со вторым листом).
Сырьё: алюминиевые слитки и сплавы
Для производства фольги используют алюминий высокой чистоты (99,0–99,5% Al) или сплавы серий 1000, 3000 и 8000 по международной классификации. Сплав 8011 (Al + 0,6–1,0% Fe + 0,5–0,9% Si) наиболее распространён в пищевом применении: железо и кремний измельчают зерно, повышают прочность и теплопроводность. Из первичного или вторичного алюминия отливают плоские слитки толщиной 400–600 мм и длиной до 6 метров в машинах полунепрерывного литья.
Слиток гомогенизируют в печи при температуре 520–570 °C в течение 10–20 часов: это выравнивает химический состав по объёму и растворяет крупные интерметаллические включения, которые иначе вызвали бы разрывы при прокатке до малых толщин. После гомогенизации слиток фрезеруют для удаления поверхностной корки толщиной 10–15 мм и разрезают на плиты нужного размера.
Горячая и холодная прокатка
Процесс начинается с горячей прокатки: нагретую до 480–520 °C плиту обжимают на реверсивном стане, уменьшая толщину с 400 мм до 4–6 мм за 15–25 проходов. Высокая температура делает металл пластичным, позволяя совершать большие обжатия за каждый проход. На выходе получают горячекатаный рулон, который охлаждают до комнатной температуры.
Затем следует холодная прокатка на нескольких станах: рулон последовательно обжимают до 0,6 мм, 0,1 мм и далее до целевой толщины. С уменьшением толщины металл упрочняется (наклёп), поэтому между проходами проводят промежуточный отжиг при 250–350 °C на 1–3 часа. Отжиг снимает напряжения и восстанавливает пластичность, позволяя продолжать прокатку. На последних этапах, когда толщина опускается ниже 0,1 мм, два листа складывают и прокатывают совместно.
Двойная прокатка и финишная обработка
Двойная прокатка применяется для получения фольги тоньше 60–80 мкм. Два рулона разматываются одновременно, слои совмещаются на входе в клеть и прокатываются как единое целое. Благодаря этому валки не «продавливают» фольгу насквозь в местах микродефектов: соседний лист подпирает изнутри. На выходе рулоны разматывают: матовые стороны там, где листы соприкасались, глянцевые — там, где контактировали с отполированными стальными валками.
Готовое полотно подвергают финишному отжигу при 200–240 °C в защитной атмосфере азота. Он удаляет с поверхности смазку, используемую при прокатке, и придаёт фольге мягкость. Жёсткую фольгу (для технических применений) отжигают меньше или не отжигают вовсе.
Нарезка, печать и применения
Широкие рулоны разрезают на слитинговых линиях до ширины 30–1500 мм. Пищевую фольгу наматывают на картонные гильзы и упаковывают. Для гибкой упаковки фольгу ламинируют с бумагой или полимерными плёнками, формируя многослойный барьерный материал. Нанесение рисунка и текста выполняют флексографской печатью.
Российская алюминиевая промышленность полностью обеспечивает внутренний рынок фольгой всех типов. Производство сосредоточено преимущественно в Сибири и на Урале, рядом с источниками дешёвой электроэнергии, которой требуется около 15 кВт·ч на килограмм готовой фольги. Пищевая фольга соответствует требованиям ГОСТ 745 и техническим регламентам ЕАЭС на контакт с пищевыми продуктами.
