熱軋板帶鋼工藝潤滑的研究

2012-06-13

作者：韓彥光　陳同學
（邯鋼集團衡水薄板有限責任公司）

　　摘　要：本文介紹了關于熱軋帶鋼的工藝潤滑機理及其應用效果，同時介紹了熱軋油的種類。本文著重介紹了采用工藝潤滑對節能降耗帶來的顯著作用。
　　關鍵詞：工藝潤滑；抗乳化性；離水展著性；潤濕性
　　長期以來，水一直作為熱軋板帶鋼時軋輥的潤滑和冷卻介質使用。但隨著軋機向高速化、連續化、自動化和大壓下量方向發展，軋輥工作負荷明顯增加，使軋輥的剝落與磨損加速，造成頻繁換輥，作業率降低。水已遠遠不能滿足熱軋時作為潤滑介質的需要。
　　一、熱軋工藝潤滑的主要作用
　　1.1 降低摩擦系數，降低軋制力
　　由于磨擦系數的減小，使軋制力降低，一般為可降低軋制力10%~25%，這樣降低了軋制功率，節約了能耗。
　　1.2 減少軋輥消耗，提高作業率
　　熱軋條件下，工作軋輥面因與冷卻水長期接觸發生氧化，形成黑皮，這是造成軋輥異常磨損的主要原因。采用特殊的潤滑劑能夠有效阻止輥面黑皮的形成，延長軋輥使用壽命，減少換輥次數，提高軋機作業率。
　　1.3改善軋后表面質量
　　軋輥磨損的降低，黑皮的減少直接改善了軋后板面質量。
　　1.4改善制品內部組織性能
　　工藝潤滑可以使軋后帶鋼的晶料組織得到改善，提高其深沖性能。
　　1.5節能降耗
　　采用工藝潤滑后，熱軋噸鋼平均節電3度；酸洗酸液減少0.3~1.0kg；金屬消耗降低1.0kg；軋輥的消耗能降低30%~50%。
　　二、熱軋工藝潤滑的機理
　　通常熱軋潤滑劑是以油水混合液的形式被送到軋輥表面的，水是載體，少量的油均勻分散在水中。油水混合液的作用過程是水包油相向油包水相的轉變過程。混合液體到達輥面后，以水包油的形式迅速地在輥面展開，當進入變形區與高溫軋件接觸時，由于溫度和壓力的作用，水很快蒸發并轉變成油包水相，一部分油燃燒成以灰分為主的燃燒物；一部分油則以油膜的形式均勻地覆蓋在軋輥與軋件的接觸弧面上，兩者在變形區內大約0.01s的時間內都能起到潤滑的作用。
　　三、熱軋工藝潤滑劑的選用
　　3.1 熱軋工藝潤滑劑的性能
　　3.1.1良好且穩定的潤滑性能。
　　3.1.2良好的潤濕性和黏著性，能均勻地分散在軋輥表面并牢固地黏著。
　　3.1.3高溫下良好的抗氧化性和耐分解性，保證在與軋件接觸前不產生燃燒和分解。
　　3.1.4良好的抗乳化性和離水展著性。
　　3.1.5無毒無味，同時分解中產生的氣體也無毒無味，燃燒產物無毒，不污染環境。
　　3.2熱軋工藝潤滑劑的組成及種類
　　熱軋油有水基和油基兩種形式，目前大部分廠家采用油基熱軋油。
　　一般熱軋油由基礎油和油性劑兩部分組成，基礎油有礦物油、聚烯烴、酯類油；油性劑有動、植物油、脂肪酸、高級脂肪酸、合成脂、固體潤滑劑等。
　　四、熱軋工藝潤滑對力能參數的影響
　　生產中采用上述熱軋油后，使得軋制壓力顯著降低15%~30%；軋輥消耗減少可達50%；節能減少近10%。
　　采用不同類型的熱軋油進行熱軋普碳鋼工藝潤滑效果實驗，測量軋制壓力并與無工藝潤滑的軋制條件的軋制力作比較，結果見下表。

表：不同類型熱軋油的潤滑效果

　　由表可看出，脂肪油表現出較好的降低軋制力的能力，但脂肪油也存在致命缺陷，如軋后鋼板表面的清潔性較差；另外脂肪油在高溫條件下油煙較重，惡化工作環境。另外不同種類的添加劑降低軋制壓力也明顯不同，影響效果如圖所示。

　　五、工藝潤滑對軋輥磨損的影響
　　采用工藝潤滑可大大降低軋輥的磨損，熱軋時軋輥應有足夠冷卻與潤滑。通過現場對比試驗，軋制帶鋼產量與軋輥磨損的關系在不同的軋制條件下有很大的差異，如圖所示。

　　隨軋制量增加，軋輥磨損加劇，由于磨損的不均勻性，將嚴重影響到軋后的板面質量，采用潤滑后，軋輥磨損的速度要緩慢得多。
　　采用工藝潤滑后，軋輥磨損大大減少，沿輥身長度上的磨損也變得較為均勻，這樣對熱軋帶鋼的板形非常有利。下圖為F1～F4 400連軋機組軋輥的磨損情況：

　　實踐表明，采用微量的潤滑劑完全可以達到降低軋輥磨損的目的，軋輥的潤滑效果及磨損程度并不是與潤滑劑用量及濃度成正比，相反，潤滑劑的用量過大，會造成打滑、軋件咬入困難，同時造成污染。
　　六、存在的問題
　　熱軋帶鋼采用工藝潤滑后，使軋件的咬入條件發生變化，不利于軋件的順利咬入,可以通過間歇供油的方式來解決。由于采用潤滑后摩擦系數的下降，對板寬、板厚將產生很大影響，且不易控制，可在條件成熟時采用AGC厚度自動控制系統，對厚度精度進行有效控制，且能獲得更加良好的板形。此外由于軋制油的燃燒，使工人惡劣的工作條件比以前有所加劇，車間油煙較大，需專設排煙系統。

來源：《中小企業管理與科技》