热轧工艺润滑页BD

使用轧制油 磨削量 磨损+磨
/mm 削量/mm

0.25

0.40

0.40

0.58

1.55

1.71

1.60

1.82

0.20

0.28

0.20

0.52

0.50

0.86

0.75

1.03

0.45

0.77

0.50

0.75

0.45

0.83

0.50

0.96

1.75

1.91

1.75

1.91

0.775

1.025

100KM

-8-

热轧工艺润滑在 国已得到广泛应用， 的效果也被大家认可，现以

国 厂板带热连轧机采用热轧工艺润滑技术后所 得明显效果为例，

见表 2。从表 2 可以 出，辊耗降低 50%。同时，也降低了轧制力和轧

制力 ，见表 3。

表 2 国 厂热连轧机使用润滑前后工作辊磨损情况

机架
上 F1 下
上 F2 下
上
F3
由于现代热轧工艺特点是高温，高压，高速，热轧工作辊辊面瞬时 温度可达 600∽700℃，经冷却散热而稳定在 50∽80℃，因此，为适应热 轧工艺特点 ，热轧润滑油应具有以下特性：
（1）具有高极性分子的构成，在轧辊表面有极好的湿润性，可迅 速形成均匀的薄层润滑膜，降低摩擦，减少磨损。
（2）润滑膜粘着力强，具有瞬时抗高压能力，可在辊缝中提供稳 定而极好的润滑，可防止或减少在工作辊和支撑棍上形成氧化物。

缺陷，高速钢轧辊具有很高的高温硬度，与黑皮相接近，即使没有黑皮

也有良好的耐磨性能，所以高速钢轧辊要控制黑皮的形成。

氧化铁皮具有耐磨性能，但是容易形成辊面缺陷。在轧制薄规格不

锈钢时，由于氧化铁皮易落入辊缝中，造成板面麻点，因此，要求根据

不同的轧制轧件材质，选用适宜的热轧润滑油 .

表 1 热粗轧、精轧的工作辊负荷和磨损情况统计

表

轧

面

剥落

辊

损

形成黑皮- 落

容易产生黑皮

多发生于精轧的前几架 不产生黑皮

的 表

伤 轧不锈钢热粘着

粗轧后段产生凹坑

多发生于精轧的前几架

面

其 表面缺陷 其 轧辊表面缺陷因轧辊材质

精轧后段产生凸凹

损 伤

和负荷条件不同而不同

裂 和 咬入

轧件厚时因咬入冲 形成

热冲

多发生于精轧后段

磨损

在精轧的后段磨损严重

热轧工艺润滑对于减轻轧制负荷和减少轧辊磨损有明显的作用。随着产 品表面质量要求的提高，热轧润滑对于现代化板带轧制的作用日益重要。 （ ）热轧润滑效果 1 热轧工艺润滑在 国的应用效果

氧化铁皮，以磨损源自文库主。对不同的轧制条件，选择适用的轧辊材质，例

如：使用高镍铬和高铬轧辊时，氧化铁皮形成的黑皮可以提高轧辊的耐

表面缺陷性能和耐磨损性能，因此要尽量利用黑皮。图 1 是各种材质的

轧辊和黑皮的高温硬度。黑皮的高温硬度很高，具有良好的耐磨损性能。

但是如果黑皮过度增厚，则易形成龟裂和剥落，造成更严重的轧辊表面
在日本，欧洲等多家工厂正在研究热轧润滑的生产应用。在欧洲， 世界上轧制润滑油生产的主要厂商正与钢厂合作研究“高速钢轧辊和 热轧工艺润滑”这一课题。
2 热轧工艺 润滑机理及作用 2.1 热轧工艺润滑机理
热轧工艺润滑是一个动态过程，在变形区高温，高压，高速状 态下润滑油所起的变化难以实验模拟，其中一种意见认为热轧时， 在辊缝中严酷的工作条件下，轧辊表面极易磨损，因而导致表面产生凹
到 20 世纪 80 年代以前，精轧机组的前几架主要使用高碳镍铬耐磨 辊和高铬工作辊。自 90 年代起，开始使用高速钢轧辊，最近先进的热轧 机几乎全部使用高速钢轧辊。精轧机组的后几架，在八九十年代主要是 使用高碳镍铬铸铁耐磨辊，目前主要使用高速钢轧辊。粗轧机组的轧辊 在要求耐磨、耐表面缺陷的同时，还要求良好的咬入性能。原来以高镍 铬锻钢辊为主，近年来也开始试用高速钢轧辊。
（1）可降低热轧时轧辊与轧件间的摩擦系数 无润滑时的摩擦系数一般为 0.35。采用有效润滑时的摩擦系数可降 至 0.12。 （2）可降低轧制力，容易轧制薄规格带钢 一般可降低轧制力 10％～25％，从而降低了能耗。 （3）可减少轧辊消耗和储备，提高作业率 在热轧条件下，工作辊与带钢和冷却水接触会生成 Fe3O4 和 Fe2O3 等硬度很大的氧化物，其粘在轧辊表面，使轧辊生成黑暗色的表面，即 黑皮。黑皮是造成轧辊异常磨损的主要原因。采用热轧润滑后，轧辊与 轧件之间被一层边界润滑膜隔开，可防止轧辊表面产生黑皮，减少轧辊 磨损，延长工作辊的使用周期；可减少换辊时间，提高轧制作业率，减 少工作辊储备量。同时也减少了支撑辊 的磨损和储备量。 （4）可减少氧化皮压入，改善轧辊表面状态 采用热轧润滑后，由于轧辊与轧件之间被一层润滑膜隔开，防止轧 辊表面黑皮产生，因而提高了产品的表面质量，也提高了酸洗效率。 （5）可延长轧制公里数，减少换辊次数，增加作业时间。

F3 0.20

F4 0.15

F5 0.15

F6 0.15

F7

0

有润滑

流

百分

流

/A

/%

86 0.0697

90 0.0730

84 0.0680

94 0.0762

58 0.0470

61 0.0490

57 0.0460

轧制 力 / KN
17740 18660 15440 14430 10080 10210 5210

0 368

0 691

1 059

0 250

1 840

2 090

注:使用轧制油时 轧制重量 1297t,轧制长度 47.6km; 使用轧制油:时 轧

制重量 1230t,轧制长度 42.0km。

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表 3 热连轧机使用润滑前后的轧制 力和主 机 流对

机架

轧制油 流量 /Lmin-1

F1 0.15

F2 0.20
F4
F5
F6
上 F7 下
平均

磨损量 /mm
0.16 0.07 0.15 0.17 0.11 0.06 0.27 0.28 0.23 0.28 0.24 0.18 0.11 0.11 0.175

使用轧制油 磨削量 磨损+磨 /mm 削量/mm

0.20

0.36

0.20

0.27

0.30

0.45

0.30

0.47

0.11

0.22

0.15

0.21

0.60

0.87

0.60

0.88

0.45

0.68

0.45

0.73

0.50

0.74

0.40

0.58

0.15

0.20

0.25

0.36

0.329

0.504

磨损量 /mm
0.15 0.18 0.16 0.22 0.08 0.32 0.36 0.28 0.32 0.25 0.38 0.46 0.16 0.16 0.250
（3）在辊缝中润滑膜可阻止轧辊和轧件的直接接触，避免在高温 下轧辊和轧件间形成粘着。
（4）轧机出口带钢上的残余润滑油要在尽可能短的时间内燃烧尽， 防止残油遗留在带钢表面上，形成新的污染物。
（5）润滑油有具高的闪点和热分解稳定性。 2.2 热轧工艺润滑的作用
在热轧轧制中应用润滑技术具有明显的优越性：

-3-
-1-
热轧工艺润滑技术
（一）工艺润滑机理及应用 1 前言
热轧工艺润滑技术 1957 首先在美国获得成功应用，板带热轧机 上的运用已有较长的历史，日本应用该技术已超过 30 年，宝钢 1580mm,2050mm 热轧在 90 年代已应用此技术。采用热轧润滑技术， 不仅可以降低能耗，提高生产率，降低轧辊成本和改善带钢表面质量， 而且可使带钢的晶粒组织得以改善，使之具有理想的深冲性能。随着 产品品种扩大,用户对产品要求提高,短流程连铸连轧工艺的发展以及 市场对厚度小于 1mm 热轧带钢需求的增加，热轧润滑技术已引起广 泛注意并得到普遍应用。目前，随着高速钢轧辊的使用，热轧润滑技 术更显得重要。实践证明，如果采用高速钢轧辊，在同样条件下，轧 制力有所增加；欲减少轧制力，热轧润滑是最有效的手段。

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坑和麻点；而凹坑和麻点又加剧磨损，造成恶性循环，轧辊因磨损而迅 速报废。如果能在轧件进入辊缝之前，在轧件表面喷涂润滑物质，形成 润滑膜，尽管这层膜有一小部分可能在进入辊缝前即被高热的轧件烧掉， 但大部分还是被咬入辊缝，在工作辊和轧件的接触面上形成一层薄薄的 润滑膜。虽然油膜与轧辊的接触时间只有百分之几秒的暂短瞬间，但是 油膜在烧掉之前可以起到润滑作用，可减轻轧辊磨损，避免很快出现凹 坑和麻点。

轧制 力 / MPa 14.39 15.13 12.54 11.70 8.18 8.28 4.23

轧制油 流量 /Lmin-1
0 0 0 0 0 0 0

流 百分
/% 81 88 74 88 70 62 51

无润滑
流 /A
0.082 0.086 0.072 0.086 0.068 0.060 0.050

类别

轧 制

轧制速度/ms-1

力

轧制力/Mpa

轧辊温 ℃

粗轧 前段
1~6 10~12 500~550

后段
2~4 12~22 550~600

精轧

前几架

后几架

2~8 25~60 600~650

8~25 50~100 650~750

轧辊材质

锻钢、铸钢

高镍铬铸 钢
高铬铸钢

高铬铸铁 高速钢

高镍铬铸 铁
高速钢

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热粘着，根据不同品种。90 年代后期，随着高速钢轧辊进入生产实用，

又出现了专门适用于该种轧辊的热轧润滑油。

表 1 是按照热粗轧、热精轧前几架、后几架区分的轧制负荷条件及

轧辊磨损情况统计。在热粗轧和热精轧前几架容易因氧化铁皮而产生黑

皮，形成表面缺陷，轧制不锈钢时易产生热粘着。热精轧后几架不产生
到目前为止，对于板带热精制机组，高速钢轧辊具有良好的耐磨、 耐表面缺陷及强韧性等优良的综合性能，其使用范围日益扩大。由于其 高温硬度、耐磨性、耐表面缺陷及强韧性均很高，轧辊平均寿命是原来

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各种材质轧辊的 3～7 倍，因而可保证轧件的表面质量，提高板厚精度。 由于其耐磨性好，可抗局部磨损，便于实现自由规程轧制。而且，使换 辊次数减少，作业时间延长，作业率提高，并减少了轧辊消耗和储备。

轧制 力 / KN
15880 15950 14400 12710 12920 10230 5280

轧制 力 / MPa 15.00 15.56 14.05 12.40 12.26 9.98 5.15
在热轧工艺润滑的开始阶段，并没有专用的热轧润滑油，只是使用 普通矿物油加动物油作为热轧润滑油。而且没有根据不同的轧机、轧件 的材质和轧辊材质对润滑油进行选择，而是只要具有良好的给油稳定性、 良好的润湿性和附着性即可。 随着轧制技术的进步，轧辊和轧件质量的提高，对热轧润滑油的要求开 始细化，并且要求越来越高。自 80 年代开始，陆续出现了各种性能不同 的专用热轧工艺润滑油。如 QUAKER 公司的 N HB–18–H–1,和 QUAKER HB–18KT 两种油品分别用于精轧前后机架,根据油品不同，被 选择用于粗轧、精轧前几架，或是精轧后几架；用于高速轧制，或是高 润滑轧制；而且对油的浓度也进行探索，各有不同，2050mm 热轧油的 浓度为 3%,而 1580 热轧油的浓度为 0.4%,对应于不同的轧辊材质，考虑 主要是用于轧制一般钢材时防止热粘着，还是用于轧制不锈钢材时防止
为了达到这一要求，人们首先致力于开发新材质的高耐磨轧辊，以 延长轧辊使用周期。同时，将减少轧辊磨损、延长其使用寿命的研究作 为重点。在这种背景下，热轧润滑得到了日益增多的研究和应用。
精轧机前几架，对于轧辊的耐表面缺陷性能要求很高。在轧制薄规 格、超低碳钢等高负荷条件下，轧辊易出现表面缺陷，轧制不锈钢时易 出现辊面热粘着。对于精轧机的后几架，轧辊的耐表面缺陷性能最重要。 因此，在轧辊材质方面，要进行不断的改进。
3 .热轧工艺润滑出现和应用背景 3.1 热轧轧辊材质的改变及热轧工艺润滑的出现
近年来，市场对热轧板带的质量要求越来越高。为了适应这一需求， 生产厂商大力开发新品种，生产特殊钢、高强度钢、易加工钢和极薄带 钢等产品，并致力于全面提高板带的行状、尺寸精度和表面质量，因而

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出现了 HC 轧机,PC 轧机, CVC 轧机等新型轧机。为了提高生产率，出现 了连铸连 轧 、自由规格轧制、粗—精轧连续轧制（无头轧制）、高速 连轧等新的轧制方法。随着这些技术和设备的日益成熟和应用范围的扩 大，热轧工作辊的工作条件将越来越严酷，而为了保证质量，提高作业 率，又要求轧辊耐用，具有长寿命。
广泛使用高速钢轧辊，是轧制工具的一个明显的进步。但是，高速 钢轧辊也有明显的缺点，即摩擦系数大，辊面凸度难于控制。由于摩擦 系数大，则轧制力大，采用高速钢轧辊，在同样条件下，会使轧制力增 加 10％～20％；欲减少轧制力，保证设备负荷，采用热轧工艺润滑是最 有效的手段，如果使用高速钢轧辊，则更需要采用热轧工艺润滑。 3.2 热轧工艺润滑的特殊要求