热轧工艺润滑

热轧工艺润滑

金属热轧时向轧辊与金属接触的变629re热形区施加润滑剂以减少摩擦的润滑工艺。长期以来，在钢材的热轧中都以水作润滑冷却介质。随着热轧生产技术的发展，对产品尺寸精度和表面质量的要求不断提高，用润滑剂来代替水可以对热轧过程产生以下的影响：(1)降低变形区的摩擦系数，减少轧辊磨损，延长轧辊使用寿命，减少换辊次数，提高轧机作业率；(2)降低轧制压力和主电机传动力矩，降低电能消耗；

(3)减少金属氧化，改善热轧成品的表面质量，以便加快酸洗速度，减少酸液和金属的消耗。

早期曾试验把润滑剂涂到工件上，主要润滑材料是用水作粘结剂的石墨粉、玻璃熔体和矿物盐等。但是由于润滑剂施加困难和轧后金属表面质量不好而没有得到推广应用。1935年苏联在钢轨轧机上试用矿物油润滑以增加精轧孔型和成品前孔的寿命，但没有收到明显的效果。当改用动物脂肪作润滑后，孔型磨损减少了65％～80％，但又因价格昂贵和资源短缺未得到发展。直到20世纪60年代末，在了解到润滑剂的使用方法、研制出供给装置以及认识到润滑剂用在轧辊上比用在轧件上更有效之后，各种类型的液体润滑剂才先后在美国、苏联和日本等国成功地用于热轧板带、钢管和型钢的轧制生产中。中国在70年代中期开始在实验室进行热轧工艺润滑试验，同时也对热轧润滑剂及供给方法、供给装置进行了研究，并先后在炉卷轧机、窄带钢热连轧机、型钢轧机和线材轧机上进行了工业试验，取得了明显的效果。

热轧润滑剂的性能热轧润滑剂应具备以下的性能：(1)有良好的润滑性能，以充分降低变形区的摩擦；(2)有很好的润湿性和附着性，能均匀地分散在轧辊表面并牢固地附着，不易被轧制过程中大量的轧辊冷却水冲掉；(3)高温下有良好的抗氧化性和耐热分解性，以保证自身在与轧件接触之前不在轧辊表面燃烧或分解；(4)无毒，遇热分解产生的气体也无毒，燃烧产物进入废水中的残留物也无毒，对环境不产生污染；(5)有良好的抗乳化性能；(6)价格低廉，资源丰富。

对热轧润滑剂的基本性能有下述几种试验方法：(1)附着性试验，用一定的压力将一定温度的润滑剂喷射到经水湿润过的钢板表面，根据钢板表面润滑剂的附着量和经水冲洗后的残留量来衡量润滑剂的附着性；(2)热分解试验，利用示差热天平称量一定的试验油样，根据油的减量和消失的温度来表示油的热分解特性，即润滑剂组分消失的温度高，则在热轧条件下可得到较好的润滑效果；(3)用热磨耗试验机测定润滑剂的摩擦系数。测定时，试样固定，用直接通电方式加热，根据给定的压力，测出摩擦力矩后计算摩擦系数μ=M/RP，也可测出一定时间内、一定的温度和压力下试样iL』的磨损量；(4)轧制试验，在实验室轧机上，在一定的温度和辊缝条件下，轧制同样材料和同样厚度的试件，根据测定的轧制压力和轧件的轧后厚度或延伸率来评定。

热轧润滑剂的类型按形态可分为固体润滑剂和液体润滑剂，使用时采用不同的润滑工艺技术，但它们在变形区中的作用机理是相同的。固体润滑剂以油脂为基加上粉末状石墨、二硫化钼、氮化硼等压制成润滑块使用。工业上广泛采用以矿物油为基的液体润滑剂。矿物油分子组成中只含有碳、氢两种元素，属非极性物质，只能在金属表面形成非极性物理吸附膜，润滑性能较差。因此，实际使用时还必须加入各种添加剂，以改善润滑剂的综合性能。在热轧生产中，液体润滑剂都以油-水混合物的形式使用。这时水作为油的载体使油能顺利地输送并均匀地分散在辊面。这不仅有利于润滑剂的热保护，而且能精确地控制和调节供给到轧辊上的活性润滑剂的成分和数量。油-水混合润滑剂可以是乳化液、悬浮体或机械混合物，它们的某些物理-化学特性见表1。

按照油在水中的分散程度，乳化液可以是稳定的、半稳定的和不稳定的。为了保证分散相质点的均匀分布，必须要有保证得到稳定乳化液的乳化剂或必须有制备和供给润滑剂的特殊条件。矿物油和水在机械搅拌的条件下，可以得到油-水机械混合液，在停止搅拌后，由于密度不同，油水很快分离。对于不稳定的油-水混合液，要在一定的温度下充分搅拌，并使供给系统以充分的流动速度来保证混合均匀。油-水混合液的润滑作用机理通常认为是从水包油相向油包水相的转变过程。混合液以水包油的形式到达轧辊表面并进入变形区，在变形区温度和压力作用下，水很快蒸发并转变成油包水相，油受热分解，其分解产物起主要润滑作用。

热轧润滑剂的供给方法热轧工艺润滑剂的供给方法很多，取决于润滑剂的种类。固体润滑块通过压紧装置压靠在工作辊表面，使旋转着的工作辊被覆盖上薄薄的润滑层后进入变形区起润滑作用。液体润滑剂中纯油的供给方式是通过蒸汽或压缩空气雾化后喷到轧辊上，或通过压靠在轧辊上的油毡等将润滑剂传递到辊面上。油一水混合液的供给方式有：(1)将润滑剂注入到原有的轧辊冷却水系统中，与轧辊冷却水混合后喷射到轧辊上。此法结构简单，但油的消耗量大，有相当一部分润滑剂未发挥作用即随冷却水进入下水道中，造成对环境的污染；(2)油和水在单独设置的管路中成机械混合液喷射到轧辊上。此法利用油和水的不同压力在管路中混合，并可随时调节油和水的比例，易于控制喷油的时间，因此油耗量较低，但整个系统结构较为复杂；(3)油和水按一定比例预先在搅拌箱中搅拌混合成乳化液或机械}昆合液后直接喷射到轧辊上，或经蒸汽雾化后送到轧辊上。此法易于控制混合液的温度和浓度，可以微量供油，耗油量小，操作稳定性好。

轧制时准确控制喷射混合液的时间极为重要，通常在轧件咬入轧辊后喷油，轧件出辊前停止喷油，控制信号由热金属检测器和轧制压力提供。这种控制方法可以减少润滑剂的消耗和不致因咬入困难发生故障。此外，还需要控制润滑剂的温度和喷射压力。

注：分子是上辊测量结果，分母是下辊测量结果。

热轧工艺润滑的效果热轧工艺润滑的效果表现为，可大幅度降低轧辊磨损和减少轧辊重磨时的磨削量。表2给出了2000mm热连轧机精轧机组前三架轧机采用润滑轧制后轧辊的磨损情况。由于轧辊磨损减小和磨损均匀性高，热轧带钢的板形和厚度精度有所改善。热轧润滑还减少了金属表面氧化铁皮的数量，使酸洗速度提高15％，酸液消耗减少20％～30％，使金属的损耗也下降了15％～20％，相当于每吨钢减少金属损耗1kg。热轧润滑剂的消耗量平均每架轧机约为30～50g/t。