轧制油与板材表面质量的关系

收稿日期:2008-02-26 作者简介:胡红旗(1973-),男,河南许昌人,工商管理硕士研究生,主要从事设备管理方面的工作。

轧制油与板材表面质量的关系

胡红旗

(东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060)

摘要:简述轧制油的润滑机制,分析轧制油对板材表面质量的影响。关键词:润滑;变形区;光洁度;冷轧;黏度

中图分类号:TG 339 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2008)06-0021-02

R elation of sheet surface quality with rolling oil

HU H ong 2qi

(N ortheast Light Alloy Co.,Ltd.,H arbin 150060,China)

Abstract :The lubrication mechanism of rolling oil is introduced.The effects of rolling oil on sur face quality of aluminium sheet are analysed.

K ey w ords :lubrication ;deform zone ;finish ;cold rolling ;viscosity

在铝及铝合金板材轧制过程中,实施有效的工艺润滑,不仅是改善产品表面质量的需要,而且是实现稳定、高效、高速轧制生产的需要。我公司1700mm 冷轧机在轧制铝合金板材过程中采用轧制油作

为工艺润滑油,提高板材表面质量等方面效果明显,但在使用过程中也存在一些问题,现就轧制油与板材表面质量的关系进行分析。

1　轧制油的润滑机制

在板材轧制时,旋转的轧辊表面和轧件表面通过机械夹带和物理吸附作用,使轧制油增压进入轧辊和轧件的楔形缝隙间,轧制油越靠近楔顶,润滑楔内产生的压力就越大,当其压力达到轧件的屈服强度极限时,一定厚度的润滑层进入轧件轧制变形区,形成油膜。随着轧制速度增加,进入轧制变形区内的油膜厚度也迅速增加,轧辊与轧件间的摩擦逐渐由干摩擦、边界摩擦转变为液体摩擦。干摩擦时轧辊与轧件直接接触,轧辊和轧件表面磨损严重。液体摩擦时轧辊和轧件完全被润滑油膜隔开,这时轧制的稳定性变差,且轧辊对轧件的表面影响减弱,轧

件的表面质量下降。当变形区呈现油膜极薄且牢固

连续时,轧件可获得最佳表面光洁度[1]

。

2　1700mm 冷轧机轧制油润滑、冷却

工艺

轧制油使用的循环过程:向轧机输送轧制油—→经轧机底部流回地下室沉淀箱—→返回污油箱—→经过滤机过滤—→净油箱—→冷却—→再输向轧制变形区(图1)

。

图1　轧制油使用的循环过程

轧制油起润滑、冷却和洗涤作用,1700mm 冷轧

1

22008,V ol.36,№6轻　合　金　加　工　技　术LAFT

机用油量110t,循环使用。在轧制变形区的喷嘴分别安置在轧机入口侧和出口侧,上、下各一组,每组分三排,共33×3个喷嘴,以一定的角度向变形区喷射轧制油[2]。对喷嘴的控制可以根据轧制时的需要,单个控制,也可以按顺序打开,主要目的是控制辊型,从而控制板形,调控板材压延时出现边浪、中浪等质量问题。

3　轧制变形区影响铝板冷轧润滑效果的因素

冷轧时,坯料温度低(70℃～80℃),轧辊与轧件接触界面上单位压力高,对冷轧产品的表面质量一般要求较高。因此,不仅要求冷轧润滑油有良好的减摩降压作用,而且要能显著改善产品表面质量,保证产品退火后表面没有油斑。

影响铝板冷轧润滑效果的因素很多:轧辊表面和轧件原始表面状况,润滑油特性,轧制压下率,轧制速度,铝板的力学性能等,它们最终影响变形区内形成的润滑油膜,从而制约润滑性能。变形区域可能存在着流体润滑、边界润滑和部分凸体峰处直接接触的滑动润滑,而各占的比例大小,主要根据油膜厚度确定,也与轧辊和铝板的表面微凸不平度有关。轧辊的表面光洁度对轧制后铝板的表面光洁度有直接影响,轧制油在变形区形成润滑油膜保护辊面,可有效地防止粘辊。

在其他条件不变时,变形区油膜厚度不同,将导致轧出的产品表面光洁度不同。当变形区呈现油膜极薄且牢固连续时,即极限润滑状态,可获得最佳的产品表面光洁度。当变形区润滑油膜不连续时,根据现场生产经验会经常出现粘辊现象,而油膜过厚时(尤其在高速轧制条件下),即使辊面粗糙度很小,也难以获得好的产品表面质量。

4　轧制油在使用中的控制

411　轧制油的油温控制

1700mm冷轧机轧制油工作油温要求为35℃～45℃。在此油温范围内轧制油的各项性能指标都较好,比如,在40℃测试的运动黏度值最好,有利于提高轧速,加快了油品的流动,加快了冷却过程,同时在轧制油循环通过过滤机时有好的过滤性能。使用压缩空气容易吹去卸卷前的铝板面上的积油,也有利于添加剂的溶解。

412　轧制油的过滤

轧制过程中,每吨纯铝板材将产生10g～18g的铝粉尘和颗粒,污染的轧制油中混有粉粒、铝屑、氧化物和泥沙。铝屑是从轧件上脱落,尺寸0101mm～2mm;氧化物是油品老化和铝经塑性变形摩擦时产生的,粒径011μm～1μm;泥沙是轧件受污或系统内落入尘土,粒径为几微米至数毫米。因此,轧制油要经过过滤净化才能循环使用。

轧制油过滤净化装置(如图2):板式过滤机工作面积019m×36m,工作压力0105MPa～014MPa,过滤通过能力6500LΠmin,公称过滤精度015μm[3]。过滤介质是热熔无纺布,助滤剂为Z LG003型硅藻土

。

图2　板式过滤机示意图

硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成的。这种硅藻的独特性能在于能吸收水中的游离硅形成其骨骼,当其生命结束后沉积在一定的地质条件下形成硅藻土矿床。它具有一些独特的性能,如多孔性、较低的密度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性,使其成为天然的助滤剂,在实际应用中效果良好。

413　轧制油的防氧化控制

在连续轧制过程中,轧制油处于较高的温度下循环使用,油品必然会受到氧化作用。由于油受到铝及油溶性铝化合物的催化作用,其氧化速度将是正常情况下的10倍,氧化的结果是生成酸性及分子量较大的物质,使油品酸值及黏度有较大的改变,严重时会对轧制过程及产品质量、性能产生很大的影响。黏度变大会使产品褐斑加重,对提高轧速及产品表面质量均有害。酸值增大易腐蚀板材,其表面生成白斑。与褐斑不同,白斑一旦形成将无法消除。

在轧制油使用的初期,轧制油在高温下不间断地循环,在封闭的油箱内产生大量气泡,油的体积增大,从油箱的排气孔排出,造成缺油。气泡的产生使轧制油中含有空气,影响油泵传输效率,从而引发系统高液位,在电气自动控制的作用下,系统断电停止运转,在实际工作中常常误以为是机械故障,如果没有经验很难正确判断,而耽误生产。解决的方法是加入二甲基硅油(抗泡沫剂),(下转第41页)

22 LAFT轻　合　金　加　工　技　术2008,V ol.36,№6