浅谈冷轧过程中的润滑及其控制

芘麻油
155 20
1 0. 835 1. 265 0. 888 0. 845 0. 918 0. 910 0. 915
0. 965
0. 000 0. 059 0. 089 0. 102 0. 123 0. 154 0. 295 0. 530 0. 594 0. 674
由图 2 可 知 , 当 冷 轧 机 工 作 辊 直 径 为 88mm ,带钢原始厚度为 0. 5mm ,用水作润滑剂 时 ,轧至 0. 18mm 左右 (第七道往后) 就有点轧 不下去了 ;用矿物油作润滑剂仅需 6 道即可轧
(7) 着火点 又称燃点 。表示可燃性液体 性质的指标之一 。当油蒸气与空气混合气体同 火焰接触发生闪光现象 ,并继续燃烧持续时间 超过 5 秒钟 ,这时的最低温度叫着着火点 ;
可燃性液体的闪点和着火点表明其发生爆 炸或火灾的可能性的大小 ,对运输 、储存和使用 的安全有着极大的关系 ;
(8) 酸值 酸值表示有机物质的酸度的一 种指标 。中和 1 克油中的酸所需要氢氧化钾的 毫克称为酸值 。油在使用过程中逐渐氧化 ,生 成过氧物而转变为有机酸 ,酸值就会逐渐增大 , 这常被认为是润滑油老化的标志 ;
控制地变更轧辊的辊型使带钢的延伸不均 ,造 成轧制的带钢厚薄不均或出现质量事故 ;
(6) 具有良好的化学稳定性 。亦即在轧制 过程中 ,不应与被轧带钢发生任何化学反应 ,不 影响带钢的物理性能 ,并对带钢有足够的防锈 作用 ,以保证带钢在各加工工序间保持不锈的 防锈性能 。同时 ,不应含有对人体有害的成份 和刺激性的物质 ;
示。
剂。
植物油 与 动 物 油 的 润 滑 能 力 虽 较 矿 物 油
来自百度文库
常用的矿物油包括煤油 、变压器油 、锭子油
强 ,可以改善轧制时的摩系数 ,从而增加轧制压 及机械油等 。各种油的主要质量指标见表 2 所
(12) 凝固点 凝固点是指油品在一定条件 下冷却到失去流动性的最后温度 。它通常可作 为大致估计油料在低温工作时的流动性 ;
(13) 机械杂质 机械杂质是指油品经过溶 剂稀释后再过滤 ,在滤纸上残留的固体物占试 油重量的百分数 。油在使用过程中 ,机械杂质 含量逐渐增高 ,促使油的颜色变深 、变黑 ;
润滑剂 名称
表 1 润滑油的特性
在下列温度 在 15 ℃时 游离脂肪酸 下的粘度 的密度 的含量
19 50 / g. cm - 3
/%
水
1
1
煤油
1. 1 -
甘油
9. 6 -
机油 + 煤油 (2 :1) 6. 4 -
3 号锭子油
16 3
2 号机油
47. 5 6. 2
重油
21 5
骨头油
32 35
黄油
60 63
图 3 采用不同润滑剂的轧制效果之二
制到 0. 075mm 左右厚 ;而采用棕榈油作润滑剂
时则用 4 道就可轧至 0. 05mm ,甚至更小的厚 加之植物油的抗压性要比矿物油差 ,而矿物油
度 。当工作辊直径为 215mm ,带钢原始厚度为 的来源不但丰富而且成本也低 ,因此对于采用
1. 0mm 时 ,实验效果也类似的规律 ,见图 3 所 高压下的多辊冷轧机大都采用矿物油作润滑
粘度是润滑油最重要的一项指标 。油的牌 号一般都是按照粘度大小来划分的 。例如 ,50 号机械油即表示该油在 50 ℃时的平均运动粘 度约为 50mm2/ S。润滑油在使用后会因氧化粘 度升高 ,因剪切作用粘度下降 ,一般油的粘度变 化超过 20 %即应更换 ;
(3) 粘温特性 润滑油的粘度一般随温度 升高而降低 ;随温度下降而增高 ,这种性能叫粘 温特性 。评价油的粘温特性一般采用粘度比和 粘度指数 。粘度比是指同一油品 50 ℃时运动 粘度与 100 ℃时运动粘度的比值 。粘度比愈 小的油 ,粘温性能愈好 ;
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《特钢技术》 2001 年第 4 期
使被轧制的带钢表面光洁而具有光泽 ,这是因 为轧辊表面在润滑剂的复盖下 ,一方面防止了 轧辊表面遭受氧化 ,另一方面由于带有润滑剂 轧制对于被轧制带钢起了磨光作用 。为了润滑 后能得到相应的效果 ,必须在轧辊与带钢接触 面之间形成一层在很大压力下亦不致破裂的油 膜 。油膜与油的性质 、成份以及被润滑表面的 相对滑动速度有关 。
2001 第 4 期 《特钢技术》
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浅谈冷轧过程中的润滑及其控制
徐鹤贤
四川川投长钢股份有限公司技术开发部
摘 要 本文介绍了冷轧过程中的润滑问题 ,分析了与润滑有关的众多因素 ,研究了润滑与压力等工艺参数 之间的关系 ,描述了润滑剂的种类及特性 ,指出了轧制过程润滑的目的和作用 ,以及如何进行润滑的依据 、内容和 方法 。
另一方面 ,工艺润滑还可在一定程度上均 匀散布轧制时摩擦所发生的热量 ,从而可起到 调节和控制轧辊的辊型 。
带钢在冷轧时会由于剧烈的摩擦作用及变 形功而产生大量的热 ,从而造成粘辊现象 。在 辊面上施以适当的润滑剂是阻止粘辊最有效的 方法 。
工艺润滑对于保护轧辊的表面 ,改善轧制 带钢的表面质量尤为重要 。因为适当的润滑可
(9) 水溶性酸碱 水溶性酸碱是指油中含 有可溶于水的有机酸和碱 。水溶性酸碱对金属 有腐蚀作用 ;
(10) 腐蚀 腐蚀是指润滑油对金属产生腐 蚀的程度 ;
(11) 水分 水分是指润滑油中含水量占试 油重量的百分数 。水分过多会使油乳化变质失 去润滑性能 。不同用途的油其含水量分别控制 在 0. 1 %～3 %以下 ;
(1) 外观 外观指的是油的颜 色 、透 明 度 等 。质量优良的油颜色是均一 、澄清的 ,油不混 浊 、不生沉淀物 。使用过的油颜色会逐渐变深 。 常可根据颜色变深的程度 ,评价是否应该换油 ;
(2) 粘度 液体受外力作用 ,移动时在液体 分子间发生的阻力称为粘度 ,又称粘 (滞) 性或 内摩擦 。
(14) 抗氧化安定性 抗氧化安定性是指油 品在使用和储存过程中 ,抵抗氧化变质的能力 。 安定性好的油品不易生成胶质和油泥 ,使用寿 命也较长 ;
(15) 抗乳化性 抗乳化性是指在规定条件
下 ,使润滑油与水混合形成乳化液 ,然后在一定 温度下静止 ,润滑油与水完全分离所需的时间 (分) 。时间愈短抗氧化性愈好 ;
2 工艺润滑的目的及作用
2. 1 工艺润滑的目的 为了使冷轧生产能顺利进行 ,与冷却液一
样 ,工艺润滑也是一个不可缺少的条件之一 。 综前所述 ,轧辊与带钢表面间的摩擦系数
是影响轧制变形以及轧制压力的最重要的因素 之一 ,而摩擦系数又决定于轧辊与带钢的表面 状态 。润滑的目的就在于改善这种表面状态 , 使其有利于轧制的顺利进行 。 2. 2 工艺润滑的作用
油品的粘度随温度变化的程度同标准油粘 度变化程度比较的相对值叫做粘度指数 ;
(4) 残碳 油加热蒸发后生成的焦黑色残 留物称为残碳 。残碳值用残留物与试油重量的
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联系人 :徐鹤贤 高级工程师 四川江油 (621701) 四川川投长城特殊钢股份有限公司技术开发部质监科 电话 : (0816) 3652501
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(16) 抗磨性 抗磨性是表示润滑油膜抵抗 磨损的指示指标 。它表示油品牢固地吸附在摩 擦表面上的能力 (油性) 和在摩擦表面生成化学 膜抗极压的能力 (极压性) 。对油品的抗磨性能 是用专门的试验机来测定的 ,常用的有四球机 、 梯姆肯试验机和齿轮磨损试用机等 。
4 工艺润滑剂的种类及特性
用于冷轧的工艺润滑剂有很多 ,有植物油 、 动物油 、矿物油 ,它们可以单独使用 ,也可混合 使用 。其中 ,植物油和动物油 (骨油 、牛油 、羊油 等) 都是较好的润滑剂 ,特别是棕榈油为最佳润 滑剂 。而矿物油则较差 ,其原因是植物油和动 物油含有的游离脂肪酸要较矿物油多 。表 1 列 出了几种润滑油的特性 。图 2 采用不同润滑剂 的轧制效果比较 。
关键词 冷轧 润滑剂 润滑 供给方式 控制
1 概论
不可能的 ,图 1 为两个摩擦表面接触的示意 。
带钢在冷轧过程中必将涉及润滑问题 ,这 是因为轧辊与带钢接触 ,必定存在摩擦问题 ,由 于冷轧时带钢的变形抗力大 、表面质量要求高 , 摩擦对带钢的影响更为显著 。因此 ,为了降低 轧制压力 ,减小摩擦的影响 ,冷轧过程中广泛采 用润滑剂 。可见 ,冷轧过程中的润滑 ,是冷轧带 钢实现塑性变形和获得良好板形以及减少能源 消耗的关键工艺参数之一 。
众所周知 ,任何轧辊磨削之后都存在程度 不同的凹度和凸度 ,其大小决定于磨削工艺 。 通常 ,经粗磨的轧辊不均匀度大 ;精磨 ,特别是 经研磨的轧辊不均匀度就小 ,但是完全消除是
图 1 摩擦表面接触示意图
工艺润滑的作用在于工艺润滑剂在轧辊和 带钢的表面上形成很薄的一层油膜 ,以阻止相 互间吸附作用 ,并且渗入两个接触表面上的凹 凸细孔把带钢与轧辊隔开 ,从而可以大大降低 各接触面上的摩擦力 ,使带钢变形抗力下降和 带钢对轧辊的压力减小 。随着轧辊弯曲和轧机 弹性变形的减小 ,带钢的压下量增加 ,也就是说 在轧辊同样调整的条件下 ,可以保证较大的压 下量和延伸 。
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《特钢技术》 2001 年第 4 期
图 2 采用有同润滑剂的轧制效果之一
2001 第 4 期 《特钢技术》
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百分数表示 ; (5) 灰分 在规定条件下燃烧到无碳时所
留下的物质与试油重量的百分比称为灰分 ; (6) 闪点 又称闪燃点 ,表示可燃性液体体
质的指标之一 。在一定条件加热油品 ,当油蒸 气与空气混合气体同火焰接触时发生闪火现象 的最低温度称为闪点 ;
(2) 冷却效果好 润滑剂具有高导热性及高热容量 。在高速 高压冷轧时 ,不产生油烟 ,并有利于辊温稳定 , 这对于塔形配置辊系不利于散热的多辊冷轧机 尤为重要 ; (3) 油膜强度要大 为了润滑后能得到相应的效果 ,必须在接 触表面之间形成一层在很大压力下 ,亦不致破 裂的薄油膜 。为此 ,要求润滑剂油膜强度要大 , 这样才能保证稳定的润滑条件 ,故使用的润滑 剂应有一定的粘度 。通常 ,油的粘度是随温度 、 轧制压力而改变的 。一般 ,轧制压力大 ,粘度 大 ,温度高则粘度低 ; (4) 润滑剂在轧后易于从带钢表面上清 除 ,以免因残留油渍或其它表面污染而影响产 品的表面 (如退火油斑) 及后工序的加工 (如镀 锡) ; (5) 在冷轧过程中 ,能保持完整而不间断 的油膜的润滑特性 。因为 ,当润滑油层不均匀 或间断时 ,都会有不允许的局部温升 ,它将不可
3 冷轧对润滑剂的要求
3. 1 选择冷轧用润滑剂的原则 为了保 证 冷 轧 润 滑 即 轧 制 润 滑 的 良 好 作
用 ,选择的润滑剂必须满足以下的要求 : (1) 摩擦系数小 ,润滑性能好 亦即在轧制过程中 ,润滑剂应能均匀 、致密
地在带钢表面形成一层很薄的 、有一定粘度的 油膜 。润滑剂的这种性能是由于润滑剂中含有 一种叫游离脂肪酸的物质 ,它的含量越多 ,则润 滑效果愈好 。一般矿物油比动 、植物油所含的 游离脂肪酸要少 ;
(7) 对于需将润滑油与水配成乳化液使用 的润滑剂 ,还应具有良好的乳化性能 ;
(8) 具有较低的成本 、丰富的来源 ,易于配 制。 3. 2 润滑剂的技术指标
润滑剂的品种和质量对于润滑作用和效果 具有重要意义 。为了更好地选择润滑剂 ,了解 润滑剂的性能和质量 ,掌握润滑剂的一般常用 技术指标就显得非常必要 。