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冷軋軋制油的選擇及原理

1. 前言

冷軋軋制選擇軋制油是否正確,直接影響到軋機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量. 特別是新建的軋機(jī), 必須選擇合適于軋機(jī)特點(diǎn)的冷軋油, 才能滿足軋制規(guī)范和后部工序的要求. 本文根椐武漢鋼鐵公司冷軋廠五機(jī)架軋機(jī), HC軋機(jī)及寶鋼五機(jī)架連軋機(jī)組的一些經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù), 提出適合于循環(huán)系統(tǒng)的冷軋軋制油潤(rùn)滑特性和退火清凈性的要求。

2. 冷軋油的潤(rùn)滑性

無(wú)論是原有的軋機(jī)或是新建引進(jìn)軋機(jī), 都有一套滿足產(chǎn)品大鋼的軋制規(guī)范, 都有一個(gè)最小的軋制厚度, 要滿足該軋機(jī)能順利的生產(chǎn)出最薄的厚度, 必須有相應(yīng)的具有一定潤(rùn)滑性的冷軋油.體現(xiàn)冷軋油的潤(rùn)清性的一個(gè)重要指標(biāo)是該油品的皂化值, 皂化值越高, 冷軋油的潤(rùn)滑性越好. 但一般來(lái)說(shuō), 合成酯系列的油品的價(jià)格也越高, 因此必須合理侈選擇冷軋油的潤(rùn)滑性。

2.1 彈性核理論

冷軋時(shí)變形區(qū)中的摩擦系數(shù)與冷軋油的潤(rùn)滑性, 亦就是與油品的皂化值有一定的關(guān)系. 皂化值越高, 其在變形區(qū)中的摩擦系數(shù)越小, 而摩擦系數(shù)的大小直接決定了該軋機(jī)所能軋制的最薄厚度。

根據(jù)冷軋帶鋼彈性核理論[1], 冷軋帶鋼時(shí), 在變形區(qū)中, 金屬可出現(xiàn)得不到壓下而轉(zhuǎn)入彈性狀態(tài). 并處于變形區(qū)的中心部分, 故稱(chēng)彈性核. 彈性核的出現(xiàn)徒然消耗軋制壓力而不產(chǎn)生壓下變形, 是延伸困難的根本原因。

以上式可以看出, 最小軋制厚度與摩擦系數(shù)u 和輥徑 D成正比. 對(duì)于一定的軋機(jī), 軋制定材質(zhì)的帶鋼時(shí), 摩擦系數(shù)越小, 則該軋機(jī)可軋厚度就越薄. 這就取決于使用怎樣潤(rùn)滑性的冷軋油產(chǎn)品。

2.2 摩擦系數(shù)與皂化值的關(guān)系

根據(jù)武鋼五機(jī)架冷連軋機(jī)組生產(chǎn)實(shí)踐, 軋制難軋的最小厚度及適軋厚度, 可以計(jì)算出摩擦系數(shù)與冷軋油的皂化值有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

從上述圖, 表可知皂化值每增加 40 mgKOH/g ,摩擦系數(shù)約下降0.012---0.014.

武鋼HC軋機(jī)設(shè)計(jì)軋制程序中所用的摩擦系數(shù)為0.036 .而根據(jù)上述理論計(jì)算為 0.033 兩者結(jié)果非常接近. 寶鋼五機(jī)架冷連軋機(jī)組現(xiàn)使用皂化值為 130---160 mgKOH/g的冷軋油. 其模型計(jì)算的摩擦系數(shù)u

1# ---3# 機(jī)架 u= 0.05

4#機(jī)架 u =0.04

5# 機(jī)架 u= 0.16 使用毛面輥

上述計(jì)算模型中的摩擦系數(shù)取值(光面輥)和皂化值所取值0.049 非常接近. 因此從彈性核理論與皂化值的關(guān)系可以估算出一定的軋機(jī)軋制一定材質(zhì)帶鋼的適軋厚度和難軋厚度. 反之, 根據(jù)新的軋機(jī), 一定的軋制規(guī)范可較正確地選擇一定潤(rùn)滑性的冷軋油. 但由于在生產(chǎn)中, 軋機(jī)設(shè)備經(jīng)窮有漏油現(xiàn)象該雜油進(jìn)入乳兆液腐環(huán)系統(tǒng), 使原有冷軋油的皂化值呈線性下降.因此所選用的冷軋油的皂化值要比理論計(jì)算值擴(kuò)大 10—20 %。以免由于雜油影響冷軋油的軋制性能。

3.冷軋油的綜合評(píng)定

雖然是同樣的皇化值的冷軋油其潤(rùn)滑性還是一定的差別. 如圖3所示. 皂化值為200mgKOH/g 的棕櫚油與豬油相比, 棕櫚油的潤(rùn)滑性?xún)?yōu)于豬油. 同樣地在純棕櫚油或者純豬油中添加3—5%的油性劑后其潤(rùn)滑性要比純油脂的優(yōu)良得多. 因此對(duì)同樣皂化值的冷軋油必須進(jìn)行綜合評(píng)定來(lái)選擇更滿足工藝條件的冷軋油.

用上述方法來(lái)選用冷軋軋制油. 不適用于廿輥森吉米禾軋機(jī). 因泛軋油的潤(rùn)滑性太好, 易造成輥系打滑. 一般用于20輥森吉米爾軋輥的冷軋油皂化值＜95mgKOH/g.

3 退火清凈性冷軋軋制油除了要求具有良好的潤(rùn)滑性

但如果軋后帶卷不經(jīng)電解脫脂直接在罩式退火爐中緊卷退火, 那么對(duì)冷軋油有更高要求, 即具有良好的退火清凈性, 該種軋制油稱(chēng)” 軋機(jī)清凈鋼板(MCS)軋制油. 特別是3---5%H2 ,95—96% N2作為保護(hù)氣體的罩式退火爐更是如此. 一般來(lái)說(shuō)全氫爐的退火鋼板表面要清凈一些.

MCS軋制油必須具有較低的揮發(fā)溫度, 良好的抗氧化, 熱劣化性能, 退火后板面的漫反射率≥70% -----使鋼板表面的污垢復(fù)制于無(wú)色的透明膠帶上, 將這膠帶貼在白色的硬紙上, 用反射法測(cè)量亮度(y值). 以無(wú)污空白膠帶為100%來(lái)表示百分率 (經(jīng)電解脫脂過(guò)的退火帶鋼表面的漫反射率為95%)

影響退火清凈性的原因如下；

3.1 乳化液的理化性質(zhì)的變化

乳化液理化性質(zhì)的變化是由于乳化液中發(fā)生物理和化學(xué)變化造成的. 在物理變化中會(huì)產(chǎn)生細(xì)粒污染, 大都由于細(xì)鐵粉在軋輥和帶鋼上擦落產(chǎn)生的. 化學(xué)變化是用于變形區(qū)中的變形熱和摩擦熱, 在鐵粉觸酶作用下促進(jìn)了油膜的氧化, 并使油膜的油質(zhì)分解成羰基, 羰基與鐵粉生成鐵皂而形成油污. 同時(shí)鐵皂也會(huì)分解變質(zhì)與鋼板表面反應(yīng)產(chǎn)生氧化膜, 因此化學(xué)反應(yīng)生成油污是由于使用的軋制油的氧化物劣化產(chǎn)生的.鋼板表面的氧化膜及其上面的附著的油污直接影響冷軋板的退火清凈性.

3.2 邊緣炭

在罩式退火時(shí)邊緣炭的產(chǎn)生是由于帶鋼邊緣部位接觸保護(hù)體的軋制油, 氧化還原. 或炭的析出而變色. 這種邊緣炭的生成不僅有最適宜的溫度, 而且加熱時(shí)溫度梯度亦是一個(gè)重要原因.軋制油在高溫?fù)]發(fā)成低碳?xì)浠衔锛耙谎趸? 二氧化碳等. 一氧化碳就與鋼板表面反應(yīng);

3Fe +4CO ------- Fe3O4 + 4 C

即生成了炭. 炭的析出量在500—600C 時(shí)具有極大值. 特別是在軋制時(shí)產(chǎn)生的微細(xì)的鐵粉附著在鋼板表面, 增加了Fe的表面積, 促進(jìn)了邊緣炭的產(chǎn)生。

黑灰的產(chǎn)生

含碳量在0.02% 以上, 特別是含Si的低碳鋼在650---700 C 數(shù)小時(shí)以上加熱時(shí) , 碳從表面析出, 成長(zhǎng)為結(jié)晶良好的石墨, 影響黑灰的因素有溫度 ,時(shí)間 ,帶卷張力 ,保護(hù)氣氛, 鋼中含碳量, 表面成份偏析. 另外軋制油在高溫時(shí)揮發(fā)成甲烷, 乙烷等低碳化合物進(jìn)一步的分解仍能析出碳. 因此, 如果在退火肘, 在低溫保溫一段時(shí)間, 并增加保護(hù)主體吹洗時(shí)間, 有利于軋制油的揮發(fā), 可以減少黑灰的產(chǎn)生。一般而言, 隨著冷軋油的皂化值的增加, 退火清性要降低,隨著科技的發(fā)展 , 目前已經(jīng)應(yīng)用軋制油皂化值為160mgKOH/g, 仍具有不經(jīng)電斛脫脂直接退火的良好性能.如武漢陽(yáng)泰公司 CRD系列軋制油。

4 結(jié)論

冷軋油直接影響到軋機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量. 使用適當(dāng)?shù)睦滠堄捅仨殱M足軋機(jī)的工藝潤(rùn)滑及其后部工序, 利用彈性核理論求得摩擦系數(shù)與冷軋油的皂化值之間有一定的關(guān)系,可以合理選擇冷軋油, 如果軋后無(wú)電解脫脂機(jī)組則必須使用”軋機(jī)清凈鋼板” ( MCS ) 軋制油。

用以上方法適合于選擇軋制用冷軋普碳鋼系列的軋制油, 不適用于20輥森吉米爾軋機(jī)。

2022/07/21 09:41:52 566 次

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