Способ эксплуатации эмульсии и охлаждающе-моющей жидкости при прокатке на многоклетевом стане Советский патент 1991 года по МПК B21B45/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве холоднокатаного листа.

Цель изобретения -экономия эмульсии.

Соотношение для определения количества масляного компонента получено экспериментальным путем в результате обработки результатов промышленных испытаний на стане холодной прокатки листа. Коэффициент стабильности эмульсии изменялся от 0,95 при работе на свежеприготовленной эмульсии во всей системе охлаждения и до 0,75 при работе на старой эмульсии перед ее полной заменой. Коэффициент загрузки стана К3 определяется как отношение текущей производительности к средней составил 0,5-1,0. Коэффициент использования масляного компонента Ки представляет собой отношение количества заэмульгировавшего масляного компонента к общему количеству

масляного компонента, смешиваемого с водным раствором тринатрийфосфата.

В лабораторных условиях определяют коэффициент Ки путем смешивания водного раствора тринатрийфосфата с эмульсолом, результаты приведены в табл. 1.

При изменении концентрации тринатрийфосфата в пределах 0,01-0,2 мас.% и при изменении количества смешиваемого с раствором эмульсола в пределах 1,0-5,0 об.% величина коэффициента Ки изменяется в пределах 0,89-0,92.

В табл. 2 приведены результаты холодной прокатки стального листа толщиной 1-2 мм с суммарным обжатием 60% на пятикле- тевом стане по предложенному способу. На валки первых четырех клетей подают эмульсию концентрацией 2%, а на валки пятой клети подают охлаждающе-моющую жидкость, в качестве которой применяют 0,01- 0,2%-ный водный раствор тринатрийфосфата (ТНФ). Количество эмульсии в системе охлаждения составляет 330 м3, моющей жидOs

сл о ы о

кости 150 м3. В процессе прокатки происходит постепенное уменьшение объема эмульсии на 20-60м3 в сутки из-за потерь на утечку, очистку и испарение,

В ходе прокатки контролируют влияние концентрации ТНФ в моющей жидкости, количество свежего моющего раствора, подаваемого в эмульсию, и количество эмульсола в моющем растворе на загрязненность, поверхности проката и расход эмульсии. Количество эмульсола, вводимого в моющий раствор, определяют по представленному в формуле соотношению.

В опыте 1 уменьшение объема эмульсии, концентрацию тринатрийфосфата (ТНФ) в охлаждающе-моющей жидкости (ОМЖ), количество свежей ОМЖ, подеаае- мой в эмульсию, а также значения коэффициентов Кс, Кэ, Ки поддерживают на средних уровнях. По сравнению с прототипом (опыт 24) получают.снижение загрязненности поверхности проката на 52% и уменьшение расхода эмульсии на 54%.

В опытах 2-4 на нижних пределах находится соответственно количество свежей ОМЖ. подаваемой в эмульсию, концентрация ТНФ в ОМЖ и уменьшение объема эмульсии, что также приводит к снижению загрязнённости поверхности проката,

В опытах 5-7 на верхних пределах находятся соответственно количество подаваемой в эмульсию свежей ОМЖ, концентрация ТНФ в ОМЖ и уменьшение объема эмульсии. Положительный.эффект также достигается, В опыте 5 получают низкую загрязненность эмульсии. Когда количество свежей моющей жидкости, добавляемой в эмульсию, находится на верхнем пределе, существенно уменьшается количество воды, которой разбавляют эмульсию на последней операции приготовления и сводится до минимума отрицательное вли- яние солей жесткости на стабильность эмульсии. Однако, при переходе за этот предел в сторону увеличения, возникает опасность переполнения эмульсионной системы, в результате чего часть эмульсии безвозвратно уходит в дренажные стоки (опыт 13), из-за чего значительно возрастает расход эмульсий.

В опыте б несколько увеличен расход эмульсии, так как с увеличением концентрации ТНФ в моющей жидкости соответственно увеличивается пенообразование при добавлении в нее эмульсола и часть его переходит в пену. При превышении концентрации по верхнему пределу потери значительно возрастают (опыт 12).

Когда концентрация ТНФ в ОМЖ находится ниже нижнего допустимого предела

(опыт 8) значительно хуже происходит растворение эмульсола в моющей жидкости, что приводит к его нерациональному расхоДУПри малых количествах приготавливаемой и вводимой в эмульсию ОМЖ повышается частота приготовления (опыт 9, количество свежей моющей жидкости, подаваемой в эмульсию, находится ниже нижне0 го допустимого предела). Кроме того, увеличивается количество вводимой в эмульсию.воды при разбавлении. В связи с тем, что весь процесс приготовления эмульсии производится без остановки стана, на5 рушается ритмичность его работы, так как для перемешивания большого количества воды с эмульсией требуется определенное воемя. На стабильность и расход эмульсии начинают сказывать влияние соли жестко0 сти, которые содержатся в воде. Положительный эффект не достигается.

В опыте 10 уменьшение обьема эмульсии находигсч ниже нижнего предела, в результате чего повышается частота

5 приготовления и становится сложной дозировка в небольших объемах жидкостей с крупногабаритной системой охлаждения стана. Это также приводит к нерациональному расходу эмульсии,

0 В опытах 11-13 выше верхних пределов находится соответственно уменьшение объема эмульсии, концентрация ТНФ в ОМЖ и количество подаваемой в эмульсию ОМЖ. Положительный эффект не достигается.

5 Поддержание всех параметров и коэффициентов КС( К3, Ки выше верхнего предела (опыт 14) и ниже нижнего предела (опыт 15) также не приводит к получению положительного эффекта.

0 Когда параметры и коэффициенты находятся на нижних уровнях или на верхних уровнях (опыты 16 и 17) эффект достигается. По сравнению с прототипом расход эмульсии снижается на 37-58%, а загрязненность

5 уменьшаетск на 45-49 %.

В опытах 18-23 параметры поддерживаются на средних уровнях, а коэффициенты изменяются в заданных пределах, включая предельные значения. Положительный эф0 фект достигается, когда коэффициенты Кс и Ки находятся в верхних допустимых пределах, r-асход эмульсии минимальный (опьчг, 21 и 23). Фактическое увеличение этих коэффициентов выше верхних пред5 елов невозможно , так как увеличение эмульгируемых масляных компонентов требует дополнительного введения в эмульсию эмульгатора, что приводит к повышению ее стабильности и также к снижению смазочных свойств, Поддержание значений коэффициентов Кс и Ки на нижних пределах также дает положительный эффект. Эмульсия еще достаточно работоспособна, ее расход увеличивается незначительно (опыты 18 и 20). Уменьшение этих коэффициентов ниже нижних пределов резко снижает стабильность эмульсии в системе охлаждения и повышает ее расход (опыты 25 и 26). Снижение коэффициента Кз ниже нижнего предела недопустимо, так как приводит к снижению производительности стана.

На чертеже схематически изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из клетей 1-5, в ко- торых прокатывается полоса, отстойника 6 эмульсии, отстойника 7 моющей жидкости, насосов 8 и 9, магистралей 10, 11 раздельной подачи эмульсии и моющей жидкости соответственно к группе клетей 1-4 и клети 5, бака 12 для приготовления свежей эмульсии, насоса 13, смесителя 14, магистрали подачи моющего раствора в бак 12, возвратной магистрали 15, трубопровода 16 подачи эмульсии, магистрали 17 подачи свежей эмульсии в систему охлаждения, бака-мешалки 18.

Предложенный способ эксплуатации эмульсии и моющей жидкости осуществляется на непрерывном пятиклетевом стане при производстве стального листа. К клетям 1-4 на валки подают эмульсию, а к клети 5 - моющую жидкость. Отработанные эмульсию и моющую жидкость собирают соответственно в отстойники 6 и 7, а затем с помощью насосов 8 и 9 подают к клетям стана. В процессе прокатки происходит постепенное уменьшение объема эмульсии на 20-60 мэ/сут.

Для компенсации потерь эмульсии в от- стойник 7 вводят 0,01-0,2 вес.% ТНФ. Для этогоТНФ засыпают в бак-мешалку 18, растворяют потоком эмульсии и возвращают в отстойник 7. Из отстойника полученный раствор в количестве 20-90 об.% от умень- шения объема эмульсии подают в бак 12. В последнем раствор перемешивают с эмуль- солом. Эмульсол по трубопроводу 16 подают в поток раствора, который поступает из отстойника 12, Полученную смесь оконча- тельно перемешивают в смесителе 14 и подают в отстойник 6. В отстойниках 6 и 7 объемы эмульсии и моющей жидкости доводят до исходных величин путем добавления воды.

Предлагаемый способ эксплуатации эмульсии и моющей жидкости позволяет уменьшить отсортировку холоднокананого металла по грязи на 10-20%, а также уменьшить расход эмульсии на 15-30%.

Пример 1. Полосу из стали 08КГ1 прокатывают между валками на непрерывном пятиклетевом стане с суммарным обжатием 60% до толщины 1.5 мм. На валки 1-4 клетей подают эмульсию концентрацией 2%. На валки 5 клети подают охлаждающе- моющий раствор, в качестве которого применяют воду, содержащую 0,1 об.% масляного компонента. Количество эмульсии составляет 330 м3, моющей жидкости - 150м3.

В процессе прокатки происходит постепенное уменьшение объема эмульсии на 39,6 мэ/сут из-за потерь на утечку, очистку и испарение. Для компенсации потерь эмульсии 1 раз в сутки в моющую жидкость вводят 150 кг ТНФ, после чего часть полученного раствора в количестве 10 сначала перемешивают с 1,53 м3 масляного компонента, в качестве которого применяют эмульсол ОМ. Количество эмульсола определяют по соотношению при следующих данных: Кс 0,85; К3 0,7; Ки 0,9. Затем полученную смесь подают в эмульсию, После этого в систему охлаждения клетей 1-4 добавляли 28,1 м3 воды, а в систему охлаждения клети 5 - 10 м3 воды. Загрязненность поверхности проката составляет 430 мг/м3, расход эмульсии 48 л/т проката, что не превышает допустимых значений.

Пример 2. Полосу из стали 08КП прокатывают между валками на непрерывном пятиклетевом стане с суммарным обжатием 60% до толщины 2 мм. На валки клетей 1-4 подают эмульсию концентрацией 2%. На валки 5 клети подают охлаждающе-моющую жидкость, в качестве которой применяют воду с содержанием 0,1 % масляного компонента. Количество эмульсии составляет 330 м3, охлаждающе-моющей жидкости 150 м3.

В процессе прокатки происходит постепенное уменьшение объема эмульсии на 36,4 м3/сут из-за потерь. Для компенсации потерь эмульсии 1 раз в сутки-в моющую жидкость вводят 75 кг ТНФ, после чего часть полученного раствора в количестве 18,2 м3 сначала перемешивают с 1,52 м3 эмульсола, а затем полученную смесь подают в эмульсию. Количество эмульсола определяют по соотношению при следующих значениях коэффициентов: Кс 0,85; Ки 0,9; «з 0,7. Затем в систему охлаждения клетей 1-4 добавляют 16,7 м3 воды, а в систему охлаждения клети 5 18,2 м3 воды. Загрязненность поверхности проката составляет 429 мг/м , расход эмульсии 51 л/т проката, что не превышает допустимых значений.

Пример 3. Полосу из стали 08КП прокатывают между валками на непрерывном пятиклетевом стане с суммарным обжатием 60% до толщины 1 мм. На валки клетей 1-4 подают эмульсию концентрацией 2%, На валки клети 5 подают охлаждающе-моющую жидкость, в качестве которой применяют воду с содержанием эмульгированных масел 0,1%.

В процессе прокатки происходит постепенное уменьшение объема эмульсии на 66 м3/сут из-за потерь на утечку, очистку и испарение. Для компенсации потерь эмульсии 1 раз в сутки в охлаждающе-моющий раствор вводят 75 кг ТНФ, после чего часть полученного раствора в количестве 33 м3 сначала перемешивают с 1,73 м3 эмульсола, а затем полученную смесь подают в эмульсию. Количество эмульсола определяют по соотношению при следующих значениях коэффициентов: Кс 0,83; Ки 0,90; Кэ 0,8.

После этого в системы охлаждения клетей 1-4 и клети 5 добавляют воду соответственно 31 и 33 м3.

Загрязненность поверхности проката составляет 515 мг/м2, расход эмульсии 63 л/т проката.

Формула изобретения Способ эксплуатации эмульсии и охлаждающе-моющей жидкости при прокатке на многоклетевом стане, включающий их раздельную подачу и сбор, измерение концентрации масляных компонентов и добавление

свежей эмульсии и охлаждающе-моющей жидкости, отличающийся тем, что, с целью экономии эмульсии, при уменьшении объема эмульсии на 5-20% в охлаждающемоющую жидкость вводят 0,01-0,2 мас.% тринатрийфосфата, после чего часть полученного раствора в количестве 20-90 об.% от уменьшения объема эмульсии сначала смешивают с масляным компонентом, а эатем полученную смесь добавляют в эмульсию, после чего доводят объемы эмульсии и охлаждающе-моющей жидкости до исходных величин путем разбавления водой, причем количество масляного компонента VM

определяют по соотношению

vM .1кС1Кз4-(1-Кс)3 001СмУр

где Со - исходная концентрация эмульсии, об.%; V0 - исходный объем эмульсии, м ;

Кс 0,75-0,95 - коэффициент стабильности эмульсии;

Кз 0,1-1,0- коэффициент загрузки стана;

Ки 0,89-0,92 - коэффициент использования масляного компонента;

См - исходная концентрация масляного компонента: в охлаждающе-моющей жидкости, об.%;

Vp - количество раствора, перемешиваемого с масляным компонентом, м3.

Таблица 1

Прототип.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве холоднокатаного листа. Цель изобретения - экономия эмульсии. Достигается это введением в охлаждающе-моющую жидкость тринатрийфосфата, смешением части полученного раствора с масляным компонентом и добавлением в эмульсию с последующим доведением объемов эмульсии и охлаждающе-моющей жидкости до исходных величин разбавлением водой. 1 ил., 2 табл,