Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов Советский патент 1992 года по МПК C10M177/00 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к получению сма- зочно-охлаждающих жидкостей многовалковых станов холодной прокатки.

Известен способ получения жидкой смазки для деформирования металлов, включающий перемешивание стеарата кальция и трихлорэтилена.

Недостатками этого способа являются низкое качество поверхности проката из-за неудовлетворительных эксплуатационных и технологических свойств смазки (высокая испаряемость трихлорэтилена; сложность приготовления смазки в связи с тем, что стеарат кальция является твердым веществом; высокая моющая способность растворителя, приводящая к снижению

коэффициента трения в очаге деформации; необходимость в предотвращении попадания паров смазки в помещения обслуживающего персонала).

Известен также способ приготовления смазки для прокатных валков, включающий диспергирование минерального и растительного масел в воде. Недостатком способа является низкая стабильность смеси, приводящая к ухудшению качества поверхности проката.

В качестве прототипа , как наиболее близкого к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту взят способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов, путем смешеVI О

сл VI

W

ния минерального масла с хлопковым маслом.

Недостатком данного способа является низкое качество поверхности проката из-за недостаточно высоких технологических и эксплуатационных свойств получаемого технологического масла. Приготовление двухкомпонентной смеси не обеспечивает необходимую совокупность таких свойств масла, как смазочная способность, стабиль- ность, вязкость, длительность эксплуатации.

Цель изобретения - повышение качества прокатываемых изделий.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения технологического масла для холодной прокатки металлов путем смешения минерального масла с хлопковым маслом, хлопковое масло предварительно смешивают при температуре 50 - 80°С с 0,1 - 5,0 объемн.% пальмового масла, а количество хлопкового масла рассчитывают по формуле

Сх 0,4КпКРСп( + ln+ftSTI,

О)

где Сх - количество хлопкового масла, объемн.%;

Кп - 0,8 - 1,2 коэффициент, учитывающий производительность стана;

Кр 0,7-1 заданный коэффициент расхода технологического масла;

Сп - количество пальмового масла, об;% ; r n - вязкость пальмового масла, мм /с при 50°С;

г} м - вязкость минерального масла, мм2/с при 50°С;

1з - температура застывания пальмового масла, °С;

tp - заданная температура технологического масла, °С;

1х - йодное число хлопкового масла, г йода на 100 г масла;

In - йодное число пальмового масла, г йода на 100 г масла.

Формула (1) получена экспериментальным путем в результате обработки резуль- татов промышленных испытаний на двадцативалковом стане холодной прокатки. Коэффициент Кп, учитывающий производительность стана, представляет собой отношение средней производительности стана к номинальной производительности и составляет величину порядка 0,8- 1,2. При коэффициенте расхода технологического масла Кр равном 0,7 при прокатке ленты в три прохода и 1 при прокатке ленты в пять

5 0

5 0

5

0

5

0

5

0 5

проходов (потери на испаряемость и унос с поверхностью ленты) получены наилучшие результаты.

Применение пальмового масла в качестве жировой присадки к минеральному маслу позволяет существенно повысить смазочные свойства получаемого при их перемешивании технологического масла. Однако данная смесь расслаивается при температуре ниже температуры застывания пальмового масла. Расслоение происходит также из-за наличия в масле твердых насыщенных жирных кислот, о чем говорит величина йодного числа пальмового масла п 51 - 57.

Наличие в технологическом масле хлопкового масла обеспечивает лучшую растворимость пальмового масла в минеральном масле из-за низкой температуры плавления хлопкового масла и содержания в нем большого количества жидких ненасыщенных жирных кислот(гпл -1°С, 1Х 103 - 111). Ненасыщенныежирные кислоты хорошо перемешиваются с насыщенными жирными кислотами и предотвращают их выпадание в осадок из технологического масла.

Таким образом, экспериментально установлено, что применение хлопкового масла вместе с пальмовым в соотношении, определяемом из выражения (1), позволяет улучшить свойства технологического масла и повысить качество холоднокатаного листа.

В табл. 1 приведены результаты промышленных испытаний предлагаемого способа получения технологического масла для холодной прокатки кинескопной ленты на 20-валковом стане 700-Э.

Излучалось влияние концентрации пальмового масла (ПМ) и хлопкового масла (ХМ), а также температуры перемешивания ПМ и ХМ на загрязненности и механические дефекты поверхности ленты после прокатки. Концентрацию ХМ в технологической смазке определяли по формуле (1).

В табл.2 представлены данные по параметрам прокатки кинескопной ленты с применением технологического масла; приготовленного по предлагаемому способу (опыты 1 -21) и по прототипу (опыты 22- 24).

Изучалось влияние концентрации пальмового масла в технологическом масле и температуры перемешивания пальмового и хлопкового масел на загрязненность поверхности кинескопной ленты после прокатки и на количество проката с дефектами поверхности. Концентрацию хлопкового масла в технологическом масле определяли по формуле (1).

В опытах 1-9 концентрация пальмового масла, температура перемешивания пальмового и хлопкового масел и значения коэффициентов Кп и Кр находились в заданных пределах. По сравнению с прототипом (опыты 22 - 24) получено снижение загрязненности поверхности проката с 224 - 251 мг/м2 до 147 - 201 мг/м , а также уменьшение выхода проката с дефектами поверхности с 1,47 - 1,61 до 0,54 - 0,68%. Высокая загрязненность поверхности проката при использовании смеси минерального масла с хлопковым связаны с тем, что эти масла не выдерживают значительных нагрузок и разрушаются в очаге деформации при прокате. Добавка ПМ в заданном количестве и определение необходимого количества ХМ по формуле (1) обеспечивают самый рациональный смазочный эффект. Смазка не разрушается в очаге деформации, в результате чего лента не загрязняется продуктами разложения смазки. Кроме того, смазочная пленка надежно защищает поверхность полосы от непосредственного контакта с валками, который приводит к появлению механических повреждений полосы.

Когда параметры Сп, Кп, КР и температура перемешивания ПМ и ХМ находилась на уровне запредельных значений (опыты 10, 12 - 19), положительный эффект не дости- гался. Загрязненность поверхности проката составила 230-261 мг/м , а количество проката с дефектами поверхности - 1,42 - 1,59%, что находится на уровне прототипа (опыты 22 - 24). В опыте 11 снижение коэф- фициента Кп, ниже нижнего допустимого предела обеспечило достижение положительного эффекта в части снижения загрязненности и количества дефектов на поверхности проката. Однако это приводи- ло к снижению производительности стана ниже плановой, что недопустимо.

Таким образом, использованная математическая зависимость для рационального расхода хлопкового масла, заявленные пределы расхода пальмового масла, а также температурный режим их смешивания доказывают, что предлагаемый способ обеспечивает снижение загрязненности поверхности проката и уменьшение количе- ства готового проката с дефектами поверхности по сравнению с прототипом, где смещение минерального масла с хлопковым производится в соотношении 1:1.

П р и м е р 1 (опыт 20). Технологическое масло для охлаждения и смазки 20-валково- го стана 700-Э холодной прокатки кине- скопной ленты готовили следующим образом.

Определяли свойства масел. Результаты представлены в табл.3.

Для прокатки ленты в три прохода коэффициент Кп 0,8 и коэффициент Кр 0,7.

Рабочую температуру технологического масла задавали tp 40°C. Количество пальмового масла Сп 0,1 % (0,05 м3).

Количество хлопкового масла определяли по формуле (1) Сх 0,078% (0.039 м3). 0,05 м3 пальмового масла и 0.039 м хлопкового масла нагревали до температуры 50°С и смешивали при этой же температуре до получения однородной смеси. Затем полученную смесь подавали в минеральное масло (индустриальное 12), количество которого составило 50 м3. Затем смесь трех масел перемешивали до получения однородной смеси.

На стане 700-Э 4 прохода прокатывали кинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм, материал ленты - сталь 08 кп, валков - сталь 9Х. Шероховатость подката Ra 0,8 - 1,2 мкм, валков Ra 0,16 - 0,32 мм. Размеры рабочих валков: диаметр - 40 мм, длина - 700 мм.

В табл. 4 приведены параметры прокатки.

Технологическую смазку подавали со стороны входа полосы в количестве 400 л/мин под давлением 1 МПа, Со стороны выхода полосы в зону контакта с валками подавали сжатый воздух под давлением 0,3 МПа для очистки от смазки.

Загрязненность поверхности проката составила 170 мг/м2 (на 24-32% меньше, чем у прототипа), а количество проката с дефектами поверхности - 0,61 % (на 0,86 - 1,0% меньше, чем у прототипа). Положительный эффект достигался.

П р и м е р 2 (опыт 21). Готовили технологическое масло для стана 700-Э. Свойства масел представлены в табл.1. Коэффициенты составили Кп 1,2; Кр 1. Рабочую температуру технологического масла задавали равной 40°С. Количество пальмового масла составило Сп 5% (2,5 м3). Количество Сх определяли по формуле (1) Сх 7,95% (3,98 м3). 2,5 м3 пальмового масла и 3,98 м хлопкового масла нагревали до 80°С и смешивали при этой же температуре до получения однородной смеси. Затем полученную смесь подавали в минеральное масло (индустриальное 20), количество которого составило 50 м3. Затем смесь трех масел перемешивали до получения однородной смеси.

На стане 700-Э в 4 прохода прокатывали кинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм. Материал ленты-сталь 08 кп, валков-сталь

9Х. Шероховатость подката Ra 0,9 - 1,2 мкм, валков - Ra 0,17 - 0,32 мкм. Размеры рабочих валков: диаметр - 40 мм, длина - 700 мм.

В табл.5 приведены параметры продукции.

Технологическую смазку подавали со стороны входы полосы в количестве 420 л/мин под давлением 1,2 МПа. Со стороны выхода полосы в зону контакта с валками подавали сжатый воздух под давлением 0,35 МПа для очистки от смазки.

Загрязненность поверхности проката составила 180 мг/м2 (на 20 - 28% меньше, чем у прототипа), а -количество проката с дефектами поверхности-0,62% (на 0,85% - 0,99% меньше, чем у прототипа). Положительный эффект достигался.

П р и м е р 3 (опыт 1). Готовили технологическое масло для стана 700-Э. Свойства масел представлены в табл.6.

Количество пальмового масла составило Сп 2% (1 температура перемешивания растительных масел 75°С, коэффициенты Кп 1; КР0,9; заданная температура tp 42°C. Количество хлопкового масла, определенное по формуле (1), составило Сх 2,52% (1,26 м3). 1 м3 пальмового масла и 1,26 м3 хлопкового масла нагревали до 75°С и смешивали до получения однородной смеси. Затем полученную смесь смешивали с 50 м минерального масла (масло ИС-12) до получения однородной смеси.

На стане 700-Э в4 прохода прокатывали кинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм. Материал ленты-сталь 08 кп, валков-сталь 9Х. Шероховатость подката Ra 0,8 - 1,2 мкм, валков Ra 0,19 - 0,30 мкм, Размеры рабочих валкоз: диаметр - 42 мм, длина 700 мм.

В табл.7 приведены параметры прокатки.

Подачу технологической смазки и ее удаление сжатым воздухом производили аналогично примеру 1.

Загрязненность поверхности проката составила 168 мг/м2, что на 25-33% меньше по сравнению с прототипом. Количество

0

5

0

5

проката с дефектами поверхности составило 0,54%, что на 0,93 - 1,07% меньше, чем у прототипа. Положительный эффект также достигался.

Таким образом, проведенные испытания показали, что предлагаемый способ приготовления технологического масла для холодной прокатки обеспечивает достижение положительного эффекта. Предлагаемый способ позволит по сравнению с прототипом увеличить на 2,7% выход годного металла на стане 700-Э, что в натуральном выражении составит 110т. Формула изобретения Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов путем смешения минерального масла с хлопковым маслом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества прокатываемых изделий, хлопковое масло предварительно смешивают при температуре 50 - 80°С с 0,1 - 5,0 об.% пальмового масла, а количество хлопкового масла рассчитывают по формуле

Сх 0,4КпКрСп (

п , ts ,Ix л

1,51/м tp Чп+0,51х

где Сх-количество хлопкового масла, об.%;

Кп 0,8 - 1,2 коэффициент, учитывающий производительность стана;

Кр 0,7 - 1,0 заданный коэффициент расхода технологического масла,

Сп - количество пальмового масла, об.%;

щ п - вязкость пальмового масла, мм2/с при 50°С;

ц м - вязкость минерального масла, мм2/с при 50°С;

t3 - температура застывания пальмового масла, °С;

tp - заданная рабочая температура технологического масла, °С; |х - йодное число хлопкового масла, кг КОН/г на 1 г йода;

In - йодное число пальмового масла, мг КОН/г на 1 г йода.

Продолжение табл.2

Таблиц а 3

Сущность изобретения: технологическое масло для холодной прокатки металлов получают смешением хлопкового масла при 50-80°СсО,1 -5,0об.% пальмового масла, полученную смесь затем смешивают с минерал ьным маслом. Количество хлопкового масла рассчитывают по формуле Сх 0,4 КпКрСп/ Ц п /1,5 1J т + ta/tp + Ix/ln + 0,. где Сх -количество хлопкового масла, об. %; Кп 0,1 - 0,2 - коэффициент, учитывающий производительность, Кр О/Т-1 заданный коэффициент расхода технологического масла; Сп - количество пальмового масла, об;%; у т - вязкость пальмового масла, мм /с при 50°С; v M - вязкость минерального масла, мм2/с при 50°С; т.з - температура застывания пальмового масла, °С; tp - заданная рабочая температура технологического масла, °С; х - йодное число хлопкового масла, мг КОН/г на г иода; п - йодное число пальмового масла, мг КОН/г на г иода. 5 табл. (Л с

Т а б л и ц а 4

Т а б л и ц а 5

Таблица б

Таблица