Способ приготовления и эксплуатации смазочно-охлаждающей эмульсии при холодной прокатке Советский патент 1992 года по МПК B21B27/10 

Способ приготовления и эксплуатации смазочно-охлаждающей эмульсии при холодной прокатке относится к прокатному производству, в частности к приготовлению и эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей станов холодной прокатки.

Известен способ приготовления эмульсии, включающий ее подачу на стан и корректировку концентрации путем введения масла и эмульгатора (Патент США 4315421, кл. В 21 В 27/10, 45/02, 1982).

Недостатками этого способа являются низкое качество поверхности проката и высокий расход масла. Прокат загрязняется незаэмульгировавшим маслом, попадающим из эмульсии на его поверхность.

Известен способ приготовления эмульсии, включающий сбор отработанной эмульсии, ее очистку и восстановление. Способ реализован в циркуляционной системе прокатного стана (заявка Японии 52-98705, кл. С 10 М 11/00, 1976). Недостатком способа является низкое качество поверхности проката. Известно, что при работе на восстановленных смазках и эмульсиях загрязненность проката выше, так как регенерация не позволяет производить полную очистку жидкостей.

Известен также способ приготовления и эксплуатации эмульсии для смазки и охлаждения валков и полосы при холодной прокатке, включающий смешивание 1-6 об.% масляного компонента с водой и подачу полученной эмульсии на валки и полосу (Трение и смазки при обработке металлов давлением: Справочник (А. П. Грудев, Ю. В. Зильберг, В. Т. Тилик. М.: Металлургия, 1982, с. 146, 171,231).

Данный способ не обеспечивает получение требуемой чистоты поверхности проката и рационального расхода эмульсии. Свежеприготовленная эмульсия содержит значительное количество незаэмулыиро- вавших масел, которые осаждаются на полосе и теряются при очистке эмульсии.

(/)

4

4 W СЛ

яаЛ

В качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату выбран способ приготовленияиэксплуатациисмазочно-охлаждающей эмульсии при холодной прокатке, включающий ее предварительную обработку давлением (авт, св. 1151338, кл. В 21 В 27/06, 1903). Величина давления составляет 0,5-10 кг/мм2, при этом обработка давлением может быть произведена обкаткой между рабочим и опорным валками.

Указанной величины давления недостаточно для получения стабильной эмульсии. Кроме того, в процессе обкатки не обеспечивается скольжение между контактирующими поверхностями, способствующее дроблению капель масла. В результате повышается расход эмульсии и снижается чистота поверхности проката.

Целью изобретения является повышение качества прока iа и экономия эмульсии.

Указанная цель достигается тем, что в способе приготовления и эксплуатации сма - зочно-охлаждающей эмульсии при холодной прокатке, включающем ее предварительную обработку давлением, предварительной обработке подвергают эмульсию, состоящую из 7-30 об.% масляного компонента в воде посредством подачи ее в зону контакта прокатных валкое с полосой, при прокатке с обжатием не более 20%, после чего ее собирают, разбавляют водой до концентрации масляного компонента 1-6 об.% и подают на прокатные валки,

В предлагаемом способе концентрированную эмульсию обрабатывают давлением, пропуская ее между валками и полосой в процессе прокатки. Взаимное скольжение поверхности полосы относительно поверхности валка в зонах опережения и отставания обеспечивает дальнейшее дробление капель масла и получение высокосгабиль- ной эмульсии, После такой обработки эмульсия хорошо разводится водой до требуемой концентрации. В прототипе -обработка эмульсии обкаткой между валками не создает касательных напряжений, обеспечивающих дробление эмульсии и повышение ее стабильно сти. Кроме того, в предлагаемом способе обжатие полосы достигает 20%, что соответствует удельному давлению 50-60 кг/мм для углеродистых сталей, значительно превышающему удельное давление у прототипа (Расчет по формуле Королева: Справочник прокатчика. Ю. В. Коновалов, с. 23).

В таблице приведены результаты промышленных испытаний предлагаемого способа. Изучалось влияние объемного соотношения воды и масляного компонента на первом этапе приготовления концентрированной эмульсии, величины обжатия при

прокатке с подачей концентрированной эмульсии в зону контакта валков с полосой на качество поверхности проката и расход эмульсии.

На прокатно-дрессировочном стане 630

0 прокатывали ленту из углеродистой стали шириной 250 - 465 мм и толщиной 1-2,5 мм с обжатием 4-22%.

Эмульсию готовили смешиванием 7-30 об.% масляного компонента (эмульсола) с

5 водой, после чего полученную эмульсию обрабатывали давлением путем подачи в зону контакта валков с полосой в количестве 2.0- 5,0 м /ч, После этого эмульсию собирали, разбавляли водой до концентрации 1-6

0 об.% и подавали на валки с экранированием от попадания охлаждающей эмульсии на полосу (опыты 1-9). Разбавленную эмульсию также подавали на валки многоклетевого прокатного стана (опыт 11).

5Из таблицы видно, что при количестве

масляного компонента в концентрированной эмульсии и величине обжатия при прокатке полосы с подачей концентрированной эмульсии, входящих в области заданных

0 пределов, цель изобретения достигается (опыты 1-4, 8, 11). Когда значения параметров выходят за предельные значения, цель изобретения не достигается (опыты 5-7, 9). При подаче разбавленной эмульсии на

5 валки пятиклетевого стана 630 после ее обработки в валках прокат ю-дрессировочно- го стана 630 также наблюдается повышение чистоты поверхности проката и экономия эмульсии (опыт 11). Это связано с тем, что

0 валки пятиклетевого стана охлаждаются малоконцентрированной стабильной эмульсией после ее окончательного приготовления. В резупьтате достигается высокая чистота поверхности полос, прока5 танных на многоклетевом стане. При этом одна и та же эмульсия используется как на том, так и на другом стане, что приводит к ее экономии.

На чертеже приведена схема устройст0 Da для осуществления предлагаемого способа.

В состав устройства входят подсистемы охлаждения прокатно-дрессировочного ста- на и многоклетевого стана. Подсистема ох5 лаждения прокатно-дрессировочного стана содержит приемный бак 1, насос 2, напорный трубопровод 3 и коллекторы 4 подачи концентрированной эмульсии, трубопроводы 5 и 6 подачи воды и эмульсии в приемный бак, насос 7, напорный трубопровод 8, обратный трубопровод 9 и коллекторы 10 подачи разбавленной эмульсии, картер 11, сливной трубопровод 12, откачной трубопровод 13. Позициями 14 и 15 обозначены задвижки, позициями 16 и 17 - валки и полосы, позиция 18 - моталка, позицией 25 - обратный клапан. Подсистема охлаждения многоклетевого стана содержит приемный бак 19, насос 20, напорный трубопровод 21, картер 22, сливной трубопровод 23. Позициями 24 обозначены прокатные валки.

Предлагаемый способ осуществлен в прокатном отделении цеха углеродистой ленты ММК.

П р и м е р 1. Концентрированную эмульсию в количестве 30 м3 готовили в баке 1 путем смешивания масляного компонента с водой, подаваемых по трубопроводам 6 и 7, Концентрация масляного компонента составила 18 об.%. После этого эмульсию обрабатывали давлением путем подачи между валками и полосой с входной стороны про- катно-дрессировочного стана в процессе прокатки. Материал полосы -сталь 40, толщина проката 2 мм, величина суммарного обжатия 10%. Подачу концентрированной эмульсии в количестве 3 м3/ч производили насосом 2 по трубопроводу 3 через коллекторы 5.

Обработку эмульсии давлением производили до полного ее перемещивания и окончания процесса прокатки данной партии металла. Затем готовили разбавленную эмульсию: в бак 1 подавали воду, мешалкой 18 перемешивали ее с эмульсией до достижения ее концентрации 3 об. %.

Готовую разбавленную эмульсию в количестве 10 м3/ч подавали насосом 7 по трубопрводу 8, через коллекторы 10 на валки 16. При прокатке стали 08 кл толщиной 1,5 мм с обжатием 10% загрязненность поверхности проката составила 520 мг/м3, а расход эмульсии на прокатку - 250 л/т.

П р и м е р 2. Концентрированную эмульсию готовили по технологии, описанной в примере 1, при прокатке стали 10 с обжатием 20% до толщины 1 мм. Содержание масляного компонента составило 30 об.%.

Разбавленную эмульсию также готовили по технологии, как и в примере 1. Концентрация эмульсии составила 2,5 об.%. При

прокатке стали 5 толщиной 2 мм с обжатием 20% эмульсию подавали на валки в количестве 18 м3/ч. Загрязненность поверхности проката составила 540 М3/ч, расход эмульсии - 300 л/т.

Примерз. Концентрированную эмульсию готовили по технологии, описанной в примере 1, при прокатке стали 40 до толщины 2 мм с обжатием 11%. Содержание масляного компонента составило 7 об.%,

Разбавленную эмульсию концентрацией 2 об.% также готовили по технологии, как вив примере 1. Готовую эмульсию насосом 7 по трубопроводам 13 и 21 подавали

на валки 24 пятиклетевого стана 630 в количестве 300 м3/ч. Отработанную эмульсию собирали в картере.22 и через трубопровод 23 сливали в приемный бак 19. После перекачки всей эмульсии из бака 1 в бак 19 насос

7 отключали и включали насос 20.

При прокатке стали 08кп на пятиклете- вом стане 630 до толщины 2,5 мм с суммар- ным обжатием 70% загрязненность поверхности проката составила 463 мг/м ,

а расход эмульсии - 270 л/т.

Предлагаемый способ приготовления и эксплуатации эмульсии позволяет по сравнению с прототипом увеличить производство холоднокатаного металла с требуемым

качеством поверхности на 15 тыс. т. в год м уменьшить расход эмульсии на 5000 т. Экономический эффект составит:

3 15000 х 2,0+5000 х 7 65000 руб. где 2,0 - коэффициент, руб./т.

7 - стоимость эмульсии, руб/т. Формула изобретения Способ приготовления и эксплуатации смазочно-охлаждающей эмульсии при холодной прокатке, включающий обработку

эмульсии давлением перед ее эксплуатацией, отличающийся тем, что, с целью повышения качества прокатки и экономии эмульсии, обработке давлением подвергают эмульсию, состоящую из 7-30 об.% масляного компонента в воде посредством подачи ее в зону контакта прокатных валков с полосой в процессе прокатки с обжатием не более 20%, после чего ее собирают, разбавляют водой до концентрации масляного

компонента 1-6 об.% и подают на прокатные валки.

Использование: охлаждение и смазка прокатных валков при прокатке. Сущность: смесь 7-30 об.% масляного компонента в воде подвергают обработке давлением, для чего ее подают в зону контакта валков с полосой и производят прокатку с обжатием не более 20%. Обработанную эмульсию собирают, разбавляют водой до концентрации масляного компонента 1-6об.%, после чего подают на прокатные валки. 1 табл., 1 ил.