Способ смазки при прокатке

Изобретение относится к отрасличерной и цветной металлургии, в частности к обработке металлов давлением,и может быть использовано при горячей, теплой и холодной прокатке, 5Известен способ смазки при обработке металлов давлением, включающийнанесение смазочного вещества наобрабатываемый металл и инструмент,охлаждение смазочного слоя, например, двуокисью углерода с цельюулучшения антифрикционных свойств, смазки путем повышения ее вязкости 111,Недостатками способаявляютсянепроизводительный расход охладителя - охлаждению подвергается не только смазочный слой, ио частично обрабатываемый металл и инструмент,ивысокая стоимость известных охладителей, что вызывает значительное 20увеличение стоимости передела с.использованием гехнологических смазок.Наиболее близким техническим решением является способ подачи смаэ- г 5ки в очаг деформации, включающийнанесение смазки на инструмент иобработку ее давлением посредствомпропускания между рабочим и опорнымвалками 12130Однако известный способ не предусматривает регламентирования величины давления при обработке смазки,вследствие чего смазка может оказаться недостаточно вязкой.Целью изобретения является сни 35жение непроизводительного расходасмазки путем изменения ее начальнойвязкости и обеспечение оптимальныхусловий трения.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу смазкипри прокатке, включающему нанесениесмазки на инструмент, обработку еедавлением и подачу в очаг деформации, смазку обрабатывают давлением0,5-10 юг/мм,Кроме того, смазку подают в очагдеформации через время ь после ее1 обработки давлением, определяемое: зависимостью9 Р М 1,) где 8 - пьезокоэффициент вязкости,. мм/кг,Р - давление предварительной обработки, изменяющееся в пределах0,5-10 кг/ммр - необходимая вязкостьпри входе в очаг деформации, кг с/мм (П),- начальная вязкость смазки при атмосферном давлении, кг с/мм (П).На фиг. 1 приведен случайприменения предлагаемого способа смазки при листовой прокатке," на фиг. 2 экспериментальные зависимости вязкости от времени выцержки.Предлагаемый способ смазки при обработке металлов давлением включает операции нанесения смазочного вещества на рабочий инструмент, обработку слоя смазки избыточным давлением, изменяющимся в пределах 0,5-10 кг/мм, и собственно деформацию металла.После нанесения мерного количества смазочного вещества на рабочий инструмент осуществляемого одним из известных способов, например распылением, слой смазки обрабатывают избыточным давлением. При этом увеличивается вязкость смазки, благодаря чему повышается адгезия смазочного вещества к поверхности рабочего инструмента и улучшается сцепление между слоями смазки. Тем1 самым предотвращаются непроизводительные потери смазки, например сохлаждающей водой. Кроме этого, повышение начальной вязкости обеспечивает увеличение толщины смазочнойпленки в очаге деформации, что способствует повышению эффективностииспользования смазки, Таким образом,изменяя давление предварительнойобработки смазки, можно значительноуменьшить или полностью исключитьее непроизводительный расход, а такжерегулировать условия трения в очагедеФормации.Вязкость смазки, нолучанная после обработки ее избыточным давлением, с течением времени постепенно уменьшается. Поэтому, изменяя время выдержки между операциями предварительной обработки смазки и деформацией металла, можно регулировать условия трения в очаге деформации, Например, для поддержания коэффициента трения на постоянном уровне и устранениявлияния на него колебаний технологических параметров (температура,.марка стали,. износ валков и т.д.)можно за счет изменения времени выдержки регулировать вязкость смазки,поступающей в очаг деформации, темсамым регулировать толщину слоясмазки, а следовательно, и силы трения,Указанные граничные значения давлений предварительной обработки смазки установлены на основании проведенных исследований по определениювлияния вязкости смазки, поступающейв очаг деформации на толщину смазоч" 15ного слоя в нем. При давлении предварительной обработки, равном. 0,5 кг/ммф, начальная вязкость увеличивается примерно на 107., что вызывает заметное пропорциональное 2 Оувеличение толщины смазочного слоя вочаге деформации. По мере увеличениядавления увеличивается и вязкостьв соответствии с зависимостью25езр Е Р)гдеи- вязкость смазки после обР .оработки и начальная,- пьезокоэффициент вязкостиР - давление. 30Увеличение вязкости смазки обеспечивает соответствующее увеличение толщины слоя смазки (смазочной пленки) в очаге деформации и сцепления между слоями самой смазки. При дав пении, превышающем 10 кг/мм, из-эа разогрева смазки, увеличение ее вязкости замедляется и уже не оказывает существенного влияния на толщину слоя смазки. 40, В интервале времени между операциями предварительной обработки и соб ственно деформацией металла происходит постепенное уменьшение вязкости (фиг. 2). Уменьшение времени 45 выдержки меньше 0,05 с затрудняет техническое осуществление. При выдержке более 30 с эффект увеличения вязкости смазки за счет ее пред.варительной обработки почти исче зает н:смазка приобретает первоначальную вязкость. Таким образом, регулировать вязкость смазки, посту-. .пающей в очаг деформации, и величину сил трения в нем за счет изменения 55 времени выдержки между указанными операциями можно только в интервале времени от О. до 30 с. Хаксимальное уменьшение вязкости имеет место при времени выдержки до 7 с (Фиг. 2).Путем аппроксимации.экспериментальных данных (Фиг. 2) была получена зависимость времени выдержки Ф между указанными операциями, давлением предварительной обработки и необходимым изменением вязкости от начального значения при атмосфер" ном давлении до требуемого значения при атмосферном давлении до требуемого значенияс 8ьСя 7 г ЪВ качестве примера конкретной реализации предлагаемый способ может быть использован при горячей прокатке листовой стали. Нанесение смазочного вещества на поверхность рабочих валков осуществляется одним из известных способов, например конПосле нанесения на валки смазочное вещество обрабатывается давлением в указанных пределах с помощью ролика 1 (фиг. 1), который прижимается к поверхности валка 2 с регулируемым усилием, создаваемым гидро- цилиндрами 3. После предварительной обработки избыточным давлением смазка подается в очаг деформации 4 за счет вращения валков.Для обеспечения регулируемой выдержки времени между предварительной обработкой смазки и деформацией металла ролик 1 выполнен с возмоя- ностью перемещения по бочке валка. При этом контактное устройство 5 для нанесения смазки перемещается вместе с роликом 1. Перемещение ролика 1 осуществляется в пределах дуги окружности валка, ограниченной с одной стороны устройством 6 для подачи охлаждающей воды, а с другой - вводной арматурой, что.составляет угол м , равный 150 . При диаметре валков 500 мм и скоростипрокатки 2 и/с, перемещая ролик 1в пределах угла Ы , можно изменятьвремя выдержки между предварительнойобработкой смазки и подачей ее в очагдеформации от О, 125 до 0,05 с.Усилие прижатия ролика 1 к валку2 выбирается заранее в зависимостиот вида используемой смазки иэ условия предотвращения смывания ееохлаждающей водой, и в процессе прокатки не изменяетея. Например, при1 использовании касторового масла сначальной вязкостью 2,45 П (О = О, 15)за счет обработки избыточным давлением, равным 6 кг/мм, повышается вязкость до 6,03 П. За время 5транспортировки к очагу деформациивязкость смазки несколько снижается и в зависимости от расположенияролика может изменяться в пределах5,45-4,55 П при выдержке, соответственно, О, 125 и 0,45 с,При прокатке для устранения влияния на коэффициент трения температуры, раската, в момент захвата роликрасполагают в наиболее удаленной точке, следовательно вязкость смазки,поступающей в очаг деформации, будетсоставлять 4,55 П.При такой вязкости обеспечивается прохождение смазочной пленки через 20весь очаг деформации. Если это условие нарушается (например, в случаеиспользования смазки с меньшей начальной вязкостью) вязкость смазки повышают либо за счет расположения 25ролика 1 на более близком расстоянии от очага деформации, либо повышая давление предварительной обработки, По мере снижения температурыраската для поддержания постоянного ЗОкоэффициента трения за счет повышения вязкости смазки, ролик 1 перемещают по направлению к очагу деформации. Скорость перемещения выбирают таким образом, чтобы к концу прокатки ролик занял крайнее положение, т.е. максимально приблизился к очагу деформации. При этом вязкость смаз- ки, поступающей в очаг деформации, будет равна 5,45 П, Если для поддержания коэффициента трения на постоянном уровне достаточно вязкости 5,0 П, время выдержки, т.е. транспортировки смазки от ролика до очага деформации, составляет 0,26 с.По сравнению с известными способами смазки предлагаемый способ обеспечивает существенное снижение расхода смазки на 25-407 за счет предотвращения ее смыва водой и потерь через кромки полосы. Кроме этого, за счет поддержания технологических параметров на постоянном уровне (коэффицйент трения, усилия прокатки и т,д.) снижается себестоимость изготовления продукции, что также обеспечивает получение экономического эффекта, Например, применение предлагаемого способа в условиях листового стана 1680 только за счет сокращения расхода масла может обеспечить снижение себестоимости изготовленият проката на 0,6-0,8 руб.Ожидаемый экономический эффект, с учетом необходимых капиталовложений,составит около 200 тыс.руб. в год.1151338 Составитель М. Реутовадева Техред З,Палий ректор А. Зимокосо Редактор Л,э 2216/6 Тираж 549 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 1 13 О 35, Москва, Ж, Раушская наб.