Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1765173 А 177/О 51) 5 ИСАН ОБ Т И АВТОР У СВИДЕТЕЛЬСТВ 978 аз- алжидкой еталлов, стеарата ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И. Ленина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕСКОГО МАСЛА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ(57) Сущность изобретения: технологическое масло для холодной прокатки металловполучают смешением хлопкового масла при Изобретение относится к прокатному производству, в частности к получению смазочно-охлаждающих жидкостей многовалковых станов холодной прокатки.Известен способ получениясмазки для деформирования мвкл ючающий перемешиваниекальция 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 50 - 80 С с 0,1 - 5,0 об. о/, пальмового масла, полученную смесь затем смешивают с минеральным маслом. Количество хлопкового масла рассчитывают по формуле Сх = 0,4 КпКРСп/ и /1,5 3 щ + тэ/тр+ х/и+ 0,5 х; где Сх - количество хлопкового масла, об, ф 4; Кп = 0,1 - 0,2 - коэффициент, учитывающий производительность, Кр = О,"-1 заданный коэффициент расхода технологического масла; Сп - количество пальмового масла, об;ф; тт а - аяакостк палкмоаого масла, мм /с при 50 С; д м - вязкость минерального масла, мм /с при 50 С; тз - температура застывания пальмового масла, С; тр - заданная рабочая температура технологического масла, С; х - иодное число хлопкового масла, мг КОН/г на г иода; и - иодное число пальмового масла, мг КОН/г на г иода, 5 табл. коэффициента трения в очаге деформации; 3 необходимость в предотвращении попада-ния паров смазки в помещения обслужива- (Я ющего персонала),юаайИзвестен 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 поверх- ф ности 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 смешегде 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 %; д и - вязкость пальмового масла, мм /с при 50 С;уу м - вязкость минерального масла, мм 2/с при 50 С;1 з - температура застывания пальмового масла, С;тр - заданная температура технологического масла, С;х - йодное число хлопкового масла, г йода на 100 г масла;1 п - йодное число пальмового масла, г йода на 100 г масла.Формула (1) получена экспериментальным путем в результате обработки результатов 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 40 45 50 55 ния мйнерального 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, стабильность, 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 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 1 и = 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 ненасыщенныхжирных кислот(тпрр = -1 С, х = 103 111). Ненасыщенные жирные 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 маслаи 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 табло 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/м до 147 - 201 мг/м, а также уменьшегние 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, К и температура перемешивания ПМ и ХМ находилась на уровне запредельных значений (опыты 10, 12 - 19), положительный эффект не достигался. 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 коэффициента Кл, ниже нижнего допустимого предела обеспечило достижение положительного эффекта в части снижения загрязненности и количества дефектов на поверхности проката. Однако это приводило 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 количества 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-валкового стана 700-Э холодной прокатки кинескопной 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 0,7.5 Рабочую температуру технологическогомасла задавали 1 р 40 С. Количество пальмового масла Сп 0,1% (0,05 мз).Количество хлопкового масла определяли по формуле (1) Сх 0,078% (О 039 мз). 0,0510 м пальмового масла и 0,039 м хлопковогомасла нагревали до температуры 50 С исмешивали при этой же температуре до получения однородной смеси. Затем полученную смесь подавали -в мийеральное масло15 (индустриальное 12), количество которого, составило 50 м . Затем смесь трех маселзперемешивали до получения однороднойсмеси.На стане 700-Э 4 прохода прокатывали20 кинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм,материал ленты - сталь 08 кп, валков - сталь9 Х. Шероховатость подката В = 0,8 - 1,2.мкм, валков Ва = 0,16 - 0,32 мм. Размеры25 рабочих валков: диаметр - 40 мм, длина -700 мм.В табл, 4 приведены параметры прокатки.Технологическую смазку подавали со30 стороны входа полосы в количестве 400л/мин под давлением 1 МПа, Со сторонывыхода полосы в зону контакта с валкамиподавали сжатый воздух под давлением 0,3МПа для очистки от смазки.35 Загрязненность поверхности прокатасоставила 170 мг/м (на 24 - 32 меньше,гчем у прототипа), а количество проката сдефектами поверхности - 0,61 фб (на 0,86 -1,0 фменьше, чем у прототипа), Положи 40 тельный эффект достигался,П р и м е р 2 (опыт 21). Готовили технологическое масло для стана 700-Э. Свойствамасел представлены в табл.1. Коэффициенты составили Кп 1,2: Кр 1. Рабочую темпера 45 туру технологического масла задавалиравной 40 С. Количество пальмового масласоставило Сп 5(2,5 мз). Количество Сщ определяли по формуле (1) Сх 7,95 (3,98 мз).2,5 м пальмового масла и 3,98 м хлопково 50 го масла нагревали до 80 С и смешивалипри этой же температуре до получения однородной смеси. Затем полученную смесьподавали в минеральное масло (индустриальное 20), количество которого составило55 50 м, Затем смесь трех масел перемешивазли до получения однородной смеси.На стане 700-Э в 4 прохода прокатываликинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм.Материал ленты -сталь 08 кп, валков - сталь9 Х. Шероховатость подката Ва 0,9 - 1,2 мкм,валков - Ва 0,17 - 0,32 мкм. Размеры рабочих валков: диаметр - 40 мм, длина - 700мм,В табл.5 приведены параметры продукции.Технологическую смазку подавали состороны входы полосы в количестве 420л/мин под давлением 1,2 МПа, Со сторонывыхода полосы в зону контакта с валками 10подавали сжатый воздух под давлением0,35 МПа для очистки от смазки.Загрязненность поверхности прокатасоставила 180 мг/м (на 20 - 28% меньше,чем у прототипа), а количество проката с 15дефектами 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 20масел представлены в табл.6., Количество пальмового масла составило Сп 2% (1 мз); температура перемешивания растительных масел 75 С,коэффициенты Кп 1: Кр 0,9; заданная температура 1 р 42 С. Количество хлопкового масла, определенное по формуле (1), составилоСх 2,52% (1,26 м). 1 м пальмового масла и1,26 м хлопкового масла нагревали до 75 Си смешивали до получения однородной смеси. Затем полученную смесь смешивали с 50м минерального масла (масло ИС) дополучения однородной смеси,На стане 700-Э в 4 прохода прокатываликинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм.Материал ленты - сталь 08 кп, валков - сталь9 Х, Шероховатость подката Яа = 0,8 - 1,2мкм, валков Вз = 0,19 - 0,30 мкм, Размерырабочих валков: диаметр - 42 мм, длина 700 40мм.В табл.7 приведены параметры прокатки.Подачу технологической смазки и ееудаление сжатым воздухом производили 45аналогично примеру 1,Загрязненность поверхности прокатасоставила 168 мг/м, что на 25 - 33 оО, мень 2ше по сравнению с прототипом. Количество 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 110 т.Формула изобретения Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов путем смешения минерального масла с хлопковым маслом, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемых изделий, хлопковое масло предварительно смешивают при температуре 50 - 80 С с 0,1 - 5,0 об.оО пальмового масла, а количество хлопкового масла рассчитывают по Формулеп 1 з 1 хх=, пР и( 15 Г 1+051)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, б %,у и - вязкость пальмового масла, мм 2/с при 50 С;м - вязкость минерального масла, мм 2/с при 50 С;тз - температура застывания пальмового масла 0 Стр - заданная рабочая температура технологического масла, С;х - йодное число хлопкового масла кг КОН/г на 1 г йода;1 и - йодное число пальмового масла, мг КОН/г на 1 г йода.10 1765173 Та бл ица 1 Загрязнен"ность по"верхностипрокатамг/м"Количествохлопковогомасла в тех"нолэгическоммасле, об Ф Св КоэФФициенты 11 Р пп Кп Кр еее0,9 ее ее ее2,520,132562,11,2502,19261,930,0922,131,072,65,08г,73,413,780,110,40,0786 91 1,01,01,00,80,950,9120,92091,00,770,951,00,90,91,240,92О,771,г 4081,2 168 173 171 160 147 201 169 168 171 242 180 256 247 261 245 241 230 240 236 238 170 188 98 70 92 96 96 99 98 97 98 54 7 53 56, 62 56 52 54 50 52 51 97 99 0,90,920,950,70,80,921,00,90 9095068090,80,80,921,10,951,10,71,0 ца 2 Табли й прохода Относи"тельноеобжатие,Н опытадавление металла Шврохое ватость атяжение тс Скорость прокатки, м/с переднее эаднее проката мкм е еев ее 1,8 2,1 1,7 ,8 1,8 2,1 1,7 1,8 1,8 20 1,8 1,8 2,0 2,0 17 16 1,8 2,0 17 1,6 18 20 1,7 1,6 2,1 27 2,4 2,0 1,9 22 1,7 17 19 2,1 1,8 1,8 1,8 2,1 18 1,6 1 2 3 1 2 3 4 1340 0,5 0,5 1,0 1,0 10 Количествопальмовогомасла в тех"нологическом маслеобъемнВ С 1 2,0 2 0,1 3 2,0 4 2,0 5 1,3 5,0 7 2,1 2,5 9 21 10 0,09 11 2,1 12 1,7 13 2,1 1451 2,5 16 20 7 г,5 18 009 19 20 3,0 21 0,1 22 50Натяжение тс Скоростьпрокаткимlс Шероховатость проката, мкм переднее заднее е0,50 32,4 0,5 0,5 1,0 1,1 0,5 0,6 1,0 1,0 19 2,1 2,0 1,8 2,5 3,1 2,8 2,6 1,9 2,2 1,9 1,8 2,4 2,6 2,4 2,1 1,8 2,1 18 1,6 1,8 2,1 19 1,8 0,40 35,2 о,зз 0,26 0,49 0,36 0,30 0,21 0,48 0,41 05 0,5 1,О 1,0 0,5 О,5 1,0 1,1 0,34 0,29 1 2 3 4 1 2 3 4 0,49 0,35 0,29 0,18 0,50 0,36 14 027 а,8 0,50 0,36 0,30 019 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 16 0,48 0,37 0,21 17 0,47 О,З 8 0,20 18 0,49 0,36 0,30 021 1,92,2 1,7 1,81,8 2,0 17 1,6 2,6 3,0 2,8 .2,5 1,9 2,0 1,8 1,8 1,8 2,3 2,2 1,7 23 2,5 24 20 054 О,З 7 0,30 0,28 051 0,4 30 50 62 70 30 50 62 70 30 50 62 70 зо 50 62 70 30 50 62 70