Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов
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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (14) (51)5 С 10 M 177/00
ГОсудАРственный кОмитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836455/04 (22) 07.06.90 (46) 30.09.92. Бюл. Q 36 (71) Магнитогорский металлургический комбинат им. B.È. Ленина (72) Н.П.Петесов, В.Ф.Пивоваров, М.С.Бронников, О.М.Шавилова, Н.Л.Зайсанова, Н,В.Сирота и С.И.Тарасов (56) Патент ГДР гв 1603?4, кл. С 10 M 3/18, 1979.
Заявка Япония 52-113352, С1ОМ1/06,1978.
Грудев. ..П, и др, Технологические смазки в прокатном производстве, - М.: Металлургия, 1975, c,140 — 141. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАСЛА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ (57) Сущность изобретения: технологическое масло для холодной прокатки металлов получают смешением хлопкового масла при
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к получению смазочно-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
50 — 80 С с 0,1 — 5,0 об. б, пальмового масла, полученную смесь затем смешивают с минеральным маслом. Количество хлопкового масла рассчитывают по формуле Cx = 0,4
KnKpCn/ g п /1,5 )/ m + аэ/tp + Ix/In + 0,5Ix, где Cx — количество хлопкового масла, об. j;
Кп = 0,1 - 0,2 — коэффициент, учитывающий производительность, Kp = ОЧ-1 заданный коэффициент расхода технологического масл-; Cn — количество пальмового масла, обф; тт а — аяакостк палкмоаого масла, мм /с при 50 С; q м — вязкость минерального масла, мм /с при 50 С; ta — температура застывания пальмового масла, С; тр— заданная рабочая температура технологического масла, С; lx — иодное число хлопко- Я вого масла, мг КОН/r на г иода; In — иодное число пальмового масла, мг КОН/г на г иода.
5 табл.
° аимй коэффициента трения в очаге деформации; необходимость в предотвращении попада- © ния паров смазки в помещения обслужива- (Я ющего персонала), и
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 смеше1765173
10
40
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 и ро каты ваемых 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= 0,4 КпКрСп (— " — + + " ) 1,5 QM tp In + 0,57 Ix
{1) где CX — 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;
r M — вязкость минерального масла, мм /с при 50 С;
t3 — температура застывания пальмового масла, ОС;
tp — заданная температура технологического масла, С;
4 — йодное число хлопкового масла, г йода на 100 г масла;
4 — йодное число пальмового масла, г йода на 100 r 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 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 пальмовоro масла, Расслоение происходит также из-за наличия в масле твердых насыщенных жирных кислот, о чем говорит величина йодного числа пальмового масла In = 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(мапл = 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 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 700-3.
Излучалось влияние концентрации пальмового масла (ПМ) и хлопкового масла (ХМ), а также температуры перемешивания
ПМ и XM на загрязненности и механические дефекты поверхности ленты после прокатки. Концентрацию XM 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 nanbмового 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).
1765173
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 уменьшег ние 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 С, Kn, Kp и температура перемешивания ПМ и XM 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.
Пример 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 Кл 0,8 и коэффициент Кр 0,7.
5 Рабочую температуру технологического масла задавали tp 40 С. Количество пальмового масла Сп 0,1 (0,05 мз).
Количество хлопкового масла определяли по фоРмУле(1) Сх 0,078 (О 039 мз). 0,05
10 м 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 мийеральное масло
15 (индустриальное 12), количество которого, составило 50 м . Затем смесь трех масел з перемешивали до получения однородной смеси.
На стане 700-Э 4 прохода прокатывали
20 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
25 рабочих валков: диаметр — 40 мм, длина—
700 мм.
В табл. 4 приведены параметры прокатки.
Технологическую смазку подавали со
30 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.
35 Загрязненность поверхности проката составила 170 мг/м (на 24 — 32 меньше, г чем у прототипа), а количество проката с дефектами поверхности — 0,61; (на 0,86—
1,0 меньше, чем у прототипа). Положи40 тельный эффект достигался, Пример 2 (опыт 21). Готовили технологическое масло для стана 700-Э. Свойства масел представлены в табл.1. Коэффициенты составили К 1,2; Кр 1. Рабочую темпера45 туру технологического масла задавали равной 40 С. Количество пальмового масла составило Сп 5 (2,5 мз). Количество Сх определяли по формуле (1) Сх 7,95 (3,98 мз).
2,5 м пальмового масла и 3,98 м хлопково50 го 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
55 50 м . Затем смесь трех масел перемешиваз ли 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
1765173
9Х. Шероховатость подката R> 0,9 — 1,2 мкм, валков — R 0,17 — 0,32 мкм. Размеры рабочих валков: диаметр — 40 мм, длина — 700 мм.
В табл.5 приведены параметры продук- 5 ции.
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 10 подавали сжатый воздух под давлением
0,35 МПа для очистки от смазки.
Загрязненность поверхности проката составила 180 мг/м (на 20 — 28 меньше, чем у прототипа), а количество проката с 15 дефектами поверхности — 0,62% (на 0,85%—
0,99 меньше, чем у прототипа). Положительный эффект достигался.
Пример 3(опыт 1), Готовилитехнологическое масло для стана 700-Э. Свойства 20 масел 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 темпе- 25 ратура ср 42 С. Количество хлопкового масла, определенное по формуле (1), составило
Сх 2,52% (1,26 м ). 1 м пальмового масла и
1,26 м хлопкового масла нагревали до 75 С и смешивали до получения однородной сме- 30 си. 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 тол- 35 щиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм.
Материал ленты — сталь 08 кп, валков — сталь
9Х. Шероховатость подката R> = 0,8 — 1,2 мкм, валков R = 0,19 — 0,30 мкм, Размеры рабочих валков: диаметр — 42 мм, длина 700 40 мм.
В табл.7 приведены параметры прокатки.
Подачу технологической смазки и ее удаление сжатым воздухом производили 45 аналогично примеру 1.
Загрязненность поверхности проката составила 168 мг/м, что на 25 — 33о мень2 ше 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,отлича ющийсятем, 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 п з >х
Cx=04 и рСп (15 + — + +05> ) где Сх- количество хлопкового масла, об.%;
Kn =. 0,8 — 1,2 коэффициент, учитывающий производительность стана;
Кр = 0,7 — 1,0 заданный коэффициент расхода технологического масла;
Сп — количество пальмового масла, б о . у и — вязкость пальмового масла, мм2/с при 50 С; — вязкость минерального масла, мм /с при 50 С;
t3 — температура застывания пальмового масла, С; ср — заданная рабочая температура технологического масла, С;
lx — йодное число хлопкового масла> кг
KOH/ã на 1 г йода; (и — йодное число пальмового масла, мг
КОН/г на 1 г йода.
1765173
Табл ицаl
"Количество хлопкового масла в техHoJloI N÷åñêîì масле, об.Ф Св
Коз«!«фициенты
IIII пп
Кп
Кр
7l
78 70
72
76
48,5
82
76
77
48,6
8!
0,9
2,52
0,13
2,56
2,1
1>2
5>0
2,19
2 6
1,93
0,092
2,13
1,07 2,6
5,08
2,7
3,41
3,78
0,1
10,4
0,078
6 91
1,0
1,0
1,0
0,8
0,95
0>9
1,2
0 92
0 9
1,0
0,77
0,95
1,О
0,9
0)9
1,24
0,92
О,77
1,24
0,8
1,2
168
173
171
147
201
169
168
171
242
256
247
261
241
236
238
188
98
92
96
96
99
98
97
98
54
77
53
56, 62
56
52
54
52
51
97
О 9
0,92
0,95
0,7
0,8
0,92
1,0
0,9
0>9
0,95
0>68
0>9
0,8
0,8
0,92
1,1
0,95
1,1
0>7
1,0 ца2
1Р прохода
Относительное обжатие, 1Р опыта
Давление металла
Шероховатость
Натяжение > тс на валки, тс переднее заднее проката, мкм
1,8
2,1
1)7
1,8
1,8
2,1
1,7
1,8
1,8
2>0
1,8
1,8
2,0
2,0
1>7
1,6
1,8
2,0
1,7
1,6
1>8
2>0
1)7
1,6
2,1
2 7
2,4
2,0
1,9
2>2
1,7
1,7
1 9
2,1
1,8
1,8
1,8
2,1
1,8
1,6
2
4
2
1
3
4С
0,5
0,5
1,0
1,0
Количество пальмового масла в тех" нологическом масле, объемн В С„
1 2,0
2 0,1
3 2,0
4 2,0
5 1,3
6 5,0
7 2,1
8 2,5
9 2>1
10 0,09
11 21
12 1,7
l3 2,1
14 51
15 2,5
16 2,0
17 2,5
18 0,09
19 5,1
20 3,0
21 0,1
22 50
Температура перемешивания пальмового и хлопкового масел, С
62
62
62
62
62
62
62
62
62
62
32,4
35,1
35,7
30,5
34,6
37«2
38,1
32>8
30,9
35,0
36,2
31
33,4
37>0
37,9
32
35,4
38,1
39,0
33,2
30,4
31>1
33,2
2e,4
31,0
34,8
35,7
30,7
32,5
35,6
34,8
30,1
32,2
35,0
36,1
30,6
42,4
45,1
44,8
40,6
1,9
2,1
1,7
1>7
1,8
2,1
1,8
1,8
1 9
2,1
1 9
1,8
2 1
0,2
1,8
1,6
1 9
2,1
1,7
1,6
1,8
2,0
1,8
1 7
2,3
2,5
2,4
2,0
1,9
21
1,7
1,8
1,8
2,2
1,8
1,9
1,8
2,1
1,8
1,6
Загрязненность по" верхности проката> мг/м
Табли
Скорость прокатки, м/с
0,6
0,6
i >1
1,0
0>5
0,6
1,0
1,0
0 7
0>7
1,1
1,2
0,6
0,6 I 2
1,2
0,6
0,7
1 2
1,2
0,5
0 5
1,0
1,1
О ° 5
0,6
1,0
1,0
0>6
0,6
1>1
1,2
0,6
0,6
1,1
1>1
Удаляемость масла с поверхности проката обеэжиривающим раствором,Ф
0,50
0,39
0,35
-0,31
0,51
0,40
О, 33
0,30
0 5
0 39
0,35
0,3I
0>50
0,41
0>35 .
0,29
0>51
0,41
0,33
0,28
0,50
0,41
0,35
0,29
0,51
0,42
0,36
0,29
0,50
0>40
О 34
0>30
0,50
0,40
0,35
0>31
0,50
0,38
0,32
0,20
1765173!! прохода
Относительное обжатие, Давление металла на валки, тс
Р опыта
Натяжение, тс
Скорость прокатки, м/с
Шероховатость проката, мкм переднее заднее
0>50
32,4
1,9
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
1>8
1,6
1,8
2,1
1>9
1,8
0,40
О 33
35,2
0,26
0,49
0,36
0,30
0,21
0,48
0,41
0,34
0,29
2
4
2
0,49
0,35
0,29
0,18
0,50
0,36
0,27
0,18
0,50
0,36
0,30
2
4
2
4
2
16
0,19
0,48
0,37
0 31
0,21
0,47
0,38
0,31
18
0,20
0,49
1,9
2,2
1,7
1,8
1,8
2,0
1>7
1,6
2,6
3,0
2,8 .2,5
l,9
2,0
1,8
1,8
1,8
2,3
2,2
1,7
2,3
2,5
2,4
2>0
0,36
0 30
0>21
0,54
62
62
62
62
62
70,1
3
1
3
0,37
0,30
0,28
0,51
0,4
0,31
0,27
21
0,49
2
4
2
4
2
0,37
0>30
0,20
0,50
0,37
0,31
0,21
23
0,47
0,33
0,25
0,16
11 3
4 i
12 3
13 3
62
62
62
62
62
62
62
62
62
35,6
30,5
37,4
40,2
39,9
36,1
39>1
41,2
41,5
35,4
35,6
37,1
37>9
33.7
36,3 -
39,9
40,0
36,8
42,0
44,1
43,3
40,3
39>0
40,3 ..
41,9
35,6
43,5
46,1
45,0
43,7
35,5
37,0
38,0
32,9
30,5
32 7
36;4
31>!
27,7
30,4
31>9
28,4
36,2
39>0
39,7
36,5
43,4
46,2
45,0
41,6
42,5
45,4
46,1
39,8
1,9
2,2
1,9
1,8
2,7
2>9
2,9
2,6
1,8
>О
1,9
1,8
2,3
2,6
2,3
2,1
1,8
2,0
l,8
1>7
1>8
2,2
1,7
1,8
1,9
2,1
1,7
1,8
1,8
2,0 ! >7
1,6
1>9
2,2
1,8
1,Ý
1,8
2,2
1,7
1,6
1,9
2,1
1,8 ! 9
1,8
2>2
1,8
1,6
2,8
3,2
2,8
2,6
1,9
2,2
2,0
1,8
1,9
2,4
2,2
1,7
2,3
2,7
2,4
2,1
1!родолжение табл.2
0 5
0,5
1>0
1,1
0,5
0,6
1,0
1,0
0 5
0,5
1,0
1,0
0>5
0>5
1,0
1,!
0 5
0>6
1,0
1,0
0,6
0,6
1,1
l 1
0,5
0 5
1,1
1,1
0,5
0 5
1il
1,0
0,6
0,6
1,1
1,1
0,5
0>5
1,0
1,0
0,7
0,7
1,2
1 3
0,6
0,6
1,1 ! >!
0,5
0,6
1,0
1,1
0,6
0,6
1,1
1>2
1765173
Таблиц а 3
Т аблица 4
Т аблица 5
Таблица 6
Таблица7
