CN102002418B

CN102002418B - 一种冷轧硅钢轧制油组合物

Info

Publication number: CN102002418B
Application number: CN 200910066004
Authority: CN
Inventors: 胡汉国; 曹文华; 岳建伟; 郭巧玲; 要洁; 于非; 孙爱民
Original assignee: Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp; China Petrochemical Corp
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Luoyang Guangzhou Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: CN102002418A

Abstract

本发明公开了一种冷轧硅钢轧制油组合物。该组合物含有60～90重量％醇酯类油性剂，5.0～12重量％动植物类油性剂，2.0～12.0重量％非离子表面活性剂，0.6～8重量％磷酸酯类抗磨添加剂，0.5～8重量％防锈添加剂。该冷轧硅钢轧制油组合物的轧制润滑性能高，轧机环境及牌坊的清洁性好，脱脂性、防锈性和抗油烧性能高。

Description

一种冷轧硅钢轧制油组合物

技术领域

本发明属于金属加工工艺用润滑组合物，特别涉及一种冷轧硅钢轧制油组合物。

背景技术

硅钢片又称矽钢片，是一种含碳量极低的硅铁软磁合金，一般硅含量在0.5-4.5％，主要用于制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯，是电子、电力和军事工业中不可或缺的重要软磁性合金材料，硅钢片的制造技术和产品质量成为衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。近年来随着世界经济的快速发展，对冷轧硅钢片的需求量越来越大，对其表面质量的要求越来越高，对冷轧硅钢片的轧制润滑性、轧机环境及牌坊的清洁性、优异的脱脂性、防锈性、抗油烧性、循环稳定性、废轧制油的可处理性等提出了更严格的要求。

GP-600高润滑性硅钢轧制油的研制与工业应用(炼油技术与工程，2005、(01))中介绍了一种硅钢轧制油，由油性剂、硫磷型极压抗磨剂、NP类表面活性剂等组成，该轧制油应用于武汉钢铁公司硅钢厂ZR2单机架二十辊森吉米尔轧机上。温轧/冷轧两用硅钢轧制油的研制(材料保护，1999、(12))中介绍了一种温轧/冷轧硅钢轧制油，主要特点为：1、提高轧制油中各个组分的抗氧化安定性；2、提高硅钢轧制油的抗氧化安定性；3、提高轧制油的润滑性、防锈性、冷却性及清净性。该硅钢轧制油在武汉钢铁集体公司硅钢长ZR-22型单机架二十辊森吉米尔轧机上应用。高洁性冷轧硅钢轧制油的研制(润滑与密封，1998、(05))中涉及一种冷轧硅钢轧制油，由矿物油、油性剂、新型乳化剂和抗氧化剂组成。该硅钢轧制油在武汉钢铁集团公司硅钢厂ZR-2、ZR-3等两台单机架二十辊森吉米尔轧机上应用。但所涉及的硅钢轧制油润滑性能不高，抗油烧性和可脱脂性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的冷轧硅钢轧制油组合物，该轧制油组合物润滑性能高，轧机环境及牌坊的清洁性好，防锈性、抗油烧性和可脱脂性高。

本发明提供一种冷轧硅钢轧制油组合物，该组合物含有：

(A)醇酯类油性剂，60～90重量％；

(B)动植物类油性剂，5.0～12重量％；

(C)非离子表面活性剂，2.0～12.0重量％；

(D)磷酸酯类抗磨添加剂，0.6～8重量％；

(E)防锈添加剂，0.5～8重量％。

上述百分含量以轧制油组合物总重量计。

所述组分(A)是含有一个以上羟基的C₅～C₂₀脂肪醇与C_8～20的一元脂肪酸经公知的酯化方法酯化反应后所得到的酯，其优选含量是70～86重量％。

所述C_8～20的一元脂肪酸推荐使用辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、椰子油酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、软脂酸、油酸、牛油脂肪酸或棕榈油脂肪酸等。

所述含有一个以上羟基的C₅～C₂₀脂肪醇推荐使用辛醇、椰油醇、油醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或季戊四醇等。

所述(B)组分是牛油、猪油、大豆油、花生油、菜籽油或棕榈油等。

所述组分(C)是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚，其中脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷数均为4～15。

所述的脂肪醇聚氧乙烯醚均为市场上销售的产品，如上海石化总厂销售的商品名为平平加O-4、O-6、O-7、O-9、O-10或O-15等。壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷数为4～15)均为市场上销售的产品，如大连旅顺化工厂销售的商品名为NP-4、NP-7或NP-10等。

所述组分(D)磷酸酯类抗磨添加剂为脂肪酸酰胺磷酸酯，脂肪酸酰胺磷酸酯是脂肪酸酰胺和五氧化二磷反应的产物，其制备方法为常规方法，即2摩尔脂肪酸酰胺和1摩尔五氧化二磷在80～90℃的条件下，反应5～6小时得到脂肪酸酰胺磷酸酯。其中脂肪酸酰胺的制备方法也为常规方法，即把等摩尔比的脂肪酸和有机胺混合，然后加入苯作为携水剂，在160℃～170℃的条件下反应5～6小时，直到水分完全出尽为止，得脂肪酸酰胺。所述的脂肪酸是己酸、辛酸、壬酸、癸酸、椰子油酸、豆蔻油酸、棕榈油酸或油酸；所述有机胺是二乙醇胺或三乙醇胺。组分(D)可使轧制油的润滑性性能增加，具体体现在轧制油的油膜强度增加。

组分(E)是防锈剂，推荐使用石油磺酸钠、石油磺酸钡、环烷酸锌、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸酐、T551(苯三唑衍生物)、T556(噻二唑衍生物)、山梨糖醇单油酸酯或苯并三氮唑。组分(E)可保护轧制过程产生的新生表面的锈蚀和油烧，以满足硅钢片对防锈性能的苛刻要求。

另外本发明轧制油组合物中还可以加入各种功能性添加剂，如抗氧剂、油性改进剂，其加入量按照不同的轧机工况条件来确定。

本发明所述的抗氧剂为2.4-二叔丁基对甲酚、苯基-α-萘胺和二烷基二硫代磷酸锌中的一种。

本发明所述的油性改进剂为油酸或棕榈油酸。

本发明所述组合物的制备方法是：把各种组分按所述的比例混合，于70～72℃温度，常压条件下，搅拌至溶解均匀，形成透明的液体，即得冷轧硅钢轧制油组合物。

本发明提供的冷轧硅钢轧制油组合物主要适用于二十辊森吉米尔轧机轧制取向和非取向硅钢以及CDCM机组(酸洗-轧制联合机组)轧制非取向硅钢的润滑。

本发明与现有技术相比，由于所含有的基础组分(A)是合成酯，并加入少量动植物脂类油性剂，使其具有优异的润滑性能。由于严格限制动植物油脂的用量在12％以内，因此，本发明的硅钢轧制油具有良好的轧机环境及牌坊的清洁性，轧后钢板表面清洁度高，残铁量低，表面光洁；具有良好的抗油烧及防锈性能，轧后钢卷储存1个月内无锈蚀现象；具有优异的可脱脂性，对后续工序硅钢片的涂镀性无不利的影响；具有良好的使用稳定性能，在高速、高压条件下不易产生氧化分解或聚合等问题。

具体实施方式

下面用具体实施例来详细说明本发明，但实施例并不限制本发明的范围。

实施例1

将840克三羟甲基丙烷壬酸酯，20克壬基酚聚氧乙烯(4)醚(NP-4)，20克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，80克棕榈油，45克辛酸二乙醇胺磷酸酯，15克十二烯基丁二酸，5克苯三唑十八铵盐(T551)，5克2.6-二叔丁基对甲酚(T501)，加入到一个容器中于70～72℃温度、常压条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例2

将760克新戊二醇油酸酯，25克脂肪醇聚氧乙烯(6)醚(O-6)，30克壬基酚聚氧乙烯(9)醚(O-9)，60克油酸三乙醇胺磷酸酯，10克噻二唑衍生物(T556)，10石油磺酸钠，10克石油磺酸钡，10克苯基-α萘胺，50克棕榈油酸，80克牛油，加入到一个容器中于70～72℃温度、常压条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例3

将630克季戊四醇棕榈油酸酯，40克脂肪醇聚氧乙烯(4)醚(O-4)20克辛基酚聚氧乙烯(10)醚(NP-10)，100克猪油，55克椰子油酸二乙醇胺磷酸酯，10克苯三唑十八铵盐(T551)，8克2.6-二叔丁基对甲酚(T501)，25克山梨糖醇单油酸酯，60克油酸，加入到一个容器中于70～72℃温度、常压条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例4

将410克油酸辛醇酯，410克三羟甲基椰子油酸酯，25克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，35克辛基酚聚氧乙烯(4)醚(NP-4)，100克大豆油，20克苯丙三氮唑，10克2.6-二叔丁基对甲酚(T501)，60克癸酸三乙醇胺磷酸酯，20克环烷酸锌，10克T556(噻二唑衍生物)，加入到一个容器中于70～72℃温度、常压条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例5

将750克油醇辛酸酯，80克菜籽油，25克脂肪醇聚氧乙烯(6)醚(O-6)，20克脂肪醇聚氧乙烯(10)醚(O-10)，100克花生油，50克棕榈油酸三乙醇胺磷酸酯，10克二烷基二硫代磷酸锌，6克2.6-二叔丁基对甲酚(T501)，14克十二烯基丁二酸，16克石油磺酸钠，加入到一个容器中于70～72℃温度、常压条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例6

将360克季戊四醇椰子油酸酯，420克椰油醇肉豆蔻酸酯，80克油酸，30克脂肪醇聚氧乙烯(6)醚(O-6)，20克辛基酚聚氧乙烯(10)醚(NP-10)，90克棕榈油，65克软脂酸二乙醇胺磷酸酯，15克石油磺酸钡，12克环烷酸锌，加入到一个容器中于70～72℃温度、常压条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6作为本发明的冷轧硅钢片轧制油，对比的目的参比物是一个特大型钢铁企业冷轧硅钢机组正在使用的轧制油，规定为组合物F。据分析组合物F的主要组成为：动植物油脂(主要为牛脂与棕榈油)65～75％、合成酯(主要为季戊四醇油酸酯)15～20％、硫类极压剂(主要为硫化植物油)2～4％，壬基酚聚氧乙烯(7)醚5～7％、酚类抗氧剂2～4％等。其理化性能与本发明的组合物理化性能类似。

实施例7

AMSLER万能摩擦实验机(简称MM-200试验机)，该方法的标准号为：SH0190。方法概要是：在试验机上有一对直径不同、转速不同的钢制试辊，在它们的接触面上加入试样，然后施加负荷，则试辊处于滚动滑动摩擦状况，测定一定负荷下对应的摩擦力矩，可以计算出试样的摩擦系数。

实验过程采用原液和浓度为3重量％的乳化液来进行。实验结果如表1。

表1硅钢冷轧油的摩擦系数

表1所示摩擦系数值可知：实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6无论是原液还是浓度为3％(重量)的乳化液其摩擦系数均小于组合物F。

实施例8

MQ-800四球承载能力测定(GBT/3142-82)，利用该方法测定冷轧油的油膜强度，实验过程采用原液和浓度为3％(重量)的乳化液来进行，结果如表2。

表2硅钢冷轧油的油膜强度

由表2可以看出实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6的油膜强度无论是原液还是乳化液均优于或相当于组合物F。

实施例9

硅钢片冷轧油的防锈及抗油烧试验，硅钢冷轧轧制油在实际使用过程中并不是以原液的状态使用，为了及时移走冷轧轧制过程中产生的热量，一般用97％左右的去离子水加3％左右的原液配制成浓度约为3％左右的乳化液使用。硅钢与普碳钢不同，轧后的硅钢片极易生锈，并在钢卷内部形成油烧板，严重影响硅钢片的表面质量。因此在工业应用中最重要的是不仅要求配制好的乳化液有优异的乳化稳定性，使冷轧过程的操作平稳，工业生产过程易于控制；而且要求有优异的防锈、抗油烧性能，可以保证连续稳定的轧后钢板的表面质量。

本实验采用下列方法进行上述两个性能的评价。

乳化液循环条件：

循环泵：离心泵(300升/分)，直径12mm配管；

循环量：200升/分；

轧制油浓度：3％(用软水配制：PH：5-7；电导率小于10us/cm)；

循环温度：55±5℃。

采用2.0kg/cm²的喷射压力连续向150±5℃的直径为Φ20mm的铁辊喷射，连续喷射及循环，每天根据需要量补充水的损失，每48小时为一个周期。采用铁屑实验法测定锈蚀性能的变化。(试验方法如下：用刨床干切削灰铸铁，筛去小于20目的碎屑，经丙酮处理，晾干后，置于干燥器中备用。将滤纸事先置于一直径略大的表面皿上，称取定量上述准备好的铁屑平铺于在定量面积的区域内，用移液管吸取定量的稀释液，均匀地撒在铁屑上，于室温下静置。判定：经过一定的时间，观察铁屑的锈蚀情况和滤纸上留下的锈迹，以滤纸上的锈迹面积的大小来评价试验液的防锈性。)采用抗油烧性能试验法测定抗油烧性能(90℃、3小时、2.0kg/cm²)。实验结果如表3所示。

表3冷轧硅钢轧制油的防锈及抗油烧试验结果

表3数据表明，在所给条件的情况下连续循环15天，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6其防锈及抗油烧性能，均优于组合物F。

实施例10

经过冷轧以后的硅钢片要进行清洗及电解脱脂，以便更好地在硅钢片表面涂镀一层涂料使其达到硅钢片优异的应用效果。试验方法为：在一定面积的硅钢片上均匀的涂上硅钢冷轧油，在500mL烧杯中，倒入400mL，3％的工业脱脂剂溶液，然后将烧杯放置于摆洗机的水浴孔中，使脱脂剂溶液温度保持在(60±2)℃，将涂好的硅钢试片夹持在摆洗机的摆架上，使试片垂直于摆动方向。在脱脂液溶液中浸泡3min，然后立即开动摆洗机摆洗3min。摆洗结束后，连同挂钩取出试片，再在(60±2)℃，400mL蒸馏水中摆洗0.5min，取下试片，放入(40±2)℃的恒温干燥箱中，干燥2h冷却到室温，称重，计算脱脂效率。实验结果如表4。

表4硅钢冷轧油的脱脂效率

样品名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	组合物F
								脱脂效率，％	88.4	87.6	88.1	87.4	88.9	89.6	85.3

由表4可以看出，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6的脱脂效率均优于组合物F。

Claims

1.一种冷轧硅钢轧制油组合物，其特征在于含有下述物质：

(A)醇酯类油性剂，60～90重量％；

(B)动植物类油性剂，5.0～12重量％；

(C)非离子表面活性剂，2.0～12.0重量％；

(D)磷酸酯类抗磨添加剂，0.6～8重量％；

(E)防锈添加剂，0.5～8重量％；

上述百分含量以轧制油组合物总重量计；

所述组分(A)是含有一个以上羟基的C₅～C₂₀脂肪醇与C_8～20的一元脂肪酸酯化反应后所得到的酯；组分(B)是牛油、猪油、大豆油、花生油、菜籽油或棕榈油；组分(C)是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚；组分(D)是脂肪酸酰胺磷酸酯类抗磨添加剂。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组分(A)的含量是70～86重量％，以组合物总重量计。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组分(A)中的C_8～20的一元脂肪酸是辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、椰子油酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、软脂酸、油酸、牛油脂肪酸或棕榈油脂肪酸，含有一个以上羟基的C₅～C₂₀脂肪醇是辛醇、椰油醇、油醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或季戊四醇。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组分(D)是脂肪酸酰胺和五氧化二磷的反应产物，反应温度为80～90℃，反应时间为5～6小时。

5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：所述脂肪酸酰胺的制备方法是，把等摩尔比的脂肪酸和有机胺混合，然后加入携水剂，在160～170℃的条件下反应5～6小时，得脂肪酸酰胺，所述脂肪酸是己酸、辛酸、壬酸、癸酸、椰子油酸、豆蔻油酸、棕榈油酸或油酸，有机胺是二乙醇胺，携水剂为苯。

6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：组分(E)是石油磺酸钠、石油磺酸钡、环烷酸锌、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸酐、苯三唑衍生物、噻二唑衍生物、山梨糖醇单油酸酯或苯并三氮唑。