CN102492528B - 一种用于双机架可逆轧机的轧制油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于双机架可逆轧机的轧制油组合物。该轧制油组合物以重量百分数计含有：多元醇酯类油性剂70-95％；多元磷酸酯类极压抗磨剂0-5％；硫醚类极压抗磨剂0.1-10％；金属减活剂0.1-5％；自由基抑制剂0.1-3％；脂肪醇聚醚类表面活性剂0.1-15％；缩水山梨醇类非离子表面活性剂0.1-20％。本轧制油组合物专门针对双机架可逆轧机特定的工艺条件，如压下率大、多生产极薄板等特点，不仅具有更好的流体润滑，边界润滑和极压润滑性能，混合润滑区域窗口更宽，在低速轧制和高速轧制时都能提供优异的润滑性能，适合于高强度钢种和大变形量要求的轧制，同时还具有更优的清净性。

Description

一种用于双机架可逆轧机的轧制油组合物

技术领域

本发明属于金属加工工艺用润滑剂，特别涉及一种专用于双机架可逆轧机的轧制油组合物。

背景技术

近年来，随着钢材需求的日益增加，钢铁市场愈来愈要求设备，尤其是轧机有更高的产出能力及产品质量水平。大多数的钢铁生产商通常使用可逆轧机来实现，单机架可逆轧机产能在200～600kt，而双机架可逆轧机可达到300～1000kt，并可以生产范围广泛的各类钢材产品。

但双机架也有其明显的缺点：(1)成材率低。双机架理论上的最高成材率也只有95％左右。因为可逆式轧制，头尾都有一部分轧不到，成材率不仅比连轧低，比单机架也低，因为两个机架的关系，头尾厚度不合的部分比单机架还长。因此，为了提高成材率，要提高卷重，降低原料厚度，增加原料卷长度，减少头尾不合格部分的比例；(2)产量低，轧制过程不稳定。纯轧时间所占生产时间比例低，轧制效率、生产能力低，同时轧制过程反复上卷、卸卷、起车、停车、加减速，轧制过程不稳定。因此为了提高产量和增加生产过程的稳定性，应增加原料卷的卷重；(3)轧制道次一般固定为4道次，总压下能力不如五机架连轧。这就对轧制油的各项性能提出了更严格的要求。

目前市场上适用于双机架可逆轧机轧制的轧制油较少。如公开号为CN1403554A的专利介绍了一种钢板的水溶性轧制油组合物，它主要含有(a)是精制矿物油组份，或加氢裂解矿物油组份，或者是他们的组合物；(b)壬基酚聚氧乙烯(10)醚；(c)是2，6-二叔丁基对甲酚；(d)异辛基酸性磷酸酯十八胺盐或异辛基酸性磷酸酯；(e)是脂肪酸；(f)是二乙醇胺或三乙醇胺或是他们的混合物；(g)是均三嗪类或异噻唑啉酮类防腐杀菌剂或是他们的混合物；(h)油性剂为以下化合物中至少两种：油酸乙二醇酯、油酸环氧酯、苯丙三氮唑脂肪酸胺盐、失水山梨醇单油酸酯。此轧制油适合于大型多机架连轧轧机，也可用于双辊和多辊单机架可逆式轧机。另外，还有一些适用于特定轧机的轧制油组合物，如公开号为CN101434886A的专利介绍了一种针对于十二辊可逆轧机的轧制油组合物，该组合物是以具有优异润滑性能的复合新戊基多元醇酯合成酯做为基础组份，通过添加含硫、含磷极压添加剂的科学组配，组成高润滑性和极压抗磨性能的油性剂主体，再添加适当矿物油、防锈油、乳化剂和抗氧化剂，保证了防锈性和乳液稳定性。它既保证了润滑性的需求，又保护了了背衬轴承的润滑需求，并且可在免清洗的条件下保证挥发性和退火清净性。但是始终缺乏专门针对双机架可逆轧机而设计的轧制油组合物。

发明内容

本发明是针对现有技术中轧制油不能很好适应双机架可逆轧机工艺特点，如轧制特种钢、单道次下压率大等，而提供一种新的适用于双机架可逆轧机的轧制油组合物。该轧制油组合物主要针对双机架可逆轧机下压率大、多生产极薄板的特点，具有突出的润滑、润湿、极压性能，且同时保证轧机良好的清洁性和优异的退火挥发性。

本发明适用于双机架可逆轧机的轧制油组合物含有：

(A)多元醇酯类油性剂，70-95％

(B)多元磷酸酯类极压抗磨剂，0-5％

(C)硫醚类极压抗磨剂，0.1-10％

(D)金属减活剂，0.1-5％

(E)自由基抑制剂，0.1-3％

(F)多元脂肪醇聚醚类表面活性剂，0.1-15％

(G)缩水山梨醇类非离子表面活性剂，0.1-20％

上述百分含量是以轧制油组合物总重量计的重量百分数。

所述组分(A)是多羟基C5-C10脂肪醇与C8-C20一元脂肪酸反应的酯，或者C8-C20一元脂肪酸与己二酸的混合酸与多羟基C5-C10脂肪醇反应的混合酯。其中一元脂肪酸或己二酸混合酸中己二酸所占重量百分比为0-10％，最佳百分比为0-5％。多羟基C5-C10脂肪醇包括新戊二醇，三羟甲基乙烷，三羟甲基丙烷和季戊四醇中的一种，或其中两种以上的混合物。C8-C20脂肪酸包括壬酸，癸酸，月桂酸，椰子油酸，肉豆蔻酸，棕榈油酸，油酸，硬脂酸及其异构酸中的一种，或其中两种以上的混合物。

所述组分(B)是C12-C20脂肪醇的磷酸酯，其单酯≥75％，或C12-C20脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯，其单酯≥65％，或壬基酚聚氧乙烯醚的磷酸酯，其单酯≥75％。其中脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度为3-15，最佳聚合物为3-9；而壬基酚聚氧乙烯醚聚合度为3-20，最佳聚合度为3-12。

所述组分(C)至少选自硫化猪油、硫化牛油、硫化植物油、硫化烯烃、硫化矿物油或二苄二硫中的一种，或两种以上混合物。

所述组分(D)是金属减活剂，为苯三唑衍生物或噻二唑衍生物。

所述组分(E)是自由基抑制剂，即屏蔽酚型抗氧剂，包括2，6-二叔丁基对甲酚或N苯胺型抗氧剂如N-苯基-a-萘胺。

所述组分(F)是脂肪醇与环氧乙烷聚合产物，其中脂肪醇为C3-C20一元、多元脂肪醇中的一种，或其中两种以上的混合物，如辛醇、十八醇等，而环氧乙烷的聚合度为3-40，最佳为3-15。脂肪醇聚醚类表面活性剂的重均分子量为300-8000，最佳为400-5000。

所述组分(G)缩水山梨醇类非离子表面活性剂为Span或Tween类非离子表面活性剂。

制备方法：将各组分混合后，于65-70℃下，搅拌至溶解均匀，形成透明液体。

本发明针对双机架可逆轧机下压率大、多生产极薄板的特点，以上述原料组方，采用的组分(A)既可以提供充分的润滑性能，还能够保证良好的退火清净性；采用的组分(B)和(C)可以确保足够的极压性能，为双机架可逆轧机在大压下率、大轧制压力等极端工艺条件下提供足够的润滑；组分(D)可以确保轧制过程中带钢因变薄延展而产生的新表面不发生锈蚀，以满足冷硬卷不涂防锈油直接出厂的要求；组分(E)可以延长轧制油组合物的使用寿命，防止老化；组分(F)和(G)可以使轧制油达到最佳的乳化效果，不仅保证了轧制油使用过程中稳定的乳化状态，还可以提供良好的铺展性、润湿性、以及清洁性。各组分共同作用，从而使本发明的轧制油具有突出的润滑、润湿、极压性能，且同时保证轧机良好的清洁性和优异的退火挥发性。

本发明与其它发明相比，优势在于：

(1)专门针对双机架可逆轧机特定的工艺条件，如压下率大、多生产极薄板等特点，设计了本发明所述轧制油组合物；

(2)更好的润滑性和铺展性，混合润滑区域窗口更宽，在低速轧制和高速轧制时都能提供优异的润滑性能。适合于高强度钢种和大变形量要求的轧制；

(3)更好的清净性，由于采用了特殊的表面活性剂组合，自清洗能力强，轧机和轧后板面清净性高；

(4)所有原料都采用无灰原料，易挥发，适合于轧后卷材免清洗直接进入罩式炉退火；

(5)易维护，使用寿命长，减少排放，更环保。

具体实施例

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850g季戊四醇椰子油酸酯，C12脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度3)磷酸酯10g，硫化猪油5g，苯丙三氮唑5g，2，6-二叔丁基对甲酚7g，C18脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度7)15g，和13g Tween60加入到一个容器中于65-70℃下，搅拌2h，至溶解均匀，形成透明液体。

实施例2

将新戊二醇棕榈油酯500g，三羟甲基丙烷椰子油酸酯与三羟甲基丙烷己二酸酯的混和酯300g(椰子油酸与己二酸的混和酸与三羟甲基丙烷酯化反应的混和酯，其中己二酸占脂肪酸为总重的2％)，硫化牛油8g，苯三唑衍生物(T551)5g，N-苯基-a-萘胺7g，C12脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度3)4g，C18脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度7)7g，和Span6515g加入到一个容器中于65-70℃下，搅拌2h，至溶解均匀，形成透明液体。

实施例3

将150g三羟甲基丙烷棕榈油酯，400g季戊四醇月桂酸酯和季戊四醇油酸酯的混和酯(月桂酸与油酸的混和酸与季戊四醇酯化反应的混和酯，其中月桂酸与油酸的质量比为1∶1)，270g三羟甲基乙烷肉豆蔻酸酯，C18脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度15)磷酸酯10g，硫化猪油4g，硫化烯烃5g，苯三唑衍生物(T551)4g，N-苯基-a-萘胺9g，C12脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度5)6g，C16脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度3)8g，Tween4013g加入到一个容器中于65-70℃下，搅拌2h，至溶解均匀，形成透明液体。

实施例4

将230g三羟甲基丙烷油酸己二酸酯(油酸与己二酸的混和酸与三羟甲基丙烷酯化反应的混和酯，其中己二酸占脂肪酸为总重的1.5％)，300g新戊二醇硬脂酸酯，180g三羟甲基乙烷壬酸酯，C12脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度3)磷酸酯4g，C16脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度3)磷酸酯8g，硫化植物油8g，硫化烯烃5g，噻二唑衍生物(T556)6g，N-苯基-a-萘胺8g，C16脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度7)9g，Tween408g，Span809g加入到一个容器中于65-70℃下，搅拌2h，至溶解均匀，形成透明液体。

以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、作为本发明的组合物，对比的目的参比物是目前常用的六辊可逆轧机使用的轧制油，定义为组合物Rev6，其组成成分为：矿物油、合成酯、硫磷类极压抗磨剂、壬基酚聚氧乙烯醚、酚类抗氧剂等。

实施例5

FALEX润滑性能评定，该方法是由ASTM3233-86衍生而来，是测定流体润滑剂极压性能的标准方法。实验过程采用原液和浓度为3％(重量百分比)的乳化液进行。实验结果如表1所示：

表1.轧制油的FALEX值

由表1数据可见，实施例1至4无论原油还是乳化液表现出的极压性能都比组合物Rev6要好。

实施例6

MQ-800四球承载能力测定，采用方法GB/T3142-82，是测定轧制油油膜强度的标准方法。实验过程采用原油和浓度为3％(重量百分比)的乳化液进行，实验结果如表2所示：

表2.轧制油的油膜强度

由表2数据可见，实施例1至4无论原油还是乳化液表现出的油膜强度都比组合物Rev6要高。

实施例7

乳化液抗剪切实验，轧制油的使用形式是乳化液，使用过程中伴随着搅拌的扰动、供给泵的剪切、以及经过轧制变形区的剪切。因此要求配置好的乳化液要有突出的乳化稳定性以及抗剪切能力。

本实验采用对乳化液(3％重量百分比)进行30s和3min的搅拌剪切，跟踪乳化液颗粒度的变化，这在很大程度上可以反映乳化液的抗剪切能力。

试验方法及设备如下：

1、利用55℃去离子水(pH：6.0-7.0；电导率小于10μs/cm)配置重量百分比为3％的乳化液。

2、利用FJ300-S均质机，在18000r/s的转速下分别剪切30s、3min。

3、经Mastersizer 2000-激光粒度仪测量颗粒度。

实验结果如表3所示：

表3.乳化液的颗粒度

由表3数据可见，实施例1至4乳化液表现出的抗剪切性能都比组合物Rev6要好。

Claims (1)

1.一种用于双机架可逆轧机的轧制油组合物，其特征是，按重量百分数计含有：

（A）多元醇酯类油性剂，70-95%；

（B）多元磷酸酯类极压抗磨剂，0-5%；

（C）硫醚类极压抗磨剂，0.1-10%；

（D）金属减活剂，0.1-5%；

（E）自由基抑制剂，0.1-3%；

（F）多元脂肪醇聚醚类表面活性剂，0.1-15%；

（G）缩水山梨醇类非离子表面活性剂，0.1-20%；

其中，所述组分（A）为C8-C20一元脂肪酸与己二酸的混合酸与多羟基C5-C10脂肪醇反应的混合酯；所述的多羟基C5-C10脂肪醇选自新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的一种，或其中两种以上的混合物；所述C8-C20的一元脂肪酸选自壬酸、癸酸、月桂酸、椰子油酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、油酸、硬脂酸及其异构酸中的一种，或其中两种以上的混合物；所述C8-C20的一元脂肪酸与己二酸混合酸中己二酸所占重量百分比为大于0且≤5%；

所述组分（B）是C12-C20脂肪醇的磷酸酯、C12-C20脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯或壬基酚聚氧乙烯醚的磷酸酯；所述C12-C20脂肪醇的磷酸酯，其单酯≥75%；所述C12-C20脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯，其单酯≥65%，其中的脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度为3-9；所述壬基酚聚氧乙烯醚的磷酸酯，其单酯≥75%，其中的壬基酚聚氧乙烯醚聚合度为3-12；

所述组分（C）为硫化猪油、硫化牛油、硫化植物油、硫化烯烃、硫化矿物油或二苄二硫中的一种，或两种以上混合物；

所述组分（D）为苯三唑衍生物或噻二唑衍生物；

所述组分（E）为2，6-二叔丁基对甲酚或N-苯基-α-萘胺；

所述组分（F）是脂肪醇与环氧乙烷聚合产物，其中脂肪醇为C3-C20的多元脂肪醇中的一种，或其中两种以上的混合物，环氧乙烷的聚合度为3-15；

所述组分（G）为Span或Tween类非离子表面活性剂。