CN103157679A - 夹送辊润滑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于在热轧钢带生产期间减少夹送辊磨损的方法和组合物，包括向夹送辊或靠近夹送辊涂布水基润滑剂或油基润滑剂。

Description

夹送辊润滑
技术背景
热轧钢带的制造通常通过将厚板加热至规定的温度并用粗轧机将其轧至要求的厚度而形成粗糙棒材。然后粗糙棒材可经具有多个辊轧架的连续热轧机轧制。然后可将热轧钢带在输出辊道上的冷却架冷却，之后卷绕。通常，夹送辊用于将带钢送往卷绕心轴上的要求位置。由于上游带钢热轧过程的技术改进，地下卷取机夹送辊对提高生产力、降低操作成本和改进带钢质量正变得至关重要。
发明内容
根据一些实施方案，用于在热轧钢带生产期间减少夹送辊磨损的方法包括向夹送辊或靠近夹送辊涂布润滑剂。在一些实施方案中，润滑剂可为水基润滑剂或油基润滑剂。在一些实施方案中，合适的润滑剂包括水基润滑剂稀释物或油基润滑剂的含水稀释物。
在一些实施方案中，润滑剂包括一种或更多种聚合物、一种或更多种醇，和磷供体和/或硫供体。在一些实施方案中，一种或更多种聚合物以润滑剂的约1wt％-约99wt％的量存在；一种或更多种醇以1wt％-约60wt％的量存在；硫供体以润滑剂的约0wt％-约10wt％的量存在；和磷供体以润滑剂的约0wt％-约5wt％的量存在。
根据某些实施方案，润滑剂组合物包括约1％-约99％的聚合物；约1wt％-约60wt％的醇；和约0.1wt％-约5wt％的磷供体和/或约0.1wt％-约10wt％的硫供体。
在一些实施方案中，润滑剂包括酯、矿物油、硫供体、磷供体和一种或更多种乳化剂。在某些实施方案中，酯以润滑剂的约1wt％-约99wt％的量存在；矿物油以润滑剂的约1wt％-约99wt％的量存在；硫供体以润滑剂的约0.1wt％-约10wt％的量存在；磷供体以润滑剂的约0.1wt％-约5wt％的量存在；和一种或更多种乳化剂以润滑剂的约0.1wt％-约10wt％的量存在。
在一些实施方案中，润滑剂组合物包括约1wt％-约99wt％的酯、约1wt％-约99wt％的矿物油、约0.1wt％-约10wt％的硫供体、约0.1wt％-约5wt％的磷供体和约0.1wt％-约10wt％的一种或更多种乳化剂。
在某些实施方案中，润滑剂包含约0.1wt％-约1wt％的抗氧化剂。
在某些实施方案中，合适的酯包括天然酯、合成酯或其组合。在一些实施方案中，合适的矿物油包括石蜡矿物油、环烷基矿物油、聚α-烯烃及其混合物。在一些实施方案中，合适的硫供体包括硫化酯、硫化烯烃、硫化脂肪酸、合成多硫化物及其组合。在一些实施方案中，合适的硫供体为水溶性的。在一些实施方案中，合适的磷供体包括磷酸胺(amine phosphate)、三芳基磷酸酯、磷酸酯及其组合。在一些实施方案中，合适的磷供体为水溶性的。在某些实施方案中，合适的乳化剂包括乙氧基化胺、烷氧基化醇、烷氧基化脂肪酸、乙氧基化磷酸酯、聚合物表面活性剂、EO-PO嵌段聚合物、乙氧基化壬基苯酚及其组合。在一些实施方案中，合适的抗氧化剂包括酚类(phenolic)抗氧化剂、胺类(aminic)抗氧化剂及其混合物。
在一些实施方案中，合适的聚合物包括聚亚烷基二醇、乙氧基-丙氧基共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚酯、聚胺、多糖、聚氨酯及其组合。在一些实施方案中，合适的醇包括多元醇、一元醇、二元醇及其组合。
在一些实施方案中，润滑剂用一个或更多个喷嘴涂布于钢带。所述一个或更多个喷嘴可具有约90°-约130°的扇形角；700mm-约2000mm的辊筒覆盖范围(roll barrel coverage)；和/或约60％-约70％的喷雾重叠。
附图说明
图1显示带钢热轧机操作的一个实施方案。
图2显示一些实施方案的喷嘴设置。
图3显示带钢的比较性氧化皮结构(scale structure)。
发明详述
本发明涉及用于带钢热轧机操作的组合物和方法。在一些实施方案中，本发明涉及用于地下卷取机夹送辊工艺的组合物和方法。在某些实施方案中，本发明涉及润滑剂在夹送辊工艺中的应用。
在带钢热轧机操作中，夹送辊可将带钢送往卷绕心轴上所要求的位置。如在图1中显示的那样，钢110可首先在熔炉120中加热至要求的温度，之后前进至粗轧机130。在一些实施方案中，钢110经氧化皮清除机140除去氧化皮。然后钢110可前进通过精轧机150，随后在输出辊道160和淋浴器170上冷却。然后钢110可通过夹送辊180送往卷绕心轴190。
在一些实施方案中，地下卷取机夹送辊为在带钢热轧过程期间与带钢接触的最后一套辊。当带钢通过夹送辊时，地下卷取机夹送辊可经受苛刻的条件，包括在升高的温度(比如约500℃)下、迅速地(比如约400-900rpm)和/或在张力下接触带钢。在一些实施方案中，一旦带钢末端通过精轧机，地下卷取机夹送辊即起作用保持张力，以使得形成的卷不拆散。在一些实施方案中，所形成的卷紧密缠绕甚至具有垂直边缘(vertical side)，以易于在之后的单元上加工处理。
在一些实施方案中，市场需求和技术发展已经导致上游工艺的生产力提高，需要生产更长的卷和需要生产更大的卷。由于这些因素，带钢热轧过程可包括增加夹送辊与带钢之间的接触时间。在一些实施方案中，增加夹送辊与张力下的热带钢之间的接触时间需要夹送辊具有良好的热稳定性和传导性以及高的耐磨性。
润滑剂
在一些实施方案中，带钢热轧过程可通过涂布润滑剂得到改善。在一些实施方案中，可向夹送辊或靠近夹送辊涂布润滑剂。
在一些实施方案中，任何合适的润滑剂可用于夹送辊工艺。合适的润滑剂可包括矿物油基产品、酯基产品、油基固体悬浮液、酯基固体悬浮液、水基固体悬浮液和水基透明产品。在一些实施方案中，水基固体悬浮液润滑剂产品为优选的。在一些实施方案中，水基固体悬浮液润滑剂可提供合乎需要的成膜性，并且可认为是环境可接受的。在一些实施方案中，水基透明产品为优选的。在一些实施方案中，合适的润滑剂可提供合乎需要的成膜性，合乎需要的粉末去除和/或合乎需要的高温性能。
合适的润滑剂可包括一种或更多种聚合物。合适的聚合物可包括(但不限于)聚乙烯醇(“PVA”)；聚甲基丙烯酸的衍生物；聚亚烷基二醇(“PAG”)包括各种亚烷基二醇的共聚物；聚乙烯吡咯烷酮(“PVP”)；聚酯；聚胺；杂多糖或同多糖比如改性纤维素增稠剂包括羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或壳聚糖；相关的聚氨酯增稠剂；无机增稠剂比如蒙脱石或膨润土；或者原位形成的聚合物例如二元酸或三元酸(象琥珀酸酐或十二烷基苯磺酸)与二胺的反应产物。
在一些实施方案中，润滑剂可包括以约1wt％-约99wt％、约5wt％-约95wt％、约10wt％-约90wt％、约15wt％-约85wt％、约20wt％-约80wt％、约25wt％-约75wt％、约30wt％-约70wt％、约35wt％-约65wt％、约40wt％-约60wt％、约45wt％-约55wt％、约1wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％或约99wt％的量存在的一种或更多种聚合物。
在一些实施方案中，润滑剂可含有一种或更多种一元脂肪族和芳族醇比如2-乙基己醇、异十三烷醇、1-己醇、己二醇、1-辛醇、苄醇、异丙醇、异丁醇、异壬醇等。在一些实施方案中，润滑剂可含有一种或更多种二醇比如新戊二醇、丁基-乙基丙二醇、三甲基丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、己二醇、格尔伯特(Guerbet)醇等。在某些实施方案中，润滑剂可含有一种或更多种多元醇比如三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甘油、山梨醇或这些醇的混合物。在一些实施方案中，润滑剂可以约1wt％-约60wt％、约5wt％-约55wt％、约10wt％-约50wt％、约15wt％-约45wt％、约20wt％-约40wt％、约25wt％-约35wt％、约1wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％或约60wt％的量含有这样的醇(一或多种)。
在一些实施方案中，这样的醇可含有其它官能团比如胺基(烷氧基胺类)，象在单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和二烷基乙醇胺(象二甲基、二乙基、二丁基、二异丙基乙醇胺)中。在一些实施方案中，润滑剂可以约1wt％-约30wt％、约5wt％-约25wt％、约10wt％-约20wt％、约1wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％或约30wt％的量含有这样的醇(一或多种)。
合适的润滑剂可包括酯。在一些实施方案中，合适的酯包括天然酯和/或合成酯。合适的天然酯可包括(但不限于)植物酯(象基于棕榈、大豆、棕榈仁、油菜籽或可可的甘油三酯)和动物酯(象猪油牛油和鱼油)。合适的合成酯可包括(但不限于)基于多元醇的酯(象山梨醇、甘油、三羟甲基丙烷和新戊二醇的酯)、基于二醇的酯和单酯。所有这些酯可(但不必需)乙氧基化或丙氧基化。合适的润滑剂可包括以约1wt％-约99wt％、约5wt％-约99wt％、约10wt％-约99wt％、约15wt％-约99wt％、约20wt％-约97wt％、约25wt％-约95wt％、约1wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％、约97wt％或约99wt％的量存在的酯。
在一些实施方案中，合适的润滑剂包括矿物油。矿物油可包括(但不限于)环烷基矿物油、石蜡矿物油和聚α-烯烃。矿物油可以约1wt％-约95wt％、约1wt％-约90wt％、约1wt％-约85wt％、约1wt％-约80wt％、约1wt％-约75wt％、约1wt％-约70wt％、约1wt％-约65wt％、约1wt％-约60wt％、约5wt％-约55wt％、约10wt％-约50wt％、约1wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％或约95wt％的量存在于润滑剂中。
在一些实施方案中，合适的润滑剂含有有机酸。在一些实施方案中，有机酸可与酯一起包括在内和/或与酯分开加入。合适的有机酸可包括(但不限于)一元羧酸天然(即源于植物和动物的)有机酸，比如松香酸、二聚酸和脂肪酸比如精制妥尔油脂肪酸、牛油脂肪酸、棕榈油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、可可脂肪酸、鱼油脂肪酸、向日葵脂肪酸、大豆脂肪酸和猪油脂肪酸；以及合成的饱和和不饱和、线性和分支的酸，比如己酸、辛酸、月桂酸、月桂烯酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、山嵛酸、芥酸、葡糖酸、2-乙基己酸、异壬酸、异硬脂酸和(烷基化)磺酸等；以及二羧基有机酸，比如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸及它们的衍生物；以及三价酸比如苯三甲酸。合适的润滑剂可含有以约0.1wt％-约40wt％、约0.2wt％-约38wt％、约0.3wt％-约36wt％、约0.4wt％-约34wt％、约0.5wt％-约32wt％、约0.6wt％-约30wt％、约0.7wt％-约28wt％、约0.8wt％-约26wt％、约0.9wt％-约24wt％、约1wt％-约22wt％、约1wt％-约20wt％、约2wt％-约18wt％、约4wt％-约16wt％、约6wt％-约14wt％、约8wt％-约12wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.3wt％、约0.4wt％、约0.5wt％、约0.6wt％、约0.7wt％、约0.8wt％、约0.9wt％、约1wt％、约2wt％、约4wt％、约6wt％、约8wt％、约10wt％、约12wt％、约14wt％、约16wt％、约18wt％、约20wt％、约22wt％、约24wt％、约26wt％、约28wt％、约30wt％、约32wt％、约34wt％、约36wt％、约38wt％或约40wt％的量存在的有机酸。
在一些实施方案中，合适的润滑剂含有可中和酸性成分的氢氧化物和/或碳酸盐。在一些实施方案中，合适的氢氧化物可包括氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钙。在一些实施方案中，合适的碳酸盐可包括碳酸钙。在一些实施方案中，合适的润滑剂包括以约0.1wt％-约10wt％、约0.2wt％-约9wt％、约0.3wt％-约8wt％、约0.4wt％-约7wt％、约0.5wt％-约6wt％、约0.8wt％-约5wt％、约0.9wt％-约4wt％、约1wt％-约3wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.3wt％、约0.4wt％、约0.5wt％、约0.6wt％、约0.7wt％、约0.8wt％、约0.9wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％或约10wt％的量存在的氢氧化物和/或碳酸盐。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括一种或更多种作为硫供体起作用的组分。合适的硫供体可包括(但不限于)天然或合成的硫化酯、硫化烯烃、硫化脂肪酸和/或合成的多硫化物比如(但不限于)合成的二烷基-或二芳基-或烷基芳基-多硫化物。在一些实施方案中，合适的硫供体为水溶性的。在一些实施方案中，润滑剂包括以约0.1wt％-约15wt％、约0.1wt％-约13wt％、约0.1wt％-约10wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.4wt％、约0.5wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％、约10wt％、约12wt％、约15wt％、约17wt％或约20wt％的量存在的硫供体。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括一种或更多种作为磷供体起作用的组分。合适的磷供体可包括(但不限于)芳香酯、乙氧基化和非乙氧基化的磷酸胺、乙氧基化和非乙氧基化的三-、二-和单-烷基/芳基磷酸酯比如TCP/TAP、单-和二-烷基磷酸酯的乙氧基化和非乙氧基化的胺盐，以及聚醚磷酸酯。在一些实施方案中，合适的磷供体为水溶性的。在一些实施方案中，润滑剂包括以约0.1wt％-约15wt％、约0.1wt％-约10wt％、约0.1wt％-约7wt％、约0.1wt％-约5wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.3wt％、约0.5wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％、约10wt％、约12wt％或约15wt％的量存在的磷供体。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括一种或更多种同时作为磷和硫供体起作用的组分。合适的供体可包括(但不限于)二烷基二硫代磷酸酯和二烷基二硫代氨基甲酸酯。在一些实施方案中，合适的润滑剂包括以约0.1wt％-约10wt％、约0.2wt％-约9wt％、约0.3wt％-约8wt％、约0.4wt％-约7wt％、约0.5wt％-约6wt％、约0.6wt％-约5wt％、约0.7wt％-约4wt％、约0.8wt％-约3wt％、约0.9wt％-约2wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.3wt％、约0.4wt％、约0.5wt％、约0.6wt％、约0.7wt％、约0.8wt％、约0.9wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％或约10wt％的量存在的一种或更多种同时作为磷和硫供体起作用的组分。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括一种或更多种抗氧化剂。合适的抗氧化剂可包括酚类抗氧化剂比如2，6-二叔丁基-对-甲酚(＝BHT)或2，6-二叔丁基-苯酚或硫化的二叔丁基-苯酚，以及胺类抗氧化剂比如烷基化的胺苯酚(amine phenol)或单烷基和二烷基化二苯基胺。在一些实施方案中，合适的润滑剂包括丁基化羟基甲苯。在一些实施方案中，合适的润滑剂包括酚型抗氧化剂和芳族仲胺型抗氧化剂的组合。在一些实施方案中，润滑剂包括以约0.1wt％-约2.5wt％、约0.1wt％-约2wt％、约0.1wt％-约1.5wt％、约0.1wt％-约1wt％、约0.1wt％-约0.5wt％、约0.1wt％-约0.4wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.3wt％、约0.4wt％、约0.5wt％、约0.6wt％、约0.7wt％、约0.8wt％、约0.9wt％、约1wt％、约1.1wt％、约1.2wt％、约1.3wt％、约1.4wt％、约1.5wt％、约2wt％或约2.5wt％的量存在的抗氧化剂。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括补充于先前部分列举的那些物质的原料，其可对各种金属给予另外的腐蚀防护。在一些实施方案中，合适的实例可包括苯并三唑及其衍生物比如甲基苯并三唑、烷基-甲基-胺-苯并三唑、烷基-亚氨基-苯并三唑；苯并噻唑的衍生物比如Na-S-苯并噻唑和巯基-苯并噻唑；咪唑衍生物比如烷基化咪唑；和噻二唑衍生物比如烷基-噻二唑和钠-巯基-噻二唑。在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括以约0.1wt％-约5wt％、约0.2wt％-约4wt％、约0.4wt％-约3wt％、约0.6wt％-约2wt％、约0.8wt％-约1wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.4wt％、约0.6wt％、约0.8wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％或约5wt％的量存在的这样的原料。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括一种或更多种乳化剂。可使用任何合适的乳化剂，包括(但不限于)乙氧基化胺、烷氧基化醇、EO-PO嵌段共聚物、正烷基开始的EO-PO嵌段共聚物、反向PO-EO型嵌段共聚物、烷氧基化脂肪酸、聚合物表面活性剂、乙氧基化磷酸酯等。在一个实施方案中，润滑剂包括与乙氧基化壬基苯酚醚组合的乙氧基化磷酸酯(NNP EO4)。乳化剂的选择可基于产物和乳液稳定性的评价。在一些实施方案中，合适的润滑剂包括以润滑剂的约0.1wt％-约10wt％、润滑剂的约1wt％-约9wt％、润滑剂的约2wt％-约8wt％、润滑剂的约3wt％-约7wt％、润滑剂的约4wt％-约6wt％、润滑剂的约0.1wt％、润滑剂的约1wt％、润滑剂的约2wt％、润滑剂的约3wt％、润滑剂的约4wt％、润滑剂的约5wt％、润滑剂的约5.25wt％、润滑剂的约6wt％、润滑剂的约7wt％、润滑剂的约8wt％、润滑剂的约9wt％或润滑剂的约10wt％的量存在的乳化剂。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可含有一种或更多种胺。合适的胺可包括(但不限于)二环己基胺、乙二胺、牛脂丙二胺、二甘醇胺、正丁胺、可可胺和牛脂胺。在一些实施方案中，合适的润滑剂可包括以约0.1wt％-约5wt％、约0.2wt％-约4wt％、约0.4wt％-约3wt％、约0.6wt％-约2wt％、约0.8wt％-约1wt％、约0.1wt％、约0.2wt％、约0.4wt％、约0.6wt％、约0.8wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％或约5wt％的量存在的一种或更多种胺。
在一些实施方案中，配制合适的润滑剂以避免滑脱，同时提供足够的润滑性以减少磨损。在一些实施方案中，可通过选择在夹送辊与带钢之间的接触中占主导地位的条件(比如速度和压力)下给出边界润滑的润滑剂而避免滑脱。该润滑状况可通过浓缩物的粘度和主体组成以及由这些浓缩物制成的乳液的平均液滴尺寸而得到确定。在一些实施方案中，在这样的条件下减少磨损的润滑性可由合适的EP/AW包装支撑。
在一些实施方案中，合适的润滑剂可为水基的。具有受控润滑水平的水基润滑剂可用于本发明的实施方案。
应用
在一些实施方案中，在夹送辊工艺中涂布润滑剂的方法对于获得合乎需要的结果是重要的。
喷嘴
在一些实施方案中，喷嘴可用于在夹送辊工艺涂布润滑剂。在一些实施方案中，润滑剂在夹送辊与带钢接触之前立即喷涂于夹送辊上。在一些实施方案中，与喷嘴有关的性能影响润滑剂在夹送辊工艺中的有效性。例如，在一些实施方案中，喷嘴类型、喷嘴扇形角度、喷嘴中的润滑剂压力和/或喷雾重叠可被最佳化，以提供润滑剂增大的有效性。在一些实施方案中，喷嘴的性能可被最佳化以将润滑剂淀积(plate-out)特性(即润滑剂覆盖辊筒的能力)最大化。在一些实施方案中，喷嘴的性能可被最佳化以将润滑剂的冷却性能最大化，例如通过获得高的喷雾重叠。在一些实施方案中，合适的喷嘴类型包括扇形雾锥喷嘴(flat fan nozzle)、旋转(whirl)喷嘴或空气雾化喷嘴。
如在图2中显示的那样，喷嘴210与扇形角220相关联。在一些实施方案中，喷嘴具有约60°-约160°、约70°-约150°、约80°-约140°、约90°-约130°、约100°-约120°、约105°-约115°、约60°、约70°、约80°、约90°、约100°、约105°、约110°、约115°、约120°、约130°、约140°、约150°或约160°的角度。
在一些实施方案中，喷嘴具有约2巴-约10巴、约4巴-约8巴、约2巴、约3巴、约4巴、约5巴、约6巴、约7巴、约8巴、约9巴或约10巴的压力值。在一些实施方案中，来自喷嘴的流动为在5巴压力下约1L/分钟-约12L/分钟、在5巴压力下约2L/分钟-约11L/分钟、在5巴压力下约3L/分钟-约10L/分钟、在5巴压力下约1L/分钟、在5巴压力下约4L/分钟、在5巴压力下约5L/分钟、在5巴压力下约6L/分钟、在5巴压力下约7L/分钟、在5巴压力下约8L/分钟、在5巴压力下约9L/分钟、在5巴压力下约10L/分钟、在5巴压力下约11L/分钟、在5巴压力下约12L/分钟，或在5巴压力下约13L/分钟。
在一些实施方案中，喷嘴产生合乎需要的辊筒覆盖范围。辊筒覆盖范围指接收保护性润滑剂涂层的夹送辊表面区域。该将会接触热带钢的夹送辊表面区域限定了轧辊磨损区域。在一些实施方案中，设置喷嘴和夹送辊系统，使接触带钢的夹送辊筒由润滑剂充分覆盖。在一些实施方案中，喷嘴产生约700mm-约2000mm、约800mm-约2000mm、约900mm-约2000mm、约1000mm-约1900mm、约1100mm-约1800mm、约1200mm-约1700mm、约1300mm-约1600mm、约1400mm-约1500mm、约700mm、约800mm、约900mm、约1000mm、约1100mm、约1200mm、约1300mm、约1400mm、约1440mm、约1441mm、约1450mm、约1500mm、约1600mm、约1700mm、约1800mm、约1900mm或约2000mm的辊筒覆盖范围。
单个喷嘴的每次喷雾可在辊表面产生钟型曲线颗粒分布，导致在覆盖区域的末端颗粒较少和在覆盖区域的中心颗粒较多。在一些实施方案中，各喷嘴成直线放置以提供足够的宽度覆盖范围以及设计的喷雾重叠。合乎需要的喷雾重叠可导跨辊宽度上一致的颗粒分布。在一些实施方案中，将喷嘴相互邻近地放置可提供喷雾重叠，其增大在喷嘴覆盖区域末端的颗粒分布。在一些实施方案中，喷嘴产生合乎需要的喷雾重叠。在一些实施方案中，喷嘴产生约40％-约90％、约45％-约85％、约50％-约80％、约55％-约75％、约60％-约75％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约64％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％或约90％的喷雾重叠。在一些实施方案中，喷嘴稍微倾斜以确保扇形喷雾不相互干扰和扰乱辊上的喷雾覆盖区(spray foot print)。在一些实施方案中，喷嘴倾斜角为约1°、约2°、约3°、约4°、约5°、约6°、约7°、约8°、约9°、约10°、约11°、约12°、约13°、约14°或约15°。
涂布时间安排
润滑剂涂布的时间安排对于在夹送辊工艺中提供润滑剂的最大有效性也可能是重要的。在一些实施方案中，涂布润滑剂，使得在带钢与夹送辊之间开始接触之前形成保护膜。在一些实施方案中，在带钢已经到达夹送辊之后涂布润滑剂。在一些实施方案中，当带钢尾部离开夹送辊时终止润滑剂涂布。
在一些实施方案中，润滑剂涂布的时间安排通过计算机(比如用于带钢热轧过程的操作计算机)控制。在一些实施方案中，润滑剂涂布的时间安排通过信号比如(4-20mA信号)控制。
润滑剂浓度
所涂布的润滑剂浓度对在夹送辊工艺中提供润滑剂的最大有效性也可能是重要的。在一些实施方案中，合适的润滑剂浓度基于所生产钢的硬度、温度和等级以及与之有关的不同磨损率确定。在一些实施方案中，稀释净润滑剂可降低涂布成本和/或提供根据产物和夹送辊特性而改变润滑剂浓度的能力。在一些实施方案中，合适的润滑剂浓度包括约1wt％-约100wt％、约5wt％-约100wt％、约10wt％-约100wt％、约10wt％-约95wt％、约10wt％-约90wt％、约10wt％-约85wt％、约10wt％-约80wt％、约10wt％-约75wt％、约15wt％-约70wt％、约20wt％-约65wt％、约25wt％-约60wt％、约30wt％-约55wt％、约35wt％-约50wt％、约1wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％或约100wt％。
在一些实施方案中，可选择夹送辊工艺中润滑剂涂布的方法和规格以避免过度润滑。在一些实施方案中，过度润滑可由润滑剂的类型、量和/或浓度造成。例如，在一些实施方案中，常规油类润滑剂通过在流体动力润滑状况下操作而提供过度润滑。在一些实施方案中，夹送辊工艺的过度润滑导致牵引力丧失。夹送辊的牵引力丧失可导致呈现松散卷绕和/或交错的卷外观。在一些实施方案中，缺乏足够张力可导致跨夹送辊的打滑缺陷和带钢的质量缺陷。
功能
通过例如防止可通过带钢高温和张力而加剧的磨损机理，本发明一些实施方案的组合物和方法的夹送辊工艺润滑可降低夹送辊磨损和/或增加夹送辊寿命。这样的磨损机理的实例可包括磨料磨损和/或粘附(或摩擦)磨损。
在带钢热轧过程中，可由较硬材料从较柔软表面去除颗粒而引起磨料磨损。在夹送辊操作中，可由源自在带钢上形成和/或于冷却操作期间沉积的硬质钢氧化皮的硬质粘附颗粒造成磨料磨损。在许多情况中，卷绕操作时的带钢上存在的氧化皮可表明在夹送辊操作期间可预计的潜在问题。在500℃-700℃下，所存在的氧化皮主要可为Fe3O4，其具有最高硬度和在钢的热轧中呈现的最脆的氧化皮。高硬度氧化物导致高水平的磨料磨损，并且高脆性可导致高水平的氧化皮破裂，其粘附于夹送辊并可导致质量缺陷。图3图解说明可产生夹送辊磨损的环境。高度氧化的氧化铁易于在约500℃-700℃的夹送辊轧制温度下形成，并且这些氧化物可引起磨损。
夹送辊工艺中，由于在高速和张力下作用的擦伤机制，可导致粘附磨损。辊与热带钢高速下的接触导致摩擦，其产生热。这样的热量特别是可产生于局部突出的表面凸点，这样的表面凸点可能对热轧带钢表面特性为固有的。在连续运动和摩擦下，局部热点可引起摩擦熔接，其可导致颗粒的去除：(1)自辊表面去除，引起新的凸点；或(2)自带钢去除，引起对辊的损害，因为外来物质自带钢表面熔接到辊表面上。
为了适当保护免于这样的夹送辊磨损和增大夹送辊寿命，本发明一些实施方案的润滑组合物和方法可在具有足够牵引力的边界润滑模式下操作，而不影响带钢张力和随后的卷外观。在一些实施方案中，润滑组合物和方法可提供强的表面保护免于擦伤，在辊上形成强而薄的保护性边界膜，提供情境性冷却(situational cooling)以及润滑，并提供有效的碎屑和/或粉末去除性能。本发明的一些实施方案提供对热轧带钢水系统为环境可接受的润滑剂和/或提供低涂布成本。
以下实施例举例说明本发明的一些实施方案，除非另外指明，其中所有部分、百分数和比率以重量计，并且所有温度为以°F表示。
实施例
实施例1
润滑剂根据以下配方制备：
  组分   重量％
  水   35
  甘油   50
  EO/PO共聚物   14
  聚醚磷酸酯(或水溶性磷供体)   0.5-1
 杀生物剂和氢氧化钾以调节pH至7
所述配方产生稍微混浊的粘稠液体，其在用水稀释后变为透明溶液。
实施例2
参照图2，如下实施分散物喷嘴计算以确定总辊筒覆盖范围：
喷雾覆盖区长度：
x＝2X(相隔距离)X Tan O/2
x＝2X 120mm X Tan 110/2
x＝342.5mm
喷雾覆盖区的覆盖范围-相对于辊筒长度：
y＝x.Cos5°
y＝342.5Cos5°
y＝341.2mm
喷雾覆盖区重叠：
z＝y-c
z＝341.2-220
z＝121.4mm重叠
总辊筒覆盖范围：
220mm(喷嘴中心)X 5+341.2＝1441mm
实施例3
含有聚合物和抗磨损添加剂的水基透明润滑剂产品用于夹送辊涂布，通过5个喷嘴涂布。喷嘴被设计为具有110°角，并距夹送辊120mm距离和在倾斜角为5°下彼此相距220mm地放置，产生为1441mm的辊筒覆盖范围和64％的喷雾重叠。
夹送辊寿命相对于仅用水冷却的夹送辊寿命增加至少20％。
实施例4
润滑剂根据以下配方产生：
  组分   重量％
  菜籽油   15
  矿物油(环烷基油)   72.75
  硫化酯(10％硫)   3
  三芳基磷酸酯   3
  丁基化羟基甲苯(BHT)   1
  壬基苯酚(NNP EO4)   5
  乙氧基化磷酸酯   0.25
该配方提供稳定的产物，得到在2.5％浓度下具有粒度为2.1um的乳液。
如本文使用的，术语“约”理解为表示土所涉值的10％。例如，“约45％”照字面意思理解为表示40.5％-49.5％。
本领域技术人员将意识到对以上所显示和描述的示例性实施方案可作出变化而不背离其宽的发明构思。因此应理解本发明不限于所显示和描述的示例性实施方案，而是意图包括处于如权利要求定义的本发明精神和范围内的变体。例如，示例性实施方案的具体特征可为或可不为所要求保护的发明的部分，并且所公开各实施方案的特征可以组合。
应该理解，至少一些本发明的图表和描述已经得到简化，以集中在便于清楚理解本发明的元素上，为了清楚起见，同时消除了其它元素，这些消除的元素本领域普通技术人员将意识到也可构成本发明的部分。

Claims (29)

1.用于在热轧钢带生产期间减少夹送辊磨损的方法，所述方法包含向夹送辊或靠近夹送辊涂布润滑剂。
2.权利要求1的方法，其中润滑剂为水基润滑剂。
3.权利要求1的方法，其中润滑剂为油基润滑剂。
4.权利要求2的方法，其中润滑剂包含水基润滑剂的稀释物。
5.权利要求3的方法，其中润滑剂包含油基润滑剂的含水稀释物。
6.权利要求2的方法，其中润滑剂包含：
(a)一种或更多种聚合物；
(b)一种或更多种醇；和
(c)磷供体和/或硫供体。
7.权利要求6的方法，其中一种或更多种聚合物以润滑剂的约1wt％-约99wt％的量存在；一种或更多种醇以1wt％-约60wt％的量存在；硫供体以润滑剂的约0wt％-约10wt％的量存在；和磷供体以润滑剂的约0wt％-约5wt％的量存在。
8.权利要求3的方法，其中润滑剂包含：
(a)酯；
(b)矿物油；
(c)硫供体；
(d)磷供体；和
(e)一种或更多种乳化剂。
9.权利要求8的方法，其中酯以润滑剂的约1wt％-约99wt％的量存在；矿物油以润滑剂的约1wt％-约99wt％的量存在；硫供体以润滑剂的约0.1wt％-约10wt％的量存在；磷供体以润滑剂的约0.1wt％-约5wt％的量存在；和一种或更多种乳化剂以润滑剂的约0.1wt％-约10wt％的量存在。
10.权利要求1的方法，其中润滑剂包含约0.1wt％-约1wt％的抗氧化剂。
11.权利要求1的方法，其中润滑剂用一个或更多个喷嘴涂布于钢带。
12.权利要求11的方法，其中一个或更多个喷嘴具有约90°-约130°的扇形角。
13.权利要求11的方法，其中一个或更多个喷嘴具有700mm-约2000mm的辊筒覆盖范围。
14.权利要求11的方法，其中一个或更多个喷嘴具有约60％-约70％的喷雾重叠。
15.润滑剂组合物，所述组合物包含：
(a)约1wt％-约99wt％的酯；
(b)约1wt％-约99wt％的矿物油；
(c)约0.1wt％-约10wt％的硫供体；
(d)约0.1wt％-约5wt％的磷供体；和
(e)约0.1wt％-约10wt％的一种或更多种乳化剂。
16.权利要求15的润滑剂组合物，所述组合物进一步包含约0.1wt％-约1wt％的抗氧化剂。
17.权利要求15的润滑剂组合物，其中酯包含天然酯、合成酯或其组合。
18.权利要求15的润滑剂组合物，其中矿物油选自石蜡矿物油、环烷基矿物油、聚α-烯烃及其混合物。
19.权利要求15的润滑剂组合物，其中硫供体选自硫化酯、硫化烯烃、硫化脂肪酸、合成多硫化物及其组合。
20.权利要求15的润滑剂组合物，其中磷供体选自磷酸胺、三芳基磷酸酯、磷酸酯及其组合。
21.权利要求15的润滑剂组合物，其中乳化剂选自乙氧基化胺、烷氧基化醇、烷氧基化脂肪酸、乙氧基化磷酸酯、聚合物表面活性剂、EO-PO嵌段聚合物、乙氧基化壬基苯酚及其组合。
22.权利要求16的润滑剂组合物，其中抗氧化剂选自酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂及其混合物。
23.润滑剂，所述润滑剂包含：
(a)约1％-约99％的聚合物；
(b)约1wt％-约60wt％的醇；和
(c)约0.1wt％-约5wt％的磷供体和/或约0.1wt％-约10wt％的硫供体。
24.权利要求23的润滑剂，其中磷供体为水溶性的。
25.权利要求23的润滑剂，其中硫供体为水溶性的。
26.权利要求23的润滑剂组合物，其中聚合物选自聚亚烷基二醇、乙氧基-丙氧基共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚酯、聚胺、多糖、聚氨酯及其组合。
27.权利要求23的润滑剂组合物，其中醇选自多元醇、一元醇、二元醇及其组合。
28.权利要求23的润滑剂组合物，其中磷供体选自聚醚磷酸酯、磷酸胺、芳族磷酸酯、脂肪族磷酸酯及其组合。
29.权利要求23的润滑剂组合物，其中硫供体选自硫化酯、合成多硫化物及其混合物。
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