CN106967486A - 一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，包括以下重量百分比含量的组分:矿物油15～65％；普通油脂15～65％；抗氧剂0.5～1.0％；极压剂1～2％；特种合成酯10～20％；乳化剂0.1～1.0％。本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液，添加了特种合成酯，高温润滑性能远优于传统热轧轧制液，更有助于减少高温下立辊表面的磨损。本发明还公开了一种上述适用于热轧立辊耐高温的轧制液的制备方法。

Description

一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液及其制备方法。

背景技术

钢板热轧过程中，由于降温和应力等原因，热钢板边部的硬度通常较高。这导致立辊的磨损较为严重，磨损后立辊表面粗糙，会进一步影响板材边部质量，造成恶性循环。近年，部分热轧产品替代冷轧钢板作为最终产品进入市场，使得对板材边部质量的要求越来越高。为了提高板材质量以及减少立辊磨损，立辊润滑系统在部分钢厂得到应用，而采用的润滑油则为传统热轧液。在实际应用中发现，传统热轧液并不能完全满足立辊工艺的需求，主要不足处在于润滑液附着量较低、易流失、高温润滑性能不足等。另外，由于立辊的是垂直安装，对润滑液的附着能力和高温润滑能力的要求更高。传统热轧液应用于立辊时，易流失并蒸发，导致油膜被破坏，丧失润滑性能和对辊面的保护作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，添加了特种合成酯，耐高温性能和高温润滑性能远优于传统热轧轧制液，更有助于减少高温下立辊表面的磨损。

本发明的另外一个目的是提供一种上述适用于热轧立辊耐高温的轧制液的制备方法。

实现上述目的的一种技术方案是：一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，包括以下重量百分比含量的组分:

上述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其中，所述普通油脂采用合成酯、天然酯或其组合。

上述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其中，所述合成酯采用三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯、聚合蓖麻油酸酯或其组合。

上述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其中，所述矿物油采用石蜡基矿油、环烷基矿油或其组合；

所述抗氧剂采用酚类或胺类抗氧剂；

所述极压剂采用含磷类或硫类极压剂；

所述乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乙氧基化磷酸酯、乙氧基化胺或其组合。

上述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其中，所述特种合成酯是四元聚酸和脂肪醇的反应物；所述聚酸是不饱和脂肪酸的聚合物，所述不饱和脂肪酸采用单酸、二酸或其组合；所述单酸采用C18-C22的单元酸；所述二酸采用C16-C22的二元酸；所述脂肪醇采用单元醇、多元醇或其组合

上述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其中，所述单酸采用十八碳二烯酸、二十碳五烯酸或二十二碳三烯酸；

所述二酸采用十八碳二酸、二十碳二酸、二十二碳二酸或十二烯基丁二酸；

所述单元醇采用十八碳烷醇、十八碳烯醇、二十碳烯醇或蓖麻油醇；

所述多元醇采用乙二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇。

上述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其中，通过调节多元醇和单元醇的比例调整特种合成酯的碳链长度。

本发明的还提供了一种上述适用于热轧立辊耐高温的轧制液的制备方法，包括以下步骤：

步骤A：将矿物油、普通油脂和固体状的抗氧剂依次加入到容器内，将容器内温度升温至70～80℃，搅拌均匀，搅拌至固体状的抗氧剂完全溶解后，将容器内温度调整到55～60℃；

步骤B：将特种合成酯、极压剂和乳化剂依次添加到所述容器内，充分搅拌均匀即可。

采用了本发明的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液及其制备方法的技术方案，与现有技术相比，本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液，加了特种合成酯，与天然油酯和传统合成酯相比，因特种合成酯的分子量高使其有良好的耐高温性能和润滑性，同时其极高的粘度提供了优秀的附着能力和油膜厚度。本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液，将特种合成酯首次引入到立辊轧制液中来代替现用的普通油脂，提升产品性能，满足立辊工艺润滑的需要。跟市面上的现有立辊轧制液相比，本发明的轧制液优点是：

(1)润滑膜厚；

(2)附着力强；

(3)优异的耐高温性能。

具体实施方式

本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，包括以下重量百分比含量的组分:

普通油脂采用合成酯、天然酯或其组合。

合成酯采用三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯、聚合蓖麻油酸酯或其组合。

矿物油采用石蜡基矿油、环烷基矿油或其组合；抗氧剂采用酚类或胺类抗氧剂；极压剂采用含磷类或硫类极压剂；乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乙氧基化磷酸酯、乙氧基化胺或其组合。

特种合成酯是一种聚合四元酸酯，是四元聚酸和脂肪醇的反应物；聚酸是不饱和脂肪酸的聚合物，不饱和脂肪酸采用单酸、二酸或其组合；单酸采用C18-C22的单元酸，具体地，单酸采用十八碳二烯酸、二十碳五烯酸或二十二碳三烯酸；二酸采用C16-C22的二元酸，具体地，二酸采用十八碳二酸、二十碳二酸、二十二碳二酸或十二烯基丁二酸。

脂肪醇采用单元醇、多元醇或其组合。具体地，单元醇采用十八碳烷醇、十八碳烯醇、二十碳烯醇或蓖麻油醇；多元醇采用乙二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇。

通过调节多元醇和单元醇的比例调整特种合成酯的碳链长度，调整产品的溶解性能、耐高温性能和高温润滑性。特种合成酯与天然油酯和传统合成酯相比，因分子量高使其有良好的耐高温性能和润滑性，同时其极高的粘度提供了优秀的附着能力和油膜厚度。

与现有技术相比，本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液将特种合成酯首次引入到立辊轧制液中来代替现用的普通油脂，提升产品性能，满足立辊工艺润滑的需要。

实施例1

一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，按照表1的配方组成:

组分	含量(重量％)
		矿物油	38
菜籽油	22
		三羟甲基单酸酯	20
酚类抗氧剂	0.8
		含硫极压剂	1.0
特种合成酯	18
		脂肪醇聚氧乙烯醚	0.2

表1

该配方的适用于热轧立辊耐高温的轧制液通过以下步骤制备：

步骤A：将矿物油、普通油脂和固体状的抗氧剂依次加入到容器内，将容器内温度升温至70～80℃，搅拌均匀，搅拌至固体状的抗氧剂完全溶解后，将容器内温度调整到55～60℃；

步骤B：将特种合成酯、极压剂和乳化剂依次添加到所述容器内，充分搅拌均匀即可。

实施例2

一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，按照表2的配方组成:

组分	含量(重量％)
		矿物油	50
季戊四醇单酸酯	27.5
		酚类抗氧剂	0.5
含硫极压剂	1.5
		乙氧基化磷酸酯	0.3
特种合成酯	20
		脂肪醇聚氧乙烯醚	0.2

表2

该配方的适用于热轧立辊耐高温的轧制液通过以下步骤制备：

步骤A：将矿物油、普通油脂和固体状的抗氧剂依次加入到容器内，将容器内温度升温至70～80℃，搅拌均匀，搅拌至固体状的抗氧剂完全溶解后，将容器内温度调整到55～60℃；

步骤B：将特种合成酯、极压剂和乳化剂依次添加到所述容器内，充分搅拌均匀即可。

本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液在研制过程中，进行了各种不同组分以及组分的不同比例组合的设计，并逐一进行高温润滑性能实验，运用了RCP往复动摩擦实验机、Soda摩擦实验机。以上两个试验机的实验结果呈现的摩擦系数越小说明其高温润滑性能越优秀。本发明人通过理论分析，配方设计和大量的实验，得到的本发明产品的RCP和Soda摩擦系数的测试结果。

实验样品制备：按本发明的配方比例制备轧制油样品，其中选用了传统热轧液中普遍使用的菜籽油和三羟甲基丙烷酯进行对比。

润滑性能实验

轧制油样品的RCP摩擦系数和Soda摩擦系数测试结果如表3所示：

含酯种类	特种合成酯	菜籽油	三羟甲基丙烷酯
				RCP摩擦系数	0.0476	0.1527	0.1631
Soda摩擦系数	0.0430	0.0831	0.0852

表3

RCP摩擦实验方法及步骤为：

①实验条件：温度316℃；载荷：4.5公斤；

②涂10uL样品至钢球表面，在设置的条件在，让钢球在Q-panel钢板上往复运动至少40周期；

③取第2-5个周期的摩擦系数平均值为RCP摩擦系数。

Soda摩擦实验方法及步骤为：

①实验条件：温度225度；

②向仪器中放入样品，加热升温至225度

③用秒表记录摆针从摆动到停止的时间；

④按公式计算出摆针摆动的摩擦系数即为Soda摩擦系数。

基于上述实验数据，含有特种合成酯的耐高温轧制液高温润滑性能远优于传统热轧轧制液，更有助于减少高温下立辊表面的磨损。

离水展着性实验

对轧制液附着能力、油膜厚度进行测试，测试方法为动态离水展着性。测试结果中离水展着量越大说明油品附着力越强、油膜越厚。测试结果如表4所示：

表4

离水展着性实验方法及步骤为：

(1)将清洗后的Q-panel钢板进行称重；

(2)向上述钢板表面喷射轧制液和水的混合物；

(3)用压缩空气吹扫板面，清除多余的液体；

(4)将上述钢板烘干冷却后称重，并计算板面的残油量，即为离水展着量。

基于以上实验数据，含有特种合成酯的轧制液附着量可提升一倍左右。

耐高温性能实验

对轧制液耐高温性能进行测试。测试方法为TGA，考察产品在400℃和500℃时候残留量。残留量越高则耐高温性能越好。与传统轧制液相比，本发明的轧制液耐高温性能极其优异。测试结果如表5所示：

含酯种类	特种合成酯	菜籽油	三羟甲基丙烷酯
				400℃时残留量，％	51.2	38.7	39.2
500℃时残留量，％	14.6	0.7	1.3

表5

TGA测试气氛：空气。

为了验证本发明轧制液的对保护立辊表面和提高板材边部质量的优秀表现。在试验轧机上对产品进行了实际测试。评价轧制后的立辊表面和轧件的边部质量。

使用传统热轧轧制液生产的钢板边粗糙。立辊表面有明显剥落和磨损。使用本发明的轧制液生产的钢板边部平整。立辊表面光滑，无剥落和磨损。

试验轧制的测试结果证明，与传统热轧液相比，使用本发明的热轧立辊轧制液后，更有效地保护了立辊表面，同时提升了产品质量。

一个具备多种性能的四元酸酯，其结构可提供好的润滑性，并可通过调节脂肪酸和醇的碳链长度来调节粘度和吸附润滑性能，不但可以满足高润滑要求，且可以满足不同加工工艺要求。

本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液，将特种合成酯首次引入到立辊轧制液中来代替现用的普通油脂，特种合成酯是一种聚合四元酸酯，具有自乳化性、分散性和渗透性，高温稳定好，不易分解，不会产生大量烟雾，环境友好。由于其中带非离子乳化剂结构，从而具有渗透性、自乳化性和分散性。渗透性和分散性有利于轧机和板面的清洁。由于轧制过程温度高，乳化液容易破乳，自乳化性有利于乳化液的长期稳定，大大降低了乳化剂的用量。

特种合成酯是一种带聚醚官能团的四元酸酯。

综上所述，本发明的适用于热轧立辊耐高温的轧制液，将特种合成酯首次引入到立辊轧制液中来代替现用的普通油脂，提升产品性能，满足立辊工艺润滑的需要。跟市面上的现有立辊轧制液相比，本发明的轧制液优点是：润滑膜厚；附着力强；优异的耐高温性能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，包括以下重量百分比含量的组分:

2.如权利要求1所述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，所述普通油脂采用合成酯、天然酯或其组合。

3.如权利要求2所述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，所述合成酯采用三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯、聚合蓖麻油酸酯或其组合。

4.如权利要求1所述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，所述矿物油采用石蜡基矿油、环烷基矿油或其组合；

所述抗氧剂采用酚类或胺类抗氧剂；

所述极压剂采用含磷类或硫类极压剂；

所述乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乙氧基化磷酸酯、乙氧基化胺或其组合。

5.如权利要求1所述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，所述特种合成酯是四元聚酸和脂肪醇的反应物；所述聚酸是不饱和脂肪酸的聚合物，所述不饱和脂肪酸采用单酸、二酸或其组合；所述单酸采用C18-C22的单元酸；所述二酸采用C16-C22的二元酸；所述脂肪醇采用单元醇、多元醇或其组合。

6.如权利要求5所述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，所述单酸采用十八碳二烯酸、二十碳五烯酸或二十二碳三烯酸；

所述二酸采用十八碳二酸、二十碳二酸、二十二碳二酸或十二烯基丁二酸；

所述单元醇采用十八碳烷醇、十八碳烯醇、二十碳烯醇或蓖麻油醇；

所述多元醇采用乙二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇。

7.如权利要求5所述的一种适用于热轧立辊耐高温的轧制液，其特征在于，通过调节多元醇和单元醇的比例调整特种合成酯的碳链长度。

8.一种如权利要求1至7任意一项所述的适用于热轧立辊耐高温的轧制液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：将矿物油、普通油脂和固体状的抗氧剂依次加入到容器内，将容器内温度升温至70～80℃，搅拌均匀，搅拌至固体状的抗氧剂完全溶解后，将容器内温度调整到55～60℃；

步骤B：将特种合成酯、极压剂和乳化剂依次添加到所述容器内，充分搅拌均匀即可。