CN114790408B - 一种冷轧钢板用平整液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷轧钢板用平整液，解决用现有平整液处理的退火后的冷轧钢板表面润湿性差的技术问题。技术方案为，一种冷轧钢板用平整液，平整液组成成分的质量百分比为：金属螯合剂0.5～1.5％，润滑剂5～35％，清洗剂2.5～35.0％，防锈剂5～20％，油品兼容剂5～20％，杀菌剂0.5～5.0％，消泡剂0.01～1.0％，余量为纯水；所述金属螯合剂为EDTA、EDTA二钠盐、EDTA四钠盐的一种或多种；所述润滑剂为碳原子数在6～14之间的一元或二元饱和脂肪酸。本发明平整液具有高效的润滑、清洗和防锈性能，用其平整的退火后的冷轧钢板表面具有强的润湿性，钢板表面无色差斑迹。

Description

一种冷轧钢板用平整液
技术领域
本发明涉及一种平整液，特别涉及一种冷轧钢板用平整液，具体而言，涉及一种冷轧钢板生产中平整工序用的平整液。
背景技术
冷轧钢板生产过程中通常有平整工序，所谓平整是冷轧带钢经重结晶退火后再进行轻微减薄压下的加工，使得退火后材料屈服平台消失，提升带钢的平直度，并获得均匀加工性和优良表面质量的带钢。
对冷轧钢板进行平整过程中一般会采用平整液进行辅助润滑和清洁生产，但也有不采用平整液进行的干平整操作，后者金属粉尘和噪音污染大，逐渐被替代。平整液经水稀释至目标浓度后，经管道传输最后喷射到平整机轧辊和带钢，起到轧制润滑、钢板表面清洗和防锈等作用。经平整后的部分冷轧薄板再经涂油后直接进行二次轧制实现厚度进一步减薄，其钢板表面因平整液、润滑油带来的综合物理化学特性，导致二次冷轧乳化液润湿不均，形成表面轧制斑迹影响了产品表面质量。
公开号CN101092693A的中国专利申请公开了抗黄斑、环保型湿平整液，该发明采用有机胺和有机酸作为防锈剂，同时使用了钨酸盐、钼酸盐等成膜促进剂，主要解决了钢板表面抗黄斑的缺陷，虽然具有良好的平整液清洗性和防锈性，但使用的成膜剂的保护膜形成对板表面的保护，但这层化学膜也改变了钢板表面的性质，也会增加DOS油的不兼容性，使得DOS油在表面再发生团聚。
申请公布号CN103205308A的中国专利申请公开了一种湿平整液组合物，这种平整液含多种化学物质，其中尤其使用了5～35％的防锈剂物质，是由羧酸铵盐和磷酸铵盐组合而成。这些物质的使用可以极大提升平整液防锈，但与上述专利基本相同，同样存在防锈剂的表面膜覆在钢板表面，反而对DOS油的分布性能产生影响，不利于其与平整液兼容性的影响。
申请公布号CN103146468A的中国专利申请公开了一种环境友好型湿平整液，其组成成分特性含有大量羧酸胺、聚醚和硼酸酯化合物，因此相应的产品具有优良的清洗性能和防锈性能。但此平整液的润滑性相对不足，只能满足普通钢种的平整需求，对于一定强度的钢种，则会出现轧辊磨损较快的问题，因此也难以使用。
综上所述，目前常见的平整液通常以润滑和防锈性作为研发的主要考量，同时兼顾清洗性；对于用于连续退火生产的DOS油涂油平整冷轧钢板需求，没有考虑冷轧钢板后续加工的表面润湿性的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷轧钢板用平整液，解决用现有平整液处理的退火后的冷轧钢板表面润湿性差的技术问题，本发明平整液具有润滑、清洗和防锈性能，采用其对冷轧钢板进行平整，平整后的冷轧钢板表面具有优异的润湿性，与润滑油、乳化液有很强的兼容性。
本发明的技术思路是，利用不同化学物质的功能特性，复配形成具有润滑、清洗和防锈性等综合功能的平整液，同时平整后的材料表面具有强的润湿性，能够被润滑油、乳化液在表面铺展润湿，不引起油斑、平整液斑迹和轧制润滑斑迹等缺陷，提升成材率。
本发明采用的技术方案是：一种冷轧钢板用平整液，其组成成分的质量百分比为：金属螯合剂0.5～1.5％，润滑剂5～35％，清洗剂2.5～35.0％，防锈剂5～20％，油品兼容剂5～20％，杀菌剂0.5～5.0％，消泡剂0.01～1.0％，余量为纯水。
本发明所述的冷轧钢板用平整液的组成成分限定在上述范围内的理由如下：
金属螯合剂：所述金属螯合剂为EDTA、EDTA二钠盐、EDTA四钠盐的一种或多种，EDTA及其盐作为钢板表面金属离子的螯合剂；为有效络合表面铁离子，降低铁离子的化学反应活性，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定金属螯合剂质量含量为0.5～1.5％。
润滑剂：所述润滑剂为碳原子数在6～14之间的一元或二元饱和脂肪酸，碳原子数在6～14之间的一元或二元饱和脂肪酸，为充分提供钢板在平整过程中微量变形的润滑需求，减少轧辊的磨损消耗，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定润滑剂质量含量为5～35％。
清洗剂：所述清洗剂为脂肪醇聚氧乙烯醚与有机醇按照1：(0.2～0.6)的质量比例复配的混合物，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的一种或多种；所述的有机醇为碳原子数在2～8之间的各类直链及异构脂肪醇、乙二醇、丙三醇及季戊四醇的一种或多种；通过脂肪醇聚氧乙烯醚与有机醇化合物复配产物作为钢板表面的残碳和铁粉等清洗剂，为有效提高平整液的乳化能力、铁粉浸润能力和表面润湿能力，显著改善带钢表面清洁度，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定清洗剂质量含量为2.5～35.0％。
防锈剂：所述防锈剂为有机胺与硼酸酯按照1：(0.5～1.0)的质量比例复配的混合物，所述的有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或者多种；所述的硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、三异丙醇胺硼酸酯的一种或多种；通过有机胺与硼酸酯复配的产物作为防锈剂，为满足冷轧钢板在存放、储运过程中的防锈性需求，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定防锈剂的质量含量为5～20％。
油品兼容剂：所述油品兼容剂为碳原子数在6～12之间的二元脂肪酸与分子量为400～800之间的聚乙二醇反应产物；利用碳原子数在6～12之间的二元脂肪酸与分子量为400～800之间的聚乙二醇反应产物作为油品兼容剂，为保证对润滑油和乳化液的兼容性，提升材料表面润湿性能，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定油品兼容剂的质量含量为5～20％。
杀菌剂：所述杀菌剂为异噻唑啉酮与苯甲酸化合物按照1：(0.2～1.0)的质量比例复配的混合物，为有效抑制平整液细菌生长，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定杀菌剂的质量含量为0.5～5.0％。
消泡剂：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷改性聚醚，为有效控制平整液循环运动时的泡沫水平，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定消泡剂的质量含量为0.01～1.0％。
本发明所述平整液，即，由金属螯合剂、润滑剂、清洗剂、防锈剂、油品兼容剂、杀菌剂、消泡剂和纯水组成的混合溶液,其含有的有害杂质氯离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子和磷酸根离子的质量浓度低于50mg/L。
上述冷轧钢板用平整液的制备方法，包括以下步骤：
1)按配比分别量取或称量金属螯合剂、润滑剂、清洗剂、防锈剂、油品兼容剂、杀菌剂、消泡剂和纯水；
2)将润滑剂、清洗剂和油品兼容剂置于容器内混匀；在容器内加入纯水，搅拌至润滑剂、清洗剂和油品兼容剂溶解于纯水；接着向容器内加入金属螯合剂、防锈剂和杀菌剂，充分搅拌；最后向容器内加入消泡剂，搅拌均匀，得到成品平整液，成品平整液中氯离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子和磷酸根离子的质量浓度低于50mg/L。
用上述平整液对冷轧钢板进行平整的方法，包括以下步骤：
1)稀释平整液，用纯水对平整液进行稀释，稀释后平整液的质量浓度为1～20％；
2)加热平整液，将稀释后平整液加热升温至35～55℃；
3)对退火后的冷轧钢板进行湿平整，操控平整机对退火后的冷轧钢板进行湿平整，将平整液喷涂到退火后的冷轧钢板表面，控制平整液流量为5～50L/min，平整机轧制力为200～9000KN；
4)对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫和烘干，用压缩空气对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫；用80～100℃热风对湿平整后的冷轧钢板进行烘干，烘干时间为3～10s。
进一步，所述湿平整后的冷轧钢板的表面能≥39mN/m。
用本发明所述平整液对冷轧钢板进行平整的工艺限定在上述范围内的理由如下：
1、平整液温度的设定
为满足于平整液在配液和使用过程中细菌控制、清洗能力和溶液稳定性的需求，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定平整液使用温度为35～55℃。
2、平整液流量的设定
为有利于平整液在钢板表面铺展，提高液膜均匀性，减少表面色差，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定平整液使用流量为5～50L/min。
3、平整机轧制力的设定
为满足行业内冷轧钢板平整延伸率的需求，结合平整液润滑能力，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定平整整机轧制力为200～9000KN。
4、湿平整后的冷轧钢板烘干温度和烘干时间的设定
为消除钢板表面平整液残留水份，达到表面干燥防锈目的，兼顾成本和性能，经综合考虑，本发明设定80～100℃热风对湿平整后的冷轧钢板进行烘干，烘干时间为3～10s。
本发明平整液与冷轧钢板表面的润滑油、乳化液有良好兼容性，同时具备优秀的润滑、清洗和防锈性能，提升了冷轧钢板表面润湿性，也适用于平整后不涂油的冷轧钢板直接加工，以满足生产高表面质量的冷轧钢板需求。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明平整液组分中不含有毒有害物质，绿色环保，使用过程安全，平整液生产成本低。2、本发明平整液充分利用多种物质在材料表面的特殊特性，通过物质间的协同和竞争吸附作用，建立钢板表面亲水、疏水膜层结构，显著提高了平整后钢板表面的润湿性；3、本发明平整液与其它溶液介质有良兼容性，解决了后续加工的钢板表面润湿性需求，用其平整的退火后的冷轧钢板表面具有强的润湿性，钢板表面无色差斑迹。4、用本发明平整液平整的退火后的冷轧钢板表面润湿性显著提高，其表面能≥39mN/m，表面能增加了8％以上。
具体实施方式
下面结合实施例1～3对本发明做进一步说明，如表1所示。
实施例1，金属螯合剂，EDTA质量浓度为1％；润滑剂，辛酸质量浓度为20％；清洗剂，壬基酚聚氧乙烯醚与丙三醇组合物(质量比：1：0.5)质量浓度为15％；防锈剂，三乙醇胺与三乙醇胺硼酸酯组合物(质量比：1：0.5)，20％；油品兼容剂，葵二酸与聚乙二醇600反应产物，质量浓度为16％；杀菌剂，异噻唑啉酮与苯甲酸组合物(质量比：1：0.3)，质量浓度为2％；消泡剂，聚二甲基硅氧烷改性聚醚，质量浓度为1％，余量为纯水。
用上述平整液对冷轧钢板进行平整的方法，包括以下步骤：
1)稀释平整液，用纯水对平整液进行稀释，稀释后平整液的质量浓度为3％；
2)加热平整液，将稀释后平整液加热升温至40℃；
3)对退火后的冷轧钢板进行湿平整，操控平整机对退火后的冷轧钢板进行湿平整，将平整液喷涂到退火后的冷轧钢板表面，控制平整液流量为10L/min，平整机轧制力为5000KN；
4)对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫和烘干，用压缩空气对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫；用96℃热风对湿平整后的冷轧钢板进行烘干，烘干时间为5s。
对按照实施例1的方法平整后的钢板进行表面接触角和表面能测试，检测结果见表1。
实施例2，金属螯合剂，EDTA四钠质量浓度为1％；润滑剂，C14直链二元酸质量浓度为30％；清洗剂，壬基酚聚氧乙烯醚与丙三醇组合物(质量比：1：0.5)质量浓度为15％；防锈剂，三乙醇胺与三乙醇胺硼酸酯组合物(质量比：1：0.7)，20％；油品兼容剂，葵二酸与聚乙二醇600反应产物，质量浓度为9％；杀菌剂，异噻唑啉酮与苯甲酸组合物(质量比：1：0.5)，质量浓度为2％；消泡剂，聚二甲基硅氧烷改性聚醚，质量浓度为2％，余量为纯水。
用上述平整液对冷轧钢板进行平整的方法，包括以下步骤：
1)稀释平整液，用纯水对平整液进行稀释，稀释后平整液的质量浓度为6％；
2)加热平整液，将稀释后平整液加热升温至45℃；
3)对退火后的冷轧钢板进行湿平整，操控平整机对退火后的冷轧钢板进行湿平整，将平整液喷涂到退火后的冷轧钢板表面，控制平整液流量为20L/min，平整机轧制力为7000KN；
4)对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫和烘干，用压缩空气对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫；用96℃热风对湿平整后的冷轧钢板进行烘干，烘干时间为5s
对按照实施例2的方法平整后的钢板进行表面接触角和表面能测试，检测结果见表1。
实施例3，金属螯合剂，EDTA质量浓度为1％；润滑剂，辛酸酸质量浓度为15％；清洗剂，壬基酚聚氧乙烯醚与丙三醇组合物(质量比：1：0.8)质量浓度为25％；防锈剂，二乙醇胺与三乙醇胺硼酸酯组合物(质量比：1：1)，20％；油品兼容剂，葵二酸与聚乙二醇600反应产物，质量浓度为15％；杀菌剂，异噻唑啉酮与苯甲酸组合物(质量比：1：0.3)，质量浓度为2％；消泡剂，聚二甲基硅氧烷改性聚醚，质量浓度为1％，余量为纯水。
用上述平整液对冷轧钢板进行平整的方法，包括以下步骤：
1)稀释平整液，用纯水对平整液进行稀释，稀释后平整液的质量浓度为2％；
2)加热平整液，将稀释后平整液加热升温至45℃；
3)对退火后的冷轧钢板进行湿平整，操控平整机对退火后的冷轧钢板进行湿平整，将平整液喷涂到退火后的冷轧钢板表面，控制平整液流量为15L/min，平整机轧制力为300KN；
4)对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫和烘干，用压缩空气对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫；用96℃热风对湿平整后的冷轧钢板进行烘干，烘干时间为10s
对按照实施例3的方法平整后的钢板进行表面接触角和表面能测试，检测结果见表1。
对比例1，采用现有常用平整液对对退火后的冷轧钢板进行湿平整，平整液质量浓度为3.5％，平整液温度为40℃，控制平整液流量为20L/min，平整机轧制力为7000KN；对平整后的钢板进行表面接触角和表面能测试，检测结果见表1。
表1本发明实施例平整后的冷轧钢板表面润湿性能参数
指标 水接触角，° 二碘甲烷接触角，° 表面能，mN/m
实施例1 78 45 39
实施例2 74 48 40
实施例3 74 51 43
对比例1 82 46 36
表1所采用的评估方法主要依据是水介质接触角值越低，表面能值越大，对应钢板表面润湿性越好，与其它溶液介质兼容性越好；实施例1-3的钢板表面润湿性较对比例1，表面能增加了8％以上。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种冷轧钢板用平整液，其特征是，平整液组成成分的质量百分比为：金属螯合剂0.5～1.5％，润滑剂5～35％，清洗剂2.5～35.0％，防锈剂5～20％，油品兼容剂5～20％，杀菌剂0.5～5.0％，消泡剂0.01～1.0％，余量为纯水；所述金属螯合剂为EDTA、EDTA二钠盐、EDTA四钠盐的一种或多种；所述润滑剂为碳原子数在6～14之间的一元或二元饱和脂肪酸；所述清洗剂为脂肪醇聚氧乙烯醚与有机醇按照1：(0.2～0.6)的质量比例复配的混合物；所述防锈剂为有机胺与硼酸酯按照1：(0.5～1.0)的质量比例复配的混合物；所述油品兼容剂为碳原子数在6～12之间的二元脂肪酸与分子量为400～800之间的聚乙二醇反应产物；所述杀菌剂为异噻唑啉酮与苯甲酸化合物按照1：(0.2～1.0)的质量比例复配的的混合物；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷改性聚醚。
2.如权利要求1所述的冷轧钢板用平整液，其特征是，所述清洗剂中脂肪醇聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的一种或多种；所述清洗剂中有机醇为碳原子数在2～8之间的各类直链及异构脂肪醇、乙二醇、丙三醇及季戊四醇的一种或多种。
3.如权利要求1所述的冷轧钢板用平整液，其特征是，所述防锈剂中有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或者多种；所述防锈剂中硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、三异丙醇胺硼酸酯的一种或多种。
4.如权利要求1所述的冷轧钢板用平整液，其特征是，所述平整液中氯离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子和磷酸根离子的质量浓度低于50mg/L。
5.一种制备权利要求1所述的冷轧钢板用平整液的方法，其特征是，包括以下步骤：
1)按配比分别量取或称量金属螯合剂、润滑剂、清洗剂、防锈剂、油品兼容剂、杀菌剂、消泡剂和纯水；
2)将润滑剂、清洗剂和油品兼容剂置于容器内混匀；在容器内加入纯水，搅拌至润滑剂、清洗剂和油品兼容剂溶解于纯水；接着向容器内加入金属螯合剂、防锈剂和杀菌剂，充分搅拌；最后向容器内加入消泡剂，搅拌均匀，得到成品平整液，成品平整液中氯离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子和磷酸根离子的质量浓度低于50mg/L。
6.一种用权利要求1所述的平整液对冷轧钢板进行平整的方法，其特征是，包括以下步骤：
1)稀释平整液，用纯水对平整液进行稀释，稀释后平整液的质量浓度为1～20％；
2)加热平整液，将稀释后平整液加热升温至35～55℃；
3)对退火后的冷轧钢板进行湿平整，操控平整机对退火后的冷轧钢板进行湿平整，将平整液喷涂到退火后的冷轧钢板表面，控制平整液流量为5～50L/min，平整机轧制力为200～9000KN；
4)对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫和烘干，用压缩空气对湿平整后的冷轧钢板表面进行吹扫；用80～100℃热风对湿平整后的冷轧钢板进行烘干，烘干时间为3～10s。
7.如权利要求6所述的用权利要求1所述的平整液对冷轧钢板进行平整的方法，其特征是，所述湿平整后的冷轧钢板的表面能≥39mN/m。
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