CN115637187A - 一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油 - Google Patents

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本发明公开了一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,包括酯类基础油、矿物油基础油、抗氧剂、吸附增强剂、传统极压抗磨剂、低温抗磨剂、油酸、聚α烯烃,各组分按重量占比数计为:酯类基础油15~45%、矿物油基础油25~65%、抗氧剂0.5~3%、吸附增强剂3~8%、传统极压抗磨剂7~16%、低温抗磨剂2~6%、油酸2~6%、聚α烯烃1~3%。本发明在热轧油配方中添加了吸附增强剂和低温抗磨剂,可有效增强油品在轧辊边部磨损部位的吸附,改善润滑油成膜状态,从而减轻该部位的过度磨损,延缓局部高点缺陷出现的时间,提高轧辊的使用周期,减少换辊频次,不仅能降低辊耗,更能减少换辊次数,提高轧机产能。

Description

一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油
技术领域
本发明涉及金属轧制润滑剂技术领域,尤其是一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油。
背景技术
钢的热轧是冶金工序中非常重要的工艺之一,钢坯在1000度以上的温度,经过轧机在轧辊的压力下轧制成为热轧卷料。
在热轧过程中,轧辊与高温板面长期接触,且接触压力及摩擦力较大,势必会造成轧辊的磨损,在轧辊磨损到一定程度时,会造成轧后板面局部厚度波动较大,开成局部“高点“缺陷,该缺陷在后道的冷轧工艺中无法消除。所以轧辊在轧制一定数量的钢坯后,就必须要进行换辊处理,将用过的轧辊进行重新修磨,轧制过种中的辊耗就是这样产生的,同时轧机在停机换辊时是无法持续生产的,这势必会造成轧机产能的下降,对于热轧厂来说,轧机产量是非常重要的指标,因此各热轧厂在生产的过程中都是想尽一切办法尽量延长轧辊的轧制数量,提高轧辊的换辊周期,即在正常生产的过程中尽量少换辊,一方面可以降低辊耗,另一方面更重要的是可以减少因换辊造成的轧机停机、产量下降,从而提高轧机产能。使用高性能的轧辊(如镀铬辊)可以延长轧辊使用周期,但同时也会导致轧辊价格大幅提高,后续磨辊工序繁琐等问题,往往得不偿失。
而在目前的热轧工艺中,使用热轧油正在成为各热轧厂的发展趋势,热轧油的使用可以有效降低轧制负荷、降低轧制能耗、减少轧辊消耗及改善轧后板面质量等诸多好处,而从经济效益角度考虑,使用热轧油最大的好处就是减少轧辊消耗。热轧油通过改善辊面与板面接触过程中的摩擦磨损状况,能降低轧辊辊面的磨损消耗从而降低轧辊消耗,节省吨钢辊耗,有效降低热轧厂生产过程中的成本。
但轧辊在使用过程中的辊面磨损是不均匀的,由于在热轧过程中使用大量的轧辊冷却水来冷却轧辊,同时带钢的温度基本都高达1000度以上,所以带钢在轧制的过程中不可避免地会发生温降,而且温降也是不均匀的,带钢边部的温降显然速度更快,幅度更大,形成类似于轻微淬火的效果,导致轧制过程中带钢边部的硬度要远大于其他部位。这就造成了与带钢边部接触的轧辊辊面的磨损情况会比其他部位的磨损更严重,现场往往通过串辊来减缓该部位的过度磨损,即通过串辊来改变轧辊辊面与带钢边部接触的位置,使原本发生在同一线状位置的过度磨损分布到较宽的带状位置,但串辊有幅度的限制,无法大范围地串辊,这就使得即使采用串辊的手段,轧辊辊面与带钢边部相接触的位置还是会发生远大于其他部位的磨损量,当磨损量达到一定程度时,与该位置接触的带钢厚度就会局部增大(该位置轧辊辊径因过度磨损而变细),形成局部“高点“缺陷,这种缺陷在后道的冷轧工序中是无法消除的,因此尽管整个辊面的其他部位可能磨损状况尚好,但也必须要进行换辊处理了。
目前热轧厂采用的热轧油可实现的最大换辊周期基本在100块钢左右(即一套轧辊在轧制100块钢坯后,就会因为出现严重的局部高点缺陷而不得不进行停机换辊),传统的热轧油配方技术基本都是采用基础油(酯类及矿物油)加极压抗磨剂的方式,在现场应用上,将油和水在线混合为油水混合物喷至轧辊辊面,油品在自身的离水展着性的作用下,吸附至轧辊辊面,从而发挥润滑减磨作用,但因为辊面会存在水膜的阻隔,所以此过程中大部分的油最终接触到高温板面而被烧掉,只有一小部分的油才会吸附至辊面发挥作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服以上现有技术存在的缺陷,提供一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,包括酯类基础油、矿物油基础油、抗氧剂、吸附增强剂、传统极压抗磨剂、低温抗磨剂、油酸、聚α烯烃,各组分按重量占比数计为:酯类基础油15~45%、矿物油基础油25~65%、抗氧剂0.5~3%、吸附增强剂3~8%、传统极压抗磨剂7~16%、低温抗磨剂2~6%、油酸2~6%、聚α烯烃1~3%。
进一步,所述的吸附增强剂选用牛油胺。
进一步,所述的酯类基础油选用棕榈油或大豆油。
进一步,所述的抗氧剂为BHT(2,6-二叔丁基对甲苯酚)。
进一步,所述的传统极压抗磨剂选用硫化猪油或硫化植物油。
进一步,所述的矿物基础油选用500SN或650SN。
进一步,所述的低温抗磨剂是由活性硫添加剂、酸性磷酸酯、聚酯及高聚酸组成的混合物。
进一步,所述的活性硫添加剂为硫化丁烯,酸性磷酸酯为NCL-2,聚酯为PE68,高聚酸为油酸高聚物,各组分按重量占比数计为:硫化丁烯40~60%,NCL-210~30%,PE68 10~20%,油酸高聚物10~20%。
进一步,硫化丁烯含量占比50%,NCL-2含量占比20%,PE68含量占比15%,油酸高聚物含量占比15%。
本发明中添加的吸附增强剂的作用是,可以增强油水混合物中油在辊面的吸附性,并能够使油水混合物更容易穿透辊面水膜的阻隔,在同样的油水混合比例下,会使更多的油吸附至辊面,从而改善润滑减磨作用。而传统的热轧油只能采用提高油水混合比例的办法,部分地达到增加吸附量的效果,但这一方面会造成油品消耗大增,另一方面也会造成更多的油被烧掉而导致现场环境问题。
而本发明采用的低温抗磨剂相比于传统轧制油中的极压抗磨剂,其起作用的温度相对更低,在热轧工艺中,轧辊与高达1000度左右的带钢长时间接触,势必会造成轧辊温度升高,在热胀冷缩的作用下,轧辊的刚度就会下降,导致带钢厚度波动大,影响产品质量,故为了维持轧辊的刚度,会有大量的冷却水喷至轧辊辊面对轧辊进行降温,实际上在轧辊达到轧制里程下机后,检测其表面温度基本在50-60度左右,这就意味着虽然轧辊长时间与带钢接触,但在轧辊辊面与带钢表面接触的辊缝变形区这个相对较微小的距离内,是存在一个温度变化带的。虽然热轧温度在1000度左右,但辊面温度是比较低的,而由前文所阐述的边部温降较大的状况可知,在发生更为剧烈的磨损的位置,其辊面温度会更低一些,传统的极压抗磨剂起作用的温度都要在100度以上,这无形中就相当于削弱了传统极压抗磨剂作用。
本发明的可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其有益效果是:本发明在热轧油配方中添加了吸附增强剂和低温抗磨剂,采用“定向吸附+低温成膜”技术,可有效增强油品在轧辊边部磨损部位的吸附,改善润滑油成膜状态,从而减轻该部位的过度磨损,延缓局部高点缺陷出现的时间,提高轧辊的使用周期,减少换辊频次,不仅能降低辊耗,更能减少换辊次数,提高轧机产能。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,包括酯类基础油、矿物油基础油、抗氧剂、吸附增强剂、传统极压抗磨剂、低温抗磨剂、油酸、聚α烯烃,各组分按重量占比数计为:酯类基础油15~45%、矿物油基础油25~65%、抗氧剂0.5~3%、吸附增强剂3~8%、传统极压抗磨剂7~16%、低温抗磨剂2~6%、油酸2~6%、聚α烯烃1~3%。
吸附增强剂为牛油胺,占比为3%,酯类基础油选用棕榈油,占比为30%,抗氧剂为BHT(2,6-二叔丁基对甲苯酚),占比为1%,传统极压抗磨剂选用硫化猪油,占比为8%,矿物基础油选用500SN,占比为51%,低温抗磨剂占比1%,油酸占比2%,聚α烯烃占比1%,其中低温抗磨剂由硫化丁烯、NCL-2、PE68、油酸高聚物组成,三者所占低温抗磨剂重量比分别为50%、20%、15%、15%。
实施例2
一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,包括酯类基础油、矿物油基础油、抗氧剂、吸附增强剂、传统极压抗磨剂、低温抗磨剂、油酸、聚α烯烃,各组分按重量占比数计为:酯类基础油15~45%、矿物油基础油25~65%、抗氧剂0.5~3%、吸附增强剂3~8%、传统极压抗磨剂7~16%、低温抗磨剂2~6%、油酸2~6%、聚α烯烃1~3%。
吸附增强剂为牛油胺,占比为4%,酯类基础油选用棕榈油,占比为30%,抗氧剂为BHT(2,6-二叔丁基对甲苯酚),占比为1%,传统极压抗磨剂选用硫化猪油,占比为8%,矿物基础油选用500SN,占比为48%,低温抗磨剂占比3%,油酸占比2%,聚α烯烃占比1%,其中低温抗磨剂由硫化丁烯、NCL-2、PE68、油酸高聚物组成,三者所占低温抗磨剂重量比分别为50%、20%、15%、15%。
实施例3
一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,包括酯类基础油、矿物油基础油、抗氧剂、吸附增强剂、传统极压抗磨剂、低温抗磨剂、油酸、聚α烯烃,各组分按重量占比数计为:酯类基础油15~45%、矿物油基础油25~65%、抗氧剂0.5~3%、吸附增强剂3~8%、传统极压抗磨剂7~16%、低温抗磨剂2~6%、油酸2~6%、聚α烯烃1~3%。
吸附增强剂为牛油胺,占比为5%,酯类基础油选用棕榈油,占比为30%,抗氧剂为BHT(2,6-二叔丁基对甲苯酚),占比为1%,传统极压抗磨剂选用硫化猪油,占比为8%,矿物基础油选用500SN,占比为45%,低温抗磨剂占比5%,油酸占比2%,聚α烯烃占比1%,其中低温抗磨剂由硫化丁烯、NCL-2、PE68、油酸高聚物组成,三者所占低温抗磨剂重量比分别为50%、20%、15%、15%。
利用四球摩擦磨损试验机进行100kg载荷下的恒温(60℃)抗磨性对比检测,以磨斑直径代表抗磨性对比:
样品 传统配方 实施例1 实施例2 实施例3
磨斑直径 0.916mm 0.832mm 0.611mm 0.487mm
离水展着性检测(常温,以1%浓度与水混兑,喷射至钢板表面,检测钢板表面残油量)。
样品 传统配方 实施例1 实施例2 实施例3
离水展着性 485mg/m<sup>2</sup> 605mg/m<sup>2</sup> 674mg/m<sup>2</sup> 713mg/m<sup>2</sup>
某客户现场试用效果:
油品 传统配方 实施例3
局部高点出现时间(换辊周期) 平均97块钢 平均152块钢
上述实施例1、2、3均是在本发明的配比范围内的,性能优于传统配方,且最优的配比是实施例3。
本发明中采用的低温抗磨剂为活性较强的物质,可以在较低的温度范围内(50~100℃)即与辊面形成极压保护膜,从而在其正常的工作温度下就会发挥润滑减磨作用,相当于填补了传统极压抗磨剂的低温弱效段。最终实现了对接触带钢边部的轧辊辊面的润滑减磨,从而可以延长轧辊的使用周期。
本发明中采用的吸附增强剂是牛酯胺类物质,该添加剂会显著提高油水混合物中油对轧辊表面的吸附能力,从而提高油品的离水展着性能,同时该添加剂在高压下会提高油品对轧辊表面水膜的穿透能力,在轧辊表面带水的情况下,可使油品与水快速混合,从而穿过水膜到达辊面。所以该添加剂的性能是综合的,既能通过改善混合效果达到穿透辊面水膜阻隔的效果,又能增强接触辊面后的油品的吸附性(离水展着性),最终达到相同油水混合比例下提高辊面吸附油膜数量的效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:包括酯类基础油、矿物油基础油、抗氧剂、吸附增强剂、传统极压抗磨剂、低温抗磨剂、油酸、聚α烯烃,各组分按重量占比数计为:酯类基础油15~45%、矿物油基础油25~65%、抗氧剂0.5~3%、吸附增强剂3~8%、传统极压抗磨剂7~16%、低温抗磨剂2~6%、油酸2~6%、聚α烯烃1~3%。
2.根据权利要求1所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的吸附增强剂选用牛油胺。
3.根据权利要求1所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的酯类基础油选用棕榈油或大豆油。
4.根据权利要求1所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的抗氧剂为BHT(2,6-二叔丁基对甲苯酚)。
5.根据权利要求1所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的传统极压抗磨剂选用硫化猪油或硫化植物油。
6.根据权利要求1所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的矿物基础油选用500SN或650SN。
7.根据权利要求1所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的低温抗磨剂是由活性硫添加剂、酸性磷酸酯、聚酯及高聚酸组成的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,其特征是:所述的活性硫添加剂为硫化丁烯,酸性磷酸酯为NCL-2,聚酯为PE68,高聚酸为油酸高聚物,各组分按重量占比数计为:硫化丁烯40~60%,NCL-2 10~30%,PE68 10~20%,油酸高聚物10~20%。
9.根据权利要求8所述的一种可显著提高换辊周期的高抗磨性钢热轧油,
其特征是:硫化丁烯含量占比50%,NCL-2含量占比20%,PE68含量占比15%,
油酸高聚物含量占比15%。
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