RU2322482C2

RU2322482C2 - Lubricating-cooling emulsion for cold rolling of strip steel

Info

Publication number: RU2322482C2
Application number: RU2006105461/04A
Authority: RU
Inventors: Владимир Леонидович Корнилов (RU); Владимир Леонидович Корнилов; Владимир Николаевич Якименко (RU); Владимир Николаевич Якименко; Андрей Викторович Горбунов (RU); Андрей Викторович Горбунов; Тать на Михайловна Кочнева (RU); Татьяна Михайловна Кочнева; Вадим Григорьевич Антипанов (RU); Вадим Григорьевич Антипанов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2008-04-20
Also published as: RU2006105461A

Abstract

FIELD: cold rolling of strip steel, mainly in reversing rolling mill.

SUBSTANCE: lubricating and cooling emulsion contains water and oil with saponification number no less than 130 mg KOH/g. Total concentration of oil is in range 2.5 - 3.0% at content of mechanical impurities in emulsion no less than 100 mg/l per 1% of total oil concentration.

EFFECT: lowered wear degree of rolls of cold rolling mill.

1 ex

Description

Изобретение относится к жидкостям для смазки и охлаждения инструмента при обработке металлов давлением и может быть использовано при холодной прокатке полосовой стали на реверсивном стане.The invention relates to liquids for lubrication and cooling of a tool during metal forming and can be used for cold rolling of strip steel on a reversing mill.

Такие жидкости (эмульсии), часто на водной основе, применяют на станах холодной прокатки как для охлаждения инструмента (валков), так и для предотвращения налипания частиц прокатываемого металла на поверхность валков с образованием "наваров". Назначение эмульсий и некоторые их особенности приведены, например, в книге П.И.Полухина и др. "Прокатное производство", М., Металлургиздат, 1960, с.737.Such liquids (emulsions), often water-based, are used on cold rolling mills both to cool the tool (rolls) and to prevent the particles of rolled metal from sticking to the surface of the rolls with the formation of “welds”. The purpose of the emulsions and some of their features are given, for example, in the book of P.I. Polukhin and others. "Rolling production", M., Metallurgizdat, 1960, p. 737.

Наиболее часто для приготовления эмульсий используют минеральные масла с различными добавками, например щелочами (КОН и NaOH).Most often, for the preparation of emulsions, mineral oils with various additives, for example, alkalis (KOH and NaOH), are used.

Известна эмульсия "Шелл Ойл 8854", которая содержит 81% минерального масла и 5% воды, а также добавки - олеиновую кислоту, эмульгаторы и др., причем применяемая вода умягченная. Однако эта эмульсия, ввиду значительного содержания масла, применима только для прокатки тонкого автолиста (см. книгу А.К.Чертавских и В.К.Белосевича "Трение и технологическая смазка при обработке металлов давлением", М., "Металлургия", 1968, с.228). Кроме того, данная эмульсия относительно дорога, что повышает затраты на производство листовой стали.Known emulsion Shell Oil 8854, which contains 81% mineral oil and 5% water, as well as additives - oleic acid, emulsifiers, etc., and the water used is softened. However, this emulsion, in view of the significant oil content, is applicable only for rolling thin autosheets (see the book by A.K. Chertavskikh and V.K.Belosevich "Friction and technological lubrication in metal forming", M., Metallurgy, 1968, p.228). In addition, this emulsion is relatively expensive, which increases the cost of production of sheet steel.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является смазочно-охлаждающая эмульсия для холодной прокатки по пат. США №3723313, кл. С10М 1/10, опубл. 27.03.73 г.The closest analogue to the claimed object is a cooling lubricant emulsion for cold rolling according to US Pat. US No. 3723313, class C10M 1/10, publ. 03/27/73

Эта эмульсия на водной основе содержит до 80% масляно-кислотной фракции, смешиваемой с водой при 80-90°С с последующей выдержкой в течение 1 часа. Недостатком данной эмульсии также является большое содержание масла и относительная дороговизна.This water-based emulsion contains up to 80% of the oil-acid fraction mixed with water at 80-90 ° C, followed by exposure for 1 hour. The disadvantage of this emulsion is also a high oil content and relative high cost.

Технической задачей настоящего изобретения является уменьшение износа валков преимущественно реверсивного стана холодной прокатки и уменьшение затрат на производство холоднокатаной листовой стали.An object of the present invention is to reduce the wear of the rolls of a predominantly cold rolling mill and reduce the cost of producing cold rolled sheet steel.

Для решения этой задачи в смазочно-охлаждающей эмульсии заданных параметров на водной основе общая концентрация масел составляет 2,5...3,0% при числе омыления не менее 130 мг/г едкого калия и с содержанием в эмульсии механических примесей не более 100 мг/л на 1% общей концентрации масла, при этом рабочая температура эмульсии находится в пределах 50...55°С.To solve this problem, in a lubricating-cooling emulsion of specified parameters on a water basis, the total oil concentration is 2.5 ... 3.0% with a saponification number of at least 130 mg / g of potassium hydroxide and with a content of mechanical impurities of not more than 100 mg / l for 1% of the total oil concentration, while the working temperature of the emulsion is in the range of 50 ... 55 ° C.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в оптимизации состава эмульсии для смазки и охлаждения валков реверсивного стана холодной прокатки, в результате чего повышается износостойкость валков и сокращаются производственные затраты.The essence of the proposed technical solution is to optimize the composition of the emulsion for lubricating and cooling the rolls of a cold cold reversing mill, which increases the wear resistance of the rolls and reduces production costs.

Действительно, для прокатки углеродистой стали на реверсивном стане требуется не только смазка валков, но и их интенсивное охлаждение ввиду удлиненного цикла прокатки малым количеством валков (обычно реверсивные станы - двухклетевые). Это приводит к значительной тепловой нагрузке на валки и ускоряет их износ.Indeed, for rolling carbon steel on a reversing mill, not only the lubrication of the rolls is required, but also their intensive cooling due to the elongated rolling cycle with a small number of rolls (usually reversible mills are two-stand). This leads to a significant thermal load on the rolls and accelerates their wear.

Немаловажным фактором, влияющим на износостойкость валков, является содержание в эмульсии механических примесей, а также рабочая температура эмульсии (эти параметры не оговариваются в вышеуказанном патенте США). Смазочно-охлаждающие свойства эмульсии зависят также от числа омыления (это - количество миллиграммов КОН, необходимое для омыления, т.е. гидролиза 1 г сложного эфира с образованием спирта и кислоты или ее соли: см. А.И.Гончаров и М.Ю.Корнилов "Справочник по химии", Киев, "Вища школа", 1977, с.182).An important factor affecting the wear resistance of the rolls is the content of mechanical impurities in the emulsion, as well as the working temperature of the emulsion (these parameters are not specified in the above US patent). The lubricating and cooling properties of the emulsion also depend on the saponification number (this is the number of milligrams of KOH necessary for saponification, i.e., hydrolysis of 1 g of ester with the formation of alcohol and acid or its salt: see A.I. Goncharov and M.Yu. Kornilov, "A Handbook of Chemistry", Kiev, "Vishcha School", 1977, p. 182).

Опытную проверку предлагаемой эмульсии осуществляли при прокатке углеродистых стальных полос на двухклетевом реверсивном стане 1700 ОАО "Магнитогорский меткомбинат".An experimental verification of the proposed emulsion was carried out during the rolling of carbon steel strips on a two-stand reversive mill 1700 of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works.

С этой целью вырьировали основные параметры (концентрацию масел, число омыления, содержание механических примесей и рабочую температуру) смазочно-охлаждающей эмульсии, подаваемой на валки и полосу. Результаты испытаний оценивали по степени износа валков и только на прокатке 1-го сорта.For this purpose, the main parameters (oil concentration, saponification number, content of mechanical impurities and operating temperature) of the lubricating-cooling emulsion supplied to the rolls and strip were dashed. The test results were evaluated by the degree of wear of the rolls and only on the rolling of the 1st grade.

Наилучшие результаты (максимальная износостойкость валков) получены при использовании предлагаемой эмульсии. Отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали полученные результаты. Так, при общей концентрации масел ("Квакерол 680-DPD-2") в пределах 2,0...2,4% износостойкость валков снижалась на 15...25% от максимально достигнутой. При концентрации более 3% на металле после отжига наблюдались следы сажи, что снижало выход годного листа 1-го сорта.The best results (maximum wear resistance of the rolls) were obtained using the proposed emulsion. Deviations from its recommended parameters worsened the results. So, with a total oil concentration (Quakerol 680-DPD-2) within 2.0 ... 2.4%, the wear resistance of the rolls decreased by 15 ... 25% of the maximum achieved. At a concentration of more than 3% on the metal after annealing, traces of soot were observed, which reduced the yield of the first grade sheet.

При числе омыления 90...129 мг/г КОН износостойкость валков снижалась на 3...27%. При содержании в эмульсии механических примесей более 100 мг/л на 1% общей концентрации масел также наблюдался повышенный износ валков.With a saponification number of 90 ... 129 mg / g KOH, the wear resistance of the rolls decreased by 3 ... 27%. When the content of mechanical impurities in the emulsion is more than 100 mg / l per 1% of the total oil concentration, increased wear of the rolls was also observed.

Увеличение температуры эмульсии более 55°С ухудшало охлаждающие ее свойства, а при температуре менее 50°С ускорялось "расслоение" эмульсии, что в обоих случаях приводило к ускорению износа валков.An increase in the temperature of the emulsion over 55 ° C worsened its cooling properties, and at a temperature of less than 50 ° C the "separation" of the emulsion was accelerated, which in both cases led to accelerated wear of the rolls.

Смазочно-охлаждающая эмульсия, выбранная в качестве ближайшего аналога, не испытывалась ввиду того, что ее стоимость ориентировочно превышает стоимость предлагаемой эмульсии почти в 2 раза.The lubricating-cooling emulsion, selected as the closest analogue, was not tested due to the fact that its cost is approximately 2 times higher than the cost of the proposed emulsion.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.Thus, an experimental verification confirmed the acceptability of the technical solution found to achieve the goal and its advantage over a known object.

Технико-экономические исследования, проведенные в Центральной лаборатории контроля комбината, показали, что применение предлагаемой смазочно-охлаждающей эмульсии при прокатке на реверсивном стане повышает износостойкость валков не менее чем на 20% при снижении производственных затрат на 6-7%.Technical and economic studies carried out in the Central laboratory of the control of the plant showed that the use of the proposed lubricating-cooling emulsion during rolling on a reversing mill increases the wear resistance of the rolls by at least 20% while reducing production costs by 6-7%.

Пример.Example.

Смазочно-охлаждающая эмульсия содержит 2,75% масла "Квакерол-680 DPD-2" при числе омыления 140 мг/г КОН. Содержание механических примесей в эмульсии: 80 мг ×2,75=220 мг/л. Рабочая температура эмульсии - 53°С.The lubricating-cooling emulsion contains 2.75% Quakerol-680 DPD-2 oil with a saponification number of 140 mg / g KOH. The content of solids in the emulsion: 80 mg × 2.75 = 220 mg / L. The working temperature of the emulsion is 53 ° C.

Максимальная износостойкость валков стана при прокатке различного сортамента получена при кислотном числе смазочно-охлаждающей эмульсии, равном 130-135 мг КОН/г, и общей концентрации масла в эмульсии 2,5-3,0% при содержании механических примесей не более 100 мг/л на 1% общей концентрации масла.The maximum wear resistance of the mill rolls during rolling of a different assortment was obtained with an acid number of the lubricating-cooling emulsion equal to 130-135 mg KOH / g and a total oil concentration in the emulsion of 2.5-3.0% with a content of solids of not more than 100 mg / l at 1% of the total oil concentration.

При общей концентрации масла в пределах 2,0-2,4% износостойкость снизилась на 15-25% от максимально достигнутой. С увеличением концентрации (более 3%) на листовом металле после отжига наблюдались следы сажи, что снизило выход проката 1-го сорта почти на 8% (по сравнению с максимально достигнутым выходом).With a total oil concentration in the range of 2.0-2.4%, wear resistance decreased by 15-25% of the maximum achieved. With an increase in the concentration (more than 3%) on the sheet metal after annealing, traces of soot were observed, which reduced the yield of first-class rolled products by almost 8% (compared with the maximum achieved yield).

Увеличение содержания в смазочно-охлаждающей эмульсии механических примесей (более 100 мг/г на 1% общей концентрации масел) снизило износостойкость валков стана на 7-12% от максимально достигнутой.An increase in the content of mechanical impurities in the cooling lubricant emulsion (more than 100 mg / g by 1% of the total oil concentration) reduced the wear resistance of the mill rolls by 7-12% of the maximum achieved.

Claims

A lubricant-cooling emulsion for cold rolling, containing water and oil with a saponification number of at least 130 mg KOH / g, characterized in that the total oil concentration is 2.5-3.0% with a solids content of not more than 100 mg / l per 1% of the total oil concentration.