Технологическая смазка для обработки металлов давлением

Технологическая смазка для обработки металлов давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается технологической смазки для обработки металлов давлением, преимущественно при горячей прокатке труб, и может быть использовано для холодной прокатки. Для этого используют отход производства хлорвинила, полученного на стадии нейтрализации аминохлоргидратов. Это позволяет исключить использование дефицитных материалов и уменьпшть затраты . Кроме того, за счет улучшения процесса прокатки с новой смазкой повышается эффективность испрльзования станов, снижается расход энергии, рабочего инструмента, достигаются лучшая стабильность прокатки, точность геометрических размеров проката и качество его поверхности. 3 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4071456/23-04 (22) 27.05.86 (46) 23.09.88. Бюл. Р-* 35 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта (72) А.В.Гамерштейн, Т.В.Михеенко, А.М.Петренко, В.А.Гамерштейн, А.Б.Гербильская, И.С.Верховская и Н.Ю.Коваленко (53) 621.8921621.7.016,2(088 ° 8) (56) Кофф З.А. и др. Холодная прокатка труб. — Свердловск: Металлургиздат, 1962, с. 319.

Авторское свидетельство СССР

Ф 925997, кл. С 10 М 103/06, 1982. (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (S1) 4 С 10 М 103/06 //С 10 0 30:06 (57) Изобретение касается технологической смазки для обработки металлов давлением, преимущественно при горячей прокатке труб, и может быть использовано для холодной прокатки. Для этого используют отход производства хлорвинила, полученного на стадии нейтрализации аминохлоргидратов. Это позволяет исключить использование дефицитных материалов и уменьшить затраты. Кроме того, за счет улучшения процесса прокатки с новой смазкой повышается эффективность исп()льзования станов, снижается расход энергии, рабочего инструмента, достигаются лучшая стабильность прокатки, точность с:

® геометрических размеров проката и каче=тво его поверхности. 3 табл.

1425198

Изобретение относится к технологи ческим смазкам, применяемым при об,работке металлов давлением, преимуще,ственно при горячей прокатке труб, и ,,может быть использовано для холодной прокатки.

Цель изобретения — разработка технологической смазки, обеспечивающей ! исключение применения дефицитных материалов и снижение трудовых затрат при ее приготовлении и использовании, 1 улучшение условий труда, повышение эффективности использования станов путем улучшения процесса прокатки, 15, уменьшения трения и снижения расходов энергоресурсов, рабочего инструмента, :повышение стабильности параметров прокатки, точности геометрических размеров проката и улучшения качества 20 !

его поверхности.

В качестве технологической смазки применяют отход производства хлорвинила (ТХИ), полученный на стадии нейтрализации аминохлоргидратов, который 25 представляет собой кристаллическую соль хлористого натрия с примесями серно-кислого магния и хлористого калия, Указанный отход хлорвинила получают путем упарки маточных щелоков при комплексной переработке полиминеральных калийных руд. Эта соль выделяется на стадии нейтрализации аминохлоргидратов каустиком, в дальнейшем она отделяется от аминов на центрифу гах и подвергается обезвоживанию (упарке), т.е. освобождению от избытка влаги.

ТХН имеет следующие физико-хими- 40 ческие показатели (состав дан в расчете на сухое вещество): внешний видмелкокристаллический порошок белого двета, допускается желтоватый и серо.ватый оттенок, содержание хлористого,4 натрия, 96,8-98,0 мас.%, хлористого калия 0,3-1,5 мас., серно-кислого магния 0,9-1 5 мас. ., иона магния

О, 2-0, 5% и нерастворимого в воде осадка 0,5-1,0 .

ТХН негорюч, нетоксичен и невзрывоопасен. Удельный вес 2, 16 г/см, т.пл . около 800 С, хорошо растворим в воде.

Применение ТХН в качестве техноло55 гической смазки стало возможным благодаря постоянству его состава и обнаруженной зависимости снижения энергосиловых параметров прокатки, снижения износа рабочего инструмента и уменьшения поверхностных дефектов труб от содержания серно-кислого магния, хлористого калия и нерастворимого в воде остатка водного раствора

ТХН.

Содержание серно-кислого магния уменьшает скорость комкования и затвердевания соли при удалении иэ нее влаги в процессе транспортировки или хранения в прокатных цехах, снижает прочность сцепления кристаллов соли и осадка смазки в трубопроводах и отстойниках, что в значительной мере снижает затраты ручного труда при приготовлении и применении солевых смазок, повышает несущую и смазочную способность смазочной пленки, увеличивает температуру ее плавления и кипения, снижает износ рабочего инструмента, понижает расход электроэнергии и величину силового воздействия на оборудование, а также закатывание оправок в трубы.

Хлористый калий совместно с сернокислым магнием расширяет температурный предел воздействия технологической смазки на процесс прокатки, обеспечивает при контакте с нагретым металлом совокупное плавление кристаллических веществ на более ранней стадии прокатки, улучшает смачиваемость контактных поверхностей и заполнение впадин и пор микрорельефа внутренней поверхности раската, а также снижает энергосиловые параметры процесса прокатки.

Нерастворимый в воде остаток ТХН увеличивает вязкость смазки при тем" пературах обработки металла, что приводит к повышению толщины смазочной пленки, увеличению ее экранирующих

cBойств и предотвращает схватывание деформируемого металла с рабочим инструментом и ограничивает появление задиров на поверхности труб.

ТНХ при попадании в .процессе прокатки в трубопроводы эмульсионной и канализационной систем не образует трудноудалимого осадка, а переносится движущейся охлаждающей жидкостью в специальный отстойник. Применение

ТХН при обработке металлов давлением позволяет вести прокатку на станах

ХПТ при полностью закрытом замке каретки стержня и точно установленной оправки после перезарядки стана трубной заготовкой. Это обеспечивает

3 14251 наиболее повышенный уровень стабилизации условий прокатки труб, при которых отклонения по толщине стенки труб снижаются дополнительно в среднем на 30-35Х.

Высокая эффективность применения

ТХН в качестве технологической смазки объясняется активной химической реакцией воздействия расплавленной жидко- 10 подвижной соли и газообразных продуктов ее разложения на окисленную поверхность деформируемого металла.

В процессе эксплуатации предварительно подсушенную смазку загружают в бункер, откуда она просыпается в калибровочное кольцо, установленное в расточке дозатора, а затем после перемещения ножа дозатора подается в воронку эжектора, из которой засасывается воздухом, смешивается с ним в смесительной камере и выбрасывается в трубу. Порошкообразную сыпучую . смазку в трубу подают воздухом, давление которого уменьшают к окончанию подачи. Кроме того, струю воздуха со смазкой направляют под углом к образующей трубы. При таком способе подачи смазка, попадая в горячую трубу, расплавляется и равномерно распределяется по ее внутренней поверхности.

Известную смазку и предлагаемую ТХН испытывают при прокатке труб 145 х х 6 мм из стали 35СП при температуре

О трубы 960 С на трехвалковом раскатном стане.

Прокатку труб проводят на короткой оправке из стапи 20Х с применением чугунных валков марки ТПХН-60 диаметром 600 мм при числе их оборотов, равном 210 об/мин, и угле подачи 9 о

В табл. 1 приведены составы предлагаемой смазки ТХН (составы 1-3) и известной смазки (составы 4-6).

Испытания проводят .также в сравне45 нии с поваренной солью. Испытания смазок при горячей прокатке труб проводят при постоянной настройке рабочего инструмента (валков и оправки) в режиме охлаждения их водой. В процессе горячей прокатки труб фиксируют 50 крутящий момент, давление прокатки, нагрузку приводимого двигателя раскатного стана и износ оправки. Результаты испытаний смазок при горячей прокатке труб на раскатном стане при- >5 ведены в табл. 2.

Приведенные сравнительные данные испытаний подтверждают, что примене98 ние предлагаемой технологической смазки ТХН дает возможность понизить энергосиловые параметры процесса горячей прокатки труб и уменьшить расход электроэнергии на 7, 1 при одновременном увеличении стойкости оправок на 12,67, а также понизить силовое воздействие на оборудование. Кроме того, дает воэможность увеличить производительность стана путем снижения простоев по замене изношенных оправок с одновременным уменьшением их расхода.

Составы смазок 1-6 испытывают при холодной прокатке труб на станах ХПТ

90 третьей модели ЭЗТМ. На рабочие валки стана ХПТ устанавливают сменные калибры диаметром 434 мм из стали

60ХФА. Оправки изготовляют из стали

60С2ХФА с диаметром в цилиндрической части, равным 60 мм, и в пережиме, равным 47,8 мм. Испытания осуществляют при прокатке подшипниковых труб из стали ШХ15 по маршруту 83 х 962,2 х 6,9 мм в услбвиях одинаковой настройки и режима охлаждения рабочего инструмента. Прокатку проводили с числом двойных ходов клети в минуту, равным 60.

Составы смазок 1-6 поочередно загружают в смеситель с предварительно загруженным в него маслом ИП-1 в количестве 30 мас.Х от общего объема смазки для их смешивания и превращения в однородную пастообразную массу.

При холодной прокатке смазку подают в количестве 80-90 r (по применяемой технологии) во внутреннюю полость заднего конца заготовки, установлен-, ной на рычаги механизма загрузки стана. Сразу иэ заднего конца заготовки подают к очагу деформации с помощью оправки, продвигаемой в направлении продольной оси заготовки механизмом установки патрона стержня оправки. В процессе холодной прокатки труб фиксируют величину подачи металла, разброс величины подачи, значения линейного смещения металла, машинное время прокатки, геометрическую точность труб по наружному диаметру, а также качество поверхности труб. Результаты испытаний приведены в табл. 3 °

Иэ результатов испытаний следует, что применение смазки ТХН при холодной прокатке труб позволяет повысить подачу и линейное смещение металла

1425198

Состав смазки

Компоненты, мас.X

Г Г ) Хлористый натрий

Хлористый калий

Хлористый магний

Серно-кислый к альций

Серно-кислый магний

Нерастворимый в.96,0 98,0 97,0 87,9 93,0 90,4

1,5 0,3 1,1 4,5 2,7 3,4

0,3 0,3 0,3

1,5 2,0 2,9

1,5 1,2 0,9

1эО Оэ5 1эО 5ь8 2эО ЗэО воде осадок

Таблица2

Состав смазки

Поваренная соль

Показ а тели

1 2 3 4 5 6

Суммарный крутящийся момент, т.м.

Давление прокатки, т

Суммарная нагрузка приводного двигателя раскатного стана, кА Износ оправки, мм/т проката

0,71

13,7

0,54

11,2

0,67 0,64 0,66 0,71 0,69 0,70

0,75

0,072 0,53 0,52 0,53 0,061 0,059 0,060 в 1,2 раза, а также понизить машин:ное время прокатки в 1,2 раза, что

1 обеспечивает повышение эффективности использования станов ХПТ. Кроме того, 5 применение смазки ТХН, содержащей уменьшенное количество нерастворимого в воде осадка, позволяет повысить

,стабильность процесса холодной про катки за счет уменьшения разброса ве- 10 личины подачи в 1,76 раза, что обеспечивает повышение геометрической точности труб по наружному диаметру ,на 32,67 и улучшение качества поверх;ности труб.

1S

При производственных испытаниях, холоднокатаные подшипниковые трубы, иэ стали ЩХ 15, с применением предла гаемой и известной смазок, имеют следы коррозии на поверхности после 48 ч хранения на открытой площадке, а в цеховых условиях после 120 ч хранения.

Отличия были обнаружены при травлении труб после их передела на станах ХПТ с применением известной и предлагаемой смазок и последующего высокотемпературного отпуска. Так при применении смазки ТХН длительность травления труб в серно-кислотном травительном растворе с содержанием моногидрата в количестве 18Х составляла 5-8 мин против 15-18 мин при травлении труб, прокатанных с применением известной смазки. Это объясняется различной травимостью окалины, образованной при высокотемпературном отпуске в контакте поверхности труб с остатками смазки ТХН и известной смазки.

Формула изобретения

Применение отхода производства хлорвинила, полученного на стадии нейтрализации аминохлоргидратов, в качестве технологической смазки для обработки металлов давлением.

Т а б л и ц а 1

0,52 0,53 0,62 0,56 0,58

109 11,0 118 114 11,6

1425198

Таблица 3

Ф Состава смазки

2 3 4 5

Показатели

-,г

Среднее значение величины подачи, мм

+0,47 +0,44 +0,46

Наличие местных зака4 тов на поверхности труб

+0,32 +0,30 +0,31

Закаты и вмятины отсутствуют

Составитель Е.Пономарева

Техред М.Ходанич Корректор Э.Лончакова

Редактор Н.Бобкова !

Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4738/23

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Разброс величины подачи, Ж

Среднее значение линейного смещения металла за цикл прокатки, мм

Машинное время прокатки одной трубы, с

Предельное отклонение размера наружного диаметра труб от номинальной величины мм

Качество поверхности труб

23 2 23 6 23 4 20 0 19 8 19 9

28,2 24,3 25,1 46,7 40,9 44,1

38,3 .38,9 38,6 33,0 32,7 32,8

208,9 205,7 207,3 242,4 244,7 243,9