1765173 - Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов

Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Сущность изобретения: технологическое масло для холодной прокатки металлов получают смешением хлопкового масла при 50-80°СсО,1 -5,0об.% пальмового масла, полученную смесь затем смешивают с минерал ьным маслом. Количество хлопкового масла рассчитывают по формуле Сх 0,4 КпКрСп/ Ц п /1,5 1J т + ta/tp + Ix/ln + 0,. где Сх -количество хлопкового масла, об. %; Кп 0,1 - 0,2 - коэффициент, учитывающий производительность, Кр О/Т-1 заданный коэффициент расхода технологического масла; Сп - количество пальмового масла, об;%; у т - вязкость пальмового масла, мм /с при 50°С; v M - вязкость минерального масла, мм2/с при 50°С; т.з - температура застывания пальмового масла, °С; tp - заданная рабочая температура технологического масла, °С; х - йодное число хлопкового масла, мг КОН/г на г иода; п - йодное число пальмового масла, мг КОН/г на г иода. 5 табл. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (14) (51)5 С 10 M 177/00

ГОсудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836455/04 (22) 07.06.90 (46) 30.09.92. Бюл. Q 36 (71) Магнитогорский металлургический комбинат им. B.È. Ленина (72) Н.П.Петесов, В.Ф.Пивоваров, М.С.Бронников, О.М.Шавилова, Н.Л.Зайсанова, Н,В.Сирота и С.И.Тарасов (56) Патент ГДР гв 1603?4, кл. С 10 M 3/18, 1979.

Заявка Япония 52-113352, С1ОМ1/06,1978.

Грудев. ..П, и др, Технологические смазки в прокатном производстве, - М.: Металлургия, 1975, c,140 вЂ” 141. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАСЛА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ (57) Сущность изобретения: технологическое масло для холодной прокатки металлов получают смешением хлопкового масла при

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к получению смазочно-охлаждающих жидкостей многовалковых станов холодной прокатки.

Известен способ получения жидкой смазки для деформирования металлов, включающий перемешивание стеарата кальция и трихлорэтилена.

Недостатками этого способа являются низкое качество поверхности проката из-за неудовлетворительных эксплуатационных и технологических свойств смазки (высокая испаряемость трихлорэтилена; сложность приготовления смазки в связи с тем, что стеарат кальция является твердым веществом; высокая моющая способность растворителя, приводящая к снижению

50 вЂ” 80 С с 0,1 вЂ” 5,0 об. б, пальмового масла, полученную смесь затем смешивают с минеральным маслом. Количество хлопкового масла рассчитывают по формуле Cx = 0,4

KnKpCn/ g п /1,5 )/ m + аэ/tp + Ix/In + 0,5Ix, где Cx вЂ” количество хлопкового масла, об. j;

Кп = 0,1 - 0,2 вЂ” коэффициент, учитывающий производительность, Kp = ОЧ-1 заданный коэффициент расхода технологического масл-; Cn вЂ” количество пальмового масла, обф; тт а вЂ” аяакостк палкмоаого масла, мм /с при 50 С; q м вЂ” вязкость минерального масла, мм /с при 50 С; ta вЂ” температура застывания пальмового масла, С; трвЂ” заданная рабочая температура технологического масла, С; lx вЂ” иодное число хлопко- Я вого масла, мг КОН/r на г иода; In вЂ” иодное число пальмового масла, мг КОН/г на г иода.

5 табл.

° аимй коэффициента трения в очаге деформации; необходимость в предотвращении попада- © ния паров смазки в помещения обслужива- (Я ющего персонала), и

Известен также способ приготовления смазки для прокатных валков, включающий диспергирование минерального и растительного масел в воде. Недостатком способа является низкая стабильность смеси, приводящая к ухудшению качества поверхности проката, В качестве прототипа, как наиболее близкого к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту взят способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов, путем смеше1765173

55 ния мйнерального масла с хлопковым маслом.

Недостатком данного способа является низкое качество поверхности проката из-за недостаточно высоких технологических и эксплуатационных свойств получаемого технологического масла, Приготовление двухкомпонентной смеси не обеспечивает необходимую совокупность таких свойств масла, как смазочная способность, стабильность, вязкость, длительность эксплуатации.

Цель изобретения вЂ” повышение качества и ро каты ваемых изделий.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения технологического масла для холодной прокатки металлов путем смешения минерального масла с хлопковым маслом, хлопковое масло предварительно смешивают при температуре 50 вЂ” 80 С с 0,1 вЂ” 5,0 объемн,% пальмового масла, а количество хлопкового масла рассчитывают по формуле

Сх= 0,4 КпКрСп (вЂ” " вЂ” + + " ) 1,5 QM tp In + 0,57 Ix

{1) где CX вЂ” количество хлопкового масла, объемн.%;

Кп вЂ” 0,8 вЂ” 1,2 коэффициент, учитывающий производительность стана;

Кр = 0,7- 1 заданный коэффициент расхода технологического масла;

Сп вЂ” количество пальмового масла об;%; д и вЂ” вязкость пальмового масла, мм /с при

50 С;

r M вЂ” вязкость минерального масла, мм /с при 50 С;

t3 вЂ” температура застывания пальмового масла, ОС;

tp вЂ” заданная температура технологического масла, С;

4 вЂ” йодное число хлопкового масла, г йода на 100 г масла;

4 вЂ” йодное число пальмового масла, г йода на 100 r масла.

Формула (1) получена экспериментальным путем в результате обработки результатов промышленных испытаний на двадцативалковом стане холодной прокатки. Коэффициент Кп, учитывающий производительность стана, представляет собой отношение средней производительности стана к номинальной производительности и составляет величину порядка 0,8 вЂ” 1,2. При коэффициенте расхода технологического масла Кр равном 0,7 при прокатке ленты в три прохода и 1 при прокатке ленты в пять проходов (потери на испаряемость и унос с поверхностью ленты) получены наилучшие результаты.

Применение пальмового масла в качестве жировой присадки к минеральному маслу позволяет существенно повысить смазочные свойства получаемого при их перемешивании технологического масла. Однако данная смесь расслаивается при температуре ниже температуры застывания пальмовоro масла, Расслоение происходит также из-за наличия в масле твердых насыщенных жирных кислот, о чем говорит величина йодного числа пальмового масла In = 51 вЂ” 57.

Наличие в технологическом масле хлопкового масла обеспечивает лучшую растворимость пальмового масла в минеральном масле из-за низкой температуры плавления хлопкового масла и содержания в нем большого количества жидких ненасыщенных жирных кислот(мапл = 1 С, !х = 103 111).

Ненасыщенные жирные кислоты хорошо перемешиваются с насыщенными жирными кислотами и предотвращают их выпадание в осадок из технологического масла.

Таким образом, экспериментально установлено, что применение хлопкового масла вместе с пальмовым в соотношении, определяемом из выражения (1), позволяет улучшить свойства технологического масла и повысить качество холоднокатаного листа.

В табл.1 приведены результаты промышленных испытаний предлагаемого способа получения технологического масла для холодной прокатки кинескопной ленты на

20-валковом стане 700-3.

Излучалось влияние концентрации пальмового масла (ПМ) и хлопкового масла (ХМ), а также температуры перемешивания

ПМ и XM на загрязненности и механические дефекты поверхности ленты после прокатки. Концентрацию XM в технологической смазке определяли по формуле (1).

В табло представлены данные по параметрам прокатки кинескопной ленты с применением технологического масла; приготовленного по предлагаемому способу(опыты 1 -21) и по прототипу(опыты 22вЂ”

24).

Изучалось влияние концентрации nanbмового масла в технологическом масле и температуры перемешивания пальмового и хлопкового масел на загрязненность поверхности кинескопной ленты после прокатки и на количество проката с дефектами поверхности. Концентрацию хлопкового масла в технологическом масле определяли по формуле {1).

1765173

В опытах 1 вЂ” 9 концентрация пальмового масла, температура перемешивания пальмового и хлопкового масел и значения коэффициентов Кп и Кр находились в заданных пределах, По сравнению с прототипом (опыты 22 вЂ” 24) получено снижение загрязненности поверхности проката с 224 вЂ” 251 мг/м до 147 вЂ” 201 мг/м, а также уменьшег ние выхода проката с дефектами поверхности с 1,47 вЂ” 1,61 до 0,54 вЂ” 0,68 . Высокая загрязненность поверхности проката при использовании смеси минерального масла с хлопковым связаны с тем, что эти масла не выдерживают значительных нагрузок и разрушаются в очаге деформации при прокате.

Добавка ПМ в заданном количестве и определение необходимого количества ХМ по формуле (1) обеспечивают самый рациональный смазочный эффект. Смазка не разрушается в очаге деформации, в результате чего лента не загрязняется продуктами разложения смазки. Кроме того, смазочная пленка надежно защищает поверхность полосы от непосредственного контакта с валками, который приводит к появлению механических повреждений полосы.

Когда параметры С, Kn, Kp и температура перемешивания ПМ и XM находилась на уровне запредельных значений (опыты 10, 12 вЂ” 19), положительный эффект не достигался. Загрязненность поверхности проката составила 230-261 мг/м, а количество проката с дефектами поверхности вЂ” 1,42вЂ”

1,59, что находится на уровне прототипа (опыты 22 вЂ” 24). В опыте 11 снижение коэффициента Кл, ниже нижнего допустимого предела обеспечило достижение положительного эффекта в части снижения загрязненности и количества дефектов на поверхности проката. Однако это приводило к снижению производительности стана ниже плановой, что недопустимо.

Таким образом, использованная математическая зависимость для рационального расхода хлопкового масла, заявленные пределы расхода пальмового масла, а также температурный режим их смешивания доказывают, что предлагаемый способ обеспечивает снижение загрязненности поверхности проката и уменьшение количества готового проката с дефектами поверхности по сравнению с прототипом, где смещение минерального масла с хлопковым производится в соотношении 1:1.

Пример 1 (опыт 20). Технологическое масло для охлаждения и смазки 20-валкового стана 700-Э холодной прокатки кинескопной ленты готовили следующим образом.

Определяли свойства масел. Результаты представлены в табл.3.

Для прокатки ленты в три прохода коэффициент Кл 0,8 и коэффициент Кр 0,7.

5 Рабочую температуру технологического масла задавали tp 40 С. Количество пальмового масла Сп 0,1 (0,05 мз).

Количество хлопкового масла определяли по фоРмУле(1) Сх 0,078 (О 039 мз). 0,05

10 м пальмового масла и 0,039 м хлопкового масла нагревали до температуры 50 С и смешивали при этой же температуре до получения однородной смеси. Затем полученную смесь подавали -в мийеральное масло

15 (индустриальное 12), количество которого, составило 50 м . Затем смесь трех масел з перемешивали до получения однородной смеси.

На стане 700-Э 4 прохода прокатывали

20 кинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм, материал ленты вЂ” сталь 08 кп, валков вЂ” сталь

9Х. Шероховатость подката Ra = 0,8 вЂ” 1,2 . мкм, валков Ra = 0,16 вЂ” 0,32 мм. Размеры

25 рабочих валков: диаметр вЂ” 40 мм, длинавЂ”

700 мм.

В табл. 4 приведены параметры прокатки.

Технологическую смазку подавали со

30 стороны входа полосы в количестве 400 л/мин под давлением 1 МПа, Со стороны выхода полосы в зону контакта с валками подавали сжатый воздух под давлением 0,3

МПа для очистки от смазки.

35 Загрязненность поверхности проката составила 170 мг/м (на 24 вЂ” 32 меньше, г чем у прототипа), а количество проката с дефектами поверхности вЂ” 0,61; (на 0,86вЂ”

1,0 меньше, чем у прототипа). Положи40 тельный эффект достигался, Пример 2 (опыт 21). Готовили технологическое масло для стана 700-Э. Свойства масел представлены в табл.1. Коэффициенты составили К 1,2; Кр 1. Рабочую темпера45 туру технологического масла задавали равной 40 С. Количество пальмового масла составило Сп 5 (2,5 мз). Количество Сх определяли по формуле (1) Сх 7,95 (3,98 мз).

2,5 м пальмового масла и 3,98 м хлопково50 го масла нагревали до 80 С и смешивали при этой же температуре до получения однородной смеси. Затем полученную смесь подавали в минеральное масло (индустриальное 20), количество которого составило

55 50 м . Затем смесь трех масел перемешиваз ли до получения однородной смеси.

На стане 700-Э в 4 прохода прокатывали кинескопную ленту шириной 565 мм и толщиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм.

Материал ленты -сталь 08 кп, валков вЂ” сталь

1765173

9Х. Шероховатость подката R> 0,9 вЂ” 1,2 мкм, валков вЂ” R 0,17 вЂ” 0,32 мкм. Размеры рабочих валков: диаметр вЂ” 40 мм, длина вЂ” 700 мм.

В табл.5 приведены параметры продук- 5 ции.

Технологическую смазку подавали со стороны входы полосы в количестве 420 л/мин под давлением 1,2 МПа. Со стороны выхода полосы в зону контакта с валками 10 подавали сжатый воздух под давлением

0,35 МПа для очистки от смазки.

Загрязненность поверхности проката составила 180 мг/м (на 20 вЂ” 28 меньше, чем у прототипа), а количество проката с 15 дефектами поверхности вЂ” 0,62% (на 0,85%вЂ”

0,99 меньше, чем у прототипа). Положительный эффект достигался.

Пример 3(опыт 1), Готовилитехнологическое масло для стана 700-Э. Свойства 20 масел представлены в табл.6., Количество пальмового масла составило Сп 2% (1 мз); темпеРатУРа пеРемешивания растительных масел 75 С, коэффициенты Кп 1; Кр 0,9; заданная темпе- 25 ратура ср 42 С. Количество хлопкового масла, определенное по формуле (1), составило

Сх 2,52% (1,26 м ). 1 м пальмового масла и

1,26 м хлопкового масла нагревали до 75 С и смешивали до получения однородной сме- 30 си. Затем полученную смесь смешивали с 50 м минерального масла (масло ИС-12) до получения однородной смеси.

На стане 700-Э в4 прохода прокатывали кинескопную ленту шириной 565 мм и тол- 35 щиной 0,15 мм из подката толщиной 0,5 мм.

Материал ленты вЂ” сталь 08 кп, валков вЂ” сталь

9Х. Шероховатость подката R> = 0,8 вЂ” 1,2 мкм, валков R = 0,19 вЂ” 0,30 мкм, Размеры рабочих валков: диаметр вЂ” 42 мм, длина 700 40 мм.

В табл.7 приведены параметры прокатки.

Подачу технологической смазки и ее удаление сжатым воздухом производили 45 аналогично примеру 1.

Загрязненность поверхности проката составила 168 мг/м, что на 25 вЂ” 33о мень2 ше по сравнению с прототипом. Количество проката с дефектами поверхности составило 0,54, что на 0,93 вЂ” 1,07 меньше, чем у прототипа. Положительный эффект также достигался.

Таким образом, проведенные испытания показали, что предлагаемый способ приготовления технологического масла для холодной прокатки обеспечивает достижение положительного эффекта. Предлагаемый способ позволит по сравнению с прототипом увеличить на 2,7% выход годного металла на стане 700-Э, что в натуральном выражении составит 110 т.

Формула изобретения

Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов путем смешения минерального масла с хлопковым маслом,отлича ющийсятем, что, с целью повышения качества прокатываемых изделий, хлопковое масло предварительно смешивают при температуре 50вЂ”

80 С с 0,1 вЂ” 5,0 об, пальмового масла, а количество хлопкового масла рассчитывают по формуле п з >х

Cx=04 и рСп (15 + вЂ” + +05> ) где Сх- количество хлопкового масла, об.%;

Kn =. 0,8 вЂ” 1,2 коэффициент, учитывающий производительность стана;

Кр = 0,7 вЂ” 1,0 заданный коэффициент расхода технологического масла;

Сп вЂ” количество пальмового масла, б о . у и вЂ” вязкость пальмового масла, мм2/с при 50 С; вЂ” вязкость минерального масла, мм /с при 50 С;

t3 вЂ” температура застывания пальмового масла, С; ср вЂ” заданная рабочая температура технологического масла, С;

lx вЂ” йодное число хлопкового масла> кг

KOH/ã на 1 г йода; (и вЂ” йодное число пальмового масла, мг

КОН/г на 1 г йода.

1765173

Табл ицаl

"Количество хлопкового масла в техHoJloI N÷åñêîì масле, об.Ф Св

Коз«!«фициенты

IIII пп

Кп

Кр

78 70

48,5

48,6

0,9

2,52

0,13

2,56

2,1

1>2

5>0

2,19

2 6

1,93

0,092

2,13

1,07 2,6

5,08

2,7

3,41

3,78

0,1

10,4

0,078

6 91

1,0

0,8

0,95

0>9

1,2

0 92

0 9

1,0

0,77

0,95

1,О

0,9

0)9

1,24

0,92

О,77

1,24

0,8

1,2

168

173

171

147

201

169

168

171

242

256

247

261

241

236

238

188

56, 62

О 9

0,92

0,95

0,7

0,8

0,92

1,0

0,9

0>9

0,95

0>68

0>9

0,8

0,92

1,1

0,95

1,1

0>7

1,0 ца2

1Р прохода

Относительное обжатие, 1Р опыта

Давление металла

Шероховатость

Натяжение > тс на валки, тс переднее заднее проката, мкм

1,8

2,1

1)7

1,8

2,1

1,7

1,8

2>0

1,8

2,0

1>7

1,6

1,8

2,0

1,7

1,6

1>8

2>0

1)7

1,6

2,1

2 7

2,4

2,0

1,9

2>2

1,7

1 9

2,1

1,8

2,1

1,8

1,6

4С

0,5

1,0

Количество пальмового масла в тех" нологическом масле, объемн В С„

1 2,0

2 0,1

3 2,0

4 2,0

5 1,3

6 5,0

7 2,1

8 2,5

9 2>1

10 0,09

11 21

12 1,7

l3 2,1

14 51

15 2,5

16 2,0

17 2,5

18 0,09

19 5,1

20 3,0

21 0,1

22 50

Температура перемешивания пальмового и хлопкового масел, С

32,4

35,1

35,7

30,5

34,6

37«2

38,1

32>8

30,9

35,0

36,2

33,4

37>0

37,9

35,4

38,1

39,0

33,2

30,4

31>1

33,2

2e,4

31,0

34,8

35,7

30,7

32,5

35,6

34,8

30,1

32,2

35,0

36,1

30,6

42,4

45,1

44,8

40,6

1,9

2,1

1,7

1>7

1,8

2,1

1,8

1 9

2,1

1 9

1,8

2 1

0,2

1,8

1,6

1 9

2,1

1,7

1,6

1,8

2,0

1,8

1 7

2,3

2,5

2,4

2,0

1,9

1,7

1,8

2,2

1,8

1,9

1,8

2,1

1,8

1,6

Загрязненность по" верхности проката> мг/м

Табли

Скорость прокатки, м/с

0,6

i >1

1,0

0>5

0,6

1,0

0 7

0>7

1,1

1,2

0,6

0,6 I 2

1,2

0,6

0,7

1 2

1,2

0,5

0 5

1,0

1,1

О ° 5

0,6

1,0

0>6

0,6

1>1

1,2

0,6

1,1

1>1

Удаляемость масла с поверхности проката обеэжиривающим раствором,Ф

0,50

0,39

0,35

-0,31

0,51

0,40

О, 33

0,30

0 5

0 39

0,35

0,3I

0>50

0,41

0>35 .

0,29

0>51

0,41

0,33

0,28

0,50

0,41

0,35

0,29

0,51

0,42

0,36

0,29

0,50

0>40

О 34

0>30

0,50

0,40

0,35

0>31

0,50

0,38

0,32

0,20

1765173!! прохода

Относительное обжатие, Давление металла на валки, тс

Р опыта

Натяжение, тс

Скорость прокатки, м/с

Шероховатость проката, мкм переднее заднее

0>50

32,4

1,9

2,1

2,0

1,8

2,5

3,1

2,8

2,6

1,9

2,2

1,9

1,8

2,4

2,6

2,4

2,1

1,8

2,1

1>8

1,6

1,8

2,1

1>9

1,8

0,40

О 33

35,2

0,26

0,49

0,36

0,30

0,21

0,48

0,41

0,34

0,29

0,49

0,35

0,29

0,18

0,50

0,36

0,27

0,18

0,50

0,36

0,30

0,19

0,48

0,37

0 31

0,21

0,47

0,38

0,31

0,20

0,49

1,9

2,2

1,7

1,8

2,0

1>7

1,6

2,6

3,0

2,8 .2,5

l,9

2,0

1,8

2,3

2,2

1,7

2,3

2,5

2,4

2>0

0,36

0 30

0>21

0,54

70,1

0,37

0,30

0,28

0,51

0,4

0,31

0,27

0,49

0,37

0>30

0,20

0,50

0,37

0,31

0,21

0,47

0,33

0,25

0,16

11 3

4 i

12 3

13 3

35,6

30,5

37,4

40,2

39,9

36,1

39>1

41,2

41,5

35,4

35,6

37,1

37>9

33.7

36,3 -

39,9

40,0

36,8

42,0

44,1

43,3

40,3

39>0

40,3 ..

41,9

35,6

43,5

46,1

45,0

43,7

35,5

37,0

38,0

32,9

30,5

32 7

36;4

31>!

27,7

30,4

31>9

28,4

36,2

39>0

39,7

36,5

43,4

46,2

45,0

41,6

42,5

45,4

46,1

39,8

1,9

2,2

1,9

1,8

2,7

2>9

2,9

2,6

1,8

>О

1,9

1,8

2,3

2,6

2,3

2,1

1,8

2,0

l,8

1>7

1>8

2,2

1,7

1,8

1,9

2,1

1,7

1,8

2,0 ! >7

1,6

1>9

2,2

1,8

1,Ý

1,8

2,2

1,7

1,6

1,9

2,1

1,8 ! 9

1,8

2>2

1,8

1,6

2,8

3,2

2,8

2,6

1,9

2,2

2,0

1,8

1,9

2,4

2,2

1,7

2,3

2,7

2,4

2,1

1!родолжение табл.2

0 5

0,5

1>0

1,1

0,5

0,6

1,0

0 5

0,5

1,0

0>5

1,0

1,!

0 5

0>6

1,0

0,6

1,1

l 1

0,5

0 5

1,1

0,5

0 5

1il

1,0

0,6

1,1

0,5

0>5

1,0

0,7

1,2

1 3

0,6

1,1 ! >!

0,5

0,6

1,0

1,1

0,6

1,1

1>2

1765173

Таблиц а 3

Т аблица 4

Т аблица 5

Таблица 6

Таблица7

Способ получения технологического масла для холодной прокатки металлов

Патент 1765173