Смазочно-охлаждающая жидкость для холодной прокатки металлов

Смазочно-охлаждающая жидкость для холодной прокатки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ca:.0è C088fCKHX

Социалистических

Реслуолии

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.05.79 (21) 2771755/23-04 с присоединением заявки № (51) M. Кл."

С 10М 1t06 (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень ¹ 41 (45) Дата опубликования описания 07.11,80 (53) УДК 621.892:621,7.016.3(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

О. C. Касьян, В. Л. Мазур, В. И. Мелешко, Д. Д, Хижияк, H. П. Нетесов, А. И. Добронравов и И. В. Есипов

Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ

ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ

В УдаРст еииый ксмитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технологическим смазкам, применяемым в прокатном производстве при холодной прокатке стальной полосы для предотвращения сваривания металла в процессе отжига.

Производство холоднокатаного конструкционного листа рулонным способом связано с дополнительны ли трудностями по предохранению от межвиткового сваривания металла в процессе отжига рулонов. Сваривание контактирующих поверхностей листов или полос является одной из основных причин, приводящей к отбраковке конструкционного листа и перевода его в более низкие группы отделки поверхности.

Степень слипания и свариванпя витков полосы или листов в пачке обуславливается рядом параметров технологического процесса: температурой отжига, скоростью нагрева, атмосферой в печи, типом эмульсии и степенью деформации прп холодной прокатке, межвитковымп давлениями в рулоне, микрогеометрией поверхности.

Известен состав, применяемый для предупреждения свариванпя металла при отжиге, который при нанесении па поверхность листов образует изолирующую пленку, полученную при ьзанмодсйствпп окиси бора с окисью магния f1).

При температуре отжига 1200 С образуется покрытие, которое предохраняет от сварпванпя листы в стопе пли витки в рулоне.

Недостаток известного состава состоит в том, что смазочно-охлаждающая жидкость обладает недостаточной стабильностью защитных свойств.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому резуль1р тату является состав смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий воду, эмульсол на основе минерального масла и золь окиси кремния, стабилизированный солями алюминия (2).

Недостаток известной смазочно-охлаждающей жидкости состоит в том, что золь окиси кремния стабилизируется солями алюминия. При использовании эмульсий, содержащих анионоактивный эмульгатор, ионы алюминия будут взаимодействовать с эмульгатором (соль жирной кислоты или сульфонат) с образованием соли, которая разрушает эмульсию «масло в воде», т. е.

25 одповремешю с нарушением стабильности золя кремниевой кислоты произойдет частичное разрушение эмульсии и, как следствие, понижение стабильности защитных свойств от сварпванпя. Следовательно, для

30 данного случая применимы только эмуль777052 сии, содержащие неионогенный или катионоактивный эмульгатор.

Целью изобретения является повышение стабильности и защитных свойств смазочноохлаждающей жидкости от сваривания металлоизделий в процессе отжига.

Для достижения указанной цели в состав смазочно-охлаждающей жидкости, содержащей воду, эмульсол на основе минерального масла и золь окиси кремния, дополнительно вводят полиакриламид, а компоненты берут в следующем соотношении, вес. /о.

Золь окиси кремния 0,1 — 0,25

Эмульсол на основе минерального масла 1,89 — 9,82

Полиакриламид 0,01 — 0,05

Вода Остальное

В цехах холодной прокатки в качестве смазочно-охлаждающей жидкости при прокатке стали применяются 2,0 — 10,0 /о -ные водные эмульсии эмульсолов на основе минерального масла, в состав которых входят мыла жирных кислот, неионогенные эмульгаторы, ингибиторы ржавления, т. е. эмульсии типа «масло в воде». Например, в качестве основы смазочно-охлаждающей жидкости могут быть применены эмульсолы

Т (ТУ-6-14-254 — 68), ОМ (ТУ 38 УССР

2-01-270 — 77) или ЭТ-2у (ВТУ 38 УССР

2-01-1-2 — 76), в состав которых входят минеральное масло, триэтаноламиновые мыла синтетических жирных кислот, олеиновой кислоты или кислот таллового масла.

Полиакриламид — это полимер акриламида. В предлагаемой смазочно-охлаждающей жидкости может быть использован, например, полиакриламид веса 5 10 (Т 6-01-1049 — 69) с содержанием 6,0 — 8,0 /о основного вещества в воде. Его вводят для стабилизации золя кремниевой кислоты (кремнезоля) в смазочно-охлаждающих жидкостях.

Золь окиси кремния (кремнезоль) золь, который получается из растворов силиката натрия при пропускании их через катионит. Все расчеты концентрации золя окиси кремния ведут в перерасчете на SiO .

Использование золя окиси кремния заключается в следующем. Высокодисперсная окись кремния, входящая в состав смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой на полосу при прокатке, равномерно распределяется по поверхности прокатываемого металла. При температурах более 680 С (процесс горячей прокатки или отжига) окись кремния реагирует с окислами железа, алюминия или марганца, находящихся на поверхности стали, с образованием пленки покрытия, которая и предохраняет листы или витки рулона от сваривания.

Предлагаемую смазочно-охлаждающую жидкость готовят следующим образом. В емкость с мешалкой загружают 300 кг теплой воды (температура воды 30 — 50 С) и лри перемешивании добавляют 1,0 — 2,5 кг

65 окиси кремния (расчет ведут исходя из

10 — 20 /о кремнезоля). Затем вводят 0,1 (0,5) полиакриламида (1 — 2О/О в воде) и после перемешивания в течение 30 — 40 минут вводят 18,9 (97,2) кг эмульсола на основе минерального масла. После перемешивания в течение часа смазочно-охлаждающую жидкость разбавляют водой до 1 т.

В процессе прокатки смазочно-охлаждающую жидкость подают на валки и прокатываемую полосу. Покрывая поверхность прокатываемого металла, смазочно-охлаждающая жидкость в виде тонкой пленки остается и на поверхности полос, сматываемых в рулоны. В результате витки полосы в рулоне получаются отделенными друг от друга смазочной прослойкой. При отжиге разделительная пленка, образуемая в результате реакции окиси кремния с окислами железа, марганца, алюминия, предохраняет смежные витки от сваривания.

Испытания на эффективность предлагаемого смазочно-охлаждающей жидкости проводят следующим образом.

Листовые образцы из малоуглеродистой стали 08Ю и 08кп размером 30 200 мм, толщиной 1,0 — 1,1 мм в количестве 10 штук на каждый опыт обезжиривают и прокатывают на лабораторном стане дуо и кварто

200 с обжатием 5 — 10О/о. Скорость прокатки равняется 4 м/сек. Поверхность рабочих валков шлифуют до 9 класса чистоты по

ГОСТ 2789 — 73.

Во время прокатки валки и образцы смачивают 5,0О/о-ными эмульсиями (см. таблицу). В качестве базовых взяты 5,0 /о-ные водные эмульсии эмульсолов ОМ (ТУ 28

УССР 2-01-270 — 77) и Т (ТУ 6-14-254 — 68).

Смазочно-охлаждающие жидкости используют во всех опытах непосредственно после приготовления и перемешивания, а в опытах 5, 7 — 9, ll, 13 — 19 для выяснения влияния выделения окиси кремния на стабильность защитных свойств от сваривания смазочно-охлаждающие жидкости используют и после выдерживания в течение часа и отделения верхнего слоя минерального масла, содержащего окись кремния в случае выделения последнего. После прокатки каждой партии образцов, валки тщательно обезжиривают и шлифуют.

После прокатки образцы режут, размеры их 30)(50 мм. Затем пакеты образцов нагружают усилием до 5 кгс/см и в сжатом состоянии отжигают в защитной атмосфере при температуре 680 С.

О степени слипания и сваривания контактирующих листовых образцов судят по величине усилия их разделения отрыва от поверхности контакта. При этом усилие отрыва прикладывают в направлении плоскости образцов. Испытания проводят на стандартной машине.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице.

777052

Зависимость степени сваривания контактирующих листов при отжоге от концентрации добавок, вводимых в смазочно-охлаждающую жидкость при прокатке

Усилие разрыва образцов после отжига, кгс/см

Концентрация добавки, вес, о

Стабильность №

Эмульсия эмульсола

Примечание эмульсия эмульсии при после отстоя внедрении 1 час в течение часа свежеприготовленная эмульсия опытов

ОК паа

ОМ

Стабильна

Стабильна

ОМ

3,9

1,9

2,0

1,0

ОМ

Выделение QK

28,6

Выделение ОК

Стабильна

5,8

4,6

1,9

1,9

2,0

17,8

Стабильна и

Т

ОМ

Выделение ОК по заявке ФРГ

¹ 2625105 от

04.06.76.

18,3

1,2

1,0

19 где: ОМ вЂ” эмульсол ОМ; T — эмульсол Т; OK — окись кремния; паа — полиакриламид.

Проведенными экспериментами установлено (см. таблицу), что оптимальная концентрация окиси кремния составляет 0,1—

0,25%. Дальнейшее увеличение концентрации ее не приводит к повышению защитных 5 свойств против сваривания контактирующих поверхностей листов или полос.

Оптимальный диапазон концентраций полиакриламида составляет 0,01 — 0,05%. При содержании полиакриламида менее указан- 10 ного нижнего предела 0,01 происходит выделение окиси кремния из эмульсии, что приведет к ухудшению защитных свойств.

Содержание полиакриламида более указанного верхнего предела 0,05% не приводит к 15 улучшению стабилизации защитных свойств смазочно-охлаждающей жидкости по сравнению с содержанием ею 0,05%. Учитывая же дефицитность полиакриламида, необходимо стремиться к использованию его в ми- 20 нимально возможных количествах.

Таким образом, предлагаемая смазочноохлаждающая жидкость позволит исключить сваривание витков в рулоне. В результате существенно улучшается качество по- 25 всрхности готовой листовой продукции, по1

3

5

7

9

11

12

13

14

16

17

0,05

0,07

О,1

0,15

0,20

0,20

0,25

0,30

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

1,0

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,0

0,005

0,01

0,03

0,05

0,1

0,05

29,0

30,0

18,6

12,2

3,9

2,8

2,0

1,9

1,9

1,9

4,1

2,4

2,2

2,1

2,0

2,0

2,0

1,2 скольку будут устранены такие дефекты поверхности, как «слипание», «сваривание» и

«излом».

Формула изобретения

Смазочно-охлаждающая жидкость для холодной прокатки металлов, содержащая воду, эмульсол на основе минерального масла и золь окиси кремния, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности и защитных свойств жидкости от сваривания металлоизделий в процессе отжига, жидкость дополнительно содержит полиакриламид, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Золь окиси кремния 0,1 — 0,25

Эмульсол на основе минерального масла 1,89 — 9,82

Полиакриламид 0,01 — 0,05

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2448778, кл. С 21D 1/78, опубл. 1975.

2. Патент ФРГ № 2625105, кл. С 10М

1/10, опубл. 1976 (прототип).