Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали
Рассматривается набор показателей качества смазочно–обхаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали, которые рекомендуются использовать при разработке, изготовлении и эксплуатации технологических продуктов....
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2006
|
| Назва видання: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/21612 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали / О.С. Касьян, С.Д. Адамский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2006. — Вип. 12. — С. 221-229. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-21612 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-216122011-06-17T12:04:09Z Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали Касьян, О.С. Адамский, С.Д. Прокатное производство Рассматривается набор показателей качества смазочно–обхаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали, которые рекомендуются использовать при разработке, изготовлении и эксплуатации технологических продуктов. 2006 Article Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали / О.С. Касьян, С.Д. Адамский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2006. — Вип. 12. — С. 221-229. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/21612 621.771.23.016 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Прокатное производство Прокатное производство |
| spellingShingle |
Прокатное производство Прокатное производство Касьян, О.С. Адамский, С.Д. Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description |
Рассматривается набор показателей качества смазочно–обхаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали, которые рекомендуются использовать при разработке, изготовлении и эксплуатации технологических
продуктов. |
| format |
Article |
| author |
Касьян, О.С. Адамский, С.Д. |
| author_facet |
Касьян, О.С. Адамский, С.Д. |
| author_sort |
Касьян, О.С. |
| title |
Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали |
| title_short |
Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали |
| title_full |
Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали |
| title_fullStr |
Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали |
| title_full_unstemmed |
Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали |
| title_sort |
контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали |
| publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Прокатное производство |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/21612 |
| citation_txt |
Контроль качества смазочно-охлаждающих технологических средств для холодной прокатки листовой стали / О.С. Касьян, С.Д. Адамский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2006. — Вип. 12. — С. 221-229. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| series |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| work_keys_str_mv |
AT kasʹânos kontrolʹkačestvasmazočnoohlaždaûŝihtehnologičeskihsredstvdlâholodnojprokatkilistovojstali AT adamskijsd kontrolʹkačestvasmazočnoohlaždaûŝihtehnologičeskihsredstvdlâholodnojprokatkilistovojstali |
| first_indexed |
2025-07-02T22:37:09Z |
| last_indexed |
2025-07-02T22:37:09Z |
| _version_ |
1836576492179423232 |
| fulltext |
221
УДК 621.771.23.016
О.С. Касьян, С.Д. Адамский
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНО–ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИ-
ЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ
Рассматривается набор показателей качества смазочно–обхаждающих техно-
логических средств для холодной прокатки листовой стали, которые рекоменду-
ются использовать при разработке, изготовлении и эксплуатации технологических
продуктов.
Постановка проблемы
Разработка высокоэффективных смазочно–охлаждающих технологи-
ческих средств (СОТС), выбор из существующего ассортимента продукта,
соответствующего уровня по смазочным, моющим и другим характери-
стикам, максимальное использование возможностей СОТС в процессе
эксплуатации требует постоянного контроля их качества. Общепринятый
комплекс показателей лабораторного контроля качества СОТС, учиты-
вающий особенности формирования и действия смазочной пленки при
прокатке стали, отсутствует, хотя в последние годы появились публика-
ции, уделяющие внимание методам анализа СОТС и оптимальным значе-
ниям отдельных показателей их качества [1–8].
Изложение основных материалов исследования.
Значительный объем работ по контролю показателей качества СОТС
и эмульсий этих СОТС был выполнен сотрудниками ИЧМ НАНУ в пери-
од проведения работ по внедрению их на многих предприятиях, произво-
дящих холоднокатаную листовую сталь, что позволяет сформулировать
необходимый и достаточный перечень лабораторных методов контроля
качества СОТС для холодной прокатки листовой стали. Методики выпол-
нения анализов описаны в специальных руководствах [9–14] и в данной
работе не рассматриваются.
В табл.1 представлены показатели, рекомендуемые для оценки физи-
ко–химических и смазочных свойств СОТС на стадии их разработки, из-
готовления и поставки заводу–потребителю, в табл. 2 – для контроля ка-
чества рабочих эмульсий в процессе эксплуатации. Представленные в
табл..1 методы анализа позволяют достаточно полно охарактеризовать
физико–химические свойства СОТС и составить представление об ожи-
даемой смазочной эффективности продукта, в частности в условиях гид-
родинамического режима трения (по содержанию сложных эфиров и сво-
бодных жирных кислот, реологическим характеристикам жидкости, дис-
персности эмульсии, ее адгезионно–когезионнным свойствам и т.п.). Ма-
шины трения (ЧШМ, ФАЛЕКС, МАСТ–1 и т.п.) дают возможность лабо-
раторной оценки смазочных свойств продуктов в граничном режиме тре-
ния при действии высоких давлений и температур, характерных для зоны
222
Таблица 1. Показатели контроля качества СОТС для холодной прокатки листовой стали при разработке, изготовлении
и поставке продукта.
Наименование показателя Свойство СОТС, характеризуемое данным показателем Рекомендуемые преде-
лы значения
1. Физико–химические свойства
1.1. Концентрат СОТС (в состоянии поставки)
1 Внешний вид при
25±50С
Агрегатное состояние, однородность и цвет. Однородная жидкость.
2 Вязкость кинематическая
при температуре, 0С: 40
50
Индекс вязкости (ИВ)
Свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одно-
го слоя относительно другого под действием внешних сил. Обыч-
но увеличение вязкости (до определенного предела) сопровожда-
ется повьшением смазочной эффективности продукта. Индекс
вязкости характеризует интенсивность падения ее при увеличении
температуры. Лучшими смазочными свойствами, при прочих рав-
ных условиях, обладают СОТС, имеющие повышенные значения
индекса вязкости, однако вязкостно–температурной характеристи-
ки недостаточно для оценки эффективности СОТС. В условиях
гидродинамического режима трения, требуется знание реологиче-
ских свойств водомасляных эмульсий и самих эмульсолов.
400С – 20–65 мм2/с
500С – 10–60 мм2/с
ИВ 100–140
3 Кислотное число и со-
держание свободных
жирных кислот
Кислотное число характеризует суммарное содержанию свобод-
ных жирных кислот и их солей (мыл) о аминами. Наличие мыл в
составе СОТС улучшает её смачивающие, эмульгирующие, анти-
коррозионные и, частично, смазочные свойства, но ухудшают
условия образования хемосорбционной пленки свободными кар-
боловыми кислотами. Показатель «содержание свободных жир-
ных кислот» характеризует наличие карболовых кислот, не свя-
занных в виде солей или других соединений. Карболовые кислоты
образуют на поверхности металла прочно удерживаемую хемо-
сорбционную пленку, улучшающую смазочные свойства СОТС,
однако увеличение их концентрации выше оптимального может
Кислотное число реко-
мендуют 5–20 мг
КОН/г; содержание
свободных жирных
кислот 2–10 % масс.
223
вызвать повышенное загрязнение полосы при отжиге.
4 Число омыления Содержание сложных эмиров, свободных кислот и их аминных
солей. Разность значений показателей «число опыления» и «ки-
слотное число» характеризует содержание сложных эфиров, в
значительной степени ответственных за адгезионно–когезионные
и реологические свойства СОТС, что проявляется при ужесточе-
нии режимов прокатки: чем выше скорость прокатки и удельные
давления, тем больше число омыления применяемых СОТС. Но
увеличение его значения более 100 мг КОН/г может сопровож-
даться повышенным загрязнением полосы после отжига.
30–90 мг КОН/г (воз-
растает с ужесточением
режимов прокатки)
5 Иодное число Содержание ненасыщенных соединений, чаще всего жирных ки-
слот и их эфиров; ненасыщенные жирные кислоты имеют более
широкий температурный диапазон жидком фазы, а также легче
подвергаются окислению с образованием в зоне деформации низ-
ших дикарбоновых кислот, чем их насыщенные аналоги; роль
ненасыщенных соединений при прокатке до конца не выяснена,
рекомендуют соотношение сложных эмиров насыщенных и нена-
сыщенных кислот в составе СОТС поддерживать в пределах, ха-
рактерных для пальмового масла.
40–70 мг J2/100 г
6 Содержание серы, фос-
фора, хлора
Наличие в составе СОТС сернистых соединений нефтяных масел
и присадок высокого давления (S, Cl, P – содержащих органиче-
ских соединений). Наиболее широкое применение в составах
СОТС для прокатки стали нашли эфиры и соли фосфорных ки-
слот, т.к. образуемые ими на поверхности металла пленки отли-
чаются высокой энергией связи с металлом, хорошими противоиз-
носными и антикоррозионными свойствами.
В пределах 2,0–5,0 %
7 Загрязненные полосы
при отжиге (коксуе-
мость)
Склонность СОТС к образованию на поверхности полосы при
отжиге загрязнений типа «сажа», «темные пятна» и т.п.; определя-
ется методом отжига пакета пластин, смоченных СОТС; кос-
венным показателем служит коксуемость продукта.
Отсутствие загрязне-
ний на полосе отжига;
коксуемость не более
0,2 % масс.
224
8 Температура вспышки Холодная прокатка углеродистых сталей ведется с применением
СОТС в виде водомасляных эмульсий, что в сочетании с примене-
нием средневязких масел обеспечивает хорошую пожарооспас-
ностъ производства.
Обычно выше 1500С
9 Температура застывания Температура потери подвижности (текучести) при атмосферном
давлении.
Должна оставаться
жидкой до минус 150С
10 Стабильность при хране-
нии
Стабильность СОТС во времени в условиях колебания температур
(40±минус 150С)
Отсутствие выделения
осадка и расслаивания
жидкой фазы
11 Диспергируе–мость в
воде
Легкость образования эмульсий при смешении с водой.
Должна легко эмульги-
ровать в воде при сла-
бом перемешивании
1.2. Водные эмульсии рабочих концентраций
12 Стабильность (или дис-
персность) эмульсии
Скорость флокуляции и коалесценции капель дисперсной фазы;
для эмульсий м/в обычно с увеличением диаметра масляных ка-
пель смазочная эффективность их возрастает; стабильность эмуль-
сии характеризует также возможность применения ёе в циркуля-
ционной системе и традиционных способов очистки от загрязне-
ний.
Стабильная (размер
капель дисперсной
фазы 1 мкм) – для
эмульсий циркуля–
ционных систем; мета-
стабильная (5–50 мкм)
или нестабильная (бо-
лее 50 мм) – для кон-
центрирован–ных
эмульсий однора–зово-
го использования.
13 Значение рН Концентрация водородных ионов; низкие значения рН (менее 5–6)
могут быть причиной уменьшения стабильности эмульсии, ухуд-
шения её антикоррозионных и антимикробных свойств, хотя сма-
зочная эффективность может возрастать.
5,5–5,8
14 Антикоррозионные Способность СОТС предохранять оборудование и готовую про-
дукцию от атмосферной коррозии.
Отсутствие коррозии
оборудования и гото-
225
вой продукции в пери-
од межоперацион–ного
хранения.
15 Поверхностное натяже-
ние
Смачиваемостъ поверхности прокатываемой полосы и валков при
нанесении эмульсии; а, следовательно, скорость образования сма-
зочной плешки и её непрерывность.
30–50 н/м
16 Моющие средства Способность эмульсии смывать с прокатываемой полосы масля-
ную пленку (образующуюся, например, при промасливании поло-
сы или адсорбции «масел утечки»), диспергировать частицы изно-
са полосы и валков и т.п.; обычно улучшение моющих свойств
эмульсии ведет к падению ее смазочной эффективности вследст-
вие повышения стабильности эмульсии.
Устанавливаются экс-
периментально в соот-
ветствии с требуемыми
смазочными свойства-
ми, чистотой полосы и
применяемой системой
подачи смазочно–
охлаждающих и мою-
щих жидкостей.
17 Ценообразующая
способность и ста-
бильность пены
Обильное ценообразование и высокая устойчивость пе-
ны ухудшает теплопроводность эмульсии.
Минимальные зна-
чения показателей
выбираются в зави-
симости от циркуля-
ционной системы
прокатного стана.
2. Смазочные свойства
18 Антифрикционные свой-
ства (коэффициент тре-
ния, удельная сила тре-
ния, коэффициент сма-
зочной эффективности
при прокатке на лабо-
раторном прокатном
Характеристики учитывающие основные показатели процесса
прокатки (усилие прокатки, крутящий момент, величину обжатия,
а также работу трения и деформации); позволяют провести оценку
эффективности СОТС на лабораторном стане при максимальном
приближении параметров прокатки к заводским условиям.
Коэффициент трения
0,01–0,08.
226
стане.
19 Противозадирные свой-
ства (на машинах трения
ЧШМ, Фалес, Амолера и
др.).
Несущую способность смазочных пленок, определяющих пределы
работоспособности СОТС в условиях граничного трения. Очень
важные при высоких скоростях и нагрузках при прокатке.
Имеется тенденция к
получению максималь-
но высоких значений
давлений при неболь-
шом износе и задире.
20 Температурная проч-
ность граничных пленок
(машина трения МАСТ–
1, маятниковый прибор и
др..).
Температурные пределы работоспособности смазочных пленок,
определяемых по зависимости коэффициента трения от темпера-
туры. Эффективные СОТС обладают высокой критической темпе-
ратурой при низких значениях коэффициента трения.
Обычно ведут испыта-
ния до температуры
200–4000С при этом
коэффициент трения не
должен резко возрас-
тать.
Таблица 2.Показатели контроля качества циркулирующей эмульсии в период её эксплуатации при холодной прокатке
листовой стали
Наименование показа-
теля
Свойство СОТС, характеризуемое данным показателем Рекомендуемые преде-
лы значения
1 Концентрация
эмульсии и со-
держание актив-
ного масла
Содержание дисперсной фазы в эмульсии выбирается в зависимости от ее
назначения; концентрация циркулирующей эмульсии изменяется вследст-
вие адсорбции компонентов СОТС на полосе и пылевидных частичках
железа, вследствие попадания в эмульсию «масел утечки» и т.п.: «масла
утечки” снижают смазочную способность эмульсии (в силу разбавления
активного масла), ухудшают качество поверхности полосы, в связи о чем,
кроме общей концентрации масляной фазы в эмульсии постоянно контро-
лируют также количество «активного масла» – исходной СОТС (по значе-
ниям показателей «число омыления», «содержание свободных жирных
кислот» и т.п.) в масле, выделенном из эмульсии при её разложении.
2–8 % масс. для ста-
бильных эмульсий цир-
куляционной системы;
20–40 % масс. для мета-
стабильных эмульсий;
содержание активного
масла – не менее 70 %
масс.
2 Содержание же-
леза:
а) общее;
Интенсивность износа металлических поверхностей при прокатке с обра-
зованием мелких частичек металла (Fe – пыль) и химических соединений
железа – водорастворимых солей и нерастворимых мыл, обычно ассмили-
Общее железо – не бо-
лее 100–200 мг/л.
Fe – пыль в масляной
227
б) Fe – пыли в
масляной фазе;
в) Fe – мыл в
масляной фазе.
руемых масляной фазой в коллоидном состоянии; увеличение концентра-
ции указанных соединений ухудшает энергосиловые параметры прокатки
и качество полосы; количество Fe – пили зависит также от эффективности
работы системы очистки эмулъсии.
фазе – не более
1 % масс.
Fe – мыла в масляной
фазе – не более 1,5 %
масс.
3 Зольность Наличие неорганических и металлорганических соединений обусловлено
содержанием железа и его производных, а также солями жесткости; так
как для приготовления эмульсии обычно используют воду с незначитель-
ной жесткостью, часто по показателю «зольность» судят об общем содер-
жании железа, т.к., что методика определения железа сложнее.
Максимум
2000 мг/л
4 Содержание
анионов травиль-
ного раствора
Концентрацию Cl– или SO4
– – , попадающих в основном из линии НТА и
резко ухудшающих антикоррозионные свойства эмульсии.
Концентрация Cl– не
более 30 мг/л; концен-
трация SO4
– – – не более
50 мг/л.
5 Содержание Са++
и Mg++
Жесткость воды, применяемой для приготовления и корректировки кон-
центрации эмульсии: увеличение концентрации ионов Са++ и Mg++ сопро-
вождается ухудшением стабильности, моющей и смазочной эффективно-
сти эмульсии.
Жесткость воды для
приготовления эмуль-
сии не более 4,6 мг–
экв/л.
6 Значение рН рН циркулирующей эмульсии в первые дни работы обычно несколько
снижается, затем стабилизируется.
6,5–8,5
7 Стабильность
эмульсии
Стабильность эмульсии в процессе эксплуатации изменяется вследствие
адсорбции эмульгаторов на поверхности металлов, накопления в эмульсии
продуктов гидролиза и окисления компонентов СОТС, солей жесткости,
развития процессов микробного поражения эмульсии и т.п.
Стабильность эмульсии в
процессе эксплуатации
регулируют добавками
эмульгаторов (мыл, неио-
ногенных ПАВ, аминов)
или жирных кислот.
8 Удельная элек-
тропровод–ность
Общее содержание растворенных солей и низкомолекулярных карбоно-
вых кислот. Накопление указанных продуктов резко снижает антикорро-
зионные свойства эмульсии.
Не более 500 мк сим.
см–1
деформации металла при прокатке. Методы контроля качества СОТС в
процессе ее эксплуатации (табл.2) позволяют своевременно определить
причину ухудшения отдельных свойств эмульсии, произвести соответст-
вующую корректировку ее состава и увеличить срок службы. В предла-
гаемый перечень методов контроля нами включены некоторые показате-
ли, для которых нет стандартизированных методов анализа или недоста-
точно количественных данных для установления их оптимальных значе-
ний, однако указанные показатели демонстрируют важнейшие свойства
СОТС и заслуживает, по нашему мнению, широкой апробации, стандар-
тизации методик и определения оптимума их значений.
Выводы.
Таким образом, предлагаемый перечень показателей качества СОТС
может послужить основой для разработки комплекса показателей контро-
ля качества СОТС для холодной прокатки листовой стали. Однако для
полной и всесторонней оценки СОТС и их компонентов необходима, на
наш взгляд, разработка лабораторных методов оценки смазочной эффек-
тивности продукта в широком интервале изменения соотношения гранич-
ный/гидродинамический режимы трения, что будет способствовать на-
дежному определению эксплуатационных возможностей СОТС в услови-
ях интенсификации процесса прокатки.
1. Эмульсии и смазки при холодной прокатке. Белосевич В.К., Не тесов Н.П.,
Мелешко В.И., Адамский С.Д. М.: Металлургия, 1986. – 416 с.
2. Svedung D.H. Аналитический контроль эмульсий для холодной прокатки –
Scand J. Met., 1980, 9, 4. р. 183–187, 189–195.
3. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазка при обработке метал-
лов давлением. Справочник. – М.: Металлургия, 1982. – 310 с.
4. В.Робертс. Холодная прокатка стали. Пер с англ.. – М.: Металлургия, 1982. –
542 с.
5. Basset R.J., Horkins C.D. The effect of lubricant behaviour on product quality and
cold rolling mill performance. – Mech. Work and Steel Proc. Vol. 15, Proc. 19th
Conf. Pittsburg, Pa, 1977. – New Work. 1977. p. 121–147.
6. Chaturvedi R.C. Gerading of Cold Rolling Lubricants – 3rd Intern. Colloquium, Jan.
1982. Lubrication in Metal Working, v. 1. – Technische Akademie Esslingen.
7. Young J.W. Evaluation of sheet steel cold rolling lubricant – Iron and Steel Eng.,
1980, v. 57, № 8, p. 53–57.
8. Petrik K.J., Vach V. Technologicka maziva pro valcovani za studene a jrjich hog-
nocem. – Hutnicke Actuality, 1981. v. 21, № 11, s. 1–51.
9. Методы анализа органических соединений нефти, их смесей и производных.
Сборн.2, 1969. – М.: Наука. – 210 с.
10. Эмульсолы и пасты. Методы испытаний. ГОСТ 6243–75.
11. 1977 Annual Book of ASTM Standards Petroleum Products and lubricants. Pt 23,
24, 25.
12. IP Standards of Petroleum and its Products. 34th Pt. 1, 2. London, Applied Science
Publishers, 1975.
229
13. DIN Taschenbuch 20 ”Mineralor and Brenstoff – normen Schmierstoffe,
Isolierole Paraffin”, – Berlin, Bluth – Verticb GmbH, 1973/
14. Federal Test Methool Standards №7918 lubricants, Liquid Fuels and Pelaten Prod-
ucts, Methods of Testing, 1969.
Статья рекомендована к печати к.т.н. И.Ю.Приходько
|