Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали

Целью работы является исследование технологических свойств смазок, полученных на основе возобновляемого в условиях Украины растительного сырья, использование которых может значительно уменьшить импорт сырья для производства технологических смазок и СОЖ. Исследовано влияние способов обработки рапсово...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Касьян, О.С., Брескина, А.И., Адамский, С.Д.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2009
Назва видання:	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Теми:	Прокатное производство
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63048
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:	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали / О.С. Касьян, А.И. Брескина, С.Д. Адамский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 206-217. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-63048
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-630482014-05-30T03:02:33Z Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали Касьян, О.С. Брескина, А.И. Адамский, С.Д. Прокатное производство Целью работы является исследование технологических свойств смазок, полученных на основе возобновляемого в условиях Украины растительного сырья, использование которых может значительно уменьшить импорт сырья для производства технологических смазок и СОЖ. Исследовано влияние способов обработки рапсового масла на термостойкость и смазочную эффективность технологических смазочно-охлаждающих средств (ТСС) на их основе. Определен оптимальный жирнокислотный состав сырого рапсового масла для получения эффективной основы ТСС. Метою роботи є дослідження технологічних властивостей мастил, одержаних на основі відновлюваної в умовах України рослинної сировини, використання яких може значно зменшити імпорт сировини для виробництва технологічних мастил і змащувально-охолоджуючих засобів. Досліджено вплив способів обробки рапсового масла на термостійкість і змащувальну ефективність технологічних змащувально-охолоджуючих засобів на їх основі. Визначено оптимальний жирокислотний склад сирого рапсового масла для отримання ефективної основи змащувально-охолоджуючих засобів. The work purpose is research of technological properties of lubricants received on the basis of vegetative raw materials renewed in the conditions of Ukrainian raw materials and which application can reduce considerably the raw materials import for manufacture of technological lubricants and lubricoolants. Ways influence of rape oil processing on thermal stability and lubricant efficiency of technological lubricating-cooling means on their basis is investigated. The optimum fatty-acid structure crude of rape oil for reception of effective basis is defined. 2009 Article Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали / О.С. Касьян, А.И. Брескина, С.Д. Адамский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 206-217. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63048 621.771.23.016.3:621.89:665.334.94 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. Брескина, А.И. Адамский, С.Д. Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Целью работы является исследование технологических свойств смазок, полученных на основе возобновляемого в условиях Украины растительного сырья, использование которых может значительно уменьшить импорт сырья для производства технологических смазок и СОЖ. Исследовано влияние способов обработки рапсового масла на термостойкость и смазочную эффективность технологических смазочно-охлаждающих средств (ТСС) на их основе. Определен оптимальный жирнокислотный состав сырого рапсового масла для получения эффективной основы ТСС.
format	Article
author	Касьян, О.С. Брескина, А.И. Адамский, С.Д.
author_facet	Касьян, О.С. Брескина, А.И. Адамский, С.Д.
author_sort	Касьян, О.С.
title	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали
title_short	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали
title_full	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали
title_fullStr	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали
title_full_unstemmed	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали
title_sort	исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Прокатное производство
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63048
citation_txt	Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали / О.С. Касьян, А.И. Брескина, С.Д. Адамский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 206-217. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
work_keys_str_mv	AT kasʹânos issledovanierapsovogomaslavkačestveosnovytehnologičeskihsmazočnoohlaždaûŝihsredstvdlâholodnojprokatkilistovojstali AT breskinaai issledovanierapsovogomaslavkačestveosnovytehnologičeskihsmazočnoohlaždaûŝihsredstvdlâholodnojprokatkilistovojstali AT adamskijsd issledovanierapsovogomaslavkačestveosnovytehnologičeskihsmazočnoohlaždaûŝihsredstvdlâholodnojprokatkilistovojstali
first_indexed	2025-07-05T13:58:05Z
last_indexed	2025-07-05T13:58:05Z
_version_	1836815625174908928
fulltext	206 УДК 621.771.23.016.3:621.89:665.334.94 О.С.Касьян, А.И.Брескина, С.Д.Адамский ИССЛЕДОВАНИЕ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНО–ОХЛАЖДАЮЩИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ Целью работы является исследование технологических свойств смазок, полу- ченных на основе возобновляемого в условиях Украины растительного сырья, использование которых может значительно уменьшить импорт сырья для произ- водства технологических смазок и СОЖ. Исследовано влияние способов обработ- ки рапсового масла на термостойкость и смазочную эффективность технологиче- ских смазочно-охлаждающих средств (ТСС) на их основе. Определен оптималь- ный жирнокислотный состав сырого рапсового масла для получения эффективной основы ТСС. технологические смазки, смазочно-охлаждающие жидкости, возобнов- ляемое сырье, растительные масла, рапсовое масло, эффективность Современное состояние вопроса. В настоящее время в металлургиче- ской промышленности в основном используются технологические смазки и смазочно–охлаждающие жидкости, изготовленные на основе компонентов, поставляемых из России и других бывших республик СССР (минеральные масла, триэтаноламин, оксиэтилированные продукты, синтетические жирные кислоты), поэтому очень остро стоит вопрос о замене этих продуктов отече- ственным сырьем. Во всех промышленно развитых странах широко исполь- зуются компоненты технологических смазок и СОЖ на основе продуктов пе- реработки растительных масел. Растительные масла, в частности рапсовое масло, являются возобновляемым сырьем и в условиях Украины могут значи- тельно уменьшить импорт сырья для производства технологических смазок и СОЖ. Новые составы технологических смазок и СОЖ при организации их производства будут конкурентоспособны на внешнем рынке и могут быть экспортированы в Россию и страны ближнего зарубежья. Был проведен анализ применяемых в настоящее время технологических смазок и СОЖ для производства листа. На основании этого анализа и литера- турных данных [1,2,3] разработаны следующие технические требования к базовым основам: Состав: жирные кислоты, %, не менее 90; в том числе насыщенные 60; ненасыщенные 30; продукты полимеризации, %, не более 10; массовая доля влаги, % не более 5; кислотное число, мг КОН/г не менее 120; число омыления, мг КОН/г 140 – 190; йодное число, г J2/100 г не более 50. 207 Проанализированы сырьевые ресурсы Украины с целью определения пер- спективных продуктов для создания экологически чистых технологических смазок и СОЖ. В результате мы остановили свой выбор на рапсовом масле. Рапсовое масло получают в Украине в процессе переработки растительного сырья (рапса), что обеспечивает его экологическую чистоту. Важным пре- имуществом этого масла является то, что его не используют в качестве пище- вого продукта, т.к. оно содержит большой процент эруковой кислоты, длина метиленовой цепи которой (C22) превышает допустимую (С20) для пищевых продуктов. Хроматографический анализ показал, что в состав высокомолекулярных жирных кислот рапсового масла входят в основном ненасыщенные жирные кислоты (эруковая, олеиновая, линолевая, линоленовая) при колебаниях эру- ковой кислоты 56–65%, олеиновой – до 20%. При этом содержание насыщен- ных жирных кислот (миристиновой, стеариновой, арахиновой) находятся в пределах 4–6%. Колебания состава высокомолекулярных жирных кислот в этих пределах зависят от способа переработки семян. Жирнокислотный со- став позволяет предположить, что рапсовое масло является перспективным сырьем для изготовления эффективных, конкурентоспособных технологиче- ских смазок и СОЖ, поскольку высокомолекулярные жирные кислоты обес- печивают хорошие антифрикционные свойства. В то же время, высокое со- держание ненасыщенных жирных кислот обеспечивает широкий диапазон способов физико–химического воздействия с целью повышения противоза- дирных свойств смазок. Как видно из сравнения требований к составу базо- вых основ с составом рапсового масла, в последнем содержание насыщенных жирных кислот значительно меньше. Так, например, в образцах рапсового масла, полученных нами для проведения исследований (образцы рапсового масла и его модификации предоставлены УНИИМЖ, Харьков), содержание насыщенных жирных кислот составляет около 10%. Поэтому, необходимо подвергнуть селективному гидрированию рапсовое масло или свободные жирные кислоты, полученные расщеплением рапсового масла. Для этого мо- гут быть использованы безэруковые и среднеэруковые сорта рапсового масла, так как высокоэруковые сорта рапсового масла гидрируются очень трудно. Кроме того, можно проводить исследование по следующему варианту – полу- чить смесь жирных кислот и рапсового масла и подвергнуть эту смесь селек- тивному гидрированию. Рапсовое масло относится к числу трудногидрируемых жиров, что час- тично объясняется содержанием в нем 50 – 60% глицеридов эруковой кисло- ты. Для получения образцов использовалось два образца безэрукового масла и два образца низкоэрукового масла. Ниже в табл.1 приведен жирнокислотный состав используемых масел. Жирнокислотный состав образцов саломасов приведен в табл.2. Полученные образцы саломасов в дальнейшем подверга- лись расщеплению на лабораторной установке. Расщепление проводили без- реагентным методом. У расщепленных саломасов определены кислотные числа и числа омыления, приведенные в табл.3. 208 Таблица 1. Жирнокислотный состав используемых масел. Содержание, % в образце масла Фракции жирных кислот 1 2 3 4 Пальмитиновая 3,6 3,7 4,0 3,6 Стеариновая 1,0 1,1 1,3 0,7 Олеиновая 40,0 55,7 38,4 55,5 Линолевая 24,1 24,8 27,7 25,9 Линоленовая 8,6 10,0 10,2 8,4 Гадолеиновая (изомер) 6,6 4,2 6,0 3,0 Эруковая (изомер) 15,2 – 12,1 2,8 Примечание: 1 – низкоэруковое масло; 2 – безэруковое масло; 3 – смесь низко- эруковых масел; 4 – смесь безэруковых масел. Таблица 2. Жирнокислотный состав образцов саломасов Содержание, % в образце саломаса Фракции жирных кислот 1 2 3 4 Пальмитиновая 4,0 3,7 4,0 3,7 Пальмитолеиновая следы следы следы следы Стеариновая 9,3 4,3 8,7 12,9 Олеиновая 79,5 62,6 78,1 62,1 Линолевая 4,6 5,3 5,8 1,8 Линоленовая 0,6 0,5 1,4 1,0 Гадолеиновая (изомер) – 0,9 – 1,3 (изомер) 0,7 5,3 – 3,3 Эруковая (изомер) 1,2 17,3 2,0 13,9 Примечание: образцы саломасов были получены путем частичного гидриро- вания каждого образца масла: саломас 1 – из масла 4; саломас 2 – из смеси масел 1 и 3; саломас 3 – из масла 4; саломас 4 – из смеси масел 1 и 3. Таблица 3. Кислотные числа и числа омыления расщепленных саломасов Номер образца Кислотное число, мг КОН/г Число омыления, мг КОН/г 1 149,0 181,4 2 149,1 184,9 3 145,3 181,6 4 142,0 180,6 Методика исследования. Исследования противозадирных свойств сало- масов производились по оригинальной методике. Оценка производилась по 209 величине давления налипания (Рн) металла на инструмент. Давление Рн опре- делялось путем осадки образцов на прессе усилием 100 тонн. Размер образ- цов: диаметр 16 мм, высота 16 мм. Марка стали 08Х18Н10Т. Образцы с нане- сенной на оба торца смазкой осаживались между бойками пресса через плаш- ки, изготовленные из инструментальной стали оправок станов холодной про- катки труб. Осадка проводилась со скоростью 40 мм/мин. Общие усилия сни- мались по показаниям шкалы пресса. После каждого прессования плашки шлифовались и обезжиривались вначале толуолом, затем спиртом. На каждой смазке осаживалось с разной степенью деформации 3 – 4 образца. После осадки образцы обезжиривались и маркировались. Затем измерялись диаметр образца и площадь налипания. Степень налипания характеризовали коэффициентом налипания. Коэф- фициент налипания (Кн) определяли по формуле к н н F F К = где Fн – площадь налипания; Fк – площадь контактной поверхности. Fн определяется по формуле ( ),ннн π SDSF −= где Sн – ширина кольца налипания; D – диаметр контактной поверхности по- сле осадки. При осадке на различных образцах саломасов коэффициент налипания был разным. Коэффициент налипания колеблется от 0,15 до 1,55. Изложение основных материалов исследования. Результаты испы- тания саломасов приведены в табл.4. Таблица 4. Результаты испытания саломасов Саломас Коэффициент налипания 1 0,48 2 0,24 3 0,15 4 0,55 По результатам испытаний смазочных композиций нами выбран саломас № 3. Кроме того, у полученных образцов саломасов определяли противоза- дирные свойства и величину коэффициента трения при различных температу- рах. Испытания проводилась на машине трения SRV – 900 (фирма «Optimol»). Схема трения – «шарик–плоскость», шарик диаметром 12,7 мм из стали ШХ15, неподвижное конртело – цилиндр диаметром 24 мм и высотой 7 мм из стали Х18Н10Т, амплитуда возвратно-поступательного движения 1 мм, часто- та 50 Гц. Оценка противозадирных свойств: приработка в течение 5 мин под нагрузкой 50 Н, далее ступенчатое повышение нагрузки со средней скоростью 25 Н/мин. Нагружение проводилось до момента разрыва пленки, что выража- лось в «сваривании» пары трения (резкое увеличение коэффициента трения и прекращение движения верхнего образца). Определение антифрикционных и 210 противозадирных свойств: нагрузка 100 Н, продолжительность трения 1 час. Нагрузка, при которой произошло «сваривание» пары трения и считается нагрузкой «сваривания» (Рс) или давлением налипания. Результаты испыта- ний приведены в табл. 5. Таблица 5. Результаты проведенных испытаний по изучению величины коэф- фициента трения f t = 200C t = 800C образцы саломасов образцы саломасов Показатели 1 2 3 4 1 2 3 4 Dи, мм 0,46 0,48 0,43 0,53 0,43 0,5 0,4 0,5 fmin 0,09 0,095 0,09 0,095 0,093 0,09 0,09 0,09 fmax 0,16 0,105 0,105 0,105 0,102 0,095 0,10 0,102 fуст. 0,09 0,095 0,09 0,1 0,095 0,09, 0,09 0,095 Рс , Н 200 230 240 180 200 220 240 170 На основании приведенных данных установлено, что антифрикционные свойства саломасов, определяемые коэффициентом трения незначительно отличаются в зависимости от исходного жирнокислотного сырья. Повышение температуры от 200С до 800С не оказывает влияния на изменение коэффици- ента трения. Однако, противозадирные свойства, определяемые Рс, у образца № 3 лучше, при обеих температурах. Для технологических смазок одним из важных показателей является тер- мическая стабильность [4], т.е. минимальная потеря веса, изменение состава с повышением температуры, т.к. в тяжело нагруженных процессах с большими усилиями деформаций наблюдаются значительные повышения температуры, что приводит к изменению структуры смазки и потере ею противозадирных свойств. Поэтому нами проведено исследование образцов 1–4 на термическую стабильность. Испытания осуществляли на дериватографе фирмы MOM (Венгрия) при нагревании 100 мг вещества в платиновом тарельчатом держа- теле образца на воздухе при повышении температуры от комнатной до 5000С со скоростью 50С/мин. Термограмма каждого образца состоит из температурной кривой (Т), кри- вой дифференциального термического анализа (ДТА), термогравиметриче- ских кривых (ТГ и ДТГ). Кривая Т отражает изменение температуры образца при нагревании, кривая ДТА – наличие термических эффектов, сопровож- дающих процессы, происходящие в образцах, кривые ТГ и ДТГ – изменение массы и его скорость. Для сопоставительной оценки образцов и термограмм определены темпе- ратуры основных пиков кривых ДТА и ДТГ, температуры потери 5, 10, 25, 50% массы, . Указанные параметры приведены в табл.6. Сравнительный анализ данных, приведенных в табл.6 показывает, что термическая устойчивость саломасов невысока. При нагреве от 2000С до 330% потеря веса составляет 50% и в этом же диапазоне температур наблю- 211 даются пики на кривых ДТА и ДТГ, что свидетельствует о начале разложения и термодеструкции саломасов, причем термическая устойчивость образца 3 по сравнению с образцами 1, 2 и 4 несколько выше. По своим антифрикционным, противозадирным и термоокислительным свойствам саломас № 3 является лучшим и может быть рекомендован к использованию в качестве базовой ос- новы для получения технологических смазок для производства листовой ста- ли с добавкой до 40% насыщенных жирных кислот. Таблица 6. Результаты определения термической стабильности саломасов Температура (0С), соответствующая потере массы,% Температура пика,0С Образец саломаса 5 10 25 50 ДТА ДТГ 1 125 140 185 215 285 223 2 137 140 200 230 250 215 270 301 3 160 185 275 327 – 263 332 327 4 114 157 215 318 228 217 281 212 Так как образец саломаса № 4 содержит значительно больше насыщенных кислот, чем саломасы 1–3, то он был подвергнут дальнейшей обработке. Про- цесс термического окисления (уплотнения) растительных масел и продуктов их переработки широко используется при производстве технологических сма- зок, работающих при повышенных температурах. В качестве сырья для полу- чения смазок этим способом используют растительные жирнокислотные про- дукты. В процессе термического уплотнения (окислительной полимеризации) изменяются такие свойства масел, как вязкость, молекулярная масса, снижа- ется содержание ненасыщеных жирных кислот и увеличивается термостой- кость. Термическое уплотнение жиров осуществляется обычно при темпера- туре 250–3500С с доступом воздуха в течение длительного времени – 50–100 часов. При получении смазок этим способом их вязкость и степень насыщенно- сти регулируются изменением продолжительности процесса и его температу- рой. Способом термоуплотнения можно получить продукты с различными физико–химическими свойствами, обладающие различной смазочной способ- ностью. Интервал оптимальной степени полимеризации, обеспечивающей максимальные смазочные свойства, зависит от условий процесса деформации и должен уточняться в каждом конкретном случае. Следует отметить, что про- цессы термоуплотнения отличаются от процессов гидрогенизации простотой технологии и оборудования. Этот процесс можно осуществить непосредственно на металлургическом заводе. Известны эффективные технологические смазки, разработанные на осно- ве использований процессов термоуплотнения [5,6,7]. Известна технология термоокисления рапсового масла. Термоокисленне проводят в присутствии 212 кислородсодержащей неорганической соли в количестве не более 10%. Про- цесс проводят при нагревании до температуры 150–1800С. Смесь перемеши- вают при указанных температурах в течение 30–60 минут. При получении смазок на основе рапсового масла в качестве кислородсодержащей соли ис- пользуют азотнокислый натрий, двухромовокислый калий или персульфат аммония [8]. При такой обработке происходят процессы полимеризации и конденсации, следствием которых является увеличение вязкости и адгезии. Процесс осернения растительных масел, жиров и жирных кислот широко применяется как способ повышения противозадирных свойств смазок [9]. Условия проведения процесса осернения масел подобны условиям проведе- ния процесса термоуплотнения при значительном снижении продолжительно- сти процесса. Содержание серы в исходных продуктах находится в пределах 3–5% масс. Наличие в смазке сульфидов, полисульфидов, а также элементар- ной серы улучшает противозадирные свойства масел. Одним из способов насыщения двойных связей в растительных маслах для повышения антифрикционных и противозадирных свойств и термоокис- лительной стабильности является галогенирование. Известно введение в тех- нологические смазки хлорсодержащих присадок, обладающих высокими про- тивозадирными свойствами, например хлорированных парафинов. Однако, хлорсодержащие вещества в условиях обработки металлов давлением выде- ляют хлор, который, соединяясь с влагой, образует соляную кислоту, что ве- дет к коррозии оборудования и отрицательно сказывается на здоровье рабо- чих. Кроме того, хлорирование ведут атомарным хлором, что сложно и не- безопасно. По литературным данным, введение йода и брома в смазочную среду в небольших количествах повышает технологические свойства смазок и приме- няется при обработке давлением труднодеформируемых металлов и сплавов [10]. Известно, что незначительное количество растворенного в углеводоро- дах йода снижает коэффициент трения. Йод является наилучшей присадкой из галогенов. Однако, концентрация йода в масле ограничивается коррозионной активностью деформируемого металла. У образцов осерненного, термоокисленного, бромированного и йодиро- ванного рапсового масла было определены изменение физико-химических свойств в сравнении с чистым рапсовым маслом. Результаты исследований приведены в табл.7. Эти данные показывают, что выбранные нами способы физико–химического воздействия повышают вязкостно–температурные свой- ства рапсового масла. Очень важным показателем для оценки физико–химических свойств сма- зок является изменение веса при нагревании. Исследования проводили на дериватографе фирмы MOM (Венгрия), результаты которых приведены в табл.8. Оценка антифрикционных и противозадирных свойств проводилась на машине трения SRV – 900 (фирма «Optimol»). Результаты испытаний приве- дены в табл. 9. Анализ показывает, что термостойкость рапсового масла зна- чительно повышает термоокисление (потеря 50% массы образца наступает при 4000С), в то время как осернение дает результаты несколько хуже (потеря 213 50% массы наступает при 3000С). Но противозадирные и антифрикционные свойства лучше у осерненного образца – коэффициент трения ниже, а мини- мальное давление налипания выше, чем у чистого и термоокисленного рапсо- вого масла. В то же время, галогенирование значительно повышает противо- задирные и антифрикционные свойства, которые улучшаются с повышением температуры. Последнее очень важно для технологических смазок, т.к. с рос- том температуры у ряда веществ эти свойства снижаются. Таблица 7. Вязкостно–температурные свойства исследованных смазок Вязкость, мм2/с Образец Йодное число, г J2/100 г Число омыления, мг КОН/г 20°С 50°С Рапсовое масло 115 181 128 40 Осерненное 97 180 188 58 Термоокисленное 104 180 172 54 Иодированное 50 165 163 45 Бромированное 78 180 151 43 Таблица 8. Результаты определения термической стабильности исследован- ных смазок Температура (°С), соответствующая потере массы,% Образец 5 10 25 50 Рапсовое масло 145 160 185 205 Осерненное 255 288 335 360 Термоокисленное 245 283 323 400 Йодированное 193 224 253 291 Бромированное 180 205 231 247 Таблица 9. Результаты проведенных испытаний по изучению величины коэф- фициента трения fуст и давления налипангия Рс. Коэффициент трения, fуст Давление налипания Рс, Н температура,0С температура,°С Образец 20 80 20 80 Рапсовое масло 0,16 0,18 150 120 Осерненное 0,125 0,11 200 200 Термоокисленное 0,13 0,126 180 180 Иодированное 0,112 0,108 250 350 Бромированное 0,105 0,101 220 300 214 В результате проведенных исследований можно рекомендовать осернен- ное рапсовое масло для процессов, в которых требуются высокие противоза- дирные свойства (деформация нержавеющих сталей), а термоокисленное рап- совое масло для процессов деформации, протекающих с выделением значи- тельного количества тепла. Йодированное рапсовое масло мы рекомендуем для процессов, в которых требуются высокие противозадирные свойства (де- формация нержавеющих сталей), а бромированное рапсовое масло для про- цессов, в которых требуются высокие антифрикционные свойства (деформа- ция углеродистых сталей). Для составов, используемых при холодной прокат- ке листовой стали, важное значение кроме противозадирных и антифрикци- онных свойств имеют такие показатели, как удаляемость смазки с поверхно- сти прокатанного металла при обезжиривании, коррозионное действие, влия- ние на качество поверхности металла после отжига. Известно, что составы на основе термоокисленного рапсового масла от- рицательно влияют как на удаляемость остатков смазки пря очистке (на агре- гатах цинкования), так и на качество поверхности металла после отжига (зна- чительно увеличивается содержание свободного углерода, металл имеет туск- лую серую поверхность). Наибольшее содержание жирных кислот (пальмити- новой и теариновой) содержится в образце саломаса №4, поэтому были ис- следованы производные этого саломаса в качестве присадок к эмульсо- лам.Физико–химические свойства образцов представлены в табл.10. Таблица 10. Физико–химические свойства саломасов Количество, % Образец серы галогена Йодное число, г J2/100 г Число омыления, мг КОН/г Саломас № 4 – – 100,0 181,0 Иодированный – 5,1 50,0 178,1 Бромированный – 4,9 49,0 180,3 Осерненный 2,1 – 5,0 180,6 Образцы использовали в качестве 5% добавок к эмульсолу «АЗМОЛ ОМ» ТУ У 001–52365.134–2001, применяемому в цехах холодной прокатки на мет- комбинате «Запорожсталь». Исследовалось влияние этих добавок на смазоч- ную эффективность, противозадирные и противоизносные свойства, влияние на коэффициент трения в интервале температур 20 – 4000. Испытанные соста- вы приведены в табл.11. Оценка противоизносных, антифрикционных и противозадирных свойств 5% эмульсий составов 1 – 5 на машине трения SRV – 900 (фирма «Optimol». Результаты представлены в табл.12. Смазочная эффективность составов определена на стане ДУО. Условия испытаний: испытывали смазочные материалы в виде 5% эмульсий. Эмульсии готовили путем разбавления концентрата водой, подогретой до 400 для полу- чения стабильной эмульсии. Прокатывали динамную сталь второй группы с 215 исходными данными: ширина полосы – 30 мм, длина – 200 мм, толщина – 0,506 мм. Пластины металла селективно отбирали по толщине с допуском 2 мкм. Прокатку (при участии В.П. Темненко) проводили на лабораторном ста- не ДУО (фирма «Фрелинг», Германия) при следующих условиях: диаметр валков стана –200 мм, ширина бочки – 160 мм, скорость прокатки – 62,8 м/мин. Для определения показателя опережения на поверхность валка были нанесены отпечатки на расстоянии друг от друга равном 100 мм. Прокатка производилась при комнатной температуре. Таблица 11. Составы смазок для холодной прокатки Содержание,% Составы Компоненты 1 2 3 4 5 6 Эмульсол ОМ 100 95 95 95 95 95 Рапсовое масло – – – – 5,0 – Саломас № 4 – 5,0 – – – – Иодированный саломас № 4 – – 5,0 – – – Бромированный саломас № 4 – – – 5,0 – – Осерненный саломас № 4 – – – – – 5,0 Таблица 12. Характеристика противоизносных, антифрикционных и противо- задирных свойств 5% эмульсий 5% эмульсии составовПоказатели 1 2 3 4 5 6 Dи, мм 0,56 0,54 0,54 0,51 0,50 0,49 fmin 0,12 0,11 0,12 0,11 0,11 0,11 fmax 0,125 0,121 0,121 0,116 0,114 0,114 fуставов. 0,120 0,115 0,115 0,112 0,112 0,111 Рс, Н 300 350 380 390 300 400 При проведении испытаний смазку на поверхность пластин наносили тканевым тампоном до получения тонкого равномерного смазочного покры- тия. При прокатке валки обильно смачивали исследуемым раствором. В про- цессе прокатки производили запись энергосиловых показателей, после про- катки производили замеры конечной толщины металла и расстояния между отпечатками на полосе. Полученные после обработки результаты испытаний представлены в табл.13. Определение коррозионной активности составов по ГОСТ 6243–75 пока- зало, что добавка галогенированных образцов снижает антикоррозионные свойства эмульсий. Определение удаляемости остатков смазки после прокат- ки в стандартных щелочных растворах (используемых на линиях АГНЦ) по- казало, что введение добавок на основе гидрированного, галогенированного и осерненного рапсового масла не влияет на удаляемость смазки с поверхности полосы. 216 Таблица 13. Результаты испытаний смазок для холодной прокатки Обра- зец Конечная толщина пластины, м Обжа- тие, ε, % Опере- жение, S Коэффи– циент трения, f Усилия пркат- ки, кН Р/ε 1 0,392 22,5 0,0338 0,0509 205,0 9,11 2 0,380 24,9 0,0338 0,0430 200,0 8,032 3 0,379 25,0 0,0290 0,0420 198,0 7,92 4 0,361 28,6 0,0291 0,0410 195,0 6,82 5 0,361 28,6 0,0290 0,0412 193,0 6,75 6 0,362 28,9 0,0285 0,0415 190,0 6,49 Результаты рассчитывались из 10 экспериментальных показателей (на каж- дую композицию использовали по 10 образцов металла). Таким образом, испытания показали, что образцы на основе гидрирован- ного, галогенированного и осерненного рапсового масла повышают смазоч- ную эффективность стандартного эмульсола. Выводы. Исследованы образцы саломасов рапсового масла с различным содержа- нием эруковой кислоты. Установлено оптимальное содержание её в саломасе. Саломасы могут быть использованы в композициях смазочно–охлаждающих технологических средств как в виде присадок, так и в виде кислот (после рас- щепления саломаса). Показана высокая смазочная эффективность галогениро- ванных (иодированных и бромированных) и осерненных саломасов в виде присадок к эмульсолу «АЗМОЛ ОМ». 1. Эмульсии и смазки при холодной прокатке / В.К.Белосевич, Н.П.Нетесов, В.И.Мелешко и др. – М.: Металлургия, 1976. – 416 с. 2. Грудев А.П., Тилик В.Т. Технологические смазки в прокатном производстве. – М.: Металлургия, 1975. – 368 с. 3. Чередниченко Г.И., Фройштетер, Ступак П.М. Физико–химические и теп- лофизические свойства смазочных материалов. – Л.: Химия, 1986. – 224 с. 4. Исследования новых эмульсолов для высокоскоростной прокатки углероди- стой стали / В.П.Чернов, Ю.И.Ларин, А.П.Долматов и др. // Труды VI кон- гресса прокатчиков (т.1) (Липецк 18–21.10.2005). Москва. – 2005. 5. А.с. 314786 СССР, МКИ С 10 М 7/30. Способ получения смазки для холод- ной и теплой обработки металлов давлением / М.С.Пасечник и др. (СССР). – Заявл. 21.04.69; Опубл. бюл. № 28, 1971. 6. А.с. 196221 СССР, МКИ С 10 М 7/30. Смазка для холодной и теплой обра- ботки металлов давлением / И.Н.Авраменко и др. (СССР).– Заявл. 14.04.66; Опубл. бюл. № 11, 1967. 7. А.с. 266987 СССР, МКИ С 10 М 7/30. Способ получения смазки / М.С.Пасечник и др. (СССР).– Заявл. 28.01.69; Опубл. бюл. № 12, 1970. 8. А.с. 413179 СССР, МКИ С 10 М 5/12. Способ получения смазки для холод- ной обработки металлов давлением. / Чуйко П.И. и др. (СССР).– Заявл. 02.08.71; Опубл. бюл. № 4, 1974. 217 9. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. – М.: Химия, 1972.– 272 с. 10. А.с. 1505967 СССР, МКИ С 10 М 177/00. Способ получения технологической смазки для холодной обработки металлов давлением / А.И.Брескина и др. (СССР).– Заявл. 20.01.88; Опубл. бюл. № 33, 1989. Статья рекомендована к печати: ответственный редактор раздела «Прокатное производство» канд.техн.наук И.Ю.Приходько рецензент канд.техн.наук В.Г.Иванченко О.С.Кас’ян, А.І.Брескіна, С.Д.Адамський Дослідження рапсового масла як основи технологічних змащувально– охолоджуючих засобів для холодного прокатування листової сталі Метою роботи є дослідження технологічних властивостей мастил, одержаних на основі відновлюваної в умовах України рослинної сировини, використання яких може значно зменшити імпорт сировини для виробництва технологічних мастил і змащувально-охолоджуючих засобів. Досліджено вплив способів обробки рапсового масла на термостійкість і змащувальну ефективність технологічних змащувально-охолоджуючих засобів на їх основі. Визначено оптимальний жиро- кислотний склад сирого рапсового масла для отримання ефективної основи зма- щувально-охолоджуючих засобів.

Исследование рапсового масла в качестве основы технологических смазочно–охлаждающих средств для холодной прокатки листовой стали

Репозитарії

Схожі ресурси