轧制过程摩擦与润滑.ppt

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1、轧制过程摩擦与润滑1热轧工艺润滑2冷轧工艺润滑3工艺润滑系统4润滑剂的维护与管理轧制工艺始于15世纪，首先是冷轧变形抗力很小的金属，如金和铅。16世纪开始轧制窄带，用来制作货币。1728年法国首先使用带孔型的轧辊。但是，约100多年后才轧出较规则的金属棒材。1862年连轧机开始出现在英国的曼彻斯特。18世纪中期，开始热轧较宽的钢板，而薄板热轧未采用润滑油。1892年在建成第一套宽带钢连轧机组。此时．用水冷却轧辊，还没有采用工艺润滑：18世纪开始冷轧较宽的铅板和其他有色金属，同时轧制产品的厚度范围也扩大了。直到19世纪才开始使用混合润滑油涂抹轧辊进行润滑。润滑油通常是以矿物油(18

2、60年以后才大量获得)和动、植物油为基础油。随着20世纪冷轧铝板取得显著效果，第一次提出了系统的发展润滑油的任务，对矿物油也提出了更高的要求。为提高润滑效果，往油中添加活性物质。轧制润滑实践的发展直到1930年，使用棕桐油作润滑剂获得优良效果，至今棕桐油仍然被公认为高质量的冷轧润滑剂。由于轧制速度不断提高，轧辊温升增加，迫切要求解决轧辊的冷却问题，因此，出现了兼有润滑和冷却作用的乳化液润滑来代替纯油润滑。热轧工艺润滑始于20世纪30年代。1935年苏联最早在型钢轧机上用牛油、猪油等动物油润滑轧辊。1968年美国钢铁公司大湖分厂在热带轧机采用工艺润滑。后来许多国家在板带、型材轧机上

3、应用工艺润滑获得成功。我国始于1979年，在1700炉卷轧机上取得良好润滑效果。轧制润滑实践的发展1热轧工艺润滑7.3.1热轧工艺润滑的作用(1)减少热轧过程轧辊与轧件之间的摩擦系数。不采用热轧工艺润滑后的摩擦系数一般为0.35左右，而采用工艺润滑后的摩擦系数可减小到0.12。(2)降低轧制力。摩擦系数的减小直接导致轧制力的降低，一般可降低轧制力10％～25％，这样不仅可以降低轧制功率，节约能耗，而且更重要的是可以在原有轧机的基础上进行大压下量轧制，有利于轧制薄规格的热轧产品，同时也可以有效地消除轧制过程轧机的振动。(3)减少轧辊消耗，提高作业率。在热轧条件下，工作辊因与冷却水长

4、期接触发生氧化，在其表面生成黑皮，这是造成轧辊异常磨损的主要原因。润滑剂能够阻止轧辊表面黑皮的的产生，进而延长轧辊使用寿命，同时减少换辊次数，提高了轧制生产作业率。7.3.1热轧工艺润滑的作用(4)改善轧后表面质量。轧辊磨损的降低、氧化皮的减少直接改善了轧后板面质量。另外，工艺润滑对变形区摩擦的调控作用也可以促进轧后板形的提高。轧后表面质量的改善还可以提高热轧板带的酸洗速度，降低酸液捎耗，减少酸洗中金属的损失。(5)改善制品内部组织性能。工艺润滑不仅能够提高轧后制品表面质量，而且还可以使轧后带钢的晶粒组织得到改善，提高其深冲性能。如热轧IF钢时，由于摩擦系数的降低，表层的剪切变形

5、减少，使板厚方向从表层到中心的织构差别减小，有利于织构的增加，从而可提高热轧板的r值。1热轧工艺润滑1热轧工艺润滑7.3.2热轧工艺润滑机理到目前为止，世界各国对热轧润滑作用机理的研究远落后于对冷轧润滑的研究，其主要原因是温度的影响。通常热轧润滑剂是以油水混合液的形式被送到轧辊表面的，水是载体，少量的油均匀分散在水中。一般认为，油水混合液的作用过程是水包油相向油包水相的转变过程。在热轧润滑时，变形区也会存在着流体动力润滑。油膜厚度对降低轧制力的实验结果表明，膜厚大于0.5µm～0.6µm时，降低轧制体力的作用将减少。另外．热轧润滑易在铸铁轧辊表面形成一层黑皮，这是一种磁性氧化层，

6、也有很好润滑性。还有一种观点认为：在热轧时辊缝中起润滑作用的已不再是润滑油本身，而是其分解产物，其中主要是碳。而在热轧有色金属时由于温度相对较低，当热轧乳化液喷射到轧辊表面上时，乳化液遇高温其稳定状态被破坏，油水分离，油粘附在轧辊表面起润滑作用，水则起冷却作用。乳化液正是提高这种热分离性能来达到润滑一冷却效果的。除了乳化液本身性质外，基础油的强度、添加剂、乳化液中油滴尺寸与分布、乳化液的使用时间都会影响其热分离性，进而影响工艺润滑效果。7.3.3热轧工艺润滑剂1板带钢热轧润滑剂根据热轧时高温、高压和大量轧辊冷却水喷淋的工作条件下，热轧工艺润滑剂应具备以下基本功能：(1)良好且稳定

7、的润滑性能，能克分降低或调控变形区的摩擦，从而减少轧辊磨损；(2)很好的润湿性和粘附性，能均匀地分散在轧辊表面并牢固地粘附于轧辊表面，抗水淋性好，可以防止或减少在工作辊和支撑辊上形成的氧化物；(3)在高温下有良好的抗氧化性和耐分解性，保证在与轧件接触之前不在轧辊表面燃烧或分解，但是轧机出口带钢上的残余轧制油要在尽可能短的时间内燃烧完全，防止残余轧制油遗留在带钢表面形成新的污染：(4)有良好的抗乳化性和离水展着性；(5)无毒、无味，特别是在热分解中产生的气体也无毒、无味．而且燃烧产