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带钢热轧工艺润滑的实验研究

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收稿日期:2004-07-05

作者简介:孙建林(1963-),男,工学博士,教授,长期从事金属板带轧制工艺润滑研究1E2mail:sun2jl@2631net1

带钢热轧工艺润滑的实验研究孙建林　王建泽　张志超　康永林(北京科技大学材料科学与工程学院　北京100083)摘要:通过不同润滑条件下特殊钢带热轧实验和分析,研究了工艺润滑与带钢热轧过程中的轧制压力、压下率、带钢厚度的关系,并探讨了热轧油特性、油水混合浓度、使用温度等条件对热轧工艺润滑效果的影响。实验结果表明:采用工艺润滑后保证了轧制过程顺利进行,其中,使用高效热轧油轧制Ti2IF钢可以降低轧制压力15%～20%,而在轧制合金钢或轴承钢时压下率明显增加,从而在原有轧机上能够生产出更薄的产品。关键词:热轧;润滑;压下率;轧制力中图分类号:TG335111　文献标识码:A　文章编号:0254-0150(2005)3-049-2

StudyonLubricationinHotStripRollingProcessSunJianlin　WangJianze　ZhangZhichao　KangYonglin(SchoolofMaterialScienceandEngineering,BeijingUniversityofScienceandTechnology,Beijing100083,China)Abstract:Basedonexperimentsandanalysisinthedifferentlubricationconditions,therelationsoflubricationandroll2ingforce,ratioofreductionandstripthicknessinhotrollingspecialstripwerestudied.Theinfluencesofcharacteristicsofhotrollingoil,themixedconcentrationofoil2waterandtemperatureonhotrollinglubricationwereresearched.Theexperi2mentalresultsshowthatallofthespecialstripsarerolledsteadilyinlubricationprocess,androllingforceisdecreasedby15%～20%throughusingofhighefficienthotrollingoilwhenTi2IFsteelwashotrolled.Ratioofreductionisincreasedobviouslywhilealloysteelandbearingsteelarerolledandthethinnerproductcanberolledinoriginalmill.Keywords:hotrolling;lubrication;percentreduction;rollingforce

　长期以来,水一直作为热轧时轧辊的冷却和润滑介质使用[1]。近年来,随着新钢种的开发以及品种范围的扩大,如09CuPTiRE耐候钢、KBGCr15轴承钢、IF钢等,这些钢种常常需要在铁素体区进行低温轧制[2,3],尤其是在超级钢的生产中为了细化晶粒、提高组织性能也常常进行低温大压下量轧制[4,5],使轧辊的工作负荷明显增加,因而采用水作冷却和润滑介质已不能满足生产要求。而轧制工艺润滑恰恰能够解决上述存在的问题,能够满足热轧工艺向高速化、连续化和大压下量方向发展。国外应用热轧润滑技术已有30年经验。近年来随着连铸连轧工艺装备引入国内,特别是薄板坯连铸连轧的应用,国内一些钢厂已开始采用热轧工艺润滑[6]。为此,开展热轧工艺润滑研究,对于提高轧制压下率、降低轧制压力、扩大产品范围、提高生产率都具有重要的意义,同时也符合环保节能的现代化工业生产的要求。1　实验研究方法111　轧制工艺条件轧制实验条件如表1所示。轧制在<180mm三辊实验轧机和<400mm二辊轧机进行,使用专用喷射装置(耐高温、高压)进行喷射实验。实验钢种为1J85、GCr15、Ti2IF钢。表1　润滑轧制实验参数钢种1J85GCr15Ti2IF

板厚/mm26261415

工作辊直径/mm180180350

轧制速度/(m・s

-1)1181180145

轧制油合成油合成油合成油轧制油粘度(100℃)/(mm2・s

-1)30～4030～4030～40

112　热轧油表2　基础油理化性能质量标准与实测数据项目质量标准实际结果运动粘度(100℃)/(mm2・s

-1)30～403615

残碳/%215211

灰分/%0101501015

水溶性酸碱无无开口闪点不低于/℃260265

水分/%01050105

机械杂质/%无无无凝固点/℃105

　本实验采用的热轧油的基础油为高黏度矿物油,

并添加部分油性剂和高效极压剂。其中基础油理化性能数据见表2。热轧实验中,以油水混合液的方式进

2005年5月第3期(总第169期)

润滑与密封

LUBRICATIONENGINEERINGMay2005

No13(serialNo1169)行供油。控制温度在20～80℃之间,采用的热轧油的浓度为1%～10%。2　实验结果及讨论211　工艺润滑对压下工艺的影响实验采用不同浓度的热轧油,在<180mm三辊轧机上对4J29合金钢进行了4道次、对GCr15轴承钢进行了6道次的开坯轧制。轧制过程中,钢坯的加热温度为1150℃,开轧温度为1060℃,油水混合液温度为80℃。轧制实验结果列于表3。表3　三辊轧机初轧开坯实验结果材料坯料厚度/mm终轧厚度/mm热轧油浓度/%压下率/%20101110无45104J2920101010150102215918105614GCr1526101215无51192610121045318　由轧制实验结果明显可以看出,无论是4J29合金钢,还是GCr15轴承钢,采用工艺润滑轧制后,成品厚度明显下降,轧制总压下率增大。这充分说明工艺润滑作用效果是显著的。热轧油粘附在轧辊表面,使得轧制变形区摩擦因数减小。由MDStone最小可轧厚度理论可知[7]:在其它轧制工艺条件一定的情况下,摩擦因数越小,轧出厚度越薄。当然,随着热轧油浓度的增加,摩擦因数进一步减小,所以10%浓度的轧制润滑效果要比1%的要好。但在实际应用过程中,热轧油的使用浓度不可能如此之高,因为此时油烟较重,热轧油燃烧不完全,同时对冷却水的污染也较大。212　热轧润滑对轧制力的影响对Ti2IF钢进行了两组热轧润滑实验,工艺参数如表4所示。原料规格:56mm×56mm。热轧油为矿物油加极压剂,使用温度为80℃。热轧开轧温度1050℃。经8个道次成品厚度为113mm。表4　热轧所用润滑剂及部分工艺参数部分工艺参数第一组轧制第二组轧制热轧油浓度/%210轧制道次/道88第5道次开轧温度/℃750750轧制力平均降低百分率/%13171517　图1是第一组实验中无润滑轧制与2%浓度热轧油润滑轧制各道次轧制压力对比图。图2为轧制工艺采用2%浓度热轧油润滑后轧制压力降低率随轧制道次的变化情况。可以看出采用润滑后轧制力都有不同程度的降低。经计算,轧制压力平均降低了1317%。最初两道次的轧制由于轧件表面有氧化铁皮,氧化铁皮也起润滑作用,而润滑剂此时的润滑作用相对较弱。随着轧制的进行,轧件越来越薄,轧件温度越来越低,轧件变形抗力增加,导致轧制压力升高。特别是第5道次轧件温度只有750℃,轧制压力上升很快,但是,第5～8道次的轧制压力平均降低了1918%。远远高出热轧前4个道次的轧制压力平均降低值。这也说明在低温轧制时工艺润滑作用更显著。

图1　2%浓度润滑条件下轧制压力随轧制道次的变化

图2　轧制压力降低百分率随轧制道次的变化而第二组实验采用10%浓度热轧油进行润滑轧制,轧制压力对比图和压力降低率随轧制道次的变化情况如图3与图4所示。经计算可知,轧制压力平均降低了1517%,其中第5～8道次的轧制压力平均降低了2219%。上述两者的轧制压力降低值均高于2%

浓度热轧油的轧制效果。

图3　10%浓度润滑条件下轧制压力随轧制道次的变化

　图4　轧制压力降低

百分率随轧制道次的变化从以上实验结果可以看出,采用热轧工艺润滑后,轧制压力显著降低,同时,在原料和轧制工艺相同的情况下,润滑剂的浓度对润滑效果影响较为显著,所以在低温、大压下量热轧时,可以通过调整热轧油的浓度来满足轧机负荷要求。3　结论(1)热轧诸如合金钢、轴承钢等特殊钢时,采

用热轧工艺润滑能够明显降低轧制压力、减小轧制厚度,保证轧制过程顺利进行。(2)采用适当的热轧工艺润滑,平均可以降低

轧制压力15%～20%。在轧机负荷条件不变的情况下满足低温、大压下量轧制。(3)热轧工艺润滑效果与热轧油特性、油水混

合浓度、使用温度等条件密切相关。参考文献【1】MRaudensky,JHorsky,MPohanka1Optimalcoolofrollsin

hotrolling[J]1JournalofMaterialsProcessingTechnology,2002,1252126:700～7051【2】孙玉铁,秋立鹏1奥氏体不锈钢302和(下转第63页)

05润滑与密封总第169期

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热轧带钢卷取机的工艺研究及液压系统仿真的开题报告

热轧带钢卷取机的工艺研究及液压系统仿真的开题报告

热轧带钢卷取机的工艺研究及液压系统仿真的开题报告一、课题背景及意义随着钢材生产技术的不断发展，热轧带钢已经成为了钢铁工业中的重要材料，广泛应用于建筑、机械、航空、车辆等领域。

在热轧带钢生产过程中，卷取机是关键设备之一，其性能的稳定与否，直接影响到产量和质量。

因此，热轧带钢的卷取机工艺研究和液压系统仿真成为研究的热点。

二、研究内容和目标1. 热轧带钢卷取机的工艺研究：根据卷取机的工作原理和要求，分析卷取机的工艺特点，包括卷取机的动力系统、控制系统、验收标准等，以及其与整个热轧生产线的关系；2. 液压系统仿真研究：通过对液压系统的建模和仿真，研究液压系统性能的优化，提高系统稳定性和可靠性，同时减少系统能量损失，降低生产成本。

三、研究方法1. 热轧带钢卷取机的工艺研究：采用文献研究和实地考察相结合的方法，分析卷取机的结构和原理，调研卷取机的应用及维护情况，并对其进行性能测试；2. 液压系统仿真研究：建立液压系统的数学模型，并利用MATLAB/Simulink等仿真软件进行仿真研究，通过调整系统参数来优化系统性能。

四、研究成果及预期效果1. 热轧带钢卷取机的工艺研究达到技术标准，为生产提供技术支持，提高生产效率和产品质量，降低生产成本；2. 液压系统仿真研究优化系统性能，提高系统的工作效率和稳定性，实现能源节约，减少生产成本。

五、研究计划1. 前期准备：文献研究、实地考察，了解卷取机的基本工作原理和要求，准备相关实验设备和软件；2. 实验研究：对卷取机进行各项性能测试，收集数据资料；建立液压系统模型，进行仿真测试，分析仿真结果，优化系统性能；3. 结果分析与总结：对实验数据进行流程控制方面的分析，对液压系统仿真结果进行优化；对得出的结论进行总结、评价和比较分析。

六、预期的研究经费来源1. 学校在相关科研计划中安排的经费；2. 企业合作资助。

热轧油的应用及改进

热轧油的应用及改进

热轧油的应用及改进本文介绍了热轧油的益处、系统组成及系统的改进。

标签：工艺润滑；混合器；热轧油1 热轧油的益处1.1 降低轧制力热轧工艺润滑的原理是通过喷嘴将油水混合液以一定的压力均匀地喷射到工作辊表面形成牢固的油膜，并咬入辊缝使辊面与带钢表面的摩擦系数减小，降低了轧制力。

各个机架轧制力降低幅度不完全一样，一般轧制力降幅在10-30%。

1.2 降低轧辊消耗采用工艺润滑后，在轧辊表面形成的一层薄薄的氧化膜将工作辊与带钢隔开，使轧制力明显降低的同时，减少了轧辊表面的磨损量，从而轧辊单次的磨削量也明显减少，一般可使轧辊消耗降低10-40%。

1.3 延长轧制周期，减少换辊次数，提高生产效率由于轧辊的磨损减小了，轧辊的单次轧钢计划就可以延长，使轧制公里数增加，换辊次数减少，生产率得到提高。

1.4 减少带钢表面缺陷，提高带钢的表面质量工艺润滑的应用有利于减少轧制过程中二次氧化铁皮的生成，从而可以提高冷轧的酸洗的生产效率，降低酸洗的成本。

由于轧辊磨损的降低，提高了辊形精度，使轧制计划后期的产品表面质量得到提高。

1.5 由于轧制电流降低，从而节约了能源消耗随着轧制力降低，电机的负荷也相应减小，从而降低了轧机电能的消耗。

这也是热轧工艺润滑最直接产生经济效益的方面。

1.6 为能生产出更薄规格的产品创造有利条件。

2 热轧油系统的应用要点2.1 选择品质优良的润滑油品具有良好的润滑性及足够的油膜强度；具有良好的吸附性和润湿性，在轧辊表面形成牢固油膜；具有较高的闪点和热分解稳定性；具有良好的抗乳化性。

2.2 采用完善的应用系统的设计，工作辊润滑系统。

2.3 稳定热轧油系统的功能投入率轧钢过程中连续使用，保持低辊耗；提高轧机的稳定性，所有轧制规格全部使用轧制油通过使用有效的轧制工艺润滑，使薄规格的轧制生产难度降低，使轧机在轧制薄规格时出现的振动现象减少甚至消失，为超薄规格的轧制提供有效的帮助。

3 热轧油系统的应用方式图1 切水板上方工作辊润滑图2 切水板下方工作辊润滑3.1 切水板上方工作辊润滑（图1）特点：热轧油使用时，工作辊入口冷却水停掉。

轧制润滑工艺在莱钢1500mm热连轧精轧机组中的应用

轧制润滑工艺在莱钢1500mm热连轧精轧机组中的应用

轧制润滑工艺在莱钢1500ｍｍ热连轧精轧机组中的应用热轧时采用轧制工艺润滑能明显起到降低轧机负荷，减少轧辊消耗、改善成品表面质量的作用，本文系统介绍轧制工艺润滑在莱钢1500mm热连轧精轧机组中的应用。

标签：轧制润滑；轧制力；轧辊磨损。

1、概述莱钢1500mm热轧生产线于2005年投产，经过近两年多的运行，设备状况、工艺过程基本稳定，随着产量的逐步提高，产品厚度逐渐向薄规格延伸，轧辊工作负荷明显增加，加速了轧辊的剥落和磨损，频换的换辊又造成轧制作业率的降低。

为此在该生产线增设轧制润滑装置: 精轧机组采用油-水混合喷射润滑系统对工作辊进行润滑的轧制方式。

热轧时采用工艺润滑后，轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜隔开，可以起到如下作用：1) 降低热轧时轧辊与轧件间的摩擦系数，从而降低轧制力，容易轧制薄规格带钢。

2) 减少轧辊消耗和储备，提高作业率。

3) 减少氧化皮压入，改善轧辊表面状态和轧后成品表面质量4) 改善制品内部组织性能，提高深冲钢的深冲性能。

2、系统组成及控制原理2.1系统组成：本系统设备主要由贮油箱、工作油箱、工作水箱、加油泵、计量泵站、水泵站、上下集水管、喷嘴和电控系统等组成。

2.2系统原理储油箱中加热至一定温度的油经供油泵送至工作油箱中；并由计量泵经供油电磁阀送至各架轧机的油水混合器。

水箱中加热至一定温度的水由供水泵送至各架轧机旁的混合器与油混合后送至各架轧机的上下工作辊面上进行润滑。

如图1所示。

图1：轧制润滑示意图2.3系统控制：2.3.1系统配置本系统由PLC一套。

其主要配置有：电源、CPU、通讯摸板、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、研华工控机、变频器。

系统见图2：控制系统用PLC实施自动控制。

本系统在地下室配有两面柜子，一个PLC 柜子，一个变频器柜。

在控制室操作台上放置计算机作为监控使用。

有网线连接柜子和计算机完成通讯；另外，由DP网连接S7-400与变频器完成通讯。

2.3.2控制过程润滑轧制时喷油水混合液程序的控制如下：轧钢时，在轧机前的热金属检测器首先检测到来钢的信号，当钢咬入F6架后（可根据需要设定延时），同时控制F1、F2、F3、F4、F5和F6架喷水、喷油。

翅片管复合轧制工艺润滑剂研究

翅片管复合轧制工艺润滑剂研究

翅片管复合轧制工艺润滑剂研究中国工业轧制行业是世界上最重要的轧制行业之一，特别是翅片管复合轧制工艺。

翅片管复合轧制工艺的核心是润滑剂，它在机械化水平的提高和生产效率的提高中发挥着重要作用。

因此，研究翅片管复合轧制工艺润滑剂具有重要的实际意义。

翅片管复合轧制工艺是在塑性变形的基础上，结合翅片管冷轧连续复合轧制工艺，在管状材料内壁离散分布翅片型凸点，从而实现管状材料翅片式结构，提高材料的抗弯强度和抗拉强度。

其工艺流程是原料经过快速加热，进入滚齿机与翅片管一起轧制，形成翅片管复合轧制件，最后经过冷却处理，固定结构，完成产品。

翅片管复合轧制工艺润滑剂包括熔融润滑剂，等温润滑剂，油膜润滑剂和冷却剂，润滑剂的主要作用是润滑，冷却，减少摩擦，减少摩擦热，改善工件表面质量。

为了研究翅片管复合轧制工艺的润滑性能，我们首先对翅片管复合轧制工艺中润滑剂的性能进行了深入的研究。

根据不同的翅片结构，我们选择了三种不同类型的熔融润滑剂，其中包括氢化油、酸性油和渗入油，对不同类型的熔融油进行了比较。

结果表明，酸性润滑剂的表面肋骨处的摩擦系数比氢化油和渗入油低，其磨损量也比其他两种类型的润滑剂要小得多，所以酸性油是选择翅片管复合轧制工艺中最佳润滑剂。

另外，我们还对翅片管复合轧制工艺润滑剂的工作条件进行了研究，具体包括不同类型的润滑剂，以及不同颗粒尺寸和材料塑料化作用等。

另外，我们还考察了翅片管复合轧制工艺润滑剂的应用前景，如探讨了润滑剂在翅片管复合轧制工艺中的不同应用方法，以及润滑剂在翅片管复合轧制工艺中的经济性和可持续性等。

综上所述，随着工业轧制行业的发展，翅片管复合轧制工艺的润滑剂也受到了广泛的关注，因此研究翅片管复合轧制工艺润滑剂具有重要的实际意义。

本文综述了翅片管复合轧制工艺润滑剂的研究现状，比较了不同类型润滑剂的性能，以及润滑剂的工作条件和应用前景。

未来工作将继续研究翅片管复合轧制工艺润滑剂性能，以推动翅片管复合轧制工艺的发展。