金屬軋制設(shè)備與工藝潤滑的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新1

金屬(jīnshǔ)軋制設(shè)備與工藝潤滑的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新共一百三十八頁背景(bèijǐng)2014年以來，中國經(jīng)濟告別過去30多年的高增長，經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)。伴隨經(jīng)濟新常態(tài)，中國鋼鐵工業(yè)正面臨“三低一高”的新常態(tài)：低增長、低價格、低效益、高壓力。高壓力，著重表現(xiàn)為環(huán)保和資金方面，其中環(huán)保治理保持高壓力作用突出顯現(xiàn)。2015年1月1日，新環(huán)保法開始實施，加大了對違法排放的處罰力度，鋼鐵企業(yè)須全面執(zhí)行2012年環(huán)保部發(fā)布的8項與鋼鐵工業(yè)相關(guān)的污染物排放系列標準。如何實現(xiàn)冶金生產(chǎn)節(jié)能減排，資源利用效率最大化、污染物排放最小化、廢物(fèiwù)循環(huán)再利用，是鋼鐵企業(yè)降本增效，擺脫當前困境，進入可持續(xù)綠色發(fā)展通道亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題之一。在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文對當前新常態(tài)下鋼鐵企業(yè)的金屬加工工藝與設(shè)備潤滑的特點，軋制潤滑技術(shù)的發(fā)展及面臨的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新進行了深入的思考。共一百三十八頁主要(zhǔyào)內(nèi)容1.軋制工藝潤滑的作用

FunctionoflubricationinrollingprocessA2.工藝潤滑對軋制過程影響

Effectoflubricationonrollingprocess3.熱軋工藝潤滑

Lubricationinhotrolling4.潤滑管理(guǎnlǐ)

Lubricatingmanagement5.面臨的挑戰(zhàn)與技術(shù)創(chuàng)新

ChallengesandInnovatinginrollinglubrication共一百三十八頁1.軋制(zházhì)工藝潤滑的作用1.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝潤滑現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)1.2軋制過程中摩擦(mócā)的特點和作用1.3工藝潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁

軋制工藝始于15世紀，16世紀開始軋制窄帶，用來制作貨幣，據(jù)說最早的軋機草圖是在D·V·Leonardo的記錄中發(fā)現(xiàn)。1728年法國首先(shǒuxiān)使用帶孔型的軋輥。在約一百多年后才軋出較規(guī)則的金屬棒材。1862年連軋機開始出現(xiàn)在英國的曼徹斯特。18世紀中期，開始熱軋較寬鋼板，而薄板熱軋未采用潤滑油。1892年在Teplite建成第一套帶鋼連軋機組。此時，還沒有采用工藝潤滑，不久軋制有色金屬，同時軋制的厚度范圍也擴大了直到(zhídào)19世紀才開始使用合成潤滑油涂抹軋輥進行潤滑。潤滑油通常是以礦物油（1860年以后才大量獲得）和動、植物油為基礎(chǔ)油。20世紀初鋁板軋制過程中由于鋁對軋輥的粘附以及表面質(zhì)量的要求，促使軋制工藝潤滑的發(fā)展，對礦物油也提出了更高的要求。為提高潤滑效果，添加活性物質(zhì)，與此同時，低速軋制窄帶鋼問世，用水冷卻軋輥但鋼的熱軋工藝潤滑卻到上世紀30～40年代才出現(xiàn)。1935～1936年間，蘇聯(lián)最早在型鋼軋機上用動物油（牛油、豬油）潤滑軋輥。1968年美國大湖（GreatLake）分廠在熱帶軋機上采用工藝潤滑。后來許多國家在板帶、型材軋機上獲得成功。我國始于1979年，在1700爐卷軋機上取得良好潤滑效果。

鍍錫鋼板18世紀才改為軋制生產(chǎn)，由于鍍錫板需求增加，促進了寬帶冷軋機發(fā)展。由于潤滑問題未解決使生產(chǎn)受到限制，直到1930年，由A·J·Costle建議，開始使用棕櫚油作潤滑劑獲得優(yōu)良效果，并一直沿用到今天。由于軋制速度不斷提高，因而迫切要求解決軋輥的冷卻問題，于是，出現(xiàn)了冷卻性能良好的乳化液來潤滑以代替純油潤滑。潤滑的歷史回顧

共一百三十八頁1968年QAUAKER-CHEMICAL的熱軋潤滑油在美國National鋼鐵公司GREAT-LAKE分廠熱連軋機組上應(yīng)用并取得成功日本應(yīng)用此項技術(shù)也有35年歷史，國外板帶鋼熱連軋機的精軋機組都已采用了工藝潤滑技術(shù)。1980年開始太鋼爐卷軋機、武鋼1700mm熱連軋機、寶鋼2050mm熱連軋機，隨后鞍鋼1780mm精軋機熱軋生產(chǎn)線、珠鋼CSP生產(chǎn)線、攀鋼1450mm生產(chǎn)線、寶鋼梅山鋼鐵熱軋廠以及唐鋼800mm熱軋帶鋼等已使用了這一技術(shù)并取得(qǔdé)了成功，獲得了良好的經(jīng)濟效益。經(jīng)過50多年的發(fā)展，軋制工藝潤滑技術(shù)已經(jīng)在鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。潤滑的歷史(lìshǐ)回顧

共一百三十八頁71節(jié)能減排和綠色生產(chǎn)的趨勢

據(jù)統(tǒng)計：冶金行業(yè)總能耗占全國總能耗的15%~17%，而全國家庭總能耗只占10%左右。我國鋼鐵冶金行業(yè)的能耗總體水平與國際先進水平的差距超過了10%。且平均噸鋼耗新水量高出國際先進水平2倍以上2技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品質(zhì)量的需求(xūqiú)鋼鐵大國向鋼鐵強國轉(zhuǎn)變；金屬加工過程自動化、連續(xù)化和高速化發(fā)展；高精尖薄產(chǎn)品逐年增多軋制產(chǎn)品板帶比提高1.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝潤滑現(xiàn)狀(xiànzhuàng)與挑戰(zhàn)共一百三十八頁鋼鐵(gāngtiě)生產(chǎn)過程工藝流程長，設(shè)備多、復(fù)雜工況條件苛刻1.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝(gōngyì)潤滑現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)共一百三十八頁冶金企業(yè)各種(ɡèzhǒnɡ)機械設(shè)備眾多，用油情況復(fù)雜，分為設(shè)備潤滑和工藝潤滑，每年要消耗數(shù)千噸潤滑油，直接價值上億元。

現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)每年消耗的潤滑油種大致為:齒輪油20%;軸承油20%;液壓油20%;工藝油33%;其余油品7%。91.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝(gōngyì)潤滑現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)共一百三十八頁由于潤滑油在使用過程中的維護管理普遍存在問題，導(dǎo)致企業(yè)存在過度潤滑（油品浪費）和潤滑不當(bùdānɡ)（設(shè)備磨損）。這主要表現(xiàn)在：（1）設(shè)備與工藝用油的選型優(yōu)化問題，許多企業(yè)沒有規(guī)范的用油管理，沒有科學(xué)的選油方法，導(dǎo)致用油牌號眾多，造成用錯油、亂用油的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備故障和油品浪費；（2）工藝潤滑未受到應(yīng)有的重視，或使用效果不佳，影響到應(yīng)用效果和積極效益，例如熱軋潤滑油耗高。（3）設(shè)備存在用油污染嚴重，導(dǎo)致潤滑油易劣化變質(zhì)，影響潤滑效果，使得不少優(yōu)質(zhì)潤滑油使用周期短，浪費嚴重；（4）設(shè)備潤滑系統(tǒng)維護重視不夠，潤滑故障缺乏深入分析，例如影響冶金設(shè)備潤滑效果的除了潤滑油脂自身的質(zhì)量外，還受設(shè)備溫度、水分、粉塵等因素影響，冷卻循環(huán)系統(tǒng)、各種濾器的質(zhì)量及日常維護都直接影響冶金設(shè)備的正常潤滑。（5）企業(yè)設(shè)備管理人員潤滑知識匱乏、相關(guān)潤滑管理制度滯后，一方面存在設(shè)備潤滑不良，導(dǎo)致設(shè)備異常磨損現(xiàn)象，另一方面也存在設(shè)備過度潤滑，導(dǎo)致油品浪費現(xiàn)象。1.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝(gōngyì)潤滑現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)共一百三十八頁摩擦損耗造成潤滑油（脂）消耗費用大，據(jù)2003年調(diào)查統(tǒng)計，鋼鐵工業(yè)每萬噸鋼需潤滑油（脂）8噸左右，其中國外油脂占實際消耗量的21.2%;軋輥(zhágǔn)輥耗高，國內(nèi)冶金行業(yè)的輥耗平均為2.46kg/t，是發(fā)達國家的兩倍多金屬加工油液消耗量大（軋制、擠壓、切削、拉拔）；金屬加工油液的生產(chǎn)管理較為混亂無序。111.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝潤滑現(xiàn)狀(xiànzhuàng)與挑戰(zhàn)我國在油品循環(huán)再利用方面與國際先進水平存在較大差距。資料表明，近些年歐美等國家每年的油品循環(huán)量占使用量的21~35%，而我國僅占4~13%，并且目前廢油再生所采用的工藝效率低、能耗高或不能滿足環(huán)保要求。例如建龍集團潤滑油脂消耗占總油品消耗的43%以上，潤滑油脂的損耗率在20~40%之間，循環(huán)再利用也較低。大量的廢油品不僅存在污染環(huán)境隱患，也影響企業(yè)降本增效。因此，我國在油品循環(huán)再生方面還有很大的潛力可挖共一百三十八頁

產(chǎn)品類型單位產(chǎn)品工藝油消耗量/kg·t-1產(chǎn)品年產(chǎn)量/(×108)t工藝油消耗量總計/(×108)t

鋼鐵（黑色金屬）熱軋0.12~0.322.02.5萬噸冷軋0.40~0.800.53.0萬噸平整0.30~0.500.82.5萬噸防銹0.20~0.400.92.0萬噸有色金屬鋁板帶箔材0.80~1.00.242.5萬噸銅板帶管線材1.2~1.80.122.0萬噸

表32010年我國鋼鐵聯(lián)合(liánhé)企業(yè)工藝油消耗量121.1鋼鐵企業(yè)設(shè)備與工藝(gōngyì)潤滑現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)共一百三十八頁1.2軋制(zházhì)過程中摩擦的特點和作用

《喬斯特報告》估計：應(yīng)用當年現(xiàn)有的摩擦學(xué)知識，在英國通過摩擦學(xué)實踐，減少不必要的摩擦磨損，減少有關(guān)(yǒuguān)設(shè)備故障和能源消耗等，一年可節(jié)約約5.15億英鎊，相當于當年英國國民總產(chǎn)值的1.1%左右。同樣，美國能源部確認，摩擦磨損導(dǎo)致的能源損失使美國經(jīng)濟每年損失達160億美元，占美國能源總消耗的11%，或國民生產(chǎn)總產(chǎn)值的1.1%。1986年中國機械工程學(xué)會在一份調(diào)查報告中指出：通過摩擦學(xué)研究和實踐節(jié)約的消耗費用為我國國民生產(chǎn)總產(chǎn)值的1.8%，而所投入的研究和開發(fā)費用卻很低，即煤炭工業(yè)為1:40；冶金工業(yè)為1:76。另外報告認為：全部節(jié)約的20%利用現(xiàn)有的知識即可獲得，也就是說不需要任何投資。未潤滑輥面潤滑輥面共一百三十八頁鋼鐵生產(chǎn)過程能耗(最先進水平,不含燒結(jié)(shāojié)和焦化):煉鐵:91%煉鋼:1%熱軋:5%冷軋:3%應(yīng)用(yìngyòng)軋制工藝潤滑技術(shù):節(jié)能降耗與生產(chǎn)效率直接收益:50~60億/年產(chǎn)品質(zhì)量與成材率提高收益:50~60億/年裝置與潤滑劑支出:10億/年1.2軋制過程中摩擦的特點和作用

共一百三十八頁軋制工藝潤滑的作用

鑒于摩擦磨損對軋制過程的影響，采用軋制工藝潤滑可以有效地降低和控制軋制過程中的摩擦磨損，進而達到以下目的：降低軋制過程的力能參數(shù)（軋制力、軋制力矩、主電機功率）提高軋機(zhájī)軋制能力，可實現(xiàn)低溫、大壓下軋制；實現(xiàn)高速軋制；提高軋輥使用壽命；提高軋制作業(yè)率；減少軋件的不均勻變形；減少軋制過程氧化生成數(shù)量，防止氧化鐵皮的壓入;改善軋后制品質(zhì)量（板形控制、尺寸精度、表面粗糙度與清潔性等）1.2軋制過程中摩擦的特點(tèdiǎn)和作用

共一百三十八頁軋制工藝潤滑作用效果熱軋冷軋摩擦系數(shù)降低30%~50%10%~30%軋制力降低10%~40%10%~30%軋機功率降低5%~30%5%~20%軋輥使用壽命提高20%~50%10%~25%酸洗速度提高10%~40%—作業(yè)率提高3%~10%3%~5%軋后制品表面粗糙度降低10%~50%10%~50%表1熱軋和冷軋工藝過程軋制工藝潤滑作用(zuòyòng)效果統(tǒng)計1.2軋制過程中摩擦(mócā)的特點和作用

共一百三十八頁1-原始(yuánshǐ)輥面；2-潤滑輥面；3-無潤滑輥面1.2軋制(zházhì)過程中摩擦的特點和作用

共一百三十八頁除此之外采用(cǎiyòng)工藝潤滑還可使軋件在物理和冶金特征性上發(fā)生如下變化：控制和改善晶粒組織；減低屈服點、極限拉伸強度和缺口強度；提高塑性應(yīng)變比r值，提高延伸率；控制軋制織構(gòu)形成，提高板帶深沖性能1.2軋制過程中摩擦(mócā)的特點和作用

共一百三十八頁（1）減少軋制過程能耗2008年我國重點鋼鐵企業(yè)大型軋機工序能耗為69.52kgce/T，平均軋機工序能耗可達80~100kgce/T，而軋制摩擦能耗一般占軋制能耗總量的30％以上，若采用工藝潤滑，軋制噸能耗可降低10%~20%。2008年中國鋼產(chǎn)量5.0億噸，鋼鐵生產(chǎn)板帶比按50%計算，粗略(cūlüè)估計每年可節(jié)約100萬噸~150萬噸標準煤。

（2）減少金屬損失采用軋制工藝潤滑可以減少熱軋過程中氧化鐵皮厚度15%~20%，進而降低金屬損耗15%~20%，相當于節(jié)約金屬消耗1kg/T。按2008年鋼鐵產(chǎn)量與板帶比計算，相當增加(zēngjiā)2500萬噸熱軋材，同時，軋制產(chǎn)品表面質(zhì)量的提高，表面缺陷率降低30%~50%，相當提高成材率0.5%~1.0%。（3）節(jié)水由于熱軋過程中氧化鐵皮厚度的減少，得使高壓水除鱗用水水壓減少，同時軋輥循環(huán)冷卻水的利用率進一步提高，而冷軋時由于能夠有效地減少軋制變形區(qū)的摩擦，使得軋輥表面溫升得到控制，軋輥冷卻水用量也隨之減少。（4）酸液使用減少熱軋氧化皮厚度的降少，酸洗過程中酸洗速度可以相應(yīng)提高10%~40%，酸液消耗降低10%~20%，若按酸洗機組每噸鋼酸耗3~5kg計算，可降低酸耗0.3~1.0kg/T。這樣可以降低酸洗對空氣的污染。1.3工藝潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁1.清潔(qīngjié)生產(chǎn)清潔生產(chǎn)是一種全新的生產(chǎn)發(fā)展模式，它借助于各種相關(guān)理論和技術(shù)(jìshù)，在產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期的各個環(huán)節(jié)采取“預(yù)防”措施，將生產(chǎn)技術(shù)(jìshù)、生產(chǎn)過程、經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來，并優(yōu)化運行方式，從而實現(xiàn)資源和能源使用最小、對環(huán)境影響最小的、管理模式最佳以及最優(yōu)化的經(jīng)濟發(fā)展水平。1.3工藝潤滑與節(jié)能減排對金屬加工潤滑而言，首先要求產(chǎn)品的原材料及生產(chǎn)、管理等本身符合“清潔生產(chǎn)”的前提，而在使用過程中，則要全盤考慮到生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)操作和管理、直接廢棄物的回收利用?？傊獙⑾嚓P(guān)的環(huán)境因素都納入整個過程中去。這與以往的廢水末端處理是完全不同的概念。共一百三十八頁清潔生產(chǎn)最終的目的是實現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”。其包括清潔生產(chǎn)過程、清潔產(chǎn)品和服務(wù)三個方面。對生產(chǎn)過程：要求節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原料，減少所有廢棄物的數(shù)量和毒性；對產(chǎn)品：要求減少從原料提煉到產(chǎn)品最終處置的全生命周期的不利影響；對服務(wù)：要求將環(huán)境因素納入設(shè)計和所提供的服務(wù)。所謂清潔生產(chǎn)主要是1.用無污染、少污染的產(chǎn)品替代毒性大、污染重的產(chǎn)品；2.用無污染、少污染的能源和原材料替代毒性大、污染重的能源和原材料3.用消耗少、效率(xiàolǜ)高、無污染、少污染的工藝和設(shè)備替代消耗高、效率(xiàolǜ)低、產(chǎn)污量大、污染重的工藝和設(shè)備；4.最大限度地利用能源和原材料，實現(xiàn)物料最大限度的廠內(nèi)循環(huán)；5.強化組織管理，減少跑、冒、滴、漏和物料流失；6.對必須排放的污染物，采用低費用、高能效的凈化處理設(shè)備和“三廢”綜合利用措施進行最終的處理和處置。1.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁2.環(huán)境友好潤滑劑目前對環(huán)境友好潤滑劑國際(guójì)上并無統(tǒng)一標準，但各個國家都開始著手指定自己的環(huán)境友好潤滑劑的規(guī)定或標準，其中德國對800多個潤滑劑制造商的91個品種，4200個產(chǎn)品提出可生物降解要求。瑞典通過SS155434標準，以SP列表為產(chǎn)品提供了環(huán)境運行數(shù)據(jù)，并對其進行控制和評估的標準。歐盟對金屬加工液亦作了規(guī)定，如禁止使用甲醛、酚及其衍生物，禁止使用氯乙酰胺、氯酚及其衍生物以及含鋅的添加劑。鋇含量小于0.1%。亞硝酸鈉含量小于5μg/g，硼酸及其衍生物最多量為8%。另外，國外許多公司已經(jīng)開始生產(chǎn)環(huán)境友好潤滑劑產(chǎn)品，如Mobil、Shell、Fuchs、Bp、Texaco等品牌公司。環(huán)境友好潤滑劑在2006年以后，每年將以增加15%的趨勢上升。1.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁基礎(chǔ)油的生物降解性高于60%~70%；沒有水污染、無氯、低毒；添加劑無致癌物、無致基因誘變、畸變物，不含氯和亞硝酸鹽、不含金屬（鈣除外）；最大允許使用7%具有潛在可生物降解性添加劑（按OECO302B法生物降解大于20%）；添加劑應(yīng)對水生系統(tǒng)低毒，不一定(yīdìng)具備生物降解性；可添加2%不可生物降解的添加劑，但必須是低毒的；可生物降解類添加劑其添加量不受限制；產(chǎn)品不可危害人體健康。綜合各國對可生物降解潤滑劑的基本(jīběn)要求是：1.3工藝潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁尤其是金屬加工潤滑劑多在開放空間使用，而且是在高溫(gāowēn)、高壓、高水的環(huán)境中，潤滑劑的泄露、蒸發(fā)對環(huán)境容易造成破壞。例如：在礦物油型加工用油中，含S、P、Cl的極壓劑也影響環(huán)境。氯化石蠟即為毒性、致癌物質(zhì)，含氯廢物只有靠焚燒才能排放。在不完全燃燒時，可能形成聯(lián)苯基氯等毒性物。為此在軋制潤滑劑的生產(chǎn)中要盡量選擇容易生物降解的基礎(chǔ)油和添加劑，表5-9列舉了一些常用的基礎(chǔ)油和添加劑的生物降解性能1.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁基礎(chǔ)油生物降解率/%40℃運動黏度/mm2·s-1環(huán)烷基礦物油中間基礦物油石蠟基礦物油26.224.042.019.7018.6116.5615﹟白油22﹟白油36﹟白油63.141.031.314.2123.9632.92蓖麻油低芥酸菜子油高芥酸菜子油豆油棉子油橄欖油96.094.410077.988.799.1255.9634.568.7833.2035.3237.811.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁3.環(huán)境保護(huánjìngbǎohù)1.3工藝潤滑(rùnhuá)與節(jié)能減排隨著人們環(huán)境保護意識增加，軋制過程清潔化生產(chǎn)的呼聲越來越高。雖然軋制工藝潤滑在降低力能消耗、減少電耗、降低酸液消耗和提高成品率等方面對清潔生產(chǎn)和環(huán)境保護起到積極作用，但同時也帶來一些對環(huán)境的負面影響，如潤滑劑毒性、油煙、廢液等。而且這些負面影響必須引起高度重視，否則就會阻礙軋制工藝潤滑技術(shù)的應(yīng)用。共一百三十八頁潤滑劑的毒性與防護由于軋制潤滑劑是由有機和無機化合物組成，特別是添加劑如抗氧劑、防腐殺菌劑、極壓劑等可能會對人身健康造成一些危害，由于每個人對潤滑劑中的一些化學(xué)成分敏感性不同，因此對引起的癥狀也不盡相同。一般對于長期接觸軋制工藝潤滑劑的人，可能引起下列疾病：接觸性皮炎。水、溶劑、乳化劑、洗滌劑都可能使皮膚脫脂，導(dǎo)致干裂，引發(fā)接觸性皮炎。尤其是一些乳化液呈現(xiàn)弱堿性，若人手長期接觸可能造成皮炎。另外如果皮膚被潤滑劑中的金屬碎屑劃傷也可能引發(fā)皮炎。毛囊炎。如果長期接觸軋制油皮膚上的毛孔就會被油分堵塞，進而使皮膚長出黑頭粉刺導(dǎo)致發(fā)炎。皮膚表面的細菌也能引起毛囊炎，特別是在手背、小臂和臉部容易出現(xiàn)癥狀。腫瘤。醫(yī)學(xué)上懷疑芳烴，特別是稠環(huán)芳烴可能引起皮膚角質(zhì)層鱗狀化，進而導(dǎo)致良性或惡性腫瘤發(fā)生。但是現(xiàn)在一般都對軋制油中芳烴含量作了限制，如美國(měiɡuó)食品與藥品管理局（FDA）對軋制食品與藥品包裝用鋁箔軋制油中芳烴含量限制小于1%。1.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁潤滑劑對水生環(huán)境毒性的影響，可參照德國水污染分類WGK（WassergeGahrdungKlasse）進行。其水污染分類的規(guī)定是以水污染數(shù)值WEN為基礎(chǔ)的，而WEN值是從大量試驗基礎(chǔ)上或從配方的推算中得出。潤滑劑的毒性包括對哺乳動物、魚類和細菌(xìjūn)三部分構(gòu)成。對哺乳動物的毒性（AOMT）為基礎(chǔ)的WEN致死量見表9-14，水污染分類與潤滑劑污染評價見表9-15。表9-14WEN的致死量WEN（AMOT）LD50/μg/g）7<25525~2003200~20001>20001.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁表9-15水污染(wūrǎn)分類與潤滑劑污染(wūrǎn)評價水污染分類WGK水污染評價水污染數(shù)值WGK水污染物0一般無水污染0~1.9新一代潤滑劑1輕微水污染2~3.9不含添加劑的潤滑油2一般水污染4~5.9含添加劑的礦物油3嚴重水污染6可乳化型潤滑劑1.3工藝潤滑(rùnhuá)與節(jié)能減排共一百三十八頁目前無論是熱軋機還是冷軋機，軋機上方都有抽油煙換氣設(shè)備及時把軋制油油煙排出。軋制油除了氣味外一般不會對人身造成傷害。值得注意的是在熱軋潤滑中殘留在軋件表面的軋制油可能會逐漸熱分解生產(chǎn)(shēngchǎn)有害物質(zhì)，而此時已遠離軋機，通風不暢造成新的污染。因此加強車間內(nèi)的換氣通風，控制一些物質(zhì)在空氣中的飽和濃度低于表9-16中的規(guī)定。另外，雖然軋機操作人員不與軋制潤滑劑直接接觸，但是在軋制過程中高溫條件下潤滑劑會大量揮發(fā)、熱分解或燃燒(ránshāo)，使得車間內(nèi)空氣中的各種雜質(zhì)含量和氣味增加。當混有大量軋制油蒸汽的空氣進入人體呼吸系統(tǒng)和血液時，可能會引起較嚴重的頭痛和痙攣現(xiàn)象，甚至發(fā)生中毒。這重要是由于礦物油中揮發(fā)的碳氫化合物和氧、硫、氮等非烴類化合物所致。1.3工藝潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁表6一些物質(zhì)允許的飽和(bǎohé)濃度物質(zhì)飽和濃度/mg·m-3物質(zhì)飽和濃度/mg·m-3礦物油烴類環(huán)烷酸低級脂肪酸高級脂肪酸低級脂肪醇高級脂肪醇乙醚脂肪酸

30020010~503005~20200300氯衍生脂肪系氯化物脂肪系磷的有機化合物碳酸鹽石墨氯化硼氯硫硫化氫、二氧化硫100.70.20.31061.52101.3工藝(gōngyì)潤滑與節(jié)能減排共一百三十八頁2.工藝(gōngyì)潤滑對軋制過程的影響

2.1軋制工藝(gōngyì)過程的摩擦學(xué)系統(tǒng)2.2對軋制過程的影響2.3對軋輥的影響共一百三十八頁2.1軋制工藝(gōngyì)過程的摩擦學(xué)系統(tǒng)

可以把軋制過程視為一個由軋輥(zhágǔn)、工藝潤滑劑與軋件組成的摩擦學(xué)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)內(nèi)通過摩擦學(xué)各要素之間相互作用，相互影響，但最終目的是滿足軋制工藝的需要。該系統(tǒng)之間的相互關(guān)系見圖。共一百三十八頁對軋件的影響對軋制工藝的影響對軋輥的影響最小厚度軋制溫度軋制壓力寬展軋制速度軋制扭矩厚度公差加工率軋輥損耗板形軋制道次輥形表面缺陷(劃傷、啄印等)最大咬入角軋制能耗表面質(zhì)量(粗糙度、光亮度)軋制穩(wěn)定性軋制作業(yè)率具體到軋制過程，工藝潤滑對軋輥、軋件及軋制工藝的影響見表1-2。當然，對于不同的軋機、軋制工藝及軋制不同的產(chǎn)品品種，軋制工藝潤滑作用(zuòyòng)效果也是不同的。2.1軋制(zházhì)工藝過程的摩擦學(xué)系統(tǒng)共一百三十八頁軋制過程(guòchéng)摩擦的特點圖7-6滑動摩擦條件下摩擦系數(shù)對軋制壓力(yālì)的影響。

2.2對軋制工藝過程的影響共一百三十八頁最小可軋厚度板帶材最小可軋厚度一般使指在軋制條件一定，即在軋輥直徑、張力和摩擦系數(shù)等條件不變的情況下，由于(yóuyú)軋輥的彈性壓扁量達到了比較大的程度，無論如何再調(diào)小輥縫都不可能把軋件壓薄，這個極限厚度被稱為最小可軋厚度。根據(jù)Stone平均單位壓力公式可以導(dǎo)出軋輥彈性壓扁時的最小可軋厚度計算公式，即

2.2對軋制工藝(gōngyì)過程的影響

圖1不同潤滑條件熱軋制道次與軋件厚度的關(guān)系

共一百三十八頁軋制(zházhì)過程的磨損粘附磨損、磨粒磨損與疲勞磨損在軋制過程磨損中起主要作用。

粘附磨損主要是在軋制粘附性強的金屬，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等極易發(fā)生粘附，結(jié)果造成軋件表面出現(xiàn)啄?。≒ick-up），更嚴重者軋輥粘附金屬后，粘附物在軋制過程中被重新被壓入軋件表面形成新的表面缺陷，或者硬化后在軋輥上形成“結(jié)疤”，劃傷軋件表面，或在軋件表面形成壓痕。軋輥及軋件表面上一些硬的凸起物、氧化皮脫落等也易引起(yǐnqǐ)磨粒磨損。如果軋輥上的“結(jié)疤”脫落，則在輥縫間形成磨粒產(chǎn)生磨粒磨損。特別是軋制有色金屬時磨粒磨損占主導(dǎo)地位。而熱軋板帶鋼時，氧化皮的脫落在輥縫間形成的磨粒造成板面出現(xiàn)麻點。軋輥報廢的主要原因是剝落，剝落是疲勞效應(yīng)的結(jié)果。有時剝落層很深，致使軋輥表面硬化層只留下很少的一層。由局部磨損而產(chǎn)生的應(yīng)力不均勻分布、氧化層過厚引起的龜裂、研磨裂紋以及軋輥上的殘余應(yīng)力都是導(dǎo)致剝落的原因。

2.3對軋輥磨損的影響共一百三十八頁表2-2熱粗軋、精軋的工作輥負荷和磨損情況(qíngkuàng)統(tǒng)計類別粗軋精軋前段后段前幾架后幾架軋制力軋制速度/m·s－1單位軋制力/Mpa軋輥溫升/℃1～62～410～1212～22500～550550～6002～88～2525～6050～100600～650650～750軋輥材質(zhì)鍛鋼、鑄鋼、高鎳鉻鑄鋼高鉻鑄鋼高鉻鑄鐵、高鎳鉻鑄鐵高速鋼、高速鋼軋輥表損傷面剝落形成黑皮－脫落軋不銹鋼熱粘著其他表面缺陷—容易產(chǎn)生黑皮—粗軋后段發(fā)生凹坑多發(fā)生于精軋的前幾架不產(chǎn)生黑皮多發(fā)生于精軋的前幾架精軋后段產(chǎn)生凸凹裂紋、熱沖擊和折疊軋件厚時因咬入沖擊而形成折疊多發(fā)生于精軋后段磨損—在精軋的后段磨損嚴重2.3對軋輥磨損(mósǔn)的影響共一百三十八頁

影響軋輥磨損的因素（1）軋輥的材質(zhì)：這主要表現(xiàn)在軋輥硬度與磨損的關(guān)系上，硬度大的磨損小，硬度小的磨損大。中厚板軋機的軋輥肖氏硬度應(yīng)大于五十八，硬度落差不大于5HS。（2）軋件的化學(xué)成分：隨著鋼中的含碳量及合金元素的增加，軋件的塑性變低，變形抗力增大，造成軋輥磨損增大。（3）軋件的溫度：軋件的變形溫度高，塑性好，易于變形，軋輥磨損小，軋件溫度低，變形抗力大，軋輥磨損大，開軋溫度不得低于1050℃。（4）軋輥與軋件表面狀態(tài)：軋輥與軋件表面粗糙，軋輥磨損大。（5）壓下量的大小(dàxiǎo)，軋制時壓下量大，軋輥磨損大，壓下量小、軋輥磨損小。因此，規(guī)定軋制鋼錠時，縱軋三道次壓下量不得超過60mm，其他道次最大壓下量不得超過40mm。（6）軋輥冷卻：軋制時軋輥受到交替冷熱的作用，在表面產(chǎn)生了網(wǎng)狀裂紋，若冷卻不當，會加劇裂紋的擴展、延伸；另外，由于軋輥冷卻水水質(zhì)過濾不佳，雜質(zhì)或沉積物堵塞了冷卻水管路和噴嘴，水量減小，如未及時處理，軋輥得不到及時冷卻，其表面溫度升高，硬度降低，耐磨性降低造成磨損加速。2.3對軋輥磨損(mósǔn)的影響共一百三十八頁

圖2-8熱軋帶鋼(dàiɡānɡ)過程中軋制參數(shù)對軋輥疲勞磨損和磨粒磨損的影響。1-軋件溫度；2-軋制力；3-軋件硬度；4-軋制速度；5-軋制接觸時間2.3對軋輥磨損(mósǔn)的影響共一百三十八頁41未潤滑(rùnhuá)輥面潤滑(rùnhuá)輥面CSP鋼熱軋(rèzhá)工藝潤滑技術(shù)F1和成品F6機架沒有投入潤滑，F(xiàn)2～F5機架生產(chǎn)中都在使用軋制潤滑，軋制力最大降幅達到40%，軋制力降幅在30%左右時軋制較穩(wěn)定；2.3對軋輥磨損的影響共一百三十八頁3.熱軋工藝(gōngyì)潤滑及應(yīng)用

3.1熱軋工藝潤滑機理

3.2熱軋潤滑油

3.3熱軋工藝潤滑效果

3.4熱軋工藝潤滑實例

3.5CSP熱軋工藝潤滑

3.6爐卷熱軋工藝潤滑

3.7軋機(zhájī)潤滑故障的表現(xiàn)形式共一百三十八頁軋制溫度高分解產(chǎn)物及其燃燒速度氧化鐵皮的影響減少摩擦系數(shù)降低軋制力降低軋輥消耗節(jié)能降耗改善表面質(zhì)量改善組織性能熱軋潤滑熱軋工藝潤滑(rùnhuá)的效果和影響熱軋(rèzhá)工藝潤滑特點43北京科技大學(xué)博士生論文答辯3.1熱軋工藝潤滑機理共一百三十八頁443.1熱軋工藝潤滑(rùnhuá)機理(熱軋潤滑劑狀態(tài))潤滑油被燃燒，燃燒殘留物主要是殘?zhí)浚管堓伵c金屬表面隔開；熱軋油在變形區(qū)高溫、高壓下急劇氣化和分解，形成高溫、高壓的氣墊，將金屬與軋輥表面(biǎomiàn)隔開，起到潤滑作用；軋制油保持原來的狀態(tài)，以油膜的形式均勻地覆蓋在軋輥與軋件的接觸弧上以流體形式通過變形區(qū)。工作輥溫度分布情況共一百三十八頁熱軋變形(biànxíng)區(qū)分析：汽化(qìhuà)燃燒區(qū)示意圖45北京科技大學(xué)博士生論文答辯軋輥經(jīng)過變形區(qū)時間為北京科技大學(xué)博士生論文答辯45軋輥經(jīng)過汽化燃燒區(qū)的時間為

3.1熱軋工藝潤滑機理共一百三十八頁機架/軋輥代號額定轉(zhuǎn)速/1/min輥徑/mm鋼板入厚/mm輥縫/mm燃燒區(qū)時間/s變形區(qū)時間/s總時間/sF169.94868.0660.8925.270.2100.0400.250F269.94837.1025.2712.670.2100.0240.234F3144.36748.7812.677.720.1020.0080.110R4231.58676.947.725.110.0600.0040.064F5448.98568.865.113.770.0330.0020.035F6580.00613.273.773.040.0250.0010.026各機架軋輥在汽化(qìhuà)燃燒區(qū)和變形區(qū)停留時間46北京科技大學(xué)博士生論文答辯46CSP線各機架軋輥在汽化燃燒(ránshāo)區(qū)和變形區(qū)停留時間

3.1熱軋工藝潤滑機理根據(jù)以上的計算分析結(jié)果可知：無論在熱軋變形區(qū)入口，還是在變形區(qū)，油水混合液都來不及燃燒，其潤滑狀態(tài)仍為傳統(tǒng)的液態(tài)潤滑狀態(tài)。共一百三十八頁工藝(gōngyì)潤滑劑基本功能控制摩擦；減少磨損；降低成形過程力能參數(shù)(cānshù)；改善成形制品表面質(zhì)量；隔熱性；冷卻性；化學(xué)穩(wěn)定性性；不同工況的適應(yīng)性；使用方便與可控制性；10使用安全性；11殘留物易清除；12符合環(huán)保要求這里特別需要指出的是近年來對工藝潤滑劑的環(huán)保要求越來越高，其中對潤滑劑的環(huán)保要求包括（10）、（11）和（12）三個方面內(nèi)容。

3.2熱軋潤滑油共一百三十八頁由于現(xiàn)有熱軋機組都用水進行冷卻，但事先沒有設(shè)計供油系統(tǒng)，所以盡管熱軋油有水基和油基兩種形式，但水基熱軋油使用條件復(fù)雜，同時又不便廢水處理，所以目前大部分采用油基熱軋油。油基熱軋油的組成(zǔchénɡ)見表4-2，主要性能見表4-3。牌號Q-HB-11Q-HB-1905Dai-RollHR-40M08828外觀褐色液體褐色液體褐色液體粘度/mm2.s-1

（塞氏）99℃/s655711（100℃）80~100（40℃）閃點/℃222184270220凝點/℃-6-17-10-15酸值/mgKOH.g-1<5<5灰份/%0.060.02生產(chǎn)單位Quaker日本大同化學(xué)長城熱軋油3.2熱軋(rèzhá)潤滑油共一百三十八頁熱軋油或用戶牌號成分含量/%基礎(chǔ)油礦物油聚稀烴酯類油50~10050~1000~100油性劑動、植物油脂肪酸高級脂肪醇合成酯固體潤滑劑0~500~500~5050~100不確定QuakerQ-HB-11

合成酯100Q-HB-19

合成酯衍生物精制碳氫化合物5050Q-HB-1905

礦物油聚二元酸二醇粘度指數(shù)提高劑9451HR-40

棉子油季戊四醇酯油酸67303

美國鋼鐵公司

小于5%游離脂肪酸

日本住友金屬

汽缸油+菜子油季戊四醇二葵酸酯季戊四醇四葵酸酯3.2熱軋(rèzhá)潤滑油共一百三十八頁3.3熱軋工藝潤滑(rùnhuá)效果共一百三十八頁不同潤滑條件(tiáojiàn)下熱軋Q235B鋼各道次軋制力與軋制力降低百分率3.3熱軋工藝潤滑(rùnhuá)效果共一百三十八頁可見1號樣和2號樣鋼板顏色顯紅色，氧化現(xiàn)象嚴重，表面氧化物以Fe3O4和Fe2O3，冷卻后觸摸粗糙感明顯。3號樣和4號樣鋼板顏色發(fā)藍，氧化不明顯，表面光潔度較好，觸摸感覺較平滑(pínghuá)，其表面光亮，對光線有一定程度的鏡面發(fā)射，可見表面粗糙度較小。熱軋潤滑(rùnhuá)對Q235B板帶鋼表面質(zhì)量的影響

3.3熱軋工藝潤滑效果共一百三十八頁53熱軋潤滑與終軋板帶鋼宏觀形貌(xínɡm(xù)ào)及表面輪廓的關(guān)系

53干摩擦熱軋條件終軋板帶鋼垂直(chuízhí)軋制方向表面輪廓

純水冷卻熱軋條件終軋板帶鋼垂直軋制方向表面輪廓熱軋油使用濃度0.5％時終軋板帶鋼垂直軋制方向表面輪廓熱軋油使用濃度2％時終軋板帶鋼垂直軋制方向表面輪廓

3.3熱軋工藝潤滑效果共一百三十八頁圖5.2壓下率為37.8%時不同潤滑條件下的鋼板(gāngbǎn)表面形貌（無潤滑(rùnhuá)）（水）（熱軋油）3.3熱軋工藝潤滑效果共一百三十八頁55熱軋潤滑與終軋板帶鋼微觀(wēiguān)形貌及氧化層厚度的關(guān)系

55干摩擦軋制(zházhì)時終軋Q235B板帶鋼的氧化層厚度純水冷卻軋制時終軋Q235B板帶鋼的氧化層厚度熱軋油使用濃度0.5％時終軋Q235B板帶鋼的氧化層厚度熱軋油使用濃度2％時終軋Q235B板帶鋼的氧化層厚度3.3熱軋工藝潤滑效果共一百三十八頁56熱軋(rèzhá)潤滑與Q235B板帶鋼酸洗后表面質(zhì)量的影響關(guān)系

56干摩擦(mócā)軋制時終軋Q235B板帶鋼酸洗后表面質(zhì)量純水冷卻軋制時終軋Q235B板帶鋼酸洗后表面質(zhì)量

熱軋油使用濃度0.5％時終軋Q235B板帶鋼酸洗后表面質(zhì)量熱軋油使用濃度2％時終軋Q235B板帶鋼酸洗后表面質(zhì)量3.3熱軋工藝潤滑效果共一百三十八頁無潤滑和潤滑軋制GCr15鋼板表面顏色(yánsè)比較3.3熱軋工藝潤滑(rùnhuá)效果

在油水混合液潤滑條件下，軋制后的鋼板表面氧化層厚度大致在4~7μm左右。比無潤滑平均減薄7μm左右，比有水條件下的氧化層厚度平均減薄3μm左右。共一百三十八頁熱軋潤滑(rùnhuá)對軋制力與表面質(zhì)量的影響工藝潤滑可有效降低軋制力。工藝潤滑對中厚板粗軋階段軋制力降低貢獻比精軋階段更明顯?？梢愿玫乩霉に嚌櫥岣叽周堧A段壓下率，促進(cùjìn)再結(jié)晶，以消除混晶。工藝潤滑可有效地改善鋼板的表面質(zhì)量。潤滑條件/(kg/L)平均軋制力/kN平均軋制力降低絕對值/kN平均軋制力降低率/%粗軋精軋粗軋精軋粗軋精軋無潤滑381.8800.50.01345.4770.536.4309.53.82×10-3317728.7564.87217.09.0583.3熱軋工藝潤滑效果共一百三十八頁熱軋(rèzhá)潤滑對軋后表面組織的影響表面(biǎomiàn)

表面處斷面中心鋼板中心部位組織基本相同，都是基本為貝氏體的組織在接近鋼板表面處，隨著熱軋油濃度增大，表面處鐵素體量增多，貝氏體量減少，熱軋油濃度為0.01kg/L時表面處大部分都為鐵素體組織，且組織較為均勻。這是熱軋油的冷卻和減摩共同作用的效果。濃度0.01kg/L濃度2×10-3kg/L無潤滑未加潤滑時，組織沿軋向呈帶狀分布，組織大小不均勻；熱軋油濃度為2×10-3kg/L時，表面處帶狀組織基本消失，但組織大小不均；熱軋油濃度為0.01kg/L時，帶狀組織徹底消失，表面處組織均勻細小，組織狀態(tài)非常理想。59共一百三十八頁舉例:熱軋薄寬帶板形問題上、下軋輥潤滑效果相同;寬度(kuāndù)方向均勻供油;供油，停油迅速;3.3熱軋(rèzhá)工藝潤滑效果共一百三十八頁

3.4熱軋工藝潤滑(rùnhuá)應(yīng)用實例(1)主要(zhǔyào)工序共一百三十八頁

（2）熱軋油熱軋油選用高級脂肪酸的醇脂(如季戊四醇四癸酸酯)和礦物油組成合成油。（3）供油方式使用油水混合噴的供油方法，即：將軋制油中途加入(jiārù)配合管，使油水混合，將乳化后的油用噴嘴向軋輥表面噴射。一般來說，當油與水混合時，油的濃度為0.1%～0.8%左右。熱軋油供油方式見圖1。熱精軋機組熱軋油供油裝置技術(shù)參數(shù)表1

上輥噴嘴梁下輥噴嘴梁混和器水箱油箱計量泵安全閥圖1.熱軋油供油系統(tǒng)3.4熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁冷卻水供水裝置水箱容量10000L水泵排出量1000L/min排出壓力1MPa軋制油供給裝置(F1～F3、F4～F7各一套)油箱容量1000L+4000L增壓油泵排出量5L/min排出壓力1MPa計量泵排出量最大0.5L/min排出壓力2MPa3.4熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例表3-3油水(yóushui)控制參數(shù)共一百三十八頁切水板切水板切水板軋制油噴嘴軋制油噴嘴切水板①噴油量少(100～150克/噸鋼)，而且易調(diào)節(jié)濃度，穩(wěn)定性好②供油，停油迅速。③寬度(kuāndù)方向均勻供油。④上、下軋輥潤滑效果相同。⑤由于噴油量少而且燃燒充分，水中油殘留少。對水處理系統(tǒng)無特別要求也無需進行額外處理。

3.4熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

（4）工藝潤滑效果應(yīng)用熱軋油，降低(jiàngdī)了變形區(qū)內(nèi)的摩擦系數(shù)，使軋制壓力比未用軋制油降低(jiàngdī)8%～15%左右，因此可加大壓下量，容易軋制薄規(guī)格帶鋼。表2為工藝潤滑前后軋輥磨損情況對比。3.4熱軋工藝潤滑應(yīng)用(yìngyòng)實例共一百三十八頁

使用軋制油未使用軋制油軋制量：1297噸軋制量：1230噸軋制公里數(shù)：47.6km軋制公里數(shù)：42km機架號磨損量磨削量磨損+磨削機架號磨損量磨削量磨損+磨削F1(上)F1(下)0.160.070.20.20.360.27F1(上)F1(下)0.150.180.250.40.40.58F2(上)F2(下)0.150.170.30.30.450.47F2(上)F2(下)0.160.221.551.61.711.82F3(上)F3(下)0.110.060.10.150.210.21F3(上)F3(下)0.080.320.20.20.280.52F4(上)F4(下)0.270.280.60.60.870.88F4(上)F4(下)0.360.280.50.750.861.03F5(上)F5(下)0.230.280.450.450.680.73F5(上)F5(下)0.320.250.450.50.770.75F6(上)F6(下)0.240.180.50.40.740.58F6(上)F6(下)0.380.460.450.50.830.96F7(上)F7(下)0.110.1120.150.250.260.362F7(上)F7(下)0.160.161.751.751.911.91平均值0.1730.3320.505平均值

0.250.775

1.0253.4熱軋工藝潤滑(rùnhuá)應(yīng)用實例共一百三十八頁

（5）熱軋工藝潤滑中應(yīng)注意的問題①潤滑對咬入條件的影響軋鋼時必須滿足tanａ<

才能時軋件順利咬入軋輥(zhágǔn)。在噴水情況下

=0.2～0.3，最大咬入角為12°～17°。應(yīng)用軋制油后

=0.12左右。咬入角僅為7°～8°。3.4熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例機架厚度(mm)壓下量(mm)壓下率%咬入角F115.9914.014711°30ˊF29.556.44407°36ˊF36.165.39355°42ˊF44.301.86304°4ˊF55.191.11263°8ˊF62.500.69222°28ˊF72.300.2081°20ˊ

在板帶軋制過程中，為保證板形，精軋機組的前幾個架壓下量較大,咬入角較大，沒有富裕量，過剩的潤滑易使咬入困難；而后幾機架軋件較薄，壓下量不大，咬入是沒有困難的。表5.為某熱軋廠用30mm的中間坯軋制2.3mm規(guī)格時精軋機組的軋制規(guī)程表5.共一百三十八頁

圖3.停供油時間(shíjiān)示意圖由表5.看出如果對此品種使用軋制油，則F1、F2機架會造成帶鋼(dàiɡānɡ)在穿帶時咬入困難。為防止咬入時打滑，可行的辦法是正確控制供油和停油時間來保證。經(jīng)過延時Fi機架才開始供油。這樣就避免了帶鋼咬入前噴射軋制油造成帶鋼咬入時打滑。由于軋輥上油膜的存在，易使軋件咬入打滑，因而在下一軋件咬入前，要保證軋輥上油膜在臨界值以下或無油膜，有效的辦法是軋制時，軋件的尾部進入Fi機架前停止供油，使軋件的尾部把軋輥上的油膜燒掉。如圖3。3.4熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

②對板厚的影響

經(jīng)驗表明，板厚在1.8mm以上范圍，并使用AGC系統(tǒng)控制板厚時，對鋼板厚度無影響。在沒有軋制油的頭尾(tóuwěi)和用熱軋油的中段僅相差5

m左右。③對板寬的影響

機架間張力的變化，要引起板寬的波動，尤其對薄規(guī)格的帶鋼影響更大，在軋制油噴射或停止時，由于影響到軋制狀態(tài)，因此造成張力的變化。所以，在減少軋輥磨損有效范圍內(nèi)，要盡量減少給油量，使張力控制在20%以下，這時對軋制薄規(guī)格帶鋼影響很小。軋制厚規(guī)格帶鋼時，熱軋油對板寬影響不大。④對操作環(huán)境的影響根據(jù)國內(nèi)某廠統(tǒng)計平均每機架噸鋼消耗軋制油分別為30克(F1～F3)和15克(F4～F7)，用量低并且絕大部分被燃燒掉，應(yīng)用軋制油在廢水中僅增加1～3ppm廢油，而一般的機械液壓油的漏損帶來的廢油在廢水中的為20～90ppm。所以，應(yīng)用熱軋油不會污染環(huán)境。3.4熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁CSP薄板坯連鑄連軋是目前先進的板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)之一，截至2009年，我國14條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線全部采用了熱軋工藝潤滑(rùnhuá)技術(shù)，總產(chǎn)能達到3750萬噸。其熱軋工藝潤滑水平也具有廣泛的代表性和先進性，

3.5CSP熱軋工藝潤滑(rùnhuá)應(yīng)用實例共一百三十八頁（1）熱軋(rèzhá)工藝流程

以SMS-Demug年產(chǎn)200萬噸CSP薄板坯連鑄連軋為例，整條生產(chǎn)線配備有兩機兩流連鑄機、兩座輥底式加熱爐、六機架連軋機、層流冷卻裝置、兩臺地下卷取機以及其他配套(pèitào)設(shè)施。其連鑄拉速為2.8-6.0m/min，板坯寬度為850-1680mm，板坯厚度為50-70mm，板坯出爐溫度為1050-1150±10℃，帶鋼厚度為1.0-12.7mm。6架軋機全部配備有獨立的熱軋工藝潤滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用油水管路直接混合法，具有獨立的油水供給系統(tǒng)，軋制油和水按一定比例混合后噴射到帶鋼和軋輥的接觸面，以達到潤滑目的。其系統(tǒng)組成示意圖見圖13.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁(2)CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑系統(tǒng)供油系統(tǒng)供水系統(tǒng)氣控閥組上輥噴射控制下輥噴射控制油水混合器圖1熱軋工藝(gōngyì)潤滑系統(tǒng)示意圖3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁CSP生產(chǎn)線熱軋工藝潤滑(rùnhuá)系統(tǒng)可分為供油系統(tǒng)，供水系統(tǒng)和混合及噴射系統(tǒng)三部分。52341（1）供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)由以下部件(bùjiàn)組成：20m3油箱，螺桿泵,溢流閥，加熱器，過濾器，流量分配，潤滑油計量泵等組成圖8潤滑油泵站1.潤滑油箱，2.螺桿泵，3.溢流閥，4.加熱器，5.過濾器3.4CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁（2）供水系統(tǒng)水泵站由冷卻水箱、水泵、過濾器和流量閥組成。冷卻水由水泵水箱吸入水泵，經(jīng)過濾器過濾后送入混合器與潤滑油混合。由于該CSP熱軋工藝潤滑系統(tǒng)中油水混合比為0.2％左右，所以供水系統(tǒng)的壓力(yālì)決定了軋機噴處的噴射壓力(yālì)。供水系統(tǒng)的輸出壓力(yālì)為0.56MPa，據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，由于系統(tǒng)內(nèi)的壓力損耗，最終軋機噴嘴處的壓力約為0.3MPa。（3）混合(hùnhé)及噴射系統(tǒng)CSP生產(chǎn)線熱軋工藝潤滑裝置的混合及噴射系統(tǒng)安裝于軋機機架上，上下工作輥處各一套，分別負責上下兩個工作輥的工藝潤滑。該系統(tǒng)主要包括，靜態(tài)混合器、電磁閥，氣控閥、噴嘴等部件。潤滑油經(jīng)過電磁閥后和水分別通入靜態(tài)混和器，由靜態(tài)混合器混合后的乳化液進入氣控閥組。3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁每架軋機共有20個潤滑油噴嘴，上下軋輥處各分布10個。上軋輥處熱軋工藝潤滑噴嘴的安裝位置位于冷卻水噴嘴的上方，遠離軋件的一側(cè)。在下軋輥處，為了保證有足夠(zúgòu)的潤滑劑能夠進入工作區(qū)，潤滑油噴嘴安裝于冷卻水噴嘴與軋件之間的區(qū)域內(nèi)。3.5CSP熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

兩種形式(xíngshì)3.5CSP熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁潤滑油噴嘴工作輥刮水板機架冷卻水噴嘴液壓缸懸臂刮水板、冷卻水噴嘴和潤滑油噴嘴均固定在一個懸臂上；當軋機更換軋輥(zhágǔn)時，液壓缸縮回，帶動懸臂以及其上的機構(gòu)遠離軋輥(zhágǔn)，以便于保護噴嘴不會在更換軋輥(zhágǔn)的過程中遭到損壞。3.5CSP熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁兩外側(cè)噴油嘴的開閉由氣控閥組控制。在進行(jìnxíng)熱軋工藝潤滑時，噴射位置為軋機入口側(cè)工作輥中線附近。當潤滑噴嘴噴射時，噴嘴下方軋機入口處的冷卻水停止噴射以保證潤滑油膜不被冷卻水破壞，當噴嘴關(guān)閉時噴射冷卻水對工作輥進行(jìnxíng)冷卻。故工藝潤滑時，工作輥在與支承輥接觸后，軋件咬入后入口處工作輥面實際上是干的，有利于油水混合液中油滴的附著。而在未咬入軋件時工作輥表面有冷卻水，輥面實際上不附著軋制油，這樣有利于軋件的咬入3.5CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

（3）熱軋(rèzhá)油QUAKEROL-NHB-1053型潤滑油外觀透明琥珀色酸值3.4mgKOH/g皂化值92mgKOH/g粘度（40oC）48.0mm2/s硫含量1.34-1.54 %密度(50°C)0.878g/cm3閃點>150°C燃點>150 °CPH值(1%indemiwater)4.0傾點<4°C理想儲存溫度5-40°C使用期限18months3.5CSP熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁①噴油量少(~100克/噸鋼)，而且易調(diào)節(jié)濃度，穩(wěn)定性好②供油，停油迅速。③寬度方向均勻(jūnyún)供油。④上、下軋輥潤滑效果相同。⑤由于噴油量少而且燃燒充分，水中油殘留少。對水處理系統(tǒng)無特別要求也無需進行額外處理。

3.5CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

以CSP生產(chǎn)線為例，采用工藝潤滑后其軋制力矩明顯降低。CSP生產(chǎn)線熱軋工藝潤滑系統(tǒng)通過PC可編程控制器來控制供油系統(tǒng)的電磁閥動作，以實現(xiàn)“頭尾不潤滑”的潤滑方式。F1機架和F6機架不進行潤滑。在其余機架，軋件頭部進入軋機時沒有潤滑，保證軋輥與軋件間適當?shù)哪Σ亮?，以使軋件咬入順利，防止打滑。（軋制時必須滿足tanα<μ才能使軋件順利咬入軋輥）當軋件通過該軋機并被下一臺軋機咬入后，即兩臺軋機間建立張力關(guān)系后前臺軋機開始潤滑。在軋件尾部，為了避免殘余潤滑油對軋件表面的污染，以及下一軋件咬入的影響，一般通過計算機控制在軋件尾端剩余(shèngyú)5m左右沒有進入軋機時，計算機控制軋機停止?jié)櫥蛧娚洌密堓仛堄酀櫥瓦M行潤滑。（4）工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁CSP生產(chǎn)線生產(chǎn)2.75×1500mmQ235B鋼板時F3機架處軋制力矩同潤滑油噴射的即時曲線，生產(chǎn)該規(guī)格產(chǎn)品時僅有F2,F2機架噴射潤滑油，設(shè)定噴油量為68ml/min,油水(yóushui)濃度為0.2%。在曲線中，曲線中段的軋制力矩明顯低于曲線頭尾處，曲線頭部、曲線尾部與曲線中部相比高18%左右。兩端軋制力矩較高區(qū)域正是沒有潤滑的區(qū)域，但曲線兩端較高也有可能是由于軋件頭部通過該軋機時沒有建立張力關(guān)系，當下一軋機咬入后軋件上建立張力關(guān)系后，根據(jù)軋制公式，張力的提高也會造成軋制力及力矩的降低。忽略張力對曲線影響后可近似認為曲線的波動是由于熱軋工藝潤滑造成的，則可認為經(jīng)過潤滑后軋制力矩降低約18%。（1）軋制(zházhì)力波動3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

（2）降低軋輥磨損

采用軋制潤滑，可減小軋輥與軋件之間的摩擦系數(shù)，從而降低軋輥的磨損，下表列出了投用軋制潤滑前后各機架軋輥磨損及磨削量的下降情況。投用時的軋制量為2147t，軋制公里數(shù)46.8km；未投用時的軋制量2064t，軋制公里數(shù)44.7km。平均磨損量、磨削量各下降32.1%、24.3%，輥耗總的平均下降率為27.7%。下圖是在同一軋制單位(dānwèi)下投用潤滑油和不投用潤滑油時軋輥輥面狀況比較，由圖中可看出，在噴油情況下，軋輥表面光亮，磨損輕微；在不噴油情況下，軋輥磨損嚴重，表面橘皮狀痕嚴重。3.4CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用(yìngyòng)實例共一百三十八頁

機架號無潤滑軋制潤滑軋制磨損+磨削降低率%磨損量磨削量磨損+磨削磨損量磨削量磨損+磨削F1上0.240.350.590.150.30.4523.7下0.220.350.570.180.30.4815.8F2上0.210.350.560.150.30.4519.6下0.320.350.670.170.30.4729.9F3上0.390.350.740.260.30.5624.3下0.370.350.720.210.30.5129.2F4上0.310.40.710.220.250.4733.8下0.290.40.690.190.250.4436.2F5上0.240.30.540.230.20.4320.4下0.220.30.520.160.20.3630.8F6上0.190.30.490.130.20.3332.7下0.180.30.480.110.20.3135.4平均值0.2650.3410.6060.180.2580.43827.73.5CSP熱軋工藝(gōngyì)潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁85CSP鋼熱軋工藝潤滑(rùnhuá)技術(shù)分析項目指標外觀透明琥珀色40oC運動黏度/mm2/s（）48.0酸值/mgKOH/g3.4皂化值/mgKOH/g92硫含量/%1.34-1.54 密度/g/cm30.878閃點/°C>150燃點/°C>150 傾點/°C<4F1和成品F6機架沒有(méiyǒu)投入潤滑，F(xiàn)2～F5機架生產(chǎn)中都在使用軋制潤滑，軋制力最大降幅達到40%，軋制力降幅在30%左右時軋制較穩(wěn)定；3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁使用熱軋油的軋輥(zhágǔn)輥面狀況對比a)使用熱軋(rèzhá)油（一個軋制單位）

b)不使用熱軋油（一個軋制單位）3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

（4）改善帶鋼表面質(zhì)量影響帶鋼表面質(zhì)量的主要原因是在軋制過程中出現(xiàn)的氧化鐵皮被壓入帶鋼表面造成的，隨著軋制的進行，軋輥表面逐漸磨損，軋輥越粗糙，氧化鐵皮被壓入的狀況越嚴重。使用熱軋工藝潤滑減少了軋輥磨損和精軋機架工作輥氧化膜的剝落，防止氧化鐵皮細孔的發(fā)生，氧化鐵皮壓入的表面缺陷減少25%，從而(cóngér)改善帶鋼表面質(zhì)量，減少表面清理工作量30%。此外對冷軋料也縮短了下道工序的酸洗時間，減少了酸液的消耗和金屬的損耗。同時，由于輥面條件的改善，使產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提高，廢品率大大降低。3.5CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁從照片可以看出：無潤滑條件下鋼板表面有明顯的凹凸感且麻點遍布于整個板面。隨著潤滑機架增多，潤滑越來越充分，表面質(zhì)量明顯得到改善，當F2-F5都采用(cǎiyòng)潤滑后，表面麻點基本消失，板面平整光滑。圖

8-5

不同潤滑工藝條件下鋼板(gāngbǎn)表面質(zhì)量對比(a)無潤滑;(b)F2-F3潤滑;(c)F2-F5潤滑3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁對酸洗后的樣品(yàngpǐn)到CambrigeS-360掃描電鏡觀察，從掃描照片可以看出：酸洗后鋼板在無潤滑情況下表面凹凸不平，有明顯的麻點、不連續(xù)的點線狀表面夾層、表面凹坑和表面孔洞等；F2~F3采用熱軋潤滑后表面質(zhì)量明顯好于無潤滑的情況，表面致密度明顯增加，空洞與夾雜減少；F2~F5都采用潤滑的情況下鋼板表面致密均勻，大尺寸的缺陷基本消失，這種表面質(zhì)量對于冷軋產(chǎn)品的成材率及表面質(zhì)量十分有利。圖

8-6

酸洗后不同潤滑工藝(gōngyì)下掃描照片對比(a)無潤滑;(b)F2-F3潤滑;(c)F2-F5潤滑

3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

（4）力學(xué)性能對比采用熱軋潤滑對降低屈服強度的作用并不明顯，但由于熱軋潤滑后晶粒更加均勻化，故延伸率有明顯提高。從機理分析熱軋潤滑確實可以粗化晶粒，而且在其它企業(yè)得到很好的印證與應(yīng)用，但該作用與熱軋潤滑油的種類用量等工藝條件密切相關(guān)，因此需要(xūyào)作進一步試驗來尋求合適的工藝條件來使熱軋潤滑發(fā)揮最大的作用。表8-3不同(bùtónɡ)潤滑工藝下的力學(xué)性能對比厚度潤滑方式ReL/MPaRm/MPaA/%ReL/Rm3.0全關(guān)閉290365420.794F2~F3潤滑287362430.792F2~F5潤滑295367470.8023.5全關(guān)閉291370420.786F2~F3潤滑285369440.772F2~F5潤滑28737147.50.7733.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁

（5）軋制(zházhì)力降低采用軋制潤滑后，降低了變形區(qū)的摩擦系數(shù)，使軋制壓力比未用軋制油時要降低。下表列舉了在軋制Q235A、成品規(guī)格為3.75mm×1250mm時，不投潤滑油與投用潤滑油時各機架的軋制力。軋制力平均下降了13.96%，對各機架來說，軋制力越大，則投用后下降的幅度也就越大。F6軋機下降不多是因考慮到軋制穩(wěn)定性及板形問題而減少了道次變形量，同時也減少了噴油量。厚度潤滑工藝軋制力平均值/kNF1F2F3F4F5F63.0全關(guān)閉24578.6726157.6419673.3714679.7210579.729513.9573.0F2-F324174.0624982.4319364.4414644.5310245.539447.8533.0F2-F524170.1425355.4919587.5814341.149597.3369211.3743.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用(yìngyòng)實例共一百三十八頁3.5CSP熱軋工藝潤滑(rùnhuá)應(yīng)用實例共一百三十八頁

（6）能耗降低采用軋制潤滑后，軋制力降低，軋機(zhájī)主電機電流相應(yīng)降低，下表中列舉了不投潤滑油與投用潤滑油時各機架的電流數(shù)據(jù)，平均下降率11.64%。3.5CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁機架號無潤滑軋制潤滑軋制降低率%軋制力/kN軋制電流/A軋制力/kN軋制電流/A軋制力軋制電流F118800160015930143015.2710.63F219847196016390185617.425.31F315843194013780182013.026.19F412433154010150128018.3616.88F591001026780090014.2912.28F6670854063474405.3818.52平均下降率%13.9611.643.6CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用(yìngyòng)實例共一百三十八頁

（7）噸鋼油耗量評價熱軋工藝潤滑系統(tǒng)的另一項指標是油耗。在不影響潤滑效果的情況下，降低油耗就是(jiùshì)降低成本。系統(tǒng)采用特殊設(shè)計的小孔徑噴嘴，在達到預(yù)定潤滑效果前提下，不同品種規(guī)格的實際油耗指標在60～70g/t，在國內(nèi)外同行業(yè)中領(lǐng)先。目前國內(nèi)外熱軋廠的油耗在120~200g/t，單機架在15~30g/t范圍內(nèi)，有些熱軋廠油耗甚至達到300g/t。3.5CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁（8）綜合經(jīng)濟效益1）不同鋼廠潤滑系統(tǒng)的效果(xiàoguǒ)、噸鋼油耗量不盡相同。在潤滑油消耗上，能節(jié)省一倍或更高的運行成本，一年中這部分節(jié)省的成本（年產(chǎn)100萬噸）基本等同于系統(tǒng)造價。2）按生產(chǎn)線年產(chǎn)100萬噸計，投資回收期為4個月；按年產(chǎn)200萬噸計，投資回收期為2個月。3.5CSP熱軋(rèzhá)工藝潤滑應(yīng)用實例共一百三十八頁降低軋輥總消耗20-30%，如現(xiàn)輥耗按0.8kg/t，降低輥耗按25%，軋輥單價按25元/kg，年產(chǎn)量按200萬噸計，則可節(jié)省

0.8×0.25×25元×200萬=1000萬元降低電能(diànnéng)消耗通常每架軋機噸鋼電能單耗6KWh，節(jié)電按10%，電價按0.6元/KWh，共6架軋機用潤滑，年產(chǎn)量按200萬噸計，則可節(jié)省

6×0.1×0.6×6元×200萬噸=432萬元油耗噸鋼油耗按80g，油單價按21元/kg，年產(chǎn)量按200萬噸計，則消耗油價

0.08×200萬t×21元=336萬元具體(jùtǐ)經(jīng)濟效益分析如下共一百三十八頁

由上述可看出，使用潤滑系統(tǒng)節(jié)約的電能能夠(nénggòu)抵消潤滑油的消耗。年產(chǎn)量按200萬噸，使用潤滑系統(tǒng)年經(jīng)濟效益合計為1000萬+432萬–336萬=1096萬元3.5CSP熱軋工藝潤滑應(yīng)用(yìngyòng)實例共一百三十八頁爐卷軋機(zhájī)熱軋不銹鋼以奧地利奧鋼聯(lián)公司的技術(shù)和