轧制过程摩擦与润滑.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,上海理工大学 邱晨鹰,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上海理工大学 邱晨鹰,*,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,(1860,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,0.5,m,0.6,m,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，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、无味而且燃烧产物进入废水中的残留物也无毒，对环境无污染。,1,热轧工艺润滑,7.3.3,热轧工艺润滑剂,1,热轧工艺润滑,7.3.3,热轧工艺润滑剂,2,铝及其合金热轧润滑剂,1,热轧工艺润滑,7.1.3,铜及其合金热轧润滑剂,1,热轧工艺润滑,7.3.4,热轧工艺润滑效果,1,工艺润滑对力能参数的影响,1,热轧工艺润滑,2,工艺润滑对轧辊磨损的影响,1,热轧工艺润滑,1,热轧工艺润滑,7.4.1,冷轧工艺润滑的作用,2,冷轧工艺润滑,7.4.1,冷轧工艺润滑的作用,2,冷轧工艺润滑,7.4.1,冷轧工艺润滑的作用,2,冷轧工艺润滑,7.4.2,冷轧工艺润滑剂,鉴于冷轧工艺润滑的重要作用，作为润滑剂除了应具备一般润滑剂的基本,功能外，还应满足以下特征要求：,(1),润滑性能好，能够有效地降低或调控摩擦系数；,(2),冷却能力强，具有较高的导热和传热系数；,(3),性能稳定，在高温、高压环境下循环使用不变质润滑效果不变，或者具有较长的使用周期；,(4),使用方便，作为油基润滑剂应具有较高的闪点和较低的凝固点，确保使,用的安全性和低温时的流动性；,(5),作为乳化液应在乳化温度、时间、水质等方面无特殊要求，乳化液管理,维护方便破乳方法简单；,(6),清净性强，在使用过程中能随时带走轧辊和板带表面的磨削和粉尘，轧,后板面无油渍，退火时表面无油斑；,(7),防锈性好，能有效地防止与其长期接触的轧机与所轧板带材锈蚀；,(8),无毒、无味，排放或者板带材表面残留物符合环保要求；,(9),使用的经济性。,2,冷轧工艺润滑,7.4.2,冷轧工艺润滑剂,1,钢铁材料,2,冷轧工艺润滑,7.4.2,冷轧工艺润滑剂,2,冷轧工艺润滑,7.4.2,冷轧工艺润滑剂,2,冷轧工艺润滑,7.4.3,冷轧工艺润滑的应用,酸洗涂油,薄板轧制润滑,硅钢轧制润滑,不锈钢轧制润滑,平整用油,铝合金轧制润滑,铜合金轧制润滑,钛及其他稀有金属轧制润滑,3,冷轧工艺润滑,思 考 题,1.,摩擦如何影响轧制压力,?,典型的单位摩擦力和单位压力沿接触弧长分布规律是什么,?,2.,说明轧制变形区摩擦系数与轧后板带表面质量的关系。,3.,工艺润滑对轧件、轧辊及轧制工艺过程的影响有哪些,?,4.,钢的热轧工艺润滑与铝的热轧工艺润滑有何不同,?,5.,湿平整与冷轧工艺润滑有何不同,?,