含碳酸亚铁水基轧制润滑液的制备及摩润性能研究

发布时间：2020-06-01 15:37

【摘要】：由于环境污染问题日趋严峻,节能减排、清洁生产已经成为钢铁行业面临的重要问题。油基轧制润滑液使用在板带钢生产过程中产生的油泥难处理,污染水资源,产生大量油烟污染空气环境,严重危害操作人员身体健康。因此水基轧制润滑液受到越来越多的关注,水基轧制润滑液具有良好的冷却性、环保清洁性、经济安全性。水基轧制润滑液在轧制过程中可以达到降低轧制力、降低轧辊消耗、改善板带表面质量等作用,但同时也存在着稳定性差、润滑性能不足、防锈性能差等问题。本工作使用碳酸亚铁作为水基轧制润滑液中的冷却润滑介质,对碳酸亚铁在水基中的分散稳定性、含碳酸亚铁水基轧制润滑液的制备及其摩擦润滑性能进行了实验研究。本工作的主要结论如下:通过热分析实验结果表明,碳酸亚铁的热分解属于吸热反应。热分解一步完成,分解温度约427℃开始到约630℃结束,温度是碳酸亚铁热分解的决定性因素。分解过程中产生气体,分解固体产物与热处理温度、气氛条件、保温时间以及碳酸亚铁的结构特征密切相关。通过热模拟试验结果表明,在高温条件下碳酸亚铁的热分解产物Fe3O4作为润滑剂降低了试样的变形抗力,具有良好的高温润滑性能。碳酸亚铁可以作为冷却润滑添加剂加入到水基轧制润滑液中。水中未经分散的碳酸亚铁容易发生团聚难以发挥冷却润滑作用。采用沉降法、分光光度法、粒度法等筛选出十二烷基硫酸钠作为分散剂,并得到其在水中分散碳酸亚铁的最佳工艺为:震荡时间为12 min,p H值为8,分散剂浓度为10%。结合化学分散与物理分散方法并添加了适量的水溶性功能添加剂,实现了碳酸亚铁在水基体系中的稳定分散。通过制备工艺得到的水基轧制润滑液黏度适中同时具有良好的稳定性和防锈性能。四球摩擦磨损实验结果表明,碳酸亚铁的添加显著提升了水基轧制润滑液的极压抗磨性能。实验探究表明0.6%含碳酸亚铁水基轧制润滑液的平均摩擦系数和磨斑直径最小;在高载荷、高转速条件下0.6%含碳酸亚铁水基轧制润滑液具有优异的抗磨减摩性能。热轧过程中,使用0.6%的含碳酸亚铁水基轧制润滑液第一道次、第二道次轧制力分别下降11%和27%,轧后表面质量得到了改善,轧件表面氧化层的变薄且致密。
【图文】：

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图 1.1 热轧带钢工艺流程图Fig.1.1 The process flow diagram of hot rolling steel strip国轧制技术发展及应用现状于国外，我国的轧制技术发展起步较晚。1973 年武钢首先从当时世界上最先进的轧制技术和自动化技术，，建设了 1700mm，这项技术采用了完全自动化的计算机控制系统。武钢对国外开了我国轧制技术的自主创新研发的序幕，八十年代宝钢引入新热连轧工业设备和工艺，如加热炉加热控制技术、板坯厚度、立辊宽度控制调节技术（AWC）、卷取控制技术（AJC）ACC）、交流传动技术及全套的计算机自动化控制系统建设了程[1]。随后宝钢和鞍钢引进了日本三菱的自控轧制技术、在线磨流传动技术应用在 1580 mm 和 1780 mm 热连轧系统中。在引过程中，我国钢铁工作者逐步对引入技术进行消化、吸收，掌的同时，根据生产实践积累的丰富经验开启了我国自己开发创

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图 1.2 热轧润滑系统示意图Fig.1.2 Schematic diagram of hot rolling lubrication system过程中采用热轧润滑技术可以减少摩擦系数，数据表明热轧过辊与轧件之间的摩擦系数可降低 65 %[37-40]；采用热轧润滑可制功率，从而达到节能降耗的目的，同时可以使轧制的板坯更滑可以降低轧辊消耗，轧制过程中轧辊与轧件直接接触，轧辊发生氧化，导致辊面不平整，进而影响轧件表面质量，如此恶耗严重。使用热轧润滑技术可以避免轧辊与轧件的直接接触，[39]；采用热轧润滑可以改善板带钢表面质量，由于润滑膜覆盖在件与空气中的氧气接触，使氧化皮氧化皮大幅减少。轧辊的磨化皮大幅减少，减少了氧化铁皮的压入和轧件表面的划痕等缺面质量[42,43]；采用热轧润滑技术能够降低能耗，通过降低轧制消耗，通过减少氧化铁皮生成，使后续酸洗工序的酸用量，减采用热轧工艺润滑技术是减少氧化铁皮生成，改善板带钢轧后
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH117.22;TG335.56

【参考文献】