薄钢板冷轧轧制油预乳液的研究

李新

摘要：薄钢板冷轧阶段，使用轧制油的冷却性以及润滑性等与冷轧效果具有直接联系，选择一款冷轧轧制油作为母油参考标准，依据我国现行行业标准，深入化研究乳液轧制油。初期阶段需要筛选基础油，改进油性、酸性等相应性能，在这一基础上研制预乳液，重点研究相关性能。在实验之后可以发现将菜籽油作为基础拥有，增加24%左右的高粘物质等，最终获得的母油性能可以满足冷轧应用标准，达到行业应用标准。其中将5%乳化液静置24小时之后其析皂量为4.3ml，将2%的乳化液静置7分钟后泡沫会完全吸收，利用热重分析模拟退火环境，其中油品残留量几乎为0，产品使用滿足薄钢板冷轧水基液使用需求。

关键词：薄钢板;冷轧;轧制油;预乳液

冷轧工艺属于在低于金属再结晶温度进行的金属塑性成型工艺，在冷轧过程中使用的旋转轧辊需要轧件变形过程中应对较大的摩擦力。在冷轧过程中主要有三种摩擦状态，例如干摩擦、流体摩擦以及边界摩擦;干摩擦属于没有润滑的状态，在轧制过程中极易出现粘辊或者是烧结的情况，在损伤轧机以及轧件情况出现后，需要深入化研究轧制过程工艺润滑措施。轧制油的使用主要是在轧辊与轧件之间形成一层油膜，具有隔离保护作用，可以有效避免干摩擦出现，过程中可以降低摩擦系数。

一、实验过程

实验过程中主要划分为两个部分，也就是母油研制以及预乳液研制。实验原辅材料主要有矿物油、选择自某炼厂;植物油，是市面销售产品，食品级别;各种类型添加剂，工业级别;乳化剂，主要为工业级别。在基础油中增加不同类型的添加剂，恒温设置为80摄氏度，转速为900r/分钟，在搅拌20分钟后，可以获得轧制油母油，在加入乳化剂之后，保证相同条件可以继续搅拌10分钟，获得轧制油预乳液[1]。

二、分析方法

设置相应的密度、运动粘度、闪点、酸值、皂化值、倾点以及油膜强度，热重分析过程中显示扫描量热仪，乳化液稳定性以及乳液抗泡沫性能。

母油研究过程。（1）选择基础油，基础油比较占据润滑油质量的60%，性能与指标要求比较接近，使用的添加剂种类以及数量较少，经济成本也会相应降低。比较常见的润滑油基础油为矿物油、动植物油以及合成酯，合成酯物质来源较少并且价格成本高，极少单纯用作基础油，通过实验选取几种类型的矿物油和植物油作为研究对象，分析性质与母油指标的区别[2]。（2）薄钢板轧制力相较于普通钢板的轧制力较大，因此使用的冷轧油润滑性比一般润滑油较好。矿物油皂化值较小，油膜强度也不高，粘度低，润滑性较差，在使用矿物油作为基础油情况下，需要使用大量的油性剂对润滑性进行改善。油性剂主要是合成的脂肪酸以及皂、聚合脂肪酸等，通过使用化学键力在摩擦表面想成相应的吸附膜，可以有效降低摩擦系数。但是各类油性剂退火过程中不能实现完全燃烧，在退火之后薄板表面会出现烧结斑，对清净性造成影响。其次油性剂生成的润滑膜主要适用温度为低温120摄氏度，在冷轧过程中工况较为苛刻情况下效果并不显著。植物油是天然油脂，是由甘油三酸酯以及少量的游离脂肪酸构成，植物油本身具备较高的皂化值以及油膜强度，具有较好润滑性，在退火过程中可以实现完全燃烧，产品的表面质量较高。（3）植物油的多种类型在使用过程中，其皂化值符合要求，棕榈酯常温状态下为固态，熔点显示为53摄氏度，较高的倾点，价格比较昂贵。蓖麻油油膜强度较高，粘度较大，价格也比较高;大豆油的粘度以及油膜强度较低，价格较低，菜籽油指标比较接近指标，价格较低，可以选择菜籽油作为基础油，运动粘度以及油膜强度较低，可以进行相应的改进。（4）改进粘度。粘度较高的轧制油在使用过程中结合自身粘滞作用，会形成较厚的油膜，防止干摩擦的形成，润滑效果较好，但是具有较差的冷却效果，轧后板表面清净性不好，板面具有较多残留，其中低粘度轧制油表面光亮，冷却性能较好，润滑效果较差，难以实施高速状态下的轧制。菜籽油粘度相比于指标较低，需要增加粘度指数改进剂，但在操作之后粘度并没有上升，反而底部出现了沉淀物质，植物油具有较差的溶解性，在经过多次筛选之后，可以确定高粘物质，其可以与菜籽油相容，增加黏性效果，性能不会受到影响[3]。（5）油膜强度改进。在轧制过程中，主要是处于高温以及高压状态下，过程中需要增加极压抗磨剂改善油膜强度，降低过程中的摩擦以及粘辊现象。在实验过程中主要使用含硫极压剂等与混合基础油配置，在增加2%含硫极压剂情况下，调和油油膜强度为980N，改善作用较好。（6）改进酸值。在酸值表中油品游离酸含量，确定一定酸值，在轧制过程中可以适度腐蚀轧件表面，保障其显露新鲜金属表面以及极压剂产生相应反应，增加极压性能，但是酸值较高情况下会腐蚀机械，轧制油的使用需要确定一定酸值，在筛选之后，可以确定饱和长链酸作为酸性剂，在添加量数值为1.5%情况下酸值会上升到6.14mg/g。在改进工作结束后，母油指标可以保证全面满足薄钢板冷轧轧制油的标准[4]。

总结：

将菜籽油作为基础油，其中增加一定数值的高粘度油等，进行调和之后，产品性能可以满足母油标准，预乳液性能也达到行业应用标准。通过热重分析模拟工业退火过程，在480摄氏度后母油残留量趋于0，润滑油性能较好同时，轧后退火清净性以及热稳定性优势明显。

参考文献：

[1]李朝圣， 陈育祥， 孙明，等. 高性能不锈钢冷轧轧制油的研制：Ⅰ基础油和助剂的筛选[J]. 润滑与密封， 2019， 44（04）：115-119.

[2]高健强， 贺拥军， 芦建华. CdS/SiO_2复合粒子的制备及稳定Pickering乳液的性能研究[J]. 现代化工， 2020， v.40;No.403（05）：176-181.

[3]王太林， 何金国. 新型乳化体系下纯丙聚合物乳液的制备及性能研究[J]. 粘接， 2015， 000（012）：70-73，55.

[4]张荣明， 孙秀秀， 王岩，等. 柴油/渣油多重乳液延缓铬溶胶交联体系的制备及稳定性研究[J]. 化学研究与应用， 2015， 000（006）：910-914.

本钢板材冷轧总厂 辽宁 本溪 117000