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冷轧轧制油与带钢表面清净性关系研究(一)

返回列表 来源:发布日期:2016-08-31 11:33 | 加入收藏关注:5

随着市场竞争的日趋激烈,用户对产品的内在性能及表面质量提出了更高的要求。在汽车、家电等行业对于板型、性能、表面质量的几项要求中,冷轧带钢的表面质量占有越来越受到关注。带钢表面的清净性一般以带钢表面的残铁量、残油量、油烧斑量和退火后的残炭量的多少来衡量。带钢表面的清净性对镀锌产品的影响更为明显,轧后带钢表面的残留物过多不但要消耗大量的清洗性化工原料,而且如果带钢表面的清净性达不到要求,还易形成锌粒、锌疤、锌层脱落等缺陷。因此,提高轧后带钢表面的清净性是提高产品表面质量的关键环节。

冷轧带钢表面残留物的数量除了与热轧原料组成、热轧原料的酸洗质量、轧辊的粗糙度、机架乳化液的流量、轧制速度、道次压下量、轧制温度、乳化液系统的构成等因素有关外,与轧制工艺润滑剂的组分、轧制油的相关性能和现场应用条件也有密切的关系。

近年来,随着对轧制油及轧制变形区内润滑状况的研究不断深入,轧制油的使用应尽可能地在轧制变形区内形成连续且厚度均匀的润滑膜,这不仅有利于降低磨损,减小轧制负荷,更有利于提高轧后带钢的表面清净性。

一、冷轧轧制油的组成对轧后及退火后带钢表面清净性的影响 

冷轧轧制油主要有抗氧剂、油性添加剂、极压添加剂、防锈剂、表面活性剂和消泡剂等组分组成。

1、抗氧剂及其作用 

氧化是使油品质量变坏和消耗增大的原因之一。氧化产生的酸性物质、水及油泥等会造成金属的严重腐蚀。由于轧制过程常处于高温、高压条件下,会加速油品的氧化过程。

轧制油中所使用的抗氧剂一般为链反应终止剂。自由基链反应终止的原理是:通过一个活泼氢原子给过氧基一个氢原子,生成较稳定的化合物而使链反应终止。轧制油在储存、循环使用以及轧后在钢板表面上的残留油必须有良好的抗氧化效果,以利于避免轧后油烧和退火时钢板表面高分子聚合物的形成。抗氧剂的使用还可有效提高轧制油的初始氧化温度(20~50℃)。轧制油中所使用的抗氧剂一般为酚类和胺类化合物。

2、油性剂及其作用 

油性剂的作用主要是对金属表面有一种吸附力。油性剂靠物理吸附或化学吸附定向地排列在金属表面,生成牢固的吸附膜,并且2个分子的极性团吸在一起成为一对。

油性剂的种类很多,常用的有动植物油脂、脂肪酸,脂肪醇、合成型的脂肪酸酯等。蓖麻油、棕榈油、牛脂、猪油、菜籽油、棉籽油、大豆油、鲸鱼油等部属于动植物油脂。动植物油脂具有良好的润滑性能和负承载能力,但抗氧化性能及低温流性能较差,易水解,不经过电解脱脂直接退火后钢板表面清净性差;动植物油脂的氧化安定性也较差,这主要是其脂分子中甘油部分的羟基所致。一般高皂化值、分散型冷轧轧制油使用该类油性剂。这类轧制油一般用于具有电解脱脂工序且对润滑性要求极高的极薄板轧制过程中。

酯类油性剂与其它油性剂相比,其耐高温性能、抗氧化性能、抗水解性能、黏温性能,黏压性能及润滑性能良好。因此,酯类油性剂是用于轧制油中性能好、发展快的油性剂之一。在一般的轧制油配方中所采用的油性剂均为合成酯类油性剂,根据反应产物的酯基含量可分为单酯、双酯、多元醇酯和复酯等。由于单酯及双酯均含有β-氢原子,耐高温及抗氧化能力较差,因此在轧制油中极少使用这类油性剂。如果用烷基取代β—碳原子上的氢,就可以获得高温性能较好的合成酯。β—碳原子上无氢的醇类主要指新戊基多元醇类,如三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇等。

用上述新戊基多元醇与C5-C18的直链或支链脂肪酸合成的阻化酯在高温下不会出现环状中间产物,它们分解时按自由基的机理进行。这种阻化酯在分解时所需能量较高,因此具有较好的耐高温、抗氧化及抗热分解性能。在轧制油中经常使用这类多元醇酯。


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