熱軋機械中潤滑技術的應用

邵天龍

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北 唐山 063000

熱軋工藝和技術當中的潤滑技術首先是在1957年在美國進行了成功的應用，板帶熱軋機上面的應用已經擁有了一段很長的歷史。隨著產品品種的不斷擴大，再加之用戶對產品質量的需求度越來越高，而且伴隨著短流程連鑄連扎工藝的發(fā)展以及當代市場的需求對厚度的要求，熱軋機械當中的潤滑技術已經引起了廣泛的注意并且得到了普遍的應用。目前，隨著告訴鋼軋輥的廣泛使用，熱軋機械當中的潤滑技術就顯得更加重要。通過大量的實踐調查可以證明，如果采用高速鋼軋輥，那么在同樣的條件之下的話，如果軋制力就會有所增加；那么如果想要使得軋制力減小的話，熱軋機械當中的潤滑技術就是一種最有效的手段。

1 熱軋機械工藝的潤滑原理以及作用

熱軋機械工藝當中的潤滑技術不同于其他的傳統(tǒng)技術，它是一個動態(tài)變化的過程，實在變形的區(qū)域當中進行高溫、高壓以及高速的狀態(tài)來使得潤滑油產生變化，因此是很難進行實驗模擬的。并且有的認為在熱軋機械運作的時候，在棍縫這種比較嚴格的工作條件之下，軋輥表面及其容易受到磨損，因而會導致表面產生凹坑或者是一些麻點的現(xiàn)象，而凹坑和麻點又會使得機械的磨損加大，從而造成一種惡性循環(huán)的現(xiàn)象，軋輥還會因為磨損而迅速報廢。如果能夠在扎件進入棍縫之前就在扎件表面噴刷一些潤滑物質的話，那么就可以在其表面形成一層潤滑膜，雖然說這層膜可能在進入棍縫之前就有一小部分會直接被燒掉了，但是其中的絕大部分還是會一起進入到棍縫當中，然后就會在工作棍和扎件的接觸面直接形成一層薄膜。即使說潤滑油形成的油膜和機械熱軋棍表面之間的接觸時間是非常之短的，但是在油膜被燒掉之前還是能起到一個潤滑的作用，從而可以減少熱軋機械的消耗量，就能夠有效地避免其表面很快就出現(xiàn)凹坑或者是一些麻點的情況。如果出現(xiàn)了這種不良的現(xiàn)象的話，那么不僅是對于軋輥有著嚴重的影響，對于整個熱軋機械工藝都會由嚴重的影響，制約了它的快速發(fā)展，再加上如果在熱軋制工藝當中采取潤滑技術的話可以有效地減少這種不利影響，因此熱軋工藝的潤滑技術就是由此而來的。通過對于潤滑原理的分析可以發(fā)現(xiàn)，潤滑主要就是對軋制件的表面起到一個保護的作用，從而來降低各種因素對其表面的損耗以及破壞，從而來起到一個防范的作用。

2 熱軋機械工藝當中潤滑技術的作用和意義

潤滑技術在熱軋機械工藝當中具有非常明顯的優(yōu)勢之處：

2.1 降低熱軋時軋輥以及扎件之間的摩擦系數(shù)

通常情況下，在沒有進行潤滑技術的時候摩擦系數(shù)一般為0.35，采用有效的潤滑技術的時候摩擦系數(shù)可以下降到0.12。通過降低在熱軋的時候軋輥以及扎件之間的摩擦系數(shù)，就可以減小他們之間的摩擦力，從而也能夠降低他們之間由于摩擦產生的熱量，理所當然，也就避免了這個熱量對軋輥和扎件產生影響。

2.2 可降低軋制力

一般情況下，容易進行軋制的薄規(guī)格帶鋼一般可以降低軋制力10%～25%，從而來降低對于能源的消耗，軋制力的減小，軋輥和扎件之間的相互作用力就減小了，他們之間的相互作用力減小就能夠使得減輕或者是避免他們之間猶豫相互作用力而產生的磨損或者是損耗的現(xiàn)象，從而能夠對軋輥和扎件起到一個保護和節(jié)約資源的作用。

2.3 減少對軋輥的消耗量可以減少軋輥的消耗以及儲備，提高工作的效率

在進行機械熱軋的時候，如果工作棍和帶鋼的冷卻水進行接觸的話，那么就會產生一些硬度很大的物質，比如Fe304，而且這些物質會粘附在軋輥的表面上面，使得軋輥形成一層黑暗色的“殼”，也就是我們常常講到的黑皮。而且黑皮就是造成軋輥經常受到磨損的主要因素。如果采在熱軋機械的過程當中使用潤滑油進行潤滑的話，那么軋輥和扎件之間就能夠被一層薄薄的油膜相隔開來，那么就可以有效地防止軋輥表面產生黑皮的現(xiàn)象，從而就能夠減少對軋輥的消耗量，自然而然地就延長了軋輥的使用周期；另外，還可以通過減少換輥的時間來提高軋制的工作效率，減少了對工作輥的儲存量。同時，也減少了支撐輥的磨損以及儲備量。支撐輥的儲備量的減少既可以降低儲備的成本，又可以節(jié)約對支撐輥之類的材料的消耗量，從而能夠使得企業(yè)獲得更大程度上的經濟效益[1]。

2.4 降低輥耗以及改善軋輥表面的狀態(tài)

在對普碳鋼和不銹鋼進行軋制的時候，通過跟蹤是否投入軋制潤滑情況下的精軋機工作輥的表面狀態(tài)，并且根據(jù)其中典型的工作狀態(tài)為參考。在投入軋制潤滑油的前后，機架軋輥表面由磨損嚴重以及條狀剝落的狀態(tài)改善為輕微磨損的狀態(tài)，還有的機架軋輥表面由嚴重的橘皮狀態(tài)改善為表面光亮以及輕微磨損的狀態(tài)；在中間胚和軋輥表面之間形成薄層的潤滑油膜，對輥面的表面氧化起到一個保護的作用，能夠有效地降低軋輥的磨損[2]，尤其是針對于一些表面質量要求高的不銹鋼和IF鋼等品種的鋼的生產。在對軋制機械進行潤滑之后，對軋輥表面的狀態(tài)的改善有助于軋輥的磨削量和軋輥的粗糙程度的下降。如果軋輥表面的狀態(tài)能夠得到改善的話，那么軋輥的實際作用就能夠發(fā)揮得更加完善，也能夠幫助企業(yè)生產出更多高質量的類似不銹鋼這種類型的產品，一舉多得。

2.5 軋制里程的延長以及使得產品的質量得到改善

在進行熱軋機械的過程當中，由于工作輥和冷卻水會進行長時間的接觸，那么工作輥就及其容易被氧化，而且很容易就在其表面形成了一層黑皮，就像上文提到的那樣會對軋輥產生磨損。軋制潤滑可以有效地阻止工作輥表面的黑皮的產生[3]，進而可以延長軋輥的使用壽命，從而減少對軋輥的更換次數(shù)，也就是能夠延長軋輥的千米數(shù)，促進了軋制生產作業(yè)率的提升。在軋制潤滑劑的投入前后，不銹鋼的薄規(guī)模產品當中的里程和軋制量分別提升了大約30%和38%，不銹鋼的提升要稍微低一些，主要是因為不銹鋼軋制的過程當中軋輥的磨損程度比較大以及要保證其表面質量的需要。

如果軋輥的磨損有所降低并且氧化的黑皮有所減少的話，那么就可以有效地改善鋼的表面質量，在相同的軋制單位的情況下，如果沒有投入軋制潤滑劑的話，那么帶鋼的表面就會出現(xiàn)比較嚴重的磨損情況或者是散沙狀的鐵皮，相反，如果使用軋制的潤滑油過后，那么其表面就會相對顯得比較光亮。

3 熱軋機械工藝當中潤滑技術的出現(xiàn)背景

最近幾年隨著我國的市場對于熱軋板帶的質量的要求越來越高，我國對于熱軋機械工藝技術的重視程度也越來越高。為了能夠達到這一標準條件，負責生產的廠商和企業(yè)應該大力地開發(fā)一些新的品種，比如可以生產一些特殊材質的鋼或者是一些高強度的鋼等產品來達到這一標準，并且還應該重視熱軋板帶的形狀以及尺寸的規(guī)格要符合規(guī)定，因此我國現(xiàn)在也出現(xiàn)了許多新型的軋機。為了能夠提高生產的效率，不僅僅只是研制出來了新型的軋機，而且還開發(fā)出來了新型的熱軋工藝技術。在這些新型的設備和新型的工藝不斷出現(xiàn)的同時，對熱軋工藝當中的熱軋工作輥的質量要求也將會越來越嚴格，因此為了能夠保障質量以及提高工作的效率，應該要求軋輥的質量很耐用，而且要具有長時間的壽命。精軋機前幾架，對于軋輥的耐表面的缺陷性能要求很高。在一些特殊的工作條件下，比如軋制的機械很薄，而且是使用的超低碳鋼等高負荷的條件之下，軋輥就容易會出現(xiàn)表面缺陷，在對不銹鋼進行熱軋的時候也非常容易出現(xiàn)熱粘著的現(xiàn)象。因此，針對于軋輥的材質方面，應該進行不斷地改進與創(chuàng)新。

迄今為止，對于那些精制的熱軋板帶的機組來將的話，高速的鋼扎棍更加適合，因為它有著更好的耐磨性以及強韌性，而且它使用的范圍也越來越為廣泛。因為它本身的材質特點，這種軋輥的使用周期和平均壽命要比普通軋輥長得多，那么就可以對扎件表面的質量起到一個保障的作用，也能夠幫助提高板帶的厚度。而且，如果使換輥次數(shù)減少的話，那么就會使得作業(yè)時間延長，作業(yè)效率提高，并且也同樣能夠減少對軋輥的消耗和儲備量。

4 熱軋對潤滑油性能的要求

4.1 減少軋制力

上文也提到過了，使用潤滑技術可以有效地減少在熱軋機械過程當中的軋輥和扎件之間的摩擦損耗，從而可以有效地減小變形的抗壓力和軋制力的力矩，也能夠減少對電能的消耗。

4.2 通過對扎件的表面的溫度進行控制

在進行實際的熱軋機械的操作過程當中，由于受到熱傳導的影響，軋輥的溫度通常都是較高的。而且，如果軋輥的溫度升高的話，那么軋輥之間的摩擦損耗也會增多。在進行軋制的時候，控制軋輥的升溫，對于降低摩擦系數(shù)有著明顯的作用。

4.3 抗表面的凹坑

無論是進行粗軋還是精軋，在前段工作當中，因為軋制的溫度是很高的，而且一開始壓下的量也是比較大的，那么軋制的速度就會很慢，而且軋輥由于受熱會受到一定的損傷，在表面形成一層黑皮，黑皮脫落過后就會形成凹坑。因此，如果利用高碳含量的元才來來進行實際的熱軋機械過程的話，那么就可以增加其表面的耐磨程度，但是應該要保持其表面黑皮的穩(wěn)定性，不能讓其隨意脫落，不然也會比較容易產生凹坑。

4.4 抗磨損

無論是進行粗軋還是精軋，在前段的工作當中，主要工作內容就是控制其表面黑皮的脫落。而如果是采取經渣渣的方法的話，后段工作是不會產生黑皮在其表面的，棍面的磨損將會直接影響到整個產品的質量，尤其是針對于一些高碳含量的材質，為了延長其使用壽命以及提高作業(yè)的效率，就必須要解決磨損的這個問題。另外，由于熱軋的時候鋼板邊部的溫度較低，局部軋制力升高，為了防止輥局部出現(xiàn)磨損的情況，應該考慮對鋼板邊部進行潤煥。

5 熱軋機械中潤滑技術的注意事項

通過結合我國以往的熱軋接卸工藝當中的經驗來看，熱軋工藝當中的潤滑技術應該注意以下幾個問題：

（1）實際上，工作輥的潤滑效果和刮水板的功能之間是有著密切的聯(lián)系的。如果刮水板與軋輥之間嚴重漏水的話，那么潤滑的效果將會不明顯，因此，如果想要評定在沒有水分干擾的情況下的潤滑效果的話，就應該將入口的冷卻水開關關閉。

（2）另外就是要注意對設備的保養(yǎng)。如果出現(xiàn)了潤滑效果明顯下降的情況的話，那么首先應該檢查是否是設備出現(xiàn)的問題，比如是否噴嘴存在有堵塞或者是丟失的情況，另外就是檢查噴射的壓力是否正常且符合規(guī)范，并沒有出現(xiàn)過低或者是過高的情況，其次就是檢查刮水板和噴射梁有沒有損壞等等。一般來講的話，SSAB廠采用的熱軋機械潤滑技術的時候，最大程度上可以降低軋制力的36%，其主流的電機的電流可以降低1KA。

6 結語

綜上所述，在熱軋機械工藝當中潤滑技術已經成為了一個可以用來降低成本的重要手段。采用熱軋機械工藝技術的潤滑技術可以降低軋制力的10%～15%。軋輥的成本降低同時也降低了整個工程的成本。結合考慮到帶鋼板表面質量的提高以及酸洗生產率的提高，在抵消設備的投資以及郵費和設備的維護成本之后，其經濟效益也能夠得到更加明顯的提升。因此，一些工業(yè)先進的國家?guī)缀醵荚谑褂脽彳垯C械中的潤滑技術來實現(xiàn)對熱軋機械的潤滑。我國目前也在大力推廣和宣傳熱軋機械中的潤滑技術，目的就是為了能夠使得我國的熱軋機械工藝能夠得到一定程度上面的發(fā)展。