薄鋼板冷軋軋制油預(yù)乳液的研究

李新

摘要：薄鋼板冷軋階段，使用軋制油的冷卻性以及潤滑性等與冷軋效果具有直接聯(lián)系，選擇一款冷軋軋制油作為母油參考標準，依據(jù)我國現(xiàn)行行業(yè)標準，深入化研究乳液軋制油。初期階段需要篩選基礎(chǔ)油，改進油性、酸性等相應(yīng)性能，在這一基礎(chǔ)上研制預(yù)乳液，重點研究相關(guān)性能。在實驗之后可以發(fā)現(xiàn)將菜籽油作為基礎(chǔ)擁有，增加24%左右的高粘物質(zhì)等，最終獲得的母油性能可以滿足冷軋應(yīng)用標準，達到行業(yè)應(yīng)用標準。其中將5%乳化液靜置24小時之后其析皂量為4.3ml，將2%的乳化液靜置7分鐘后泡沫會完全吸收，利用熱重分析模擬退火環(huán)境，其中油品殘留量幾乎為0，產(chǎn)品使用滿足薄鋼板冷軋水基液使用需求。

關(guān)鍵詞：薄鋼板;冷軋;軋制油;預(yù)乳液

冷軋工藝屬于在低于金屬再結(jié)晶溫度進行的金屬塑性成型工藝，在冷軋過程中使用的旋轉(zhuǎn)軋輥需要軋件變形過程中應(yīng)對較大的摩擦力。在冷軋過程中主要有三種摩擦狀態(tài)，例如干摩擦、流體摩擦以及邊界摩擦;干摩擦屬于沒有潤滑的狀態(tài)，在軋制過程中極易出現(xiàn)粘輥或者是燒結(jié)的情況，在損傷軋機以及軋件情況出現(xiàn)后，需要深入化研究軋制過程工藝潤滑措施。軋制油的使用主要是在軋輥與軋件之間形成一層油膜，具有隔離保護作用，可以有效避免干摩擦出現(xiàn)，過程中可以降低摩擦系數(shù)。

一、實驗過程

實驗過程中主要劃分為兩個部分，也就是母油研制以及預(yù)乳液研制。實驗原輔材料主要有礦物油、選擇自某煉廠;植物油，是市面銷售產(chǎn)品，食品級別;各種類型添加劑，工業(yè)級別;乳化劑，主要為工業(yè)級別。在基礎(chǔ)油中增加不同類型的添加劑，恒溫設(shè)置為80攝氏度，轉(zhuǎn)速為900r/分鐘，在攪拌20分鐘后，可以獲得軋制油母油，在加入乳化劑之后，保證相同條件可以繼續(xù)攪拌10分鐘，獲得軋制油預(yù)乳液[1]。

二、分析方法

設(shè)置相應(yīng)的密度、運動粘度、閃點、酸值、皂化值、傾點以及油膜強度，熱重分析過程中顯示掃描量熱儀，乳化液穩(wěn)定性以及乳液抗泡沫性能。

母油研究過程。（1）選擇基礎(chǔ)油，基礎(chǔ)油比較占據(jù)潤滑油質(zhì)量的60%，性能與指標要求比較接近，使用的添加劑種類以及數(shù)量較少，經(jīng)濟成本也會相應(yīng)降低。比較常見的潤滑油基礎(chǔ)油為礦物油、動植物油以及合成酯，合成酯物質(zhì)來源較少并且價格成本高，極少單純用作基礎(chǔ)油，通過實驗選取幾種類型的礦物油和植物油作為研究對象，分析性質(zhì)與母油指標的區(qū)別[2]。（2）薄鋼板軋制力相較于普通鋼板的軋制力較大，因此使用的冷軋油潤滑性比一般潤滑油較好。礦物油皂化值較小，油膜強度也不高，粘度低，潤滑性較差，在使用礦物油作為基礎(chǔ)油情況下，需要使用大量的油性劑對潤滑性進行改善。油性劑主要是合成的脂肪酸以及皂、聚合脂肪酸等，通過使用化學(xué)鍵力在摩擦表面想成相應(yīng)的吸附膜，可以有效降低摩擦系數(shù)。但是各類油性劑退火過程中不能實現(xiàn)完全燃燒，在退火之后薄板表面會出現(xiàn)燒結(jié)斑，對清凈性造成影響。其次油性劑生成的潤滑膜主要適用溫度為低溫120攝氏度，在冷軋過程中工況較為苛刻情況下效果并不顯著。植物油是天然油脂，是由甘油三酸酯以及少量的游離脂肪酸構(gòu)成，植物油本身具備較高的皂化值以及油膜強度，具有較好潤滑性，在退火過程中可以實現(xiàn)完全燃燒，產(chǎn)品的表面質(zhì)量較高。（3）植物油的多種類型在使用過程中，其皂化值符合要求，棕櫚酯常溫狀態(tài)下為固態(tài)，熔點顯示為53攝氏度，較高的傾點，價格比較昂貴。蓖麻油油膜強度較高，粘度較大，價格也比較高;大豆油的粘度以及油膜強度較低，價格較低，菜籽油指標比較接近指標，價格較低，可以選擇菜籽油作為基礎(chǔ)油，運動粘度以及油膜強度較低，可以進行相應(yīng)的改進。（4）改進粘度。粘度較高的軋制油在使用過程中結(jié)合自身粘滯作用，會形成較厚的油膜，防止干摩擦的形成，潤滑效果較好，但是具有較差的冷卻效果，軋后板表面清凈性不好，板面具有較多殘留，其中低粘度軋制油表面光亮，冷卻性能較好，潤滑效果較差，難以實施高速狀態(tài)下的軋制。菜籽油粘度相比于指標較低，需要增加粘度指數(shù)改進劑，但在操作之后粘度并沒有上升，反而底部出現(xiàn)了沉淀物質(zhì)，植物油具有較差的溶解性，在經(jīng)過多次篩選之后，可以確定高粘物質(zhì)，其可以與菜籽油相容，增加黏性效果，性能不會受到影響[3]。（5）油膜強度改進。在軋制過程中，主要是處于高溫以及高壓狀態(tài)下，過程中需要增加極壓抗磨劑改善油膜強度，降低過程中的摩擦以及粘輥現(xiàn)象。在實驗過程中主要使用含硫極壓劑等與混合基礎(chǔ)油配置，在增加2%含硫極壓劑情況下，調(diào)和油油膜強度為980N，改善作用較好。（6）改進酸值。在酸值表中油品游離酸含量，確定一定酸值，在軋制過程中可以適度腐蝕軋件表面，保障其顯露新鮮金屬表面以及極壓劑產(chǎn)生相應(yīng)反應(yīng)，增加極壓性能，但是酸值較高情況下會腐蝕機械，軋制油的使用需要確定一定酸值，在篩選之后，可以確定飽和長鏈酸作為酸性劑，在添加量數(shù)值為1.5%情況下酸值會上升到6.14mg/g。在改進工作結(jié)束后，母油指標可以保證全面滿足薄鋼板冷軋軋制油的標準[4]。

總結(jié)：

將菜籽油作為基礎(chǔ)油，其中增加一定數(shù)值的高粘度油等，進行調(diào)和之后，產(chǎn)品性能可以滿足母油標準，預(yù)乳液性能也達到行業(yè)應(yīng)用標準。通過熱重分析模擬工業(yè)退火過程，在480攝氏度后母油殘留量趨于0，潤滑油性能較好同時，軋后退火清凈性以及熱穩(wěn)定性優(yōu)勢明顯。

參考文獻：

[1]李朝圣， 陳育祥， 孫明，等. 高性能不銹鋼冷軋軋制油的研制：Ⅰ基礎(chǔ)油和助劑的篩選[J]. 潤滑與密封， 2019， 44（04）：115-119.

[2]高健強， 賀擁軍， 蘆建華. CdS/SiO_2復(fù)合粒子的制備及穩(wěn)定Pickering乳液的性能研究[J]. 現(xiàn)代化工， 2020， v.40;No.403（05）：176-181.

[3]王太林， 何金國. 新型乳化體系下純丙聚合物乳液的制備及性能研究[J]. 粘接， 2015， 000（012）：70-73，55.

[4]張榮明， 孫秀秀， 王巖，等. 柴油/渣油多重乳液延緩鉻溶膠交聯(lián)體系的制備及穩(wěn)定性研究[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用， 2015， 000（006）：910-914.

本鋼板材冷軋總廠 遼寧 本溪 117000