научная статья по теме ИСПЫТАНИЯ ЭМУЛЬСОЛОВ ФИРМЫ HENKEL НА НЕПРЕРЫВНОМ ПЯТИКЛЕТЕВОМ СТАНЕ 2030 БЕСКОНЕЧНОЙ ПРОКАТКИ Металлургия

Текст научной статьи на тему «ИСПЫТАНИЯ ЭМУЛЬСОЛОВ ФИРМЫ HENKEL НА НЕПРЕРЫВНОМ ПЯТИКЛЕТЕВОМ СТАНЕ 2030 БЕСКОНЕЧНОЙ ПРОКАТКИ»

УДК 621.771.016.3:621.892

ИСПЫТАНИЯ ЭМУЛЬСОЛОВ ФИРМЫ HENKEL НА НЕПРЕРЫВНОМ ПЯТИКЛЕТЕВОМ СТАНЕ 2030 БЕСКОНЕЧНОЙ ПРОКАТКИ

© Долматов Александр Петрович, канд. техн. наук, e-mail: dolmatov_ap@nlmk.ru; Морозов Александр Владимирович, e-mail: morozov_av@nlmk.ru; Усачев Максим Александрович, e-mail: usachev_ma@nlmk.ru; Шипилов Виктор Дмитриевич, e-mail: shipilov_vd@nlmk.ru; Челядинов Александр Александрович, e-mail: chelyadinov_aa@nlmk.ru ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат». Россия, г. Липецк Статья поступила 15.08.2014 г.

Изложены результаты проведенных в 2001-2014 гг. промышленных испытаний трех новых эмульсолов: Gerolub 3022, Gerolub CTS 87-1 (три модификации) и Gerolub 6528. По результатам промышленных испытаний лучшими по комплексу показателей признаны эмульсол Gerolub CTS 87-1 со средним индексом стабильности ESI = 0,67 и Gerolub 6528. Их применение позволяет повысить скорость прокатки металла при сохранении высокого качества поверхности проката и снижении энергосиловых параметров процесса прокатки по сравнению с условиями прокатки с использованием ранее применявшихся эмульсолов Quakerol 683 и Quakerol NLM 4.0. На стане 2030 использовались Gerolub CTS 87-1 - с января 2006 г. по январь 2012 г., а Gerolub 6528 - с октября 2013 г. по настоящее время.

Ключевые слова: эмульсол; непрерывный стан холодной прокатки; число омыления; индекс стабильности эмульсии; усилие прокатки; момент прокатки; коэффициент трения; средний удельный расход эмульсола.

¿/лет

традиции и инноваций

Пятиклетевой стан 2030 бесконечной прокатки был сдан в эксплуатацию в 1980 г. По составу оборудования и заложенным в него на тот период техническим решениям он был одним из самых современных станов в мире и воплощал лучшие достижения в области прокатного машиностроения. До настоящего времени было выполнено две модернизации стана (1996-1997 гг. и 2004-2005 гг.), что позволило сохранить позиции одного из самых высокопроизводительных станов холодной прокатки России. Стан входит в пятерку самых высокопроизводительных станов холодной прокатки Европы, производящих качественный автолист.

В течение всего периода работы на стане 2030 проводился постоянный поиск наиболее эффективных прокатных масел (эмульсолов) [1]. С 1998 г. по 2006 г. на стане применяли преимущественно масла фирмы Quaker СЬеш1еа1 (США): Quakerol 671 и Quakerol 683. С 2001 г. начата работа с фирмой Henkel (Германия). Результаты испытаний, выполненные в 2001-2014 гг,. приведены далее.

Промышленное испытание эмульсола Gerolub 3022 фирмы Henkel на стане 2030 было проведено в марте-апреле 2001 г. Усредненные результаты его входного контроля и других испытанных

позже эмульсолов, параметры рабочей эмульсии и результаты лабораторных тестов приведены в табл. 1. По комплексу физико-химических свойств эмульсол Сего1иЬ 3022 находился на уровне применявшегося в тот период эмульсола Quakero1 671.

В начале испытаний чистота поверхности холоднокатаных полос, полученных с применением эмульсии Сего1иЬ 3022, была такой же, как и при использовании эмульсии Quakero1 671 — загрязнение поверхности проката составляло 226-377 мг/м2 и 298-387 мг/м2 соответственно. Однако процесс испытаний совпал с возникновением утечек посторонних масел из систем гидравлики и ПЖТ стана. Уровень посторонних масел в масляной фазе эмульсии за первые 13 сут. возрос до 20%, с 14-х по 18-е сут. - до 26-28%; снизились моющая, смазочная способность эмульсии и рабочая скорость прокатки, особенно при прокатке металла толщиной 0,500,70 мм.

Расчеты коэффициента трения по методике, приведенной в работах [1, 3], показали, что при прокатке полос толщиной 0,50-0,70 мм из стали 08Ю и 08пс с применением эмульсии Сего1иЬ 3022 в клетях 1-111 стана отмечен высокий уровень трения среди испытанных с

Таблица 1. Характеристики эмульсолов

Показатель Quakerol 683 Gerolub 3022 Gerolub CTS 87-1 Gerolub 6528 Quakerol NLM 4.0

ESI= 0,72 ESI = 0,62 ESI = 0,67

I. Концентрат

Вязкость кинематическая при 40 °С, мм2/с 57 40 32 46 39 47 49

Температура вспышки, °С 220 211 212 213 212 213 208

Кислотное число, мг КОН/г 7,5 5,0 5,3 5,7 6,4 5,5 7,8

Число омыления, мг КОН/г 155 136 177 174 177 177 170

Плотность при 20 °С, г/дм3 920 917 920 924 920 928 920

II. 5%-ная эмульсия, приготовленная по ГОСТ6243-75, п. 2.1.2.2

рН 7,1 6,8 5,8 5,6 5,1 5,0 5,2

Коэффициент стабильности 0,65 0,88 0,72 0,62 0,67 0,70 0,66

Пенообразующая способность 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1 1,2 1,2

III. Результаты лабораторных испытаний 5%-ной эмульсии

Максимальная нагрузка при FALEX-тесте, lbs 2275 3500 3630 3751 3750 3850 3000

Максимальная нагрузка при SRV-тесте, Н 1050 500 1000 1000 1400 1600 Н.д.

Среднеарифметический размер капли масла в эмульсии, мкм 2,86 2,0 2,24 2,98 2,47 2,17 2,03

Остаток при термогравиаметрических испытаниях, % < 0,06 < 0,03 < 0,07 < 0,07 < 0,07 < 0,07 < 0,06

Коэффициент трения при максимальной нагрузке (SRV-тест) 0,12 Н.д. 0,095 0,09 0,088 0,079 0,09

0,06 0,04 0,02 0

□ Gerolub 3022

□ Gerolub GTS 87-1 (ESI=0,72)

□ Gerolub GTS 87-1 (ESI=0,62)

□ Gerolub GTS 87-1 (ESI=0,67)

□ Quakerol 683

□ Gerolub 6528

0,064

I клеть

II клеть

III клеть

Рис. 1. Коэффициенты трения при прокатке на непрерывном пятиклетевом стане 2030 с применением различных эмульсолов (рабочие валки клетей 1-1У шлифованые,

Еа < 0,63 мкм)

2001 г. эмульсолов. Это однозначно указывало на недостаточность его смазывающих свойств (рис. 1).

За период проведения испытаний на стане было израсходовано 40,8 т эмульсола, остальной эмульсол был успешно использован на непрерывном четырехклетевом стане 1400. Расход эмуль-сола на подпитку эмульсии составил 0,40 кг/т. К достоинству этого эмуль-сола следует отнести его более низкую стоимость в сравнении с эмульсолом Quakerol 671.

Критически оценив свой опыт, фирма Henkel продолжала совершенствовать масла, применяемые в прокатном производстве, и после экспериментальных разработок появилась серия масел Gerolub 5000, а затем и Gerolub 6000, используе-

0,035 0,0340 03 0,032 - , 0,027_0,029

IV клеть

мая по настоящее время на самых современных станах.

Изменение конъюнктуры рынка в 20012003 гг., а следовательно, и сортамента пяти-клетевого стана 2030 в сторону уменьшения среднесортаментных толщины и ширины холоднокатаных полос привело к необходимости увеличения рабочих скоростей прокатки. С целью решения этой задачи потребовалось внедрение нового эмульсола для этих условий. В мае 2004 г. от фирмы Henkel было получено технико-комм-мерческое предложение по эмульсолу Gerolub CTS 87-1.

Испытания эмульсола Gerolub CTS 87-1 в 2004-2005 гг. В это время фирмой был предложен более совершенный продукт, в котором полностью была пересмотрена основа минеральных масел, изменен состав сложных синтетических эфиров, заменен пакет эмульгаторов, скорректирована стабильность, средний размер капель масла в эмульсии и введен комплекс современных присадок. Эмульсол Gerolub CTS 87-1 представлял собой гибрид эмульсолов серий Gerolub 5000 и Gerolub 6000. Эмульсол от предшественника отличала увеличенная в 1,1 раза нагрузка при проведении FALEX-теста, в два раза большая нагрузка при проведении SRV-теста, увеличенный в 1,1 раза размер капли в эмульсии, меньший коэффициент трения, зафиксированный при максимальной нагрузке в ходе SRV-теста (см. табл. 1). Индекс стабильности (ESI) рабочей эмульсии составил 0,72. Все это косвенно указывало на потенциально более

к

(5 s

X X

о

о С

12,000

10,000 -

8,000 -

6,000

4,000

2,000

□ Gerolub CTS 87-1 (ESI=0,72) ■ Gerolub CTS 87-1 (ESI=0,62)

□ Gerolub CTS 87-1 (ESI=0,67)

□ Quakerol 683

И

I клеть

II клеть

III клеть Клети стана

IV клеть Ср. I-IV кл.

Рис. 2. Погонные усилия прокатки в клетях стана 2030 при прокатке с применением различных эмульсолов (режим прокатки 2,5x0,5/1003-1270 мм)

высокие смазывающие свойства нового эмульсола и создавало предпосылки для его успешного испытания.

В ходе пробных испытаний летом 2004 г. при прокатке 140 680 т металла новый эмульсол показал высокую чистоту поверхности холоднокатаного металла: за первые 9 сут. (09-17.07.2004 г.) коэффициент отражения составил в среднем 72% против 69% при использовании базовой эмульсии Quakerol 683, а за весь период испытаний - 67%. Металл после отжига в колпаковых печах и дрессировки имел чистую матовую поверхность; проблемы с отсортировкой холоднокатаного проката по дефектам «сажа», «прикромочные разводы» и «загрязнения» (связанным с эмульсие) отсутствовали.

Анализ режимов прокатки показал, что энергосиловые параметры (ЭСП) при использовании эмульсии на основе Gerolub CTS 87-1 находились на сопоставимом с базовой (на основе Quakerol 683) эмульсией уровне; при этом удельный расход эмульсола был ниже в среднем на 7%. Важнейшим итогом пробных испытаний была констатация факта создания фирмой Henkel конкурентоспособного аналога.

В ходе дальнейшего совершенствования эмульсола фирмой был частично изменен состав синтетических эфиров, успешно опробованных на европейских станах, скорректирована стабильность продукта в рабочей эмульсии до уровня ESI = 0,60-0,64 (в среднем 0,62), улучшены смазочные свойства, увеличен средний размер капель масла в эмульсии (с 2,24 до 2,98 мкм) и вязкость эмульсола в сторону ее повышения с 32 до 46 сСт.

Лабораторные испытания эмульсола этой версии показали, что по сравнению со своим предшественником он допускает увеличенную в 1,033 раза нагрузку при проведении FALEX-теста и имеет меньший в 1,056 раза коэффициент трения, зафиксированный при максимальной нагрузке в ходе SRV-теста.

С применением эмульсола данной модификации в апреле-июне 2005 г. было произведено 203 224 т холоднокатаного металла. Отмечено снижение усилий и моментов прокатки при использовании эмульсии Gerolub CTS 87-1 в сравнении с эмуль-

0

I клеть II клеть III клеть IV клеть Ср. I-IV кл.

Клети стана

Рис. 3. Погонные моменты прокатки в клетях стана 2030 при прокатке с применением различных эмульсолов (режим

прокатки 2,5^0,5/1003-1270 мм)

сией Quakerol 683, что подтверждено снижением

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком