金属轧制配方的优化与应用

PETROLEUMPROCESSING2014收稿日期：20140428；修订收稿日期：20140812 作者简介：葛晓达，硕士研究生，主要从事金属滚动润滑研究。通讯联系人：** 林，E-mail 乳化油配方优化及水质对冷轧乳化稳定性的影响 采用简单的评价标准，考察油剂、防锈剂用量和乳化油用量对冷轧稳定性的影响该乳液是在新鲜自来水、去离子水和长期静水条件下制备的。结果表明：对于稳定性较差的乳化油，用含杂质较多的长水制备的乳液稳定性优于用新鲜自来水和杂质较少的去离子水制备的乳液的稳定性；优化乳化油配方后，去除干扰稳定性的成分后，水质越纯，乳液性能越稳定；乳化油配方的优化，不仅有利于加强乳化液的稳定性，而且有利于提高其润滑性能和极压性能。关键词：乳化稳定油剂、防锈剂、轧制乳化液是影响低温的重要因素轧制过程中，乳液的润滑性能差，会降低轧制后带钢的表面清洁度，从而使冷轧产品的表面质量变差。当乳液以一定的流量喷洒在版面和辊面时，不仅能有效吸热，还要保证油脂以较快的速度均匀地从乳液中分离出来，并附着在版面和辊面。，以便及时形成均匀完整、厚度适中的油膜，这是保证乳液具有良好润滑性能和防锈性能的必要条件。

目前，国内各大钢厂常用的进口乳化液都需要使用工业软水进行配制。钠、钾盐或皂类分解成相应的钙、镁盐或皂类，导致阴离子乳化剂浓度降低甚至失去乳化能力，亲油、亲水平衡被破坏，最终破乳。钙皂、镁皂如果不及时去除，会在乳液中长期存在，最终影响板面的清洁度。因此，寻找能够适应不同水质、扩散性好的乳化油，对于节约生产成本、提高国产乳化油的竞争力具有重要意义。在这项研究中，油性剂的影响，考察了防锈剂用量和乳化油用量对新鲜自来水、去离子水和长期静置水中制备的乳液稳定性的影响。乳液的制备 乳化油制备完成后，用不同水质的水稀释成乳液，对比观察乳液的稳定性。水质为：新鲜自来水硬度较高，经过1个月不含Ca的长期存在杂质较多的水。前期优化实验结果证明，油剂用量为9%～11%时乳液的综合稳定性较好；选用某公司牌油剂penta C8-C10醇作为油剂，探索其最佳用量。为满足产品表面质量要求，应在乳液中加入防锈剂，它也是一种表面活性剂，选用T702作为防锈剂。乳化油的原配方是以动植物油和机械油为基础油，油剂、防锈剂、乳化剂、助乳化剂等为添加剂的混合物。

在实际应用中，乳化油的用量会不断减少。为探究油性剂、防锈剂用量和乳化油用量对乳液稳定性的影响，寻找适应不同水质的乳化油配方，优化乳化油原有配方，弃用助乳化剂。原配方，以油剂penta C8-C10酒精用量（9% 11%）、防锈剂T702用量4%）和乳化油用量（3% 5%）为因子，正交实验方案设计了三个因素和三个水平。0 乳液稳定性的评价 一般将乳液静置后自上而下分为油层、皂化层和乳液层，再进一步分为水清、浅乳白色和乳白色。合格的乳液应呈乳白色，无油层，皂化层（或漂白皂量）越少越好。德国DIN51367方法（乳液稳定性的测定）参照石油化工行业标准SHT0579一套简单的乳液稳定性评价标准。向100mL量筒中加入约50mL水，再加入5mL乳化油，加水至100mL，用保鲜膜密封，剧烈摇晃至完全混合，放置24h。皂的稳定性以皂的状态来评价，乳液的稳定性用分层指数来表示。更好。德国DIN51367方法（乳液稳定性的测定）参照石油化工行业标准SHT0579一套简单的乳液稳定性评价标准。向100mL量筒中加入约50mL水，再加入5mL乳化油，加水至100mL，用保鲜膜密封，剧烈摇晃至完全混合，放置24h。皂的稳定性以皂的状态来评价，乳液的稳定性用分层指数来表示。更好。德国DIN51367方法（乳液稳定性的测定）参照石油化工行业标准SHT0579一套简单的乳液稳定性评价标准。向100mL量筒中加入约50mL水，再加入5mL乳化油，加水至100mL，用保鲜膜密封，剧烈摇晃至完全混合，放置24h。皂的稳定性以皂的状态来评价，乳液的稳定性用分层指数来表示。用保鲜膜密封，剧烈摇晃至完全混合，放置24h。皂的稳定性以皂的状态来评价，乳液的稳定性用分层指数来表示。用保鲜膜密封，剧烈摇晃至完全混合，放置24h。皂的稳定性以皂的状态来评价，乳液的稳定性用分层指数来表示。

在实际评价中，为便于评价不同助剂的影响，可根据乳液的实际情况取中间值。乳液稳定性分层指标分层指标分层现象无明显皂化层是完全稳定的，就像新的没有明显皂化层基本稳定，只是上下层有点色差，没有明显皂化层相对稳定，只有少量皂液表面有明显皂化层，无明显油层。皂化层小于1mm。有明显的皂化层。无明显油层的皂化层为1-5mm。表面有浅色油相。有明显的皂化层。没有明显的油层。油斑有明显的皂化层和油层。油层小于1mm，混有皂化层。颜色较浅。明显的皂化层和油层为1-3mm。油层与皂化层分离。颜色较深。在MRS10A四球摩擦磨损试验机上，澄清液体大于3mm，下层乳液透明或半透明，采用GBT125831998法测定轧制液的最大不卡滞载荷PB值，评估每种轧制液的承载能力。在载荷和转速（12005rmin）条件下，进行摩擦磨损试验30min，通过四球试验机附带的随机软件计算滚动液的平均摩擦系数；钢球为上海钢球厂生产的一级GCr15标准钢球，直径Φ127mm，硬度61-65HRC。去离子水和长存水稀释至体积分数为5%的乳化油。充分混合24小时后，油水分层严重。，即去离子水分层比自来水严重，自来水比长期积水严重，不仅有悖于传统认知，也不能满足实际生产需要。的乳液。钢球为上海钢球厂生产的一级GCr15标准钢球，直径Φ127mm，硬度61-65HRC。去离子水和长存水稀释至体积分数为5%的乳化油。充分混合24小时后，油水分层严重。，即去离子水分层比自来水严重，自来水比长期积水严重，不仅有悖于传统认知，也不能满足实际生产需要。的乳液。钢球为上海钢球厂生产的一级GCr15标准钢球，直径Φ127mm，硬度61-65HRC。去离子水和长存水稀释至体积分数为5%的乳化油。充分混合24小时后，油水分层严重。，即去离子水分层比自来水严重，自来水比长期积水严重，不仅有悖于传统认知，也不能满足实际生产需要。的乳液。去离子水分层比自来水严重，自来水比老水严重，不仅有悖于传统认知，也不能满足实际生产需要。的乳液。去离子水分层比自来水严重，自来水比老水严重，不仅有悖于传统认知，也不能满足实际生产需要。的乳液。

乳化油在新鲜自来水、去离子水和长水中的分层指数正交实验结果见表。数据采用极差法进行分析排序，结果以所列因子各水平对应的检验指标的平均值、所列因子的范围，即最大值之差表示以及第一列因子各水平的平均指标值的最小值。可以看出，自来水、去离子水和长期用水的分层指数总分（约495，即去离子水的稳定性优于自来水，自来水的稳定性水优于长期水，这说明在整体配方优化中，杂质少时，乳液水质中所含杂质越少，乳液越稳定。可以看出油剂的用量和乳化油的用量对乳液的稳定性影响较大，当油剂用量高时乳白油配方，乳液比较稳定，用量的影响乳化油对乳液的稳定性略大于油性剂。当乳化油用量为5%时，乳液的稳定性最高；防锈剂的用量对乳液的稳定性影响不大。当用量低时，乳液更稳定，当用量增加时，乳液的稳定性降低。自来水k1优于A1B1C2去离子水k1优于A2B2C3优于A1B1C3。还可以看出：用自来水和长水制备乳液的液体范围较大，而用去离子水制备的乳液的范围较小。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。还可以看出：用自来水和长水制备乳液的液体范围较大乳白油配方，而用去离子水制备的乳液的范围较小。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。还可以看出：用自来水和长水制备乳液的液体范围较大，而用去离子水制备的乳液的范围较小。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。用自来水和长水制备乳液 液体范围较大，而用去离子水制备的乳液范围较小。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。用自来水和长水制备乳液 液体范围较大，而用去离子水制备的乳液范围较小。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。去离子水的稳定性好于自来水，自来水的稳定性好于长水，即配制的乳液水质杂质少。，乳液越稳定。因此，去离子水的稳定性整体提高后，对各种因素的敏感性降低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更加纯净。，乳液的性能越稳定。对各种因素的敏感性较低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更纯净。，乳液的性能越稳定。对各种因素的敏感性较低，说明当乳化油中干扰稳定性的成分（助乳化剂）被去除后，水质更纯净。，乳液的性能越稳定。

对于自来水，油剂用量影响最大，乳化油用量次之，防锈剂用量影响最小；去离子水对各因素的整体敏感性较低，油剂和乳化油的用量表现出较高的整体敏感性。灵敏度较高，但对防锈剂的用量不是很敏感；长期遇水对防锈剂用量的敏感性明显高于油剂和乳化油用量，对乳化油用量的敏感性更高。高于油的用量。其机理分析表明，由于防锈剂T702为磺酸盐，不与Ca结合形成不溶物，具有良好的抗硬水性，所以含杂质越多的水效果越显着，即在长期水中效果大于自来水。，在去离子水中效果不明显。石油磺酸钙是一种清净剂，它还能防止润滑油中的某些成分氧化降解或热降解成油污，但它也是一种乳化剂。过量添加会破坏原有的亲油亲水平衡。在较低剂量下，乳液的稳定性更好。由于五碳C8-C10醇油剂为弱酸，在一定程度上不会受到水质的干扰，因此其用量对水质的影响不大。乳化油的用量同时影响油剂和防锈剂的用量，并且影响程度介于两者之间。静置15天后，除乳液（9%油剂+4%防锈剂+4%乳化油）外，油水分层虽然比较彻底，但均保持良好的品质。可以恢复成均匀的乳液，只是乳液有腐败现象。

由于本实验乳液中没有添加防腐剂，也没有采取特殊的防腐措施，可以认为除1号以外的乳液稳定性好，不易变质，可长期保存。时间。在本实验范围内，选择油性剂11%、防锈剂2%、乳化油5%的用量时，乳液的整体稳定性较好。乳液稳定性对其摩擦学性能的影响用自来水制备的乳液用于测试轧制液的摩擦学性能。表中比较了配方优化前后乳液的摩擦学性能。，不仅乳液的稳定性增加，而且润滑性能和极压性能同时提高，摩擦系数和磨痕直径减小，PB值增加。结果表明，优化配方后，利用自来水即可制备出性能优良的乳液，可节省实际应用成本。优化前平均值和优化后平均值 优化后最佳值 摩擦系数 0 磨痕直径 mm 0711 0671 0644 PBN 981 1015 1118 在一定范围内，乳液的稳定性越好，无水铺展性越好乳液越差，乳液就难以在轧辊和机车车辆表面形成有效的润滑油膜，润滑效果变差。但是，如果乳液的稳定性太差，机车车辆表面的残油会增加，不仅会增加轧制油耗，还会降低机车车辆退火表面的清洁度。因此，应将乳液的稳定性控制在合理的范围内[10]，通过油皂浸出24小时来评价不同水质下乳液的稳定性。

) 对于干扰成分较多、自稳定性较差的乳化油，用杂质较多的长水水制备的乳液的稳定性要好于用新鲜自来水和杂质较少的去离子水制备的乳液。当乳化油的组成优化，排除了干扰稳定性的成分后，水质越纯，制得的乳液性能越稳定。) 优化乳化油配方后，不仅提高了乳液的稳定性，而且润滑性能和极压性能也同步提高。无需使用去离子水，只需自来水即可制备出性能优良的乳液。可以节省实际应用成本。轧钢，2005 生产过程中乳液电导率和pH值变化分析南方金属，2013型乳液缓蚀防锈性能及稳定性研究[北京化工大学学报，2000 乳液稳定性板带钢冷轧]及润滑性研究[石油炼化与化工，2010等。冷剥用乳液润滑性能与稳定性的关系研究 中国石油加工与石化技术等。带钢冷轧纳米铜乳液润滑行为及机理研究。中国石油加工与石化技术煤炭工程师，1994年LenardJG。摩擦冷轧流动碳钢加润滑剂。

SwRI 设计了一种循环流化床 (CFB) 系统，可将重质原油或生物原料（如玉米）转化为燃料。CFB 系统使用快速热解将来自植物或木材的生物质原料在缺氧条件下热转化为有机液体。CFB 系统还可以模拟流化催化裂化装置，将价值较低的原料转化为价值较高的油。SwRI 的装置每小时产生大约 05L 的样品，可以在更短的时间内进行更多的测试。CFB 1ft03048m)在运行，占地150ft)，可满足饲料催化处理的需要。CFB 操作灵活，可用于将生物质转化为生物燃料的快速热解过程和炼油厂的催化裂化过程。[GreenCarCongress 张维清译