Система сдува эмульсии (стр. 2 из 5)

Цепь взаимосвязанных технологических операций, в которых трение и смазка играют немаловажную роль, требует полного учета всех факторов, влияющих на условия эксплуатации смазки. Требования, предъявляемые к технологической смазке, очень многосторонни, важнейшие из них:

- обеспечение требуемой смазочной способности, т. е. определенной величины сил

трения или коэффициента трения и предельной нагрузочной способности;

- высокая охлаждающая способность;

- чистота поверхности проката, минимальный износ, хорошее моющее действие, способность к очистке;

- отсутствие коррозии;

- стабильность в эксплуатации и при хранении, биологическая стабильность;

- удобство подачи, для масел — низкая температура застывания и малая вязкость;

- отсутствие вредных воздействий на работающих, т. е. резкого запаха, токсикологического действия;

- способность поддаваться разложению и регенерации.

Требования к технологическим смазкам и смазочно-охлаждающим жидкостям в каждом отдельном случае зависят от вида продукции и оборудования (например, уровень смазочной способности) и наряду с общими показателями включают в себя дополнительные характеристики, специфичные для каждого вида продукции и типа стана [1, 2,].

Выбор и правильная эксплуатация технологических смазок и смазочно-охлаждающих средств и других вспомогательных жидкостей, применяемых в технологии прокатного производства, могут быть осуществлены только на строго научной основе, исходя из механизма их действия.

Можно назвать несколько групп веществ, которые используются как вспомогательные технологические средства при прокатке. Это прежде всего вода, масла минеральные, жировые масла и различные поверхностно активные вещества (ПАВ).

Изучение ПАВ началось в нашей стране еще в 30-х годах. Широко известны труды П. А. Ребиндера и его школы. Вопросы трения и износа освещены в работах А. С. Ахматова, Б. В. Дерягина, И. В. Крагельского и др. Разработаны теория действия ПАВ, общая теория граничного и жидкостного трения.

Технологические свойства смазочно-охлаждающих средств могут быть подробно рассмотрены с позиций молекулярного и химического их взаимодействия с поверхностью металла. В то же время вязкость смазок определяет такие важнейшие свойства, как охлаждающая способность, влияние на отделку поверхности.

Применение технологических смазочно-охлаждающих средств в подавляющем числе случаев должно обеспечивать значительный теплоотвод. Практически все современные прокатные станы имеют системы технологической смазки и охлаждения, использующие различные эмульсии.

Взаимодействие масел с водой в процессе трения, а затем при очистке смазочно- охлаждающей жидкости является важнейшим фактором их применения и эксплуатации. Роль воды и поверхностно активных веществ также должна рассматриваться с позиций физико- химического взаимодействия жидкостей между собой и с металлическими поверхностями.

Требования к технологическим смазочно-охлаждающим жидкостям в каждом конкретном случае формулируются, исходя из требований всей технологии прокатного производства и качества готовой продукции, а не только условий собственно прокатки на стане. Обеспечение же этих требований наряду с конструктивными мероприятиями по системам технологической смазки и охлаждения производится путем выбора оптимального вида и конкретного состава смазки, причем в этом вопросе следует исходить из природы трения при прокатке и поверхностных физических явлений адсорбции, смачивания, химического взаимодействия и т. п.

2 КЛАССИФИКАЦИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ ПРОКАТКЕ

2.1 Требования, предъявляемые к технологическим смазкам и жидкостям

Технологические смазки должны удовлетворять целому ряду требований технического, экономического и санитарно-гигиенического характера. В зависимости от назначения и конструкции прокатного стана перечень требований к смазке может меняться. Однако имеются и общие, основные требования, которые указаны ниже:

- снижение сил внешнего трения (коэффициента трения);

- уменьшение износа и предотвращение налипания металла на валки;

- обеспечение чистоты и оптимальной шероховатости поверхности проката;

- высокая теплоемкость (для смазочно-охлаждающих жидкостей);

- стабильность состава и свойств;

- удобство подачи на валки и металл;

- отсутствие вредного воздействия на металл и оборудование (коррозия и проч.);

- нетоксичность, отсутствие неприятного запаха;

- минимальное загрязнение и простота очистки сточных вод;

- дешевизна и недефицитность (для смазок широкого применения).

Некоторые из указанных требований нуждаются в дополнительном пояснении.

Снижение сил трения на контактной поверхности в очаге деформации, как уже отмечалось, является одним из основных назначений технологической смазки.

Уменьшая коэффициент трения, смазка снижает энергосиловые параметры прокатки - усилие, момент и мощность. Поскольку в большинстве случаев возможности прокатки металла заданных размеров ограничены прочностью деталей рабочей клети и привода валков или мощностью двигателя главного привода, применение смазки позволяет увеличить частные обжатия и сократить число проходов, а также повысить скорость прокатки.

Однако снижение сил трения сопровождается ухудшением захватывающей способности валков. Поэтому уменьшение коэффициента трения ограничено пределом, определяемым условиями захвата:

при подводе полосы к валкам

f3 ≥ α3 (1)

при установившемся процессе прокатки

fу ≥ αу ⁄ 2 , (2)

где принято f3 ≈ β3 и fу ≈ βу

Условия трения при прокатке являются оптимальными тогда, когда величина сил трения минимальна, но достаточна для надежного захвата полосы валками. При выборе технологической смазки необходимо учитывать это основное положение.

Охлаждающие жидкости применяют прежде всего для поддержания рационального температурного режима валков.

В отдельных случаях используют вещества, обладающие одинаково эффективными как смазочными, так и охлаждающими свойствами. Такие вещества называют смазочноохлаждающими жидкостями (СОЖ).

Требования к чистоте поверхности металла особенно высоки при производстве холоднокатаных листов конструкционного назначения. Такие листы (полосы) поступают на отжиг без предварительной очистки. Смазка, остающаяся на поверхности металла, не должна быть причиной образования (при отжиге) черных пятен, сажи, пригаров и других поверхностных дефектов подобного характера. Хорошие результаты дают смазки, обладающие моющими свойствами. Они способствуют удалению с поверхности металла различных загрязнений, как наносимых на предыдущих переделах, так и образующихся в процессе прокатки.

Для обеспечения высокой чистоты и качества поверхности готовой продукции на холоднокатаной полосе должно оставаться минимальное количество смазки, а ее химический состав должен обеспечивать максимальное испарение смазки при отжиге без отложения на поверхности углеродистых коксующихся остатков. Особенно данное условие важно при использовании для отжига колпаковых печей, т.к. в таком случае дополнительная очистка полос перед отжигом как правило не производится. В связи с этим основным типом смазок, применяемых при холодной прокатке листовой углеродистой стали, являются эмульсии минеральных масел.

3 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОК И ОХЛОЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ

Технологические смазки для холодной прокатки разделяют на жиры, масла и эмульсии. В свою очередь, жиры подразделяются на животные и растительные, масла - на минеральные и растительные (органические), а эмульсии - на стабильные и метастабильные.

Эмульсия представляет собой систему из двух жидких фаз, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в виде мельчайших капелек в другой (в дисперсионной среде). Дисперсной фазой является масло, а в состав дисперсионной среды входят вода и эмульгаторы (натриевые и калиевые мыла, поверхностно активные вещества, оксиэтилированные жирные кислоты Стеарокс 6, Стеарокс 920 и др.). Под действием эмульгаторов на поверхности капелек масла образуется коллоидно-адсорбционная пленка с достаточно высокой вязкостью и прочностью. Таким образом, капельки масла оказываются изолированными одна от другой и при механическом перемешивании равномерно распределяются в воде, образуя стабильную эмульсию. Для улучшения моющих свойств в стабилизированную эмульгатором эмульсию вводят по- лифосфат натрия и тринатрийфосфат в количестве 0,1 и 0,1-0,2% соответственно. Эмульсии являются одновременно смазывающими и охлаждающими жидкостями (СОЖ).

В настоящее время на отечественных предприятиях наиболее распространенной СОЖ является стабильная эмульсия концентрацией 2-5%. Для ее приготовления используют эмульсолы- композиции, состоящие из масла и эмульгатора, которые поставляются маслохимзаводами. Собственно эмульсия готовится непосредственно в прокатных цехах. Для ее применения станы снабжены специальными циркуляционными системами (рис. 2), в которых СОЖ не разлагается и проходит очистку целиком.

Рисунок 2- Схема простейшей эмульсионной системы стана холодной прокатки:

1-магнитный сепаратор;2-бак-отстойник;3-циркуляционные насосы;4-фильтр;

5-холодильник.

Ранее в отечественной практике в основном применялись эмульсолы Э-2 (Б), ЭТ-1, ЭТ-2, Т, ОМ, ЭП-29, Укринол-211М, Уфол-1. В настоящее время довольно широко распространена эмульсия из эмульсола Квакерол, которая примерно соответствует отечественным по моющим и антикоррозионным свойствам, но обладает более высокой смазочной эффективностью.