[发明专利]轧辊的雾化润滑设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧或冷轧线的轧辊的新的润滑设备。

本发明还涉及该设备的实施方法。

背景技术

众所周知，钢铁工业中轧机轧辊的润滑方法通常通过一种乳液的喷雾(或雾化)来实现，乳液是一种油滴在水中的悬浮液，油的浓度一般在0.3％和2％之间变化。它可以是一种稳定乳液，也可以是一种在线配制的不稳定乳液。

通常，乳液通过一个喷雾装置直接施加在工作辊上，喷雾装置位于用于在干表面上涂油的刮板之后。这种施加方式保证了油的最佳分布，并且因此有助于减少油耗。

工作辊的良好润滑的好处不只限于轧辊的性能问题(表面损坏)，也与要施加的轧制力和扭矩有关，因而与必要的电耗有关。在使用HSS型轧辊的情况下，对于更硬和厚度更小的钢，在提高产量及更严格的客户所要求的表面质量的情况下，对良好润滑性能的需求更加强烈，HSS型轧辊的特征在于其摩擦系数高于传统轧辊。

在润滑条件中，摩擦系数取决于多个因素，如使用的涂覆技术、油量、油的性质、流束速度和油乳液的浓度、带材或轧辊的表面温度、轧辊的性质和状态(粗糙度、损坏、氧化皮、水膜厚度等等)、轧制力和速度、压延比、产品表面类型和状态等等。因此，一个轧机与另一个轧机之间、以及同一轧机中一个机架与另一个机架之间的润滑效果可能非常不同。

在实验室中已确定，润滑效率取决于润滑剂的供给技术、润滑剂的性质(矿物的，酯基的等等)及其使用的量。以0.1-1克/平方米的表面分布(“plate-out”)进行的喷油可获得满意的结果。

传统上，油乳液的喷雾装置或者是一种文氏管，油的吸入通过主管内水的流动产生的负压实现，或者是一种具有用于喷射稳定乳液的传统扁平喷嘴的装置，例如静态混合器(“静态管混合器”)，在混合器中，在一个管区域内进行油的喷射，该区域由于“障碍”的存在而使剪力(速度梯度)上升。文氏管或“静态管混合器”与一组喷射器结合，喷射器的数目根据要润滑的带材宽度来选择(宽至2米的带材用3至7个喷射器)。

文献EP-A-1193004描述了一种用于冷轧的润滑方法，包括这些步骤：轧制油乳液的供给，使用第一供给装置，根据闭路方式为轧辊和钢带提供乳液状的油，以及第二乳液供给装置，仅在钢带的前、后表面供给。在第二装置中，轧制油被加入到与第一装置所用的相同类型和相同浓度的乳化剂中，并且控制颗粒的平均尺寸，使其比在第一装置中的大。第二装置产生的未粘附着在带材上的乳液和第一装置产生的乳液同时被回收。

文献WO-A-03/002277公开了一种用于冷却和润滑轧机机架中的工作辊的设备，它分别包括一个冷却水雾化器、及一个润滑油的、油/空气、油/水或油/空气/水混合物的、甚至油脂的雾化器。

文献WO-A-03/000437公开了一种轧辊的润滑设备和方法，其中，比例可调的水中油乳液在混合器中以均匀的方式配制，并提供给不同的喷雾区，其分配根据宽度而变化。每个区域对应于一排喷嘴，每个喷嘴由至少一个继动阀控制。

文献JP-A-2001/179313公开了一种润滑剂涂覆装置，润滑剂可以是未稀释的油或乳液状，该装置具有一个网状结构，可使润滑剂均匀地粘着在轧机机架的工作辊上。

专利US-A-3933660提出一种用于铜及其合金的热轧制的还原润滑油，包括1000份重量的水，6至200份重量的羧酸、硫酸盐或磷酸盐类型的阴离子表面活化剂，及0.8至200份重量的含有乙醇、乙二醇烷(glycol alkylene)或乙二醇醚类的羟基的至少一种化合物。通过在轧辊和待热轧的带材之间的喷雾，轧制油使铜及其合金获得一种润滑、一种去除氧化膜的能力和一种防止形成氧化膜的能力。

文献JP-A-2003/129079公开了一种润滑剂成分，用于一种金属的塑性变形加工，它包含羰酸盐、金属酸式磷酸盐或金属烷基磷酸酯(alkylphosphonate)。

文献JP-A-55151093描述了一种覆盖了极性有机化合物的带材的冷轧润滑方法，带材上喷射一种油和含有如硬脂酸的极性有机化合物成分的乳液。在形成吸附在带材表面的油层后，多余的油乳液通过干燥去除。

文献WO-A-2005/071050公开了一种用于金属加工的自乳化润滑剂，通过植物或动物甘油三酯油的马来化(maleation)而获得。

在工业上使用的这些油乳液喷雾装置所固有的主要缺陷在于：

-取决于油的种类和水的“质量”的油-水的相互作用决定了油粘附在轧辊上的时间，以及粘附的量，因此所使用装置的效率难以预计；