摘要 : 通过不同润滑条件下特殊钢带热轧实验和分析 , 研究了工艺润滑与带钢热轧过程中的轧制压力 、压下率 、带 钢厚度的关系 , 并探讨了热轧油特性 、油水混合浓度 、使用温度等条件对热轧工艺润滑效果的影响 。实验根据结果得出 : 采 用工艺润滑后保证了轧制过程顺顺利利地进行 , 其中 , 使用高效热轧油轧制 Ti2IF钢能够更好的降低轧制压力 15% ～20% , 而在轧制 合金钢或轴承钢时压下率显著增加 , 从而在原有轧机上能够生产出更薄的产品 。 关键词 : 热轧 ; 润滑 ; 压下率 ; 轧制力 中图分类号 : TG335111 文献标识码 : A 文章编号 : 0254 - 0150 ( 2005) 3 - 049 - 2

  表 4 采用不一样的方法计算得到的轴承润滑性能结果 (转速为 2 100 r/m in )

  由轧制实验结果明显能够准确的看出 , 无论是 4J29 合 金钢 , 还是 GCr15 轴承钢 , 采用工艺润滑轧制后 , 成 品厚度显而易见地下降 , 轧制总压下率增大 。这充分说明工 艺润滑作用效果是显著的 。热轧油粘附在轧辊表面 , 使得轧制变形区摩擦因数减小 。由 M D Stone 最小可 [7 ] 轧厚度理论可知 : 在其它轧制工艺条件一定的情况 下 , 摩擦因数越小 , 轧出厚度越薄 。 当然 , 随着热轧油浓度的增加 , 摩擦因数进一步 减小 , 所以 10% 浓度的轧制润滑效果要比 1% 的要 好 。但在实际应用过程中 , 热轧油的使用浓度不可能 如此之高 , 因为此时油烟较重 , 热轧油燃烧不完全 , 同时对冷却水的污染也较大 。 212 热轧润滑对轧制力的影响 对 Ti2IF 钢进行了两组热轧润滑实验 , 工艺参数 如表 4 所示 。原料规格 : 56 mm × 56 mm。热轧油为 矿物油加极压剂 , 使用温度为 80 ℃。热轧开轧温度 1 050 ℃。经 8 个道次成品厚度为 113 mm。

  本实验采用的热轧油的基础油为高黏度矿物油 , 并添加部分油性剂和高效极压剂 。其中基础油理化性 能数据见表 2。热轧实验中 , 以油水混合液的方式进

  行供油 。控制温度在 20 ～80 ℃之间 , 采用的热轧油 的浓度为 1% ～10% 。 2 实验结果及讨论 211 工艺润滑对压下工艺的影响 实验采用不一样浓度的热轧油 , 在 180 mm 三辊 轧机上对 4J29 合金钢进行了 4 道次 、对 GCr15 轴承 钢进行了 6 道次的开坯轧制 。轧制过程中 , 钢坯的加 热温度为 1 150 ℃, 开轧温度为 1 060 ℃, 油水混合 液温度为 80 ℃。轧制实验结果列于表 3。

  从以上实验结果能够准确的看出 , 采用热轧工艺润滑 后 , 轧制压力明显降低 , 同时 , 在原料和轧制工艺相 同的情况下 , 润滑剂的浓度对润滑效果影响较为显 著 , 所以在低温 、大压下量热轧时 , 能够最终靠调整热 轧油的浓度来满足轧机负荷要求 。 3 结论 ( 1 ) 热轧诸如合金钢 、轴承钢等特殊钢时 , 采 用热轧工艺润滑能够明显降低轧制压力 、减小轧制厚 度 , 保证轧制过程顺顺利利地进行 。 ( 2 ) 采取了适当的热轧工艺润滑 , 平均能够更好的降低 轧制压力 15% ～20% 。在轧机负荷条件不变的情况 下满足低温 、大压下量轧制 。 ( 3 ) 热轧工艺润滑效果与热轧油特性 、油水混 合浓度 、使用温度等条件密切相关 。

  长期以来 , 水一直作为热轧时轧辊的冷却和润滑 [1 ] 介质使用 。近年来 , 随着新钢种的开发以及品种范 围的扩大 , 如 09CuPTiRE 耐候钢 、 KBGCr15 轴承钢 、 IF 钢等 , 这些钢种常常需要在铁素体区进行低温轧 [ 2, 3 ] 制 , 尤其是在超级钢的生产中为了细化晶粒 、提 [ 4, 5 ] 高组织性能也常常进行低温大压下量轧制 , 使轧 辊的工作负荷显著增加 , 因而采用水作冷却和润滑介 质已不能够满足生产规格要求 。而轧制工艺润滑恰恰能够解 决上述存在的问题 , 能够很好的满足热轧工艺向高速化 、连 续化和大压下量方向发展 。 国外应用热轧润滑技术已有 30 年经验 。近年来 随着连铸连轧工艺装备引入国内 , 特别是薄板坯连铸 连轧的应用 , 国内一些钢厂已开始采用热轧工艺润 [6] 滑 。为此 , 开展热轧工艺润滑研究 , 对于提高轧制 压下率 、降低轧制压力 、扩大产品范围 、提高生产率 都具备极其重大的意义 , 同时也符合环保节能的现代化工 业生产的要求 。 1 实验研究方法 111 轧制工艺条件 轧制实验条件如表 1 所示 。轧制在 180 mm 三

  弱 。随着轧制的进行 , 轧件越来越薄 , 轧件温度越来 越低 , 轧件变形抗力增加 , 导致轧制压力升高 。特别 是第 5 道次轧件温度只有 750 ℃, 轧制压力上升很 快 , 但是 , 第 5 ～ 8 道 次 的 轧 制 压 力 平 均 降 低 了 1918% 。远远高出热轧前 4 个道次的轧制压力平均降 低值 。这也说明在低温轧制时工艺润滑作用更显著 。

  算法 , 能够获得轴承内空穴分布的大致情况 。 为了研究空穴的影响 , 对采用有限体积法 ( FVM )

  和应用半 Sommefeld 边界条件的有限差分法 ( FDM ) 的计算结果进行了对比 , 如表 4 和图 5、6 所示。

  部分工艺参数 热轧油浓度 / % 轧制道次 /道 第 5 道次开轧温度 / ℃ 轧制力平均降低百分率 / % 第一组轧制

  而第二组实验采用 10% 浓度热轧油进行润滑轧 制 , 轧制压力对比图和压力降低率随轧制道次的变化 情况如图 3 与图 4 所示 。经计算可知 , 轧制压力平均 降低了 1517% , 其中第 5 ～8 道次的轧制压力平均降 低了 2219% 。上述两者的轧制压力降低值均高于 2% 浓度热轧油的轧制效果 。

  图 1 是第一组实验中无润滑轧制与 2%浓度热轧 油润滑轧制各道次轧制压力对比图 。图 2 为轧制工艺 采用 2%浓度热轧油润滑后轧制压力降低率随轧制道 次的变动情况 。可以看出采用润滑后轧制力都有不同 程度的降低 。经计算 , 轧制压力平均降低了 1317% 。 最初两道次的轧制由于轧件表面有氧化铁皮 , 氧化铁 皮也起润滑作用 , 而润滑剂此时的润滑作用相对较