СПОСОБ ПОДАЧИ СМАЗОЧНОГО МАСЛА В ПРОЦЕССЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
FEEDING METHOD OF LUBRICATING OIL DURING PROCESS OF COLD ROLLING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу подачи смазочного масла для подачи смазочного масла на металлический лист со стороны входа в прокатную клеть при холодной прокатке.
Уровень техники
Например, при прокатке стального листа, с точки зрения стабилизации прокатных операций, формы и качества поверхности продукта, предотвращения царапин, срока службы валков и т.п., необходимо поддерживать на соответствующем уровне коэффициент трения между прокатываемым материалом (стальным листом) и рабочими валками. Для достижения соответствующего коэффициента трения выбирают смазочное масло, которое соответствует классу, размерам прокатываемых листов и условиям прокатки, и подают его на прокатываемый лист и валки со стороны входа в прокатную клеть. В станах холодной прокатки системы тандем обычно применяют эмульсионную смазку.
Для достижения соответствующего коэффициента трения увеличение скорости подачи эмульсии или концентрация эмульсии являются эффективными средствами для улучшения смазки и уменьшения коэффициента трения, но это стимулирует повышение стоимости. Кроме того, имеются ограничения в увеличении скорости подачи эмульсии или эмульсионного концентрата из-за положения струи, обусловленные ограничениями в средствах обслуживания. К ограничениям со стороны средств обслуживания, например, относятся следующие: в случае высокой концентрации эмульсии иногда закупориваются трубы, или недостаточная мощность смесителя в баке ухудшает однородность высококонцентрированной эмульсии. Кроме того, верхний предел скорости подачи эмульсии определяется мощностью насоса.
В последнее время развиваются тенденции получения путем прокатки изделий из прочных сталей и других прочных материалов. С возрастанием твердости обрабатываемых материалов возрастают и нагрузки при прокатке, поэтому имеется необходимость уменьшать коэффициент трения и тем самым уменьшать нагрузки на входные клети (т.е. первые и/или вторые клети) в системе тандем прокатных станов холодной прокатки и для предотвращения заедания путем уменьшения коэффициента трения и сдерживания выделения тепла в последних клетях, в которых скорость прокатки увеличивается. Таким образом, при производстве листов из прочных сталей имеется необходимость уменьшать коэффициент трения в целой области скоростей прокатки в сравнении со среднеуглеродистыми сталями, если производят листы из твердых сталей.
Если рассматривать на схеме ситуацию с использованием смазочного масла А, то коэффициент трения является допустимым, что касается мягких сталей, результаты опытов с которыми показаны на фиг.9. Нижний предел допустимого ряда коэффициентов трения является пределом, при котором коэффициент трения не может быть понижен далее при удовлетворении смазочными маслами граничных условий для средств обслуживания и т.д., раскрытых выше. Далее происходит проскальзывание, даже если нет проблем с использованием этих средств обслуживания, вследствие этого иногда коэффициент трения не может быть далее понижен. С другой стороны имеется верхний предел, определяемый стойкостью к заеданию на границе области трения смазочного масла. Исходя из опыта новейших работ верхний предел является определенным. Условия прокатки устанавливают так, чтобы коэффициент трения становился немного меньше, чем тот, который определяется стойкостью к заеданию. До последнего времени мягкие стали обычно прокатывали, используя исключительно смазочное масло А. Однако, как ясно следует из фиг.9, при прокатке сверхвысокопрочных сталей, например, имеющих прочность при растяжении 1270 МПа или более, применения одного смазочного масла А недостаточно для достижения соответствующего коэффициента трения.
Для решения этой проблемы может быть рассмотрен метод, использующий многие типы смазочных масел. Например, имеется способ подготовки смазочного масла низкой концентрации и высокой концентрации из одного и того же смазочного масла и подачи их раздельно в разные места (например, смотри японскую патентную публикацию (А) № 59-33023) или способ раздельного использования в соответствии с толщиной стальных листов (например, смотри японскую патентную публикацию (А) № 8-155510). Однако эти способы, даже если использовать эти самые масла и изменять концентрацию, трудно применять при обработке широко распространенного множества стальных прокатных листов, учитывая ограничения в обслуживающих средствах прокатных станов и финансовые затраты.
Кроме того, предложен еще один способ подачи смазочного масла, способ, связанный с подготовкой четырех баков для трех различных типов смазочных масел и раздельного использования их затем в зависимости от толщины стальных листов (например, смотри японскую патентную публикацию (А) № 59-199109). В этом способе используют четыре емкости, три типа смазочных масел и очищающее средство в виде раствора, но не имеется описания толщины масляной пленки или коэффициента трения. Кроме того, классификация разрядов смазочных масел является также грубой. Проблема в том, что сложно контролировать обоснования применения смазок, объединяющие все строгие требования, предъявляемые к качеству поверхности в последние годы, или все малые совокупности различных типов прокатываемых стальных листов.
Затем имеется также способ изменения отношений компонентов, по меньшей мере, двух типов смазочных масел для изменения композиций смазочных масел в соответствии с качественными характеристиками, которые требуются для каждого типа горячекатаного стального штрипса, и подачи прокатной смазки, включающей в себя смазочное масло и воду, по меньшей мере, к одной прокатной клети (например, смотри японскую патентную публикацию (А) № 2000-351002). По этому способу скорость подачи смазочного масла контролируется в соответствии только с требуемыми качественными характеристиками.
Раскрытие изобретения
Объектом настоящего изобретения является способ подачи смазочного масла, которым можно обрабатывать металлические (стальные) листы многих классов качества без ограничений по смазочной аппаратуре и по системам контроля смазки при холодной прокатке металлических (стальных) листов.
Способ подачи смазочного масла первого аспекта изобретения обеспечивает способ подачи смазочного масла для подачи эмульсии смазочного масла и нагретой воды, смешанных совместно, на стальной лист, находящийся в клети прокатного стана с входной стороны, в процессе холодной прокатки, включающий в себя хранение двух или более типов смазочных масел или различных композиций в отдельных баках, выбор одного из хранящихся смазочных масел в зависимости от коэффициента трения между прокатываемым стальным листом и рабочими валками и подачу смеси эмульсии, содержащей выбранное смазочное масло, смешанное вместе с нагретой водой, в прокатный стан с входной стороны.
Способ подачи смазочного масла по второму аспекту изобретения обеспечивает способ подачи смазочного масла для подачи эмульсии, содержащей смешанные вместе смазочное масло и нагретую воду, с входной стороны в прокатную клеть при холодной прокатке стального листа, включающий в себя хранение одного или более типов смазочных масел различных композиций и, по меньшей мере, одного типа смазочного масла и, по меньшей мере, одного типа присадок в отдельных баках, смешивание двух или более типов смазочных масел, выбранных из хранящихся смазочных масел в соответствии с коэффициентом трения между прокатываемым стальным листом и рабочими валками, смешивание, по меньшей мере, одного выбранного смазочного масла и, по меньшей мере, одной выбранной присадки и подачу эмульсии, содержащей это смешанное масло, смешанное с нагретой водой, с входной стороны в прокатную клеть.
В способах подачи смазочного масла первого аспекта изобретения и второго аспекта изобретения, по меньшей мере, одно из смазочных масел может включать в себя присадку. Кроме того, способ подачи смазочного масла второго аспекта изобретения может включать регулирование расхода подачи эмульсионного смазочного масла и/или концентрации эмульсии в соответствии со скоростью прокатки.
Способ подачи смазочного масла третьего аспекта изобретения обеспечивает способ подачи смазочного масла для подачи эмульсии, содержащей в себе смешанные вместе смазочное масло и нагретую воду, со стороны входа в прокатную клеть в процессе прокатки стального листа, содержащий в себе хранение двух типов смазочного масла различных композиций и смазочных масел и присадок в отдельных баках, заблаговременное установление двух отношений компонентов первого отношения смеси и второго отношения компонентов в соответствии с коэффициентами трения для двух типов смазочных масел или для смазочного масла и присадки, подачу первой эмульсии, полученной по первому отношению компонентов, к входной стороне прокатной клети, увеличение скорости подачи эмульсии для уменьшения коэффициента трения, если предполагаемый коэффициент трения в процессе прокатки получается более чем заданный коэффициент трения, то производят переключение на вторую эмульсию, полученную по второму отношению компонентов, и подачу второй эмульсии к входной стороне прокатной клети, если повышение скорости подаваемой эмульсии уменьшает коэффициент трения, то производят переключение второй эмульсии на первую эмульсию для уменьшения скорости подачи эмульсии, и подачу первой эмульсии к входной стороне прокатной клети, если предполагаемый коэффициент трения получится в процессе прокатки меньше, чем заданный коэффициент трения.
В способе подачи смазочного масла по третьему аспекту изобретения, по меньшей мере, одно из смазочных масел может содержать присадку.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является графическим изображением зависимости между областями применения RA и RB смазочных масел А и В различных композиций и двух типов сталей (мягкой стали и высокопрочной стали) в выполнении первого аспекта изобретения.
Фиг.2 является схемой, показывающей обслуживающие средства прокатного стана для работы способом по первому аспекту изобретения.
Фиг.3 является графическим изображением зависимости между областью применения RA смазочного масла А и двух типов сталей (мягкой стали и высокопрочной стали низкого и среднего классов).
Фиг.4 является графическим изображением зависимости между областями применения RA и RC смазочных масел А и С различных композиций и двух типов сталей (мягкой стали и высокопрочной стали низкого и среднего классов) в одном выполнении второго аспекта изобретения.
Фиг.5 является схематическим изображением, показывающим обслуживающие средства прокатного стана для работы способом по второму аспекту изобретения.
Фиг.6 является схемой, поясняющей процесс смешивания двух типов смазочных масел и нагретой воды в обслуживающих средствах, показанных на фигуре 5.
Фиг.7 показывает графическую зависимость между областью применения RA смазочного масла А и двух типов сталей (мягкой стали и высокопрочной стали низкого и среднего классов).
Фиг.8 является графическим изображением зависимости между областями применения RA и RD смазочных масел А и D различных композиций и двух типов сталей (мягкой стали и высокопрочной стали низкого и среднего классов) в выполнении третьего аспекта изобретения.
Фиг.9 является графиком зависимости между областью применения RA смазочного масла типа А и двух типов сталей (мягкой стали и сверхвысокопрочной стали) в выполнении способа подачи смазочного масла.
Осуществление изобретения
Первый аспект изобретения
Холодной прокатке подвергают стальные листы из мягких и сверхвысокопрочных сталей. Используют два типа смазочных масел, смазочное масло А и смазочное масло В, имеющих различные композиции и хранящиеся раздельно в двух баках. Могут быть использованы в качестве смазочных масел минеральное масло, натуральное масло, сложный синтетический эфир и т.д. В зависимости от требований технологии прокатки эти смазочные масла могут также содержать эмульсионные вещества, вещества для высоких давлений, вещества, повышающие смазочные свойства, или другие дополнительные добавки в общем количестве от 1 до 5% по объему или по отношению к базовому маслу. Кроме того, базовые смазочные масла не ограничиваются только двумя типами. Количество их может возрастать, что дает свободу для выбора. Однако предложенная трактовка относительно более чем двух типов приводит к усложнению. Поэтому ради упрощения ниже будут даны пояснения относительно только двух смазочных масел.
Смазочное масло А и смазочное масло В подают в виде эмульсии на входную сторону прокатной машины и используют в области применения смазочных масел. Здесь термин "область применения смазочных масел" понимается как область, в которой эмульсия смазочного масла дает коэффициент трения, допустимый по условиям операций прокатки и качества продукта. Область применения смазочного масла определяется 1) типом смазочного масла, 2) скоростью подачи эмульсии и 3) концентрацией эмульсии.
Как показано на фиг.1, обе области, и область применения RA смазочного масла А и область применения RB смазочного масла В, являются независимыми и не перекрываются ни в одной из своих частей. Мягкие стали являются полностью покрытыми областью применения RA, в то время как сверхвысокопрочные стали являются полностью покрытыми областью применения RB. Поэтому два бака смазочного масла являются переключаемыми в зависимости от коэффициента трения между прокатываемым стальным листом и рабочими валками для выбора необходимого смазочного масла. Зависимость между скоростью прокатки и коэффициентом трения и область применения каждого смазочного масла обосновываются данными, полученными на испытательном стане, или по документам оперативной регистрации, хранящимся в форме таблиц или числовых уравнений в аппарате контроля смазки, включающем в себя, например, компьютер.
Выбранное смазочное масло и нагретую воду смешивают и в виде эмульсии подают в прокатную машину с передней стороны. Соответствующий уровень отношения компонентов смазочного масла и нагретой воды обосновывают данными, полученными на испытательном стане, или данными оперативной регистрации и устанавливают нормы концентрации эмульсии для аппарата контроля смазки. Температура нагретой воды составляет от 50°С до 90°С.
На фиг.2 показаны примерные комплекты средств, обслуживающих процесс холодной прокатки и применяемых для работы способом подачи смазочного масла по первому аспекту изобретения. Средства, обслуживающие процесс прокатки, содержат, например, пять комплектов. Фиг.2 показывает только передний комплект прокатной клети 10 и последний комплект прокатной клети 12. Прокатные клети 10 и 12 являются прокатными клетями, каждая из которых имеет четыре валка, рабочий валок 14 и опорный валок 16.
Средства обслуживания снабжены масляными баками 20А и 20В для хранения смазочных масел А и В, бак 40 нагретой воды и бак 50 холодной воды. Баки 20А и 20В смазочного масла соединены посредством труб 21А и 21В смазочного масла с главной трубой 25, в то время как главная труба 25 соединена со смесителем 30 смазочного масла и нагретой воды, включающим статический миксер.
Трубы 21А и 21В смазочного масла имеют масляные насосы 22А и 22В, клапаны 23А и 23В, регулирующие скорость потока смазочного масла, и связанные с ними регулировочные клапаны 24А и 24В. Далее бак 40 для нагретой воды соединен посредством трубы 41 нагретой воды с насосом 42 нагретой воды и клапаном 43 для регулирования скорости потока нагретой воды, связанным с главной трубой 25.
Расположенная на переднем конце стана прокатная клеть 10 и расположенная на его заднем конце прокатная клеть 12 имеют эмульсионные коллекторы 45, расположенные со стороны входа в клети. Эмульсионный коллектор 45 на прокатной клети 10, расположенной на переднем конце стана, снабжает эмульсией стальной лист 1 и рабочие валки 14 и имеет множество эмульсионных форсунок 47, расположенных по ширине листа. Эмульсионный коллектор 45 на прокатной клети 12, расположенной на заднем конце стана и имеющей большую скорость прокатки, снабжен множеством эмульсионных форсунок 47, расположенных по направлению ширины листа. Расстояние между эмульсионными форсунками 47 и зевом валков составляет примерно 0,2-3 метра. Смеситель 30 смазочного масла и нагретой воды связан с эмульсионными коллекторами 45 посредством подающих эмульсию труб 31.
Прокатные клети 10 и 12 снабжены со стороны выхода коллекторами 55 охлаждающей воды. Каждый коллектор 55 охлаждающей воды снабжен множеством охлаждающих форсунок 57, расположенных по направлению ширины листа. Бак 50 охлаждающей воды присоединен к трубе 51 охлаждающей воды с насосом 52 охлаждающей воды и связанным с ним клапаном 53, регулирующим скорость потока охлаждающей воды.
Средства, обслуживающие процесс прокатки, снабжены аппаратом 60 контроля смазки, включающим в себя компьютер. Аппарат 60 контроля смазки заранее устанавливает скорость подачи эмульсии, норму ее концентрации и т.д. Основываясь на этом, вырабатываются оперативные сигналы для клапанов 23А и 23В для регулирования скорости потока смазочного масла и для клапана 43 для регулирования скорости потока нагретой воды и т.д.
В средствах обслуживания процесса прокатки, построенных таким образом, что, если стальной лист 1 изготовлен из мягкой стали, смазочное масло А направляют из бака 20А смазочного масла через главную трубу 25 в насос 22А смазочного масла. Заметим, что клапан 23В, регулирующий скорость потока смазочного масла В, закрыт, и скорость течения снижена до нуля. С другой стороны, нагретая вода направляется из бака 40 нагретой воды через трубу 41 нагретой воды в главную трубу 25 посредством насоса 42 нагретой воды. Нагретая в баке 40 вода выдерживается, например, при 65°С. Смазочное масло А и нагретая вода перемешиваются в главной трубе 25 и в смесителе 30 для смазочного масла и нагретой воды.
Смешанные смазочное масло и нагретая вода помещаются в смеситель 30 смазочного масла и нагретой воды для получения эмульсии ЕА смазочного масла А. Оперативные сигналы аппарата 60 контроля смазки используют для регулирования скорости потока смазочного масла и регулирования нормы концентрации СА. Эмульсию ЕА подают через трубу 31 подачи эмульсии и эмульсионный коллектор 45 из эмульсионных форсунок 47 на входную сторону прокатной клети. Кроме того, рабочие валки 14 охлаждают струями охлаждающей воды из форсунок 57 охлаждающей воды.
В случае сверхвысокопрочных сталей клапан 23А регулирования скорости потока смазочного масла закрыт, и смазочное масло В из бака 20В смазочного масла через трубу 21В смазочного масла подают в прокатную клеть с входной стороны тем же самым путем, что и в случае подачи смазочного масла А.
Второй аспект изобретения
В современном прокатном производстве сверхвысокопрочные стали занимают около нескольких процентов. Большую часть составляют мягкие стали с прочностью до 600 МПа. Область коэффициентов трения, необходимых в низком и в среднем классах высокопрочных сталей, показана на фиг.3. В низком и среднем классах высокопрочных сталей увеличение в низкой части скоростей, имеющих место с переднего конца линии клетей в стане тандем холодной прокатки, меньше, чем в случае мягкой стали, это является достаточным, чтобы осуществить коэффициент трения в рамках мягких сталей. Однако, если трудно реализовать высокую скорость прокатки вследствие случаев заедания, то необходимо уменьшить коэффициент трения и тем самым пресечь возникновение тепла от трения. В этом случае с используемым в настоящее время смазочным маслом А область коэффициентов трения, необходимых в области средних скоростей или более высоких скоростей, не может быть удовлетворена, поэтому в настоящее время используется низкая скорость прокатки и не может быть осуществлена высокая скорость прокатки.
В этом выполнении можно смешать два типа смазочных масел различных композиций, чтобы реализовать низкую скорость прокатки. Например, смазочное масло С способно достичь использования области коэффициентов трения, как показано на фиг.4. Смазочное масло С содержит большое количество присадок, повышающих смазочные свойства при сверхвысоких давлениях, или другие добавки, соответствующие смазочному маслу А и обычно дорогостоящие. По этой причине, чем больше количество используемого смазочного масла С, тем выше понесенные затраты. Поэтому смазочное масло А и смазочное масло С смешивают, и сталь прокатывают от низкой скорости до высокой скорости при единственном отношении компонентов в области коэффициентов трения, в которых возможно применение смазочного масла А и смазочного масла С.
Изобретатели установили, что за исключением специальных случаев, даже если смесь смазочного масла А и смазочного масла С не имеет химических реакций, коэффициент трения во время смешивания становится соответствующим среднему между коэффициентами трения смазочного масла А и смазочного масла С. Когда был подготовлен способ смешивания масла двух баков со смазочным маслом, отношение подаваемых из баков масел изменили в соответствии с необходимым отношением. Масла смешали в промежуточной трубе и перемешали в статическом миксере для получения смеси масел. Затем смешанные масла и нагретую воду смешали, обрабатывая в статическом смесителе для получения эмульсии, которую подавали в прокатный стан с входной стороны.
В особенности, если область применения смазочного масла А и область применения смазочного масла С частично перекрываются, как на фиг.4, единственное отношение компонентов может быть использовано для осуществления смазки в большинстве случаев. Даже если области применения обоих разделены, но достаточно близки друг к другу, то возможно установить тип отношения компонентов. Отношения компонентов, которые реализуют область применения и скорости прокатки от низких до высоких скоростей, определяют с помощью испытательного стана. Установление единственного отношения компонентов, соответствующих стали, просто проконтролировать. После того как тип стального листа сохранен в аппарате контроля смазки, независимо от оператора, возможно прокатывать стальной лист, поскольку установлено отношение компонентов, соответствующее коэффициенту трения между стальным листом и прокатными валками.
Если определены скорость подачи эмульсии и концентрация эмульсии и в то же время использование смазочного масла А, то иногда при точно определенном постоянном отношении компонентов смазочного масла А и смазочного масла С невозможно реализовать достаточно малый коэффициент трения во время, например, прокатки с высокой скоростью. Во многих случаях во время обычной прокатки при использовании смазочного масла А и скорость подачи эмульсии и концентрация эмульсии являются установленными ниже максимальных уровней так, что возможно изменять скорость подачи эмульсии и концентрацию эмульсии во время использования смазочного масла А. Поэтому возможно изменять скорость подачи эмульсии или концентрацию эмульсии в соответствии со скоростью прокатки так, чтобы осуществлять прокатку с высокой скоростью. Обычно фактором, легко изменяемым в соответствие со скоростью прокатки, является скорость подачи эмульсии. Поэтому первой изменяют скорость подачи эмульсии. Если не может быть достигнут необходимый коэффициент трения, то при этих условиях является желательным приемлемый способ изменения концентрации эмульсии.
Для контроля скорости подачи эмульсии или концентрации эмульсии коэффициент трения измеряют в линии, к замеренному коэффициенту трения подбирают заданный уровень путем изменения скорости подачи эмульсии или концентрации эмульсии или путем нахождения зависимости между скоростью прокатки и заранее определенным коэффициентом трения и контролируют скорость подачи эмульсии или концентрацию эмульсии в зависимости от скорости прокатки. Заметим, что измерение коэффициента трения является возможным по имеющемуся эффекту износа валков. Износ валков имеет значительную корреляцию с тоннажем проката, поэтому зависимость между тоннажем проката и величиной износа может служить основанием для корректировки износа валков и для контроля смазки соответственно скорости прокатки.
Фиг.5 показывает пример вспомогательных средств для технологии холодной прокатки при работе способом подачи смазочного масла по второму аспекту изобретения. На фиг.5 аппаратура и элементы конструкции подобны тем, которые показаны на фиг.2, и обозначены теми же самыми номерами, и их детальная трактовка не включена (в текст). Если прокатываемый лист изготовлен из мягкой стали, эмульсию смазочного масла А подают с передней стороны прокатного стана тем же самым путем, что и в первом аспекте изобретения.
На фиг.5 трубы 21А и 21С для смазочного масла, выходящие из баков 20А и 20С для смазочного масла, связаны с трубой 27, смешивающей смазочные масла. Смешивающая смазочные масла труба 27 связана со смесителем 33 смазочных масел, в то время как смеситель 33 смазочных масел связан через главную трубу 34 с контрольным клапаном 35, примыкающим к смесителю 36 смазочного масла и горячей воды. Главная труба 34 между контрольным клапаном 35, смесителем 36 смазочного масла и нагретой воды имеет связанную с ними трубу 41. Смеситель 36 смазочного масла и нагретой воды связан через трубу 37 смазочного масла и нагретой воды с эмульсионными коллекторами 45.
Обслуживающие средства используют следующим образом. Если прокатываемый стальной лист изготовлен из высокопрочной стали в области низких скоростей, где коэффициент трения падает в область применения RA смазочного масла А, смазочное масло А подают из бака 20А для смазочного масла через трубу 21А смазочного масла и смешивающую трубу 27 в главную трубу 34. В смешивающей трубе 27 смазочное масло А и нагретую воду из бака 40 для горячей воды смешивают. Далее смазочное масло А и нагретую воду перемешивают в смесителе 36 для смазочного масла и нагретой воды, чтобы получить эмульсию ЕА смазочного масла А. С помощью регулирующего скорость потока смазочного масла клапана 23А и регулирующего скорость потока нагретой воды клапана 43 настраивают скорости их потоков для получения необходимого отношения компонентов смазочного масла А и нагретой воды. Эмульсию ЕА смазочного масла А подают через подающие эмульсию трубы 37 и эмульсионные коллекторы 45 из эмульсионных форсунок 47 в прокатные клети 10 и 12 с входной стороны.
На фиг.4 в промежуточной области скоростей, где коэффициент трения не показывает падения в области применения RA и RC смазочного масла А и смазочного масла С, используют смесь смазочного масла А и смазочного масла С. Смазочное масло А подают из бака 20А смазочного масла через трубу 21А смазочного масла А в смешивающую трубу 27, смазочное масло С подают из бака 20С через трубу 21С смазочного масла в смешивающую трубу 27. Как показано на фиг.6, смазочное масло А и смазочное масло С смешиваются в трубе 27, и смешанное масло MAC направляют в главную трубу 34. С другой стороны нагретая вода поступает из бака 40 нагретой воды через трубу 41 нагретой воды в главную трубу 34 и смешивается со смесью масел MAC. Смесь масел MAC и нагретая вода перемешиваются в смесителе 36 смазочного масла и нагретой воды для получения эмульсии ЕАС смеси MAC смазочного масла А и смазочного масла С. Клапаны 23А и 23С, регулирующие скорости потоков смазочных масел, и клапан 43, регулирующий скорость потока нагретой воды, регулируют скорости их потоков и устанавливают отношение смеси смазочного масла А и смазочного масла С. Эмульсию ЕАС смеси масел MAC подают через подающие эмульсию трубы 37 и эмульсионные коллекторы 45 из эмульсионных форсунок 47 на прокатные клети 10 и 12 с входной стороны.
В области высоких скоростей коэффициент трения полностью падает в области применения RC смазочного масла С так, что следуют те же самые операции, что и со смазочным маслом А в области низких скоростей для получения MAC смазочного масла С и подачи ее на прокатные клети 10 и 12 с входной стороны.
В этом исполнении использованы два бака, хранящие смазочные масла, но изобретение не ограничивается только ими. Возможно также наличие других баков для хранения смазочного масла, присадок, смешивания смазочных масел и присадок и подачи эмульсии смесей масел. Может быть в наличии три и более баков. Например, если имеется четыре бака, то можно в трех баках хранить три типа смазочных масел различных композиций и иметь два бака с присадками различных композиций. В этом случае могут быть смешаны три типа смазочных масел и один тип присадок, два типа смазочных масел и два типа присадок могут быть смешаны, или могут быть смешаны другие комбинации.
Третий аспект изобретения
Еще один не рассмотренный тип смазочного масла - смазочное масло D - показан на фиг.7. Иногда область применения RD является удаленной от области применения смазочного масла А. В этом случае еще не рассмотренной стали одно единственное отношение компонентов недостаточно для осуществления прокатки от низких скоростей до высоких скоростей.
В этом выполнении для мягких сталей смазочное масло А используют в полной области скоростей прокатки. Для низкого и среднего классов высокопрочных сталей, как показано на фиг.8, два отношения компонентов - первое отношение компонентов и второе отношение компонентов - являются заблаговременно установленными. Второе отношение компонентов должно быть установлено к какому-либо отношению в зависимости от прокатываемого стального листа и т.д. Далее отношение компонентов выбирают из двух отношений компонентов в зависимости от коэффициента трения и эмульсию EAD из смеси MAD смазочных масел А и D, смешанную по выбранному отношению D, подают на прокатный стан с входной стороны с такой скоростью подачи эмульсии, которая используется для эмульсии ЕА смазочного масла А.
Далее, после того как количество масла, введенного в зев валков, не увеличивается, даже если увеличить скорость подачи эмульсии, иногда коэффициент трения не будет падать ниже определенного уровня. Фиг.8 устанавливает две области применения RAD1 и RAD2, учитывающие эти случаи. Если коэффициент трения не будет возрастать, даже если возрастает скорость подачи эмульсии, концентрацию эмульсии увеличивают.
Далее, если коэффициент трения не будет увеличиваться, даже если концентрация эмульсии увеличена, используют второе отношение компонентов, увеличивающее хорошую смазочную способность смазочного масла D. Если необходимо увеличение скорости прокатки от низких скоростей до высоких скоростей прокатки, то измеряют коэффициент трения на линии. Если коэффициент трения не дает изменения даже при увеличении скорости подачи эмульсии, то необходимо изменить заранее установленное отношение компонентов для высокой скорости прокатки. Если переключение рулона или иные повторы снижают скорость прокатки со вторым отношением компонентов, коэффициент трения становится слишком малым, и имеется риск проскальзывания. В этом случае отношение компонентов возвращается к первоначальному первому отношению компонентов. Нет необходимости заранее готовить отношения компонентов двух типов. В этом случае, если, например, повышение отношения компонентов, обладающее хорошей смазочной способностью смазочного масла D, в порядке второго отношения компонентов и третьего отношения компонентов, если коэффициент трения является большим даже со вторым отношением компонентов, необходимо сменить третье отношение компонентов. Если коэффициент трения является большим при третьем отношении компонентов, необходимо сменить четвертое отношение компонентов.
Смазочное масло D может также содержать смазочное масло А плюс присадку. Присадки являются в настоящее время часто используемыми для контроля коэффициента трения во время высокоскоростной прокатки. Присадки обычно важны, так, в настоящем изобретении присадки не используются при прокатке с низкой скоростью, а используются только при высокоскоростной прокатке. Благодаря этому возможно сохранить низким уровень расхода присадок и уменьшить финансовые расходы на прокатку.
Заметим, что способ подачи смазки по третьему аспекту изобретения может использоваться при таких обслуживающих средствах, как показано на фиг.5, для работы по второму аспекту изобретения.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанным выполнением. Дополнительно к стали, прокатываемые листы могут быть из титана, алюминия, магния, меди или других металлов и сплавов из этих металлов.
К хранящемуся в баке смазочному маслу может быть дополнительно добавлена заранее установленная присадка. В качестве присадок могут быть использованы эмульгаторы, вещества для сверхвысокого давления, присадки, улучшающие смазочные свойства, или другие присадки. Если смешиваются смазочные масла двух типов по второму аспекту изобретения или по третьему аспекту изобретения, то они оба могут быть смазочными маслами, содержащими присадки, оба могут быть не содержащими присадки или даже один может содержать присадки. Далее, если смешивают смазочное масло и присадку, то присадки, смешанные с присадками в смазочном масле, могут быть теми же самыми или различными.
ПРИМЕРЫ
Простая четырехвалковая клеть испытательного прокатного стана была использована для прокатки двух рулонов, соединенных для имитации обычной холодной прокатки. Прокатываемый стальной лист, смазочное масло, скорость подачи эмульсии и скорость прокатки были следующими.
Прокатываемый стальной лист: мягкая сталь и высокопрочная сталь с прочностью на растяжение 590 МПа.
Смазочное масло:
Смазочное масло А (смазочное масло, содержащее пальмового масла 35% и сложных синтетических эфиров 65% и имеющее вязкость 39 сСт при 40°С).
Смазочное масло В (смазочное масло, содержащее сложных синтетических эфиров 100% и имеющее вязкость 80 сСт при 40°С).
Скорость подачи эмульсии: 5 литров/мин.
Скорость прокатки: от 200 до 1500 метров/мин.
(1) При прокатке листов мягкой стали была использована эмульсия смазочного масла А с концентрацией 5%. В результате прокатки со скоростями в интервале от 200 м/мин до 1500 м/мин не возникло проблем с трещинами заедания.
(2) При прокатке листов мягкой стали была использована эмульсия смазочного масла В с концентрацией 5%. В результате прокатки коэффициент трения оказался слишком мал, и происходило проскальзывание.
(3) При прокатке листов мягкой стали была использована эмульсия смазочного масла В с концентрацией 3%. В результате не возникало ни проскальзывания, ни заедания.
(4) При прокатке листов мягкой стали была использована эмульсия смазочного масла В с концентрацией 2,5%. В результате возникали трещины заедания в процессе прокатки 1500 м/мин. Рассмотрение закупочных цен на смазочное масло А и смазочное масло В показало, что цена смазочного масла В в 2,2 раза больше, чем смазочного масла А, так, из результатов опытов (1) и (3) можно установить, что с мягкой сталью использование смазочного масла А является экономичным.
(5) Эмульсия смазочного масла А при концентрации 3% была использована при прокатке высокопрочной стали, обладающей прочностью на растяжение 590 МПа. Не происходило трещин заедания до 500 м/мин.
(6) Эмульсия смазочного масла В при концентрации 3% была использована при прокатке высокопрочной стали, обладающей прочностью на растяжение 590 МПа. В результате не возникало трещин заедания от 200 м/мин до 1500 м/мин.
(7) Анализ цен показал, что использование смазочного масла В выше полной области скоростей, неблагоразумно. Если использовать смазочное масло В выше полной области скоростей, то возникает опасность проскальзывания. Изобретатели исследовали также смесь смазочного масла А со смазочным маслом В. Смазочное масло А было смешано со смазочным маслом В в количестве 50% каждого, получили смесь масел. Эмульсию этой смеси при концентрации 3% использовали при прокатке высокопрочной стали, обладающей прочностью на растяжение 590 МПа. В результате не возникало трещин от заедания и проскальзывания в интервале скоростей прокатки от 200 м/мин до 1800 м/мин.
Промышленная применимость
Способ подачи смазочного масла первого аспекта изобретения содержит выбор одного из двух или более типов смазочных масел в соответствии с коэффициентом трения между прокатываемым стальным листом и рабочими валками и подачей эмульсии выбранного смазочного масла на переднюю сторону прокатных клетей. Следовательно, имеются эффекты, состоящие в том, что смазочная аппаратура упрощается и облегчается процесс смазки.
Способ подачи смазочного масла второго аспекта изобретения включает в себя смешивание двух или более типов смазочных масел из хранящихся масел в соответствии с коэффициентом трения между прокатываемым стальным листом и рабочими валками или смешивание, по меньшей мере, одного выбранного смазочного масла и, по меньшей мере, одной выбранной присадки для получения смеси масел и подачу эмульсии из этой смеси масел на входную сторону прокатного стана. В то же время посредством подготовки двух или более типов смешанных масел возможно осуществить необходимый точный коэффициент трения, это дает возможность реализовать и контролировать коэффициент трения.
Способ подачи смазочного масла третьего аспекта включает в себя установку заранее двух отношений компонентов - первого отношения компонентов и второго отношения компонентов из двух типов смазочных масел или смазочного масла и присадки в соответствии с коэффициентом трения, выбор одного из двух отношений компонентов в соответствии с предполагаемым коэффициентом трения в процессе прокатки и подачу эмульсии смеси масел, полученной при выборе отношения компонентов. Благодаря этому, если коэффициент трения изменяется в определенной области, возможно выбрать смесь масел точно для необходимого коэффициента трения. Следовательно, эффект заключается в том, что возможен прекрасный контроль с высокой точностью.