CN101434886A - 一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,属冶金轧钢油品领域,本轧制油组合物以重量百分数计含有:复合新戊基多元醇酯60-70%;矿物油14-28%;含磷、硫极压抗磨剂各1-5%;复合乳化剂2-12%;防锈剂1- 3%;抗氧剂1-3%;消泡剂0.01-0.5%,本轧制油组合物是以具有优异润滑性能的复合新戊基多元醇酯合成酯作为润滑性基础组份,通过添加含磷、含硫两类极压抗磨剂的科学组配,组成高润滑和极压抗磨性能的油性剂主体,再协和采用适当比例的矿物油、防锈油、乳化剂和抗氧化剂,保证了防锈性和乳液稳定性,从而创造性解决了润滑性和清净性的矛盾,既保证了在轧制薄规格钢板质量的润滑性要求,又保护了背衬轴承的润滑需求,并且可在免清洗条件下保证挥发性和退火清净性。
Description
技术领域
本发明是一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,属冶金轧机用油品领域,具体涉及十二辊可逆轧机用油。
背景技术
近年来,随着国民经济的发展,对小于0.3mm冷轧极薄钢板的需求量急剧增加,而传统的四辊或六辊轧机受本身条件限制一般难以满足轧制要求,国内新研制开发的拥有多项自主知识产权的1450mm十二辊可逆轧机可在较小轧制力下轧制高精度,高硬度的极薄钢板,但由于十二辊可逆轧机的设计及其钢板轧制工艺的特殊性,对所应用的轧制油也提出了更高的要求,现有的轧制油则达不到使用要求,例如在某钢铁公司冷轧薄板厂,将适用于四辊或六辊高速轧机的以动植物油脂为主作油性剂的某进口品牌高皂化值(大于190mgKOH/g)轧制油C用于十二辊可逆轧机,实践证明,该轧制油C虽然能充分满足对背衬轴承的润滑要求,但在轧制钢板上却引起过润滑,出现断带、钢板跑偏、甚至轧机震动等问题,即使降低浓度使用也不能从根本上解决问题,反而导致了防锈差等其他问题。此外,由于轧制油C主要是采用动植物油作油性剂,皂化值高,而动植物油挥发性较差的特点却影响了轧制板面退火后的清净性,而且在冬季易产生凝固,使用不便,溅出的乳化液在轧机四周析油凝固,影响了轧机清净性,如降低浓度使用,非但不能解决问题,反而导致防锈性能变差等其他问题,因此,迫切需要开发适用于十二辊可逆轧机的专用轧制油产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,该轧制油组合物用于十二辊可逆轧机,轧制厚度小于0.3mm钢板时,不仅能同时满足对轧钢润滑和背衬轴承润滑的要求,而且在免清洗条件下能保证退火清净性,轧机清净性及防锈性。
本发明一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物轧制油组合物,含有:
(A)复合新戊基多元醇酯: 60-70%
(B)矿物油: 14-28%
(C)含磷极压抗磨剂: 1-5%
(D)含硫极压抗磨剂: 1-5%
(E)复合乳化剂: 2-12%
(F)防锈剂: 1-3%
(G)抗氧剂: 1-3%
(H)消泡剂: 0.01-0.5%
上述百分含量是以轧制油组合物总重量计的重量百分数。
所述的组份(A)是季戊四醇和三羟甲基丙烷与C12-36混合脂肪酸反应生成的酯化物,与季戊四醇反应的C12-36混和脂肪酸是油酸、硬脂酸和二聚酸的混合酸,与三羟甲基丙烷反应的C12-36混和脂肪酸是椰子油酸、棕榈油酸或油酸混合酸。
该季戊四醇与C12-36混合脂肪酸反应的酯化物含量为20%-35%,与季戊四醇反应的C12-36混和脂肪酸之油酸:硬脂酸:二聚酸摩尔比为2.5:1:0.5。
该三羟甲基丙烷与C12-36混和脂肪酸反应生成脂肪酸酯含量为35%-40%,与三羟甲基丙烷反应的C12-36混和脂肪酸之椰子油酸:棕榈油酸:油酸的摩尔比为1:1:1;或椰子油酸:油酸的摩尔比为2.5:0.5。
按此比例合成和配比的复合酯,在保证润滑性的同时具有较单一酯更为优良的挥发性。
所述组份(B)矿物油是机械油和变压器油混合物。
所述组份(C)含磷极压抗磨剂是脂肪醇或脂肪醇聚氧乙烯醚类或烷基酚聚氧乙烯醚类与磷酸化试剂如五氧化二磷、聚磷酸或三氯化磷反应生成的酸性磷酸酯,所采用的酸性磷酸酯是C12-18脂肪醇磷酸酯(单酯>60%)、C12-18脂肪醇聚氧乙烯醚(3-20)磷酸酯(单酯>60%)或烷基(壬基、辛基)酚聚氧乙烯醚(4-15)的磷酸酯(单酯>60%)。
所述组份(D)是硫化烯烃或硫化油脂,所采用的是硫化异丁烯T321,硫化烯烃棉子油T405A,硫化棉子油或硫化猪油。
所述组份(E)复合乳化剂采用的是HLB=5-9,分子量=2000-15000的非离子型表面活性剂1-6%和HLB≥12的非离子型表面活性剂1-6%的混合物,例如L121Pluronic(HLB=5,分子量=4500)和Tween-80、NP-10或AE09。
所述组份(F)是环己胺,二环己胺,单乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺,异丙醇胺等有机胺中的一种。
所述组份(G)是屏蔽酚型抗氧剂如2,6-二叔丁基对甲酚或者芳胺型抗氧剂如N-苯基-a-萘胺。
所述组份(H)消泡剂是丙烯酸酯与醚共聚物非硅型消泡剂T911或T912等
本发明轧制组合物制备过程是:
1、加入机油,升温到60-70℃,加入抗氧剂、消泡剂,搅拌至溶解
2、降温到60℃,加入复合新戊基多元醇酯,搅拌均匀
3、在50℃加入含磷极压抗磨剂和防锈剂,搅拌30分钟,再加入乳化剂和含硫极压抗磨剂,搅拌30分钟,即得本发明组合物。
众所周知,轧制油用于钢板轧制生产时,其润滑性和清净性是相互矛盾的,提高皂化值即提高润滑性,固然可以降低轧制时的轧制压力,但润滑性提高后的必然后果是清净性下降,影响产品的质量。本轧制油组合物是以具有优异润滑性能的复合新戊基多元醇酯作为润滑性基础组份,通过添加含磷和含硫两类极压抗磨剂的科学组配,组成润滑和极压抗磨性能较高的油性剂主体,再通过协和采用适当比例的矿物油、防锈油、乳化剂和抗氧化剂,保证了防锈性和乳液稳定性,从而创造性解决了上述这一对矛盾。将此类轧机为保证轧制润滑所需的轧制油约100mgKOH/g的皂化值,恰到好处地提高到大于126mgKOH/g,这样,既能满足轧机对轧钢润滑性能要求,又能满足对背衬轴承的润滑性能要求,即同时保证了在轧制薄规格钢板的条件下的钢板质量又保护了背衬轴承,并且可在免清洗条件下能保证挥发性和退火清净性。
本发明轧制组合物的理化及润滑性指标相关对比数据如下表所示:
表1 本发明组合物理化指标与典型指标对比
指标 | 理化指标 | 典型指标 |
外观 | 棕红色透明液体 | 棕红色透明液体 |
酸值(mgKOH/g) | ≤18 | 12 |
皂化值(mgKOH/g) | ≥126 | 135 |
运动粘度(mm2/s) | 42-65 | 51 |
PH值(2) | 6-7.5 | 6.4 |
表2 本发明组合物与进口轧制油C产品润滑性(2%乳化液)指标对比
指标 | 本发明组合物 | C产品 |
PB | 100 | 75 |
PD | 160 | 200 |
磨斑直径(mm) | 0.42 | 0.42 |
Falex(磅) | 3000 | 3000 |
本发明轧制油组合物作为进口轧制油的替代品用于十二辊可逆轧机轧制薄板,具有显著的技术进步性和突出特点,有明显的经济和社会效益。
根据理论计算,皂化值在100mgKOH/g即可满足十二辊轧机轧钢对润滑的要求,但却不能满足对背衬轴承润滑的需求,为了同时满足十二辊轧机对轧钢润滑和对背衬轴承润滑的要求,皂化值则应大于120mgKOH/g。本发明组合物以复合新戊基多元醇酯作为润滑性基础组份具有优良的润滑性能和满足大于126mgKOH/g的皂化值,最佳皂化值在130-138mgKOH/g,同时,还因科学配入含磷和含硫两类极压抗磨剂,显著提高了轧制油的极压抗磨性能,用于十二辊可逆轧机轧制薄板时,其实际润滑效果达到190mgKOH/g高皂化值的油品效果,不仅保证了钢板质量,避免钢板发生热划伤,而且保护背衬轴承,而且能满足轧后钢板不经脱脂清洗直接退火的工艺要求。本轧制油组合物采用高分子聚醚与一般非离子型乳化剂复合,使乳化液具备适当的乳化稳定性和颗粒度,并能适应现有的供油***需求,此外,本发明组合物有良好的冷却性和热传导性等,有利带走轧钢过程中产生的热量,并且防锈性能好,在加工工序存放期间,对钢板有良好防锈作用。
本发明轧制油组合物用于十二辊可逆轧机的轧制薄板工业性试验时,获得了十分满意的效果:
油品使用浓度:1.8-2.4%的水乳化液
温度:45-55℃
轧制钢板规格:2.5-4.0×1000-1250mm
轧制钢板材质:SPHC
经6-7道次轧制,其钢板总变形量为85-92%
轧制速度:8m/s
轧制压力:300-440吨
轧制及退火后,板面清净性良好,钢板工序间存放一个月无锈蚀。
背衬轴承更换周期:15天或轧3000吨钢
根据以上数据,本发明轧制油组合物完全达到了十二辊可逆轧机对轧制油品的技术要求,全面满足了对轧钢润滑、背衬轴承润滑、钢板冷却性、防锈性及钢板退火清净性要求。
具体实施方式
现结合实施例具体说明本发明是如何实施的:
一、本发明复合新戊基多元醇酯的合成:
1、用1mol的季戊四醇或1mol三羟甲基丙烷分别与4mol或3mol的脂肪酸或脂肪酸甲酯在酸或碱催化剂,在升温、真空脱水或甲醇的条件下反应即可获得。在理论上可生成1摩尔新戊基多元醇酯。
取1摩尔季戊四醇与4摩尔的C12-36脂肪酸反应即生成1摩尔季戊四醇脂肪酸酯,(其中脂肪酸采用混和酸并按油酸:硬脂酸:二聚酸摩尔比为2.5:1:0.5组成)。
将上述摩尔数换算成重量计算,即取季戊四醇11克,油酸65克,硬脂酸22克,二聚酸8克置入250毫升配有搅拌器、温度计、具真空泵和接收器的冷凝管、有氮气保护的四口圆底烧瓶中,在搅拌下升温到90℃加入0.5克对甲苯磺酸,通氮气,继续升温,约150℃开始出水,升温到240℃停止加热,并开启真空泵,维持温度在220-240℃,直到收集的水分达到5毫升以上即可停止反应,降温后即获得100克季戊四醇脂肪酸酯。
2、取1摩尔的三羟甲基丙烷与3molC12-18脂肪酸反应,即生成1摩尔三羟甲基丙烷的脂肪酸酯(其中脂肪酸采用混和酸并按椰子油酸:棕榈油酸:油酸的摩尔比为1:1:1组成)。
将上述摩尔数换算成重量计算,即取三羟甲基丙烷16克,椰子油酸36克,棕榈油酸30克,油酸27克置入250毫升配有搅拌器、温度计、具真空泵和接收器的冷凝管、有氮气保护的四口圆底烧瓶中,在搅拌下升温到90℃加入0.5克对甲苯磺酸,通氮气,继续升温,约140℃开始出水,升温到240℃停止加热,并开启真空泵,维持温度在220-240℃,直到收集的水分达到8毫升以上即可停止反应,降温后即获得100克三羟甲基丙烷的脂肪酸酯。
二、含磷极压抗磨剂的合成:
采用磷酸化试剂(如五氧化二磷,聚磷酸,三氯化磷,三氯氧磷等)与脂肪醇或脂肪醇聚氧乙烯醚类或烷基酚聚氧乙烯醚类物质与按1:2.5的摩尔比,反应生成酸性磷酸酯。
以采用五氧化二磷为磷酸化试剂为例,按上述摩尔数计,将五氧化二磷与C12脂肪醇聚氧乙烯醚(3)按1:2.5的摩尔比反应,可生成1摩尔酸性磷酸酯。
按上述摩尔数换算成重量计算,取85克C12脂肪醇聚氧乙烯醚(3)置入250毫升配有搅拌器、温度计三口圆底烧瓶中,升稳并维持温度在50-60℃,在搅拌下于1小时内分批加入15克五氧化二磷,加完后升温到90-100℃并保持4小时,再加入1克水继续反应1小时后降温即获得100克酸性磷酸酯。
三、按上述本发明组合物配制方法,配制本发明组合物:
实施例1
向调配釜中加入150SN机械油9.6g、500SN机械油9.6g,升温到60-70℃,加入抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚1.5g,消泡剂丙烯酸酯与醚共聚物T9110.1g,搅拌至添加物溶解;降温到60℃,加入季戊四醇的油酸、硬脂酸、二聚酸混合酸酯25g、三羟甲基丙烷的椰子油酸、棕榈油酸、油酸的混合酸酯40g,搅拌均匀;于50℃,加入含磷极压抗磨剂C12脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磷酸酯2g,防锈剂环己胺1.2g,搅拌30分钟,最后加入乳化剂Pluronic L1216g、Tween-80 4g,及含硫极压抗磨剂硫化烯烃棉子油T405A 1g,搅拌30分钟,即得本发明组合物100克。
实施例2
向调配釜中加入25#变压器油6.4g、500SN机械油12g,升温到60-70℃,加入抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚1g、N-苯基-a-萘胺0.5g,消泡剂丙烯酸酯与醚共聚物T911 0.1g,搅拌至添加物溶解;降温到60℃,加入季戊四醇的油酸、硬脂酸、二聚酸混合酸酯20g、三羟甲基丙烷的椰子油酸、棕榈油酸、油酸的混合酸酯45g,搅拌均匀;于50℃,加入含磷极压抗磨剂C12脂肪醇磷酸酯2g,和防锈剂环己胺1.5g,搅拌30分钟,最后加入乳化剂Pluronic L121 5.5g、NP-10 5.5g,及含硫极压抗磨剂硫化异丁烯T321 0.5g,搅拌30分钟,即得本发明组合物100克。
实施例3
向调配釜中加入40#变压器油7.6g、500SN机械油7.6g,升温到60-70℃,加入抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚1g、N-苯基-a-萘胺1g,消泡剂丙烯酸酯与醚共聚物T911 0.1g,搅拌至添加物溶解;降温到60℃,加入季戊四醇的油酸、硬脂酸、二聚酸混合酸酯33g、三羟甲基丙烷的椰子油酸、油酸的混合酸酯35g,搅拌均匀;于50℃,加入含磷极压抗磨剂C12脂肪醇聚氧乙烯醚(9)磷酸酯1.5g,及防锈剂环己胺0.7g,搅拌30分钟,最后加入乳化剂Pluronic L121 6g、NP-10 5g,及含硫极压抗磨剂硫化猪油1.5g,搅拌30分钟,即得本发明组合物100克。
Claims (9)
1、一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于含有如下组份和重量百分比含量:
(A)复合新戊基多元醇酯: 60-70%
(B)矿物油: 14-28%
(C)含磷极压抗磨剂: 1-5%
(D)含硫极压抗磨剂: 1-5%
(E)复合乳化剂: 2-12%
(F)防锈剂: 1-3%
(G)抗氧剂: 1-3%
(H)消泡剂 0.01-0.5%
所述的组份(A)是季戊四醇和三羟甲基丙烷与C12-36混合脂肪酸反应生成的酯化物,与季戊四醇反应的C12-36混和脂肪酸是油酸、硬脂酸和二聚酸的混合酸,与三羟甲基丙烷反应的C12-36混和脂肪酸是椰子油酸、棕榈油酸或油酸混合酸,组份(B)是矿物油是机械油和变压器油混合物;组份(C)是脂肪醇醚类或烷基酚醚类与磷酸化试剂五氧化二磷,聚磷酸或三氯化磷反应生成的酸性磷酸酯;组份(D)是硫化异丁烯T321,硫化烯烃棉子油T405A,硫化棉子油或硫化猪油;组份(E)是HLB=5-9,分子量=2000-15000的非离子型表面活性剂和HLB≥12的非离子型表面活性剂1-6%的复合物;组份(F)是有机胺;组份(G)是屏蔽酚型抗氧剂或芳胺型抗氧剂;组份(H)是丙烯酸酯与醚共聚物。
2、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(A)季戊四醇与C12-36混合脂肪酸反应的酯化物含量为20%-35%,与季戊四醇反应的C12-36混和脂肪酸之油酸:硬脂酸:二聚酸摩尔比为2.5:1:0.5。
3、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(A)三羟甲基丙烷与C12-36混和脂肪酸反应生成脂肪酸酯含量为35%-40%,与三羟甲基丙烷反应的C12-36混和脂肪酸之椰子油酸:棕榈油酸:油酸的摩尔比为1:1:1;或椰子油酸:油酸的摩尔比为2.5:0.5。
4、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(B)是机械油和变压器油混合物。
5、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(C)的酸性磷酸酯是C12-18脂肪醇磷酸酯,其单酯>60%,C12-18脂肪醇聚氧乙烯醚(3-20)磷酸酯,其单酯>60%,或壬基、辛基酚聚氧乙烯醚(4-15)的磷酸酯,其单酯>60%。
6、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(E)的复合物非离子型表面活性剂如Pluronic L121、Tween-80和NP-10,AE09。
7、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(F)的有机胺是环己胺,二环己胺,单乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺,异丙醇胺等有机胺中的一种。
8、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(G)屏蔽酚型抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚,芳胺型抗氧剂是N-苯基-a-萘胺。
9、根据权利要求1所述的一种用于十二辊可逆轧机的轧制油组合物,其特征在于组份(H)是非硅型消泡剂T911或T912等。
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