CN104942031A - 一种冷轧轧制润滑剂供给方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷轧轧制润滑剂供给方法，其包括：采用压力输送的方式将润滑剂液体送入喷嘴内，于此同时还采用一定压力的压缩气体通入喷嘴内，运用气体的扰动与冲刷作用将冷轧润滑剂在喷嘴内破碎，并喷射形成20-80μm的冷轧润滑剂液体颗粒，其被喷射至冷轧机架入口侧的带钢表面和/或带钢与轧辊的辊缝区内。本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法能避免摩擦铁粉以及轧制油生成的油泥团等污物堵塞喷嘴通道；较为显著地提升冷轧机组的冷却效果；当润滑剂压力发生变化时，通过调整压缩空气的压力能较有效地维持润滑剂的喷雾特性；防止在带钢表面出现由于冷轧润滑剂流量分布不均而造成板形不佳的情况。

Description

一种冷轧轧制润滑剂供给方法

技术领域

本发明涉及一种轧制过程润滑剂的供给方法，尤其涉及一种用于冷轧机生产的轧制过程润滑剂的供给方法。

背景技术

钢材的冷轧过程的实际负荷很高，通常变形区内的压强可高达2500-3000MPa，同时，变形区内的带钢会产生大量热量，因此，为了降低轧制负荷，在生产时会采用轧制油或乳化液进行润滑并冷却带钢和轧辊。如图1所示，乳化液或轧制油通过喷嘴1喷洒在轧辊2和带钢3表面，并在带钢3表面形成一层油层4，以起到润滑和冷却的作用。在轧制过程中，乳化液及轧制油的使用量很大，所以需要采用循环回收法对已使用过的润滑剂回收后进行净化处理并投入重复利用。

在实际生产过程中，冷轧用润滑剂通过压力式扇形喷嘴喷射润滑剂。图2示出了现有技术中的压力扇形喷嘴的整体结构。图3示出了图2所示的喷嘴的流通通道的结构。图4显示了图3所示的流通通道的出口结构。如图2，图3和图4所示，沿喷嘴5的轴向方向开设有一条流通通道6，该流通通道6的出口7呈椭圆形状，润滑剂在一定压力的作用下流经流通通道6后从出口7喷射出后，分散成一个个小液滴在空间弥散，喷射出的润滑剂整体呈扁平扇状。

图5显示了安装于冷轧机组现场的喷射***的结构。图6则显示了采用图5所示的喷射***时的带钢表面的润滑剂流量和带钢位置的关系示意图。如图5所示，该喷射***8包括若干个扇形喷嘴9，多个喷嘴9倾斜交错排布，每个喷嘴9喷射出的润滑剂一般并不互相碰撞，使得喷出的润滑剂在沿着带钢宽度的空间范围上形成一层流量均匀的润滑剂分布层。如图6所示，润滑剂的喷射流量在带钢宽度方向上为基本为一直线分布，表明润滑剂在带钢宽度方向上的流量是均匀的，这样就可以保证带钢和轧辊的冷却效果和润滑效果的均一性而不至于出现局部的冷热或润滑不均效果。

但是采用上述的冷轧润滑剂喷射方式会存在一些问题，主要为：

1）由于冷轧过程中会不断产生摩擦铁粉，其会和轧制油形成的油泥团聚在一起，从而可能引起堵塞喷嘴内的流通通道的情况；

2）在冷轧过程中，如果改变处于使用状态下的喷嘴的喷射压力，润滑剂的喷射角度和喷射扇形面就会发生改变，以导致喷嘴喷射的润滑剂流量也会发生变化，当多个喷嘴流量重合后造成带钢和轧辊的喷射区出现流量分布不均，从而最终导致钢板板形缺陷；

3）压力喷嘴所喷射的润滑剂在空间的分散粒度为100-200μm左右，尤其对于强调冷却效果的冷轧加工过程而言，由于分散粒度过大，其冷却效果并不能达到预期效果。

在冷轧生产过程中压力喷嘴通常会存在上述问题，由于轧机生产时喷嘴隐蔽于设备内部，因此，出现上述问题工作人员很难进行排查并维修。

公开号为CN101060940A，公开日为2007年6月27日，名称为“保证极薄板连轧过程中带钢稳定的乳化液喷射方法”的中国专利文献涉及一种乳化液喷射方法，保证极薄板连轧过程中带钢稳定的乳化液喷射方法，其包括以下步骤：工作辊辊缝润滑喷射梁A布置在机架入口侧，分别对下工作辊与上工作辊的辊缝区喷射乳化液，乳化液采用0.3～0.4Mpa低压力喷射；工作辊冷却和清洁喷射梁B布置在机架出口侧，分别对上工作辊和下工作辊的辊面喷射乳化液，乳化液喷射压力为0.5～0.7Mpa；中间辊和支承辊冷却和清洁喷射梁D布置在机架出口侧，乳化液喷射压力为0.8～0.9Mpa；带钢冷却和清洁喷射梁C布置在机架出口侧，分别对带钢的上表面和下表面喷射乳化液，乳化液采用0.3～0.4Mpa低压力喷射。

公告号为CN202877237U，公告日为2013年4月17日，名称为“一种轧钢机乳化液喷嘴”的中国专利文献公开了一种用于轧机的乳化液喷嘴，其包括喷射梁和喷嘴，喷嘴固定于喷射梁上，喷嘴设有空腔，空腔的尾部设有圆柱状的连接端，空腔的头部设有扁平喇叭状射出口，连接端设有内螺纹，喷嘴排列设于喷射梁一侧。

公开号为CN101060940A，公开日为2007年10月24日，名称为“冷轧中的润滑油供给方法”的中国专利文献涉及一种冷轧过程中的润滑油供给方法，该润滑油供给方法是在各轧制机座进料侧由喷嘴供给混合有轧制油和水的所规定的一种乳液润滑油，从而进行金属板的串列式冷轧中的轧制润滑的、冷轧中的润滑油供给方法，其包括：一边测定或推定润滑喷嘴配管中的压力(润滑喷嘴压力)，并且对于上述所规定的乳液润滑油进行压力控制，以使得变得容易发生润滑过多的轧制机座的润滑喷嘴压力至少为0.5Mpa以上，一边向该机座的轧辊轧入区入口直接喷射、供给上述润滑油。

综上所述，在冷连轧机生产过程中，上述技术方案依旧局限在对单纯压力喷射方式的改进上，仅仅能够解决稳定生产、防堵或打滑等单一方面的生产问题，并且采用上述技术方案后会提高整体***的成本投入且难以完全解决本发明提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷轧轧制润滑剂的供给方法，采用该冷轧轧制润滑剂供给方法能够大幅度地提高冷轧机组的冷却效果，避免润滑剂喷嘴通道的堵塞，并且在一定范围压力变化的情况下能有效地维持润滑剂流量均匀的喷雾特性。

为了实现上述目的，本发明提出了一种冷轧轧制润滑剂供给方法，其包括：采用压力输送的方式将冷轧轧制润滑剂和压缩气体送入喷嘴内，采用压缩气体对冷轧轧制润滑剂进行破碎，以使自喷嘴喷射出的冷轧轧制润滑剂为20-80μm的颗粒。

不同于现有技术所采用的液体压力式喷射，本发明的技术方案采用的是双流体气液式喷射，即除简单地用液体压力将润滑剂送至喷嘴外，主要通过压缩气体送入喷嘴内和冷轧轧制润滑剂充分混合后，并在喷嘴内对冷轧润滑剂进行一定程度的破碎，然后压缩气体夹带着润滑剂液体喷射出喷嘴以获得最终20-80μm的较小液体颗粒的过程，此液体颗粒与少量压缩气体混合的双相流体被喷射出。

与采用现有技术所得到的冷轧润滑剂的液体颗粒粒度(约为100-200μm)相比较，由于本发明的技术方案所获得的液体颗粒粒度较小，在同等流量下其具有较好的冷却效果，能够适应于强调冷却效果的冷轧机组现场。同时，由于在喷嘴内存在有压缩气体，因此，即使冷轧润滑剂的液体输送压力发生骤然变化，可相应调节压缩气体的压力使得从喷嘴喷射出的润滑剂喷雾的特性变化不会很大。

另外，压缩气体始终冲刷喷嘴内用于润滑剂输送流通的通道，避免铁粉或轧制油油泥等脏污堵塞喷嘴喷口的情况，从而降低了冷轧润滑剂供给设备发生故障的可能性。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，冷轧轧制润滑剂被喷射至冷轧机架入口侧的带钢表面和/或带钢与轧辊的辊缝区内。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，也可同时向冷轧机架出口侧的带钢表面和/或带钢与轧辊的辊缝区内喷射冷却液，以更好地降低轧辊和带钢的温度。

更进一步地，上述冷却液可以采用乳化液、纯水或轧制油中的其中一种。

更进一步地，上述冷却液的喷射压力为5.0-9.0bar。

更进一步地，在带钢单位宽度上，上述冷却液的喷射量不少于1.5m³/(m·min)。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，上述冷轧润滑剂可以采用乳化液或轧制油。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，当冷轧轧制润滑剂被喷射至向冷轧机架入口侧的带钢表面，且所述冷轧轧制润滑剂为乳化液时，喷嘴中心延伸线与带钢的接触点距离位于其后方的机架工作辊中心线的距离H为0.5-2.0m。

优选地，上述H为1.0-1.5m。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，上述冷轧轧制润滑剂的温度为30℃以上。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，单位宽度上冷轧轧制润滑剂的喷射量Q_v为：

Q_V＝k₁v_s ^2.2D_r ^0.5

其中，当冷轧轧制润滑剂为轧制油时，k₁取值为5.5×10^-5～8.0×10^-6；当冷轧轧制润滑剂为乳化液时，k₁取值为1.33×10^-4～5.3×10^-5之间；v_s是带钢速度，单位为m·s^-1；D_r是工作辊直径，单位为m。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，润滑剂液体喷射压力为0.5-8.0bar。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，所述压缩气体的供给压力为此时润滑剂喷射压力的30%-150%。

进一步地，在本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法中，冷轧轧制润滑剂被喷射至冷轧机架入口侧的带钢表面，喷射方向与带钢的行走方向垂直。

本发明所述的冷轧润滑油供给方法由于采用了双流体气液式喷射，其所具备的优点在于：

1）能避免摩擦铁粉以及轧制油生成的油泥团等污物堵塞喷嘴通道；

2）较为显著地提升冷轧机组的冷却效果；

3）当润滑剂压力发生变化时，能够有效地维持润滑剂的喷雾特性；

4）防止在带钢表面出现由于冷轧润滑剂流量分布不均而造成板形不佳的情况。

附图说明

图1为采用现有技术将乳化液或轧制油喷洒于带钢表面的示意图。

图2为现有技术中的压力扇形喷嘴的整体结构示意图。

图3为图2所示的喷嘴的流通通道的结构示意图。

图4为图3所示的流通通道的出口结构示意图。

图5为安装于冷轧机组现场的喷射***的结构示意图。

图6为采用如图5所示的喷射***时的带钢表面的润滑剂P的流量Q和带钢位置X的关系示意图。

图7为实现本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法的喷射***在一种实施方式下的结构示意图。

图8为实现本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法的喷射***在另一种实施方式下设于一当前机架的喷嘴的结构示意图。

图9为图8所示的一组喷嘴的结构示意图。

具体实施方式

下面将根据具体实施例和说明书附图对本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法做进一步说明，但是以下具体实施例及其相关说明并不构成对于本发明的技术方案的不当限定。

实施例A1-A5

图7显示了实现本发明所述的冷轧轧制润滑剂供给方法的喷射***在一种实施方式下的结构。

如图7所示，该冷轧机组为具有5个机架的冷轧生产机组，其中1#～4#机架由一个乳化液箱经由喷嘴阀站11通过喷嘴13向1#～4#机架喷射冷轧润滑剂，5#机架则由另一个乳化液箱经由喷嘴阀站12通过喷嘴14向5#机架喷射冷轧润滑剂；在1#～4#机架和5#机架下分别设置有收集槽15，16用来采集已经使用过的冷轧润滑剂，从而重复循环利用冷轧润滑剂。

在轧机的1#机架前，按照本发明的描述设置一套双流体冷轧轧制润滑剂喷射***。

继续参阅图7，在实际生产过程中，应用于上述冷轧生产机组的冷轧轧制润滑剂供给方法包括：

通过管线将冷轧轧制润滑剂输送到轧机1#机架前的喷嘴18内，同时送入压缩气体P，压缩气体P对冷轧轧制润滑剂进行破碎，以使自喷嘴18喷射出的冷轧轧制润滑剂为20-80μm的颗粒，将冷轧轧制润滑剂喷射到冷轧机架入口侧的带钢10表面。其中压缩气体的供给压力为此时润滑剂喷射压力的30%-150%；喷射的冷轧轧制润滑剂的温度为30℃以上，喷射压力为0.5-8.0bar；冷轧轧制润滑剂在带钢10表面单位宽度上的喷射量Q_v符合以下公式：

Q_V＝k₁v_s ^2.2D_r ^0.5

其中，冷轧润滑剂为轧制油，k₁取在5.5×10^-5到8.0×10^-6之间,v_s是带钢速度，单位为m·s^-1；D_r是工作辊直径，单位为m。

上述冷轧润滑油供给方法中的相关参数详见表1，关于冷轧轧制润滑剂在带钢表面单位宽度上的喷射量Q_v的相关参数详见表2。

表1.

表2.

图8显示了实现本发明所述的冷轧润滑油供给方法的喷射***在另一种实施方式下设于一当前机架的喷嘴结构。

如图8所示，在冷轧机架入口侧A带钢的上下表面之上设有喷嘴21和喷嘴22，其用来喷射冷轧轧制润滑剂，并且在冷轧机架出口侧B带钢的上下表面之上分别设有喷嘴23和喷嘴24，其用来喷射冷却液，以冷却加工过的带钢和轧辊。

继续参阅图8，在实际生产过程中，应用于图8所示的冷轧生产机组的冷轧轧制润滑剂供给方法，与上述冷轧润滑油供给方法相比较，在步骤1)～3)的基础上，其还包括：

向冷轧机架出口侧B的带钢表面和/或带钢20与轧辊25的辊缝区内喷射冷却液，其中冷却液的喷射压力为5.0-9.0bar，喷射量Q≥1.5m³/(m·min)，具体相关参数可以参照表3。

另外，上述冷却液可以采用乳化液、纯水或轧制油中的其中一种。

表3示出了冷轧润滑油供给方法中喷射冷却液的相关参数。

表3.

喷射压力(bar)

喷射量[m3/(m·min)]

A1	6	2.0
			A2	6	1.7
A3	6	2.1
			A4	8	2.3
A5	8	2.3

图9显示了图8中的一组喷嘴的安装结构。

如图9所示，该组喷嘴21设置于冷轧机架入口处，其垂直设于带钢20的上下表面之上，该喷嘴21中心延伸线与带钢的接触点R距离位于其后方的机架工作辊中心线之间的距离为H。

当冷轧轧制润滑剂为乳化液时，H的取值范围为0.5-2.0m；优选地，可以将H的取值范围设置为1.0-1.5m。

继续参阅图9，将上述喷嘴垂直地设置于带钢20的上下表面，这样当冷轧润滑剂被喷射至冷轧机架入口侧的带钢表面时，其喷射方向与带钢的行走方向垂直以形成扇形的冷轧润滑剂的喷射范围S。

需要说明的是，经过本发明的冷轧润滑油供给方法处理后的钢卷的出口温度比采用现有技术处理后的钢卷的温度要降低5-10℃，大大地提高了冷轧机组的冷却效果，从而有效地提升了生产带钢的表面质量。同时，实现本发明的技术方案的设备成熟，安装便利，投入成本低。

此外，相较于采取现有技术，由于本发明的技术方案中的压缩气体不断冲刷喷嘴的喷口，因此，不会发生喷嘴在各种常见工况下的堵塞问题，提高了喷射***的运行稳定性。

需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于：采用压力输送的方式将冷轧轧制润滑剂和压缩气体送入喷嘴内，采用压缩气体对冷轧轧制润滑剂进行破碎，以使自喷嘴喷射出的冷轧轧制润滑剂为20-80μm的颗粒。

2.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于：冷轧轧制润滑剂被喷射至冷轧机架入口侧的带钢表面和/或带钢与轧辊的辊缝区内。

3.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于：向冷轧机架出口侧的带钢表面和/或带钢与轧辊的辊缝区内喷射冷却液。

4.如权利要求3所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，所述冷却液为乳化液、纯水或轧制油。

5.如权利要求3所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，所述冷却液的喷射压力为5.0-9.0bar。

6.如权利要求3所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，在带钢单位宽度上，所述冷却液的喷射量不少于1.5m³/(m·min)。

7.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，所述冷轧轧制润滑剂为乳化液或轧制油。

8.如权利要求7所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，当冷轧轧制润滑剂被喷射至向冷轧机架入口侧的带钢表面，且所述冷轧轧制润滑剂为乳化液时，喷嘴中心延伸线与带钢的接触点距离位于其后方的机架工作辊中心线的距离H为0.5-2.0m。

9.如权利要求8所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，H为1.0-1.5m。

10.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，所述冷轧轧制润滑剂的温度为30℃以上。

11.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，单位宽度上冷轧轧制润滑剂的喷射量Q_v为：

Q_V＝k₁v_s ^2.2D_r ^0.5

其中，当冷轧轧制润滑剂为轧制油时，k₁取值为5.5×10^-5～8.0×10^-6；当冷轧轧制润滑剂为乳化液时，k₁取值为1.33×10^-4～5.3×10^-5之间；v_s是带钢速度，单位为m·s^-1；D_r是工作辊直径，单位为m。

12.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，喷射压力为0.5-8.0bar。

13.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，所述压缩气体的供给压力为此时润滑剂喷射压力的30%-150%。

14.如权利要求1所述的冷轧轧制润滑剂供给方法，其特征在于，冷轧轧制润滑剂被喷射至冷轧机架入口侧的带钢表面，喷射方向与带钢的行走方向垂直。