热轧机械中润滑技术的应用

邵天龙

首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063000

热轧工艺和技术当中的润滑技术首先是在1957年在美国进行了成功的应用，板带热轧机上面的应用已经拥有了一段很长的历史。随着产品品种的不断扩大，再加之用户对产品质量的需求度越来越高，而且伴随着短流程连铸连扎工艺的发展以及当代市场的需求对厚度的要求，热轧机械当中的润滑技术已经引起了广泛的注意并且得到了普遍的应用。目前，随着告诉钢轧辊的广泛使用，热轧机械当中的润滑技术就显得更加重要。通过大量的实践调查可以证明，如果采用高速钢轧辊，那么在同样的条件之下的话，如果轧制力就会有所增加；那么如果想要使得轧制力减小的话，热轧机械当中的润滑技术就是一种最有效的手段。

1 热轧机械工艺的润滑原理以及作用

热轧机械工艺当中的润滑技术不同于其他的传统技术，它是一个动态变化的过程，实在变形的区域当中进行高温、高压以及高速的状态来使得润滑油产生变化，因此是很难进行实验模拟的。并且有的认为在热轧机械运作的时候，在棍缝这种比较严格的工作条件之下，轧辊表面及其容易受到磨损，因而会导致表面产生凹坑或者是一些麻点的现象，而凹坑和麻点又会使得机械的磨损加大，从而造成一种恶性循环的现象，轧辊还会因为磨损而迅速报废。如果能够在扎件进入棍缝之前就在扎件表面喷刷一些润滑物质的话，那么就可以在其表面形成一层润滑膜，虽然说这层膜可能在进入棍缝之前就有一小部分会直接被烧掉了，但是其中的绝大部分还是会一起进入到棍缝当中，然后就会在工作棍和扎件的接触面直接形成一层薄膜。即使说润滑油形成的油膜和机械热轧棍表面之间的接触时间是非常之短的，但是在油膜被烧掉之前还是能起到一个润滑的作用，从而可以减少热轧机械的消耗量，就能够有效地避免其表面很快就出现凹坑或者是一些麻点的情况。如果出现了这种不良的现象的话，那么不仅是对于轧辊有着严重的影响，对于整个热轧机械工艺都会由严重的影响，制约了它的快速发展，再加上如果在热轧制工艺当中采取润滑技术的话可以有效地减少这种不利影响，因此热轧工艺的润滑技术就是由此而来的。通过对于润滑原理的分析可以发现，润滑主要就是对轧制件的表面起到一个保护的作用，从而来降低各种因素对其表面的损耗以及破坏，从而来起到一个防范的作用。

2 热轧机械工艺当中润滑技术的作用和意义

润滑技术在热轧机械工艺当中具有非常明显的优势之处：

2.1 降低热轧时轧辊以及扎件之间的摩擦系数

通常情况下，在没有进行润滑技术的时候摩擦系数一般为0.35，采用有效的润滑技术的时候摩擦系数可以下降到0.12。通过降低在热轧的时候轧辊以及扎件之间的摩擦系数，就可以减小他们之间的摩擦力，从而也能够降低他们之间由于摩擦产生的热量，理所当然，也就避免了这个热量对轧辊和扎件产生影响。

2.2 可降低轧制力

一般情况下，容易进行轧制的薄规格带钢一般可以降低轧制力10%～25%，从而来降低对于能源的消耗，轧制力的减小，轧辊和扎件之间的相互作用力就减小了，他们之间的相互作用力减小就能够使得减轻或者是避免他们之间犹豫相互作用力而产生的磨损或者是损耗的现象，从而能够对轧辊和扎件起到一个保护和节约资源的作用。

2.3 减少对轧辊的消耗量可以减少轧辊的消耗以及储备，提高工作的效率

在进行机械热轧的时候，如果工作棍和带钢的冷却水进行接触的话，那么就会产生一些硬度很大的物质，比如Fe304，而且这些物质会粘附在轧辊的表面上面，使得轧辊形成一层黑暗色的“壳”，也就是我们常常讲到的黑皮。而且黑皮就是造成轧辊经常受到磨损的主要因素。如果采在热轧机械的过程当中使用润滑油进行润滑的话，那么轧辊和扎件之间就能够被一层薄薄的油膜相隔开来，那么就可以有效地防止轧辊表面产生黑皮的现象，从而就能够减少对轧辊的消耗量，自然而然地就延长了轧辊的使用周期；另外，还可以通过减少换辊的时间来提高轧制的工作效率，减少了对工作辊的储存量。同时，也减少了支撑辊的磨损以及储备量。支撑辊的储备量的减少既可以降低储备的成本，又可以节约对支撑辊之类的材料的消耗量，从而能够使得企业获得更大程度上的经济效益[1]。

2.4 降低辊耗以及改善轧辊表面的状态

在对普碳钢和不锈钢进行轧制的时候，通过跟踪是否投入轧制润滑情况下的精轧机工作辊的表面状态，并且根据其中典型的工作状态为参考。在投入轧制润滑油的前后，机架轧辊表面由磨损严重以及条状剥落的状态改善为轻微磨损的状态，还有的机架轧辊表面由严重的橘皮状态改善为表面光亮以及轻微磨损的状态；在中间胚和轧辊表面之间形成薄层的润滑油膜，对辊面的表面氧化起到一个保护的作用，能够有效地降低轧辊的磨损[2]，尤其是针对于一些表面质量要求高的不锈钢和IF钢等品种的钢的生产。在对轧制机械进行润滑之后，对轧辊表面的状态的改善有助于轧辊的磨削量和轧辊的粗糙程度的下降。如果轧辊表面的状态能够得到改善的话，那么轧辊的实际作用就能够发挥得更加完善，也能够帮助企业生产出更多高质量的类似不锈钢这种类型的产品，一举多得。

2.5 轧制里程的延长以及使得产品的质量得到改善

在进行热轧机械的过程当中，由于工作辊和冷却水会进行长时间的接触，那么工作辊就及其容易被氧化，而且很容易就在其表面形成了一层黑皮，就像上文提到的那样会对轧辊产生磨损。轧制润滑可以有效地阻止工作辊表面的黑皮的产生[3]，进而可以延长轧辊的使用寿命，从而减少对轧辊的更换次数，也就是能够延长轧辊的千米数，促进了轧制生产作业率的提升。在轧制润滑剂的投入前后，不锈钢的薄规模产品当中的里程和轧制量分别提升了大约30%和38%，不锈钢的提升要稍微低一些，主要是因为不锈钢轧制的过程当中轧辊的磨损程度比较大以及要保证其表面质量的需要。

如果轧辊的磨损有所降低并且氧化的黑皮有所减少的话，那么就可以有效地改善钢的表面质量，在相同的轧制单位的情况下，如果没有投入轧制润滑剂的话，那么带钢的表面就会出现比较严重的磨损情况或者是散沙状的铁皮，相反，如果使用轧制的润滑油过后，那么其表面就会相对显得比较光亮。

3 热轧机械工艺当中润滑技术的出现背景

最近几年随着我国的市场对于热轧板带的质量的要求越来越高，我国对于热轧机械工艺技术的重视程度也越来越高。为了能够达到这一标准条件，负责生产的厂商和企业应该大力地开发一些新的品种，比如可以生产一些特殊材质的钢或者是一些高强度的钢等产品来达到这一标准，并且还应该重视热轧板带的形状以及尺寸的规格要符合规定，因此我国现在也出现了许多新型的轧机。为了能够提高生产的效率，不仅仅只是研制出来了新型的轧机，而且还开发出来了新型的热轧工艺技术。在这些新型的设备和新型的工艺不断出现的同时，对热轧工艺当中的热轧工作辊的质量要求也将会越来越严格，因此为了能够保障质量以及提高工作的效率，应该要求轧辊的质量很耐用，而且要具有长时间的寿命。精轧机前几架，对于轧辊的耐表面的缺陷性能要求很高。在一些特殊的工作条件下，比如轧制的机械很薄，而且是使用的超低碳钢等高负荷的条件之下，轧辊就容易会出现表面缺陷，在对不锈钢进行热轧的时候也非常容易出现热粘着的现象。因此，针对于轧辊的材质方面，应该进行不断地改进与创新。

迄今为止，对于那些精制的热轧板带的机组来将的话，高速的钢扎棍更加适合，因为它有着更好的耐磨性以及强韧性，而且它使用的范围也越来越为广泛。因为它本身的材质特点，这种轧辊的使用周期和平均寿命要比普通轧辊长得多，那么就可以对扎件表面的质量起到一个保障的作用，也能够帮助提高板带的厚度。而且，如果使换辊次数减少的话，那么就会使得作业时间延长，作业效率提高，并且也同样能够减少对轧辊的消耗和储备量。

4 热轧对润滑油性能的要求

4.1 减少轧制力

上文也提到过了，使用润滑技术可以有效地减少在热轧机械过程当中的轧辊和扎件之间的摩擦损耗，从而可以有效地减小变形的抗压力和轧制力的力矩，也能够减少对电能的消耗。

4.2 通过对扎件的表面的温度进行控制

在进行实际的热轧机械的操作过程当中，由于受到热传导的影响，轧辊的温度通常都是较高的。而且，如果轧辊的温度升高的话，那么轧辊之间的摩擦损耗也会增多。在进行轧制的时候，控制轧辊的升温，对于降低摩擦系数有着明显的作用。

4.3 抗表面的凹坑

无论是进行粗轧还是精轧，在前段工作当中，因为轧制的温度是很高的，而且一开始压下的量也是比较大的，那么轧制的速度就会很慢，而且轧辊由于受热会受到一定的损伤，在表面形成一层黑皮，黑皮脱落过后就会形成凹坑。因此，如果利用高碳含量的元才来来进行实际的热轧机械过程的话，那么就可以增加其表面的耐磨程度，但是应该要保持其表面黑皮的稳定性，不能让其随意脱落，不然也会比较容易产生凹坑。

4.4 抗磨损

无论是进行粗轧还是精轧，在前段的工作当中，主要工作内容就是控制其表面黑皮的脱落。而如果是采取经渣渣的方法的话，后段工作是不会产生黑皮在其表面的，棍面的磨损将会直接影响到整个产品的质量，尤其是针对于一些高碳含量的材质，为了延长其使用寿命以及提高作业的效率，就必须要解决磨损的这个问题。另外，由于热轧的时候钢板边部的温度较低，局部轧制力升高，为了防止辊局部出现磨损的情况，应该考虑对钢板边部进行润焕。

5 热轧机械中润滑技术的注意事项

通过结合我国以往的热轧接卸工艺当中的经验来看，热轧工艺当中的润滑技术应该注意以下几个问题：

（1）实际上，工作辊的润滑效果和刮水板的功能之间是有着密切的联系的。如果刮水板与轧辊之间严重漏水的话，那么润滑的效果将会不明显，因此，如果想要评定在没有水分干扰的情况下的润滑效果的话，就应该将入口的冷却水开关关闭。

（2）另外就是要注意对设备的保养。如果出现了润滑效果明显下降的情况的话，那么首先应该检查是否是设备出现的问题，比如是否喷嘴存在有堵塞或者是丢失的情况，另外就是检查喷射的压力是否正常且符合规范，并没有出现过低或者是过高的情况，其次就是检查刮水板和喷射梁有没有损坏等等。一般来讲的话，SSAB厂采用的热轧机械润滑技术的时候，最大程度上可以降低轧制力的36%，其主流的电机的电流可以降低1KA。

6 结语

综上所述，在热轧机械工艺当中润滑技术已经成为了一个可以用来降低成本的重要手段。采用热轧机械工艺技术的润滑技术可以降低轧制力的10%～15%。轧辊的成本降低同时也降低了整个工程的成本。结合考虑到带钢板表面质量的提高以及酸洗生产率的提高，在抵消设备的投资以及邮费和设备的维护成本之后，其经济效益也能够得到更加明显的提升。因此，一些工业先进的国家几乎都在使用热轧机械中的润滑技术来实现对热轧机械的润滑。我国目前也在大力推广和宣传热轧机械中的润滑技术，目的就是为了能够使得我国的热轧机械工艺能够得到一定程度上面的发展。