冷轧线轧延油COOLANT管理资料

1、轧延油（COOLANT）的管理1 压延油的功用：COOLANT 乳化剂及搅拌 水油冷却性润滑性 吸收塑性变形热及摩擦热防止摩擦及摩耗 控制WR之HEAT CRACN得到良好之平坦度防止ROLL之摩耗防止HEAT SCRATCH防止SMUDGE 良好的轧延作业轧制油的基本组成基础润滑油天然植物油和动物脂，合成脂，全溶性精练矿物油。润滑添加剂极压添加剂，抗磨损添加剂，边界润滑添加剂。乳化剂控制乳化液中油滴颗粒度的添加剂。除碳添加剂改善轧制油退火性能，降低退火后残炭的添加剂。抗腐蚀/PH缓腐剂控制水和润滑影响的添加剂。2 钢板用轧延油之种类：供给方式循环方式（RC）直接方式DA压延油之种类矿油型(m

2、ineral base）矿油+合成脂(mineral+ester)牛油型(tallow base）油脂（palmor tallow）润滑性不太好中间良好非常好Mill clean性佳佳差差需不需要清洗不需要不需要需要需要可压延板厚0.6mm以上0.40.6mm0.150.35mm0.100.15mm通常使用浓度26%1020%通常使用温度4565度6080度成本便宜贵2.1 矿物油（mineral） 一般矿物油为炭氢化合物，油膜强度较低，但退火时蒸发性较佳，如锭子油，马新油等：分子构造如下：H H H H H H H HH C CC-CCC-C C H H H H H H H H H C H

3、H C H H2.2油脂 牛油（tallow）动物油 猪油油脂 鱼油椰子油植物油 菜子油米糠油棕榈油（palm）油脂之油膜强度较高，但退火时蒸汽性很差，一般由脂肪酸及甘油构成。 H O HC OCR1 O HCO CR2 O HCO CR3 H 甘油部分 脂肪酸部分2.3 合成脂一般而言，油脂类为天然产物，但脂则除特殊品种（鲸鱼，羊毛腊等）。以外均由合成而成。其油膜强度介于矿物油与油脂之间，退火时蒸汽性良好。分子构造由脂肪酸与 醇 类构成。 H H H H O H H H H C C C C O C C C C H H H H H H H H H 醇类部分 脂肪酸部分3.轧延油如何发挥其轧延性

4、：如要轧延油发挥良好的轧延性，必须具备离水粘着性（plate-out）,润滑性与冷却性三要素。良好的轧延油，才能减低消耗动力，延长辊轮寿命，提高产品品质，增加产量，实现减低成本。以下对该三要素加以说明：（轧延油应具备之性能，除上述三要项外，还有乳化性减脱脂性，防锈性，mill clean性，耐油污性等）3.1 离水粘着性（plate-out）Coolant（乳化液）经循环泵输送到nozzle以高压向高温之辊轮与钢板喷射，此时部分乳化会破坏，使油单独粘着于辊轮与钢板，在加工面形成一层油膜。此种性质称为 plate out性或离水粘着性。Plate out性之优劣，可由测定coolant之E.S.

5、I来判定。高 E.S.I 低安定 乳化安定性 不安定不良 plate out性 良好故，为使油具备软化性而添加之乳化剂。其使用方法非常重要，即种类，量等对乳化性之影响甚大。3.2.3 油膜本身之润滑性：3.2.3 油膜本身之润滑性：如3.1所述，首先须要油分粘着于加工面，形成均匀的油膜。但油膜本身所具备之润滑性，亦能左右轧延性。通常油膜之润滑状态，依摩擦面之油膜厚度。可分为流体润滑和境界润滑。3.2.1 流体润滑：摩擦面被厚油膜隔开。使两摩擦面互不接触，也不发生磨耗。（如图）在此状态下，润滑性完全受粘度之影响，粘度越低，摩擦越小，所谓粘性效果，而油脂与矿油的差别则分不出。3.2.2 境界润滑：

6、因负荷之增加，油膜则渐薄，至其厚度与摩擦面粗度同时，摩擦面只凸出部便会互相接触。（如图二）在此状态时，粘度效果便消失，而吸着于摩擦面形成强劲皮膜之油脂，则发挥良好的润滑性，称为油性效果。在实际轧延时，境界润滑与流体润滑是混合着。（如图三）3.3 冷却性冷却性对轧延性的影响非常大，冷却性差，则失去油分之润滑性与离水粘着性之效果，而发生烧焦，使轧延作业无法进行。对冷却性而言，水之功用非常大，其理由为：（1） 水之热容量（比热）大，约矿油的2倍。（2） 水之蒸发吸热力（汽化热）大，约矿油的10倍（3） 水之热传导率大，约矿油之4倍。如coolant中含油量过多，冷却性则降低，而轧延性亦随之降低。为兼

7、顾润滑性与冷却性，而有最佳之油分浓度，通常以27%之油分浓度来使用。4.coolant之管理：Coolant之管理，对轧延作业之安定化有重大的影响，同时对轧延之品质亦有密切之关系，因此轧延机操作员，尤其是班长，应了解目前coolant之状态。4.1coolant之管理项目：4.1.1 浓度（concentration）：浓度的管理，其目的在于轧延性能之稳定化，同时使轧延油之单位消耗量降低。浓度一般依钢板尺寸，速度，流量，辊轮直径而有异。浓度控制在1.3%2.0%之间。4.1.2 皂化值（saponification value，简称S.V）使油脂1g完全皂化所需之KOH mg数 称为皂化植皂化

8、值越高，润滑性越佳，但通常因酸洗预涂油或液压油的混入而减少皂化值。皂化值不可低于165.4.1.3 酸值（acid value，简称A.V）中和含于油脂1g中之游离脂肪酸所需之KON mg数称为酸价。当压延油劣化，杂物混入，A.V值会提高，会使乳化性降低，且压延后板易产生油焦（oil stain）。酸价最大值为25。4.1.4乳化安定指数（emulsion stability index简称E.S.I）E.S.I 指将乳化安定性以数值表示者E.S.I越高表乳化越安定，则plate out性越差，则润滑效果越差。Plate out指皂化润滑。E.I.S值介于5080之间。4.1.5 铁含量（ir

9、on）：管理目的在判断钢板与乳化液之污秽 度，一般来说如Fe含量若超过2000PPM，将会破坏乳化与造成钢板污秽。含铁量不得超过350ppm。4.1.6 氯含量：氯含量过高，易使板面生锈，氯含量的来源可能为酸洗板残酸或纯水中带来。氯含量不得超过100ppm其生锈反应机构如下：当CL-与OH-之比值大于0.6时阳：Fe+2Cl-Fecl2+2e-阴：2e-+0.5O2+H2O2OH-Fe2+2OH-Fe（OH）2 锈4.1.7 PH值：PH值太低会破坏乳化，构成生锈之原因，PH值太高（混入物），乳化会好转，但plate out与润滑性会降低。PH值介于57。4.1.8 温度：coolant之温度

10、依轧延油之融点，压延性等来决定，通常以tallow为ball之轧延油使用温度为5060度。Coolant温度越低，对作业性与使用水消耗量之两点有益。但一般，牛脂系与矿油系温度低于40度以下时会腐败。因此长期停工时，coolant须保持50度且继续搅拌为要。4.2 使用coolant之管理：管理项目频率100TM-6管制值温度1次/2小时555度浓度concentration1次/4小时35%E.S.I1次/4小时5070%S.V1次/2 日130以上A.V1次/2 日30以下铁含量1次/1日500ppm以下氯含量1次/1日100ppm以下PH值1次/1日57目前温度。浓度与E.S.I由油室人员

11、测定，其余项目委托品保处测定。4.3 水之补给Coolant量减少时，可随时加水，但加水之时间与量要记录4.4轧延油原液之补给每班测定浓度后。若浓度太低，则依结果来计算以决定适当之补给量。4.5 scum outCoolant tank 上浮上来的scum 之大部分是轧延油之油分，其他是铁粉和混入其他油离物等等，适量的scum可增进润滑，但若scum管理不当，可能产生scum mark，且影响coolant之乳化。（如下表）Scum Volume & Panticle Size distributionScum out实施标准如下（三宜提供）：for 100tm-6（1）S.V降低至接近130

12、时（2）A.V上升至接近30时（3）铁粉上升超过1000ppm时5.coolant设备之管理平常应检查有关coolant设备及注意事项：（1） nozzles是否阻塞。（2） pump之运转是否正常（3） filter是否阻塞。（4） 管路是否畅通或有液漏。（5） 磁性分离机运转时间之设定。（6） 搅拌机之运转是否正常。（7） 绵纸过滤器运转时间之设定。（8） Heater是否正常（coolant temperature）（9） 清洗MILL HOUSE时，应注意将废水排除。6.轧延油对于钢板表面品质的影响6.1 Smudge （铁粉污垢）对压下率或压延速度，所喷的coolant量不够或压延润

13、滑性不足时，压延后之钢板表面会产生污垢，这种现象称为smudge。Smudge是起因于轧延与钢板间之润滑不良，使金属接触增加，而产生多量之摩耗铁粉所致。SmudgeSmudge之原因与对策如下： 轧延润滑性不够 带入roll bite之油膜强度不够带入roll bite 之油量不够 Coolant 油分劣其它油混入轧延油选择Plate out性Coolant浓度Coolant供给量 改用SV较高之轧延油A.V铁含量S.VE.S.I浓度Pump nozzle filter pipe6.2 Heat scrach(Friction pick up ,or heat mark)轧延润滑性不良，超过s

14、mudge发生之范围而更加严重时，金属接触面积会增大，并产生溶解附着现象。这种现象产生时，必须将轧延油之润滑性提高至最高点，必要时应用极压添加剂。6.3 oil stain油焦乃coolant残留在coill内，在钢板上产生化学反应呈褐色，在活性高之硅钢片更容易产生。油焦虽在ECL无法清除，但大致在退火时会消除，但退火时对保护气体之选择，以及退火条件等，均会影响其效果。在轧延中，如果防止油焦，其对策就是使钢板与水隔绝。（1） 防止coolant之carry over发生：air blow量要够，nozzle角度及位置适当，防止coolant水滴自mill hose滴下之措施。（2） 轧延油成分

15、：使用水置换性良好之添加剂。7.轧延油稀释用水（for 100m-6）Coolant稀释用水的水质，对coolant的性能影响很大，因此水质的管理亦很重要。7.1经过实验，稀释水水质对coolant之影响如下表：项目项目Coolant之性能PH值5以下 8以上乳化性，防锈性降低乳化性提高总硬度400ppm以上乳化性降低氯离子500ppm以上乳化性，防锈性降低7.2实际使用上，虽然稀释水质还未达到上表之程度，coolant性能可能已经降低。这是因为在coolant里面已累积许多无机物。因此检讨稀释水之管制基准如下：项目水质基准PH值6.57.5总硬度PPM80以下氯离子PPM100以下压延油知识

16、-（1）压延油要发挥良好的压延性，必须具备离水贴着性（plate out）、润滑性与冷却性三要。针对该三要素加以说明：离水贴着性（plate out）:Coolant (压延油)经循环泵输送到喷嘴（ Nozzle）以高压向高温之辊轮与钢板喷射，此时，部分乳化液会被破坏，使油单独贴着于辊轮与钢板，在加工面形成一层油膜，此性质为Plant out(离水贴着性)性。润滑性：首先须要油分贴着于加工面，形成均匀的油膜，但油膜本身所具备的润滑性，也能左右压延性，通常油膜的润滑状态，依据摩擦面之油膜厚度，可分为流体润滑和境界润滑。润滑太好易打滑，造成工作辊转速无法匹配产生拉伤；润滑性不足，易造成刮伤甚可能断

17、板。冷却性：冷却性对轧延的影响非常大，冷却性差，则失去油分之润滑性与离水粘着性之效果，而发生烧焦，使轧延作业无法进行，如Coolant 中含油量过多，冷却性则降低，而轧延性亦随之降低，为兼顾润滑性与冷却性，在此油与水的比例为1：4。不当之轧延油对钢板表面表面品质的影响：1 Smudge对压下率或压延速度，所喷的Coolant量不够或压延润滑性不足时，压延后之钢板会产生污秽，这种现象称为Smudge .Smudge是起因于轧辊与钢板润滑不良所致，使金属接触增加，而产生过多磨耗铁粉所致。 2. Heat mark 压延润滑性不良，超过Smudge产生之超范围而更严重时，金属接触面积会扩大，并产生溶

18、解附着现象，这种现象时必须将 压延油润滑性（浓度）提高。 3. Oil stain : 油焦及CoolantA 残留在Coil内，钢板上产生化学反应呈褐色，在压延中要防止油焦，其对策就是使钢板与水气隔。Coolanr之管理项目1 浓度：浓度的管理，其目的在于压延年个能之稳定性，同时使压延油之单位消耗降低。浓度控制在1.3%2.0%之间。2 皂化值：（S.V）:使油脂1g完全皂化所需要KOHmg数称为皂化值，皂化值越高，润滑性越佳，但通常因酸洗预涂油或液压油的混入而减少皂化值。皂化值不可低于165。3、 酸值（acid value，简称A.V）中和含于油脂1g中之游离脂肪酸所需之KON mg数称为酸价。当压延油劣化，杂物混入，A.V值会提高，会使乳化性降低，且压延后板易产生油焦（oil stain）。酸价最大值为25。4、乳化安定指数（E.S.I）E.S.I 指将乳化安定性以数值表示者E.S.I越高表乳化越安定，则plate out性越差，则润滑效果越差。E.I.S值介于5080之间。5、 铁含量（iron）：管理目的在判断钢板与乳化液之污秽度，如果Fe含量