乳化液基础知识

1、首钢技师学院首钢技师学院首钢技师学院首钢技师学院冷轧时的三大工艺特点：冷轧时的三大工艺特点：1、轧制温度低、轧制温度低2、采用大张力轧制、采用大张力轧制3、工艺冷却与润滑、工艺冷却与润滑 带钢在冷轧过程中会因较大的摩擦系数、轧带钢在冷轧过程中会因较大的摩擦系数、轧制压力产生大量的变形热和摩擦热，如果没有必制压力产生大量的变形热和摩擦热，如果没有必要的润滑和冷却会大大缩短轧辊寿命，降低轧制要的润滑和冷却会大大缩短轧辊寿命，降低轧制尺寸精度、影响板形、轧件表面质量。所以，在尺寸精度、影响板形、轧件表面质量。所以，在冷轧带钢时，轧辊与轧件之间要使用适当的润滑冷轧带钢时，轧辊与轧件之间要使用适当的润滑

2、剂，以达到润滑和冷却的目的。剂，以达到润滑和冷却的目的。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 冷轧润滑剂的作用冷轧润滑剂的作用: 减小变形区接触弧面上的摩擦系数和摩擦力，降低轧制功率，节省减小变形区接触弧面上的摩擦系数和摩擦力，降低轧制功率，节省能耗；能耗； 对轧件与轧辊起润滑和冷却作用，带走轧制过程中产生的热量，减对轧件与轧辊起润滑和冷却作用，带走轧制过程中产生的热量，减少轧辊的磨损，保证轧辊的正常工作状态，降低辊耗；少轧辊的磨损，保证轧辊的正常工作状态，降低辊耗； 冲走轧辊和轧件表面的金属粉尘，使轧件表面获得良好的清洁性；冲走轧辊和轧件表面的金属粉尘，使轧件表面获得良好的清洁性； 对轧制

3、过程中的轧辊凸度控制有一定的贡献，有利于板形控制。对轧制过程中的轧辊凸度控制有一定的贡献，有利于板形控制。 有研究资料显示：冷轧带钢采用了工艺润滑后，吨钢能耗可降低约有研究资料显示：冷轧带钢采用了工艺润滑后，吨钢能耗可降低约510，金属损耗可减少约金属损耗可减少约510，表面缺陷率可降低，表面缺陷率可降低 3050，成材率可提高约，成材率可提高约510。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院冷轧润滑剂的分类冷轧润滑剂的分类油基润滑剂油基润滑剂乳化液乳化液油油水水矿物油矿物油动植物油动植物油合成油合成油+乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院2、对冷轧带钢用乳化液的要求 4、酸洗对乳化液的影响1

4、、乳化液的组成3、乳化液质量的主要评价项目乳化液基础知识乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院基础油乳化剂添加剂水乳化液 1、乳化液的组成、乳化液的组成 定义定义：一种液相以极小：一种液相以极小液滴的形式分布于另一种液液滴的形式分布于另一种液相中，形成两种液相组成的相中，形成两种液相组成的足够稳定的系统，称为乳化足够稳定的系统，称为乳化液。其中：形成液滴的液体液。其中：形成液滴的液体称为分散相，乳化液其它部称为分散相，乳化液其它部分称为分散（连续）介质。分称为分散（连续）介质。 组成：基础油组成：基础油 + 乳化剂乳化剂 + 添加剂添加剂 + 水，其中水占比水，其中水占比例一般例一般 90%。

5、乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 a 基础油基础油 基础油可以是矿物油、动植物油或合成油。润滑剂的许多理性化性能，可以是矿物油、动植物油或合成油。润滑剂的许多理性化性能，如黏度、闪点、倾点等都是由基础油决定的。另外，基础油的黏度也是影如黏度、闪点、倾点等都是由基础油决定的。另外，基础油的黏度也是影响乳化液的性能的关键因素之一，同时还要考虑基础油的黏度要与乳化剂响乳化液的性能的关键因素之一，同时还要考虑基础油的黏度要与乳化剂和添加剂的黏度相近，否则可能会对乳化液的稳定性产生影响。和添加剂的黏度相近，否则可能会对乳化液的稳定性产生影响。倾点倾点(英文：英文：Pour point.) 指油品在

6、规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度；指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度；凝点指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样油面不再移动时的最高温度，都以凝点指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样油面不再移动时的最高温度，都以表示。表示。黏度指液体、拟液体或拟固体物质抗流动的体积特性，即受外力作用而流动时，分子间黏度指液体、拟液体或拟固体物质抗流动的体积特性，即受外力作用而流动时，分子间所呈现的内摩擦或流动内阻力。所呈现的内摩擦或流动内阻力。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 b 乳化剂乳化剂 由于两种互不相溶的液相，如油和水混合时不能形成稳定的平衡体系，故需由于

7、两种互不相溶的液相，如油和水混合时不能形成稳定的平衡体系，故需加入表面活性剂，即加入表面活性剂，即乳化剂。乳化剂具有独特的分子结构，其分子一端为亲油基，。乳化剂具有独特的分子结构，其分子一端为亲油基，而分子的另一端为亲水基。这样，通过乳化剂把油和水结合起来形成稳定的油水而分子的另一端为亲水基。这样，通过乳化剂把油和水结合起来形成稳定的油水平衡体系。平衡体系。油水乳化剂油水水油搅拌亲油基端亲油基端亲水基端乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 根据乳化液中分散相所带电荷性质，乳化剂可分为：根据乳化液中分散相所带电荷性质，乳化剂可分为： 阴离子型乳化剂阴离子型乳化剂。阴离子型乳化剂具有乳化效率高、

8、润滑性能好、清。阴离子型乳化剂具有乳化效率高、润滑性能好、清洗性和防锈性强以及破乳容易等特点。但是，其对水质要求较高，易腐败洗性和防锈性强以及破乳容易等特点。但是，其对水质要求较高，易腐败变质，使用寿命短。变质，使用寿命短。 阳离子型乳化剂阳离子型乳化剂。阳离子乳化剂形成的乳化液对水质不敏感，由于其。阳离子乳化剂形成的乳化液对水质不敏感，由于其本身就具有杀菌作用，故乳化液不易腐败变质。阳离子型乳化剂成本较高，本身就具有杀菌作用，故乳化液不易腐败变质。阳离子型乳化剂成本较高，使用受到限制。使用受到限制。 非离子型乳化剂非离子型乳化剂。非离子型乳化剂的亲油基和亲水基链长可以人为设。非离子型乳化剂的

9、亲油基和亲水基链长可以人为设计。另外，由于乳化剂是非离子，故乳化液不怕硬水。但是若配方不当则计。另外，由于乳化剂是非离子，故乳化液不怕硬水。但是若配方不当则容易产生泡沫，而且成本也较高。容易产生泡沫，而且成本也较高。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 c 添加剂添加剂 添加剂就是能够改善油品某种性能的有极性的化合物或聚合物，它是就是能够改善油品某种性能的有极性的化合物或聚合物，它是提高矿物油润滑性能的最经济、最有效的途径之一。为了保证轧制润滑剂提高矿物油润滑性能的最经济、最有效的途径之一。为了保证轧制润滑剂的各种功能，添加剂也是不可少的。的各种功能，添加剂也是不可少的。 乳化液中的添加剂主

10、要是：乳化稳定剂、抗氧剂、油性剂、极压剂、乳化液中的添加剂主要是：乳化稳定剂、抗氧剂、油性剂、极压剂、防锈剂、防腐剂等。其中油性剂和极压剂主要用于提高乳化液的润滑性能，防锈剂、防腐剂等。其中油性剂和极压剂主要用于提高乳化液的润滑性能，尤其是极压剂。尤其是极压剂。 由于乳化液中由于乳化液中8090是水，油相只占是水，油相只占1020，故基础油中必，故基础油中必须加入极压剂。须加入极压剂。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院序号序号添加剂名称添加剂名称作用作用备注备注1抗氧化剂抗氧化剂提高油品在存储和使用条件下的抗氧化稳定性。提高油品在存储和使用条件下的抗氧化稳定性。2油性剂油性剂帮助润滑剂中的

11、极性分子生成具有一定韧性和帮助润滑剂中的极性分子生成具有一定韧性和抗压强度的吸附膜，提高乳化液的油性。抗压强度的吸附膜，提高乳化液的油性。油性剂分子是一端为极性油性剂分子是一端为极性基团，另一端为非极性基基团，另一端为非极性基团的极性分子。团的极性分子。3极压剂极压剂极压剂在高温，高压下与金属表面化合，在金极压剂在高温，高压下与金属表面化合，在金属表面形成一层平滑的极压膜，提高润滑性能。属表面形成一层平滑的极压膜，提高润滑性能。4防锈剂防锈剂在金属表面形成一层吸附膜，把金属与水及空在金属表面形成一层吸附膜，把金属与水及空气隔开。另外，防锈剂在油中溶解时常形成胶气隔开。另外，防锈剂在油中溶解时常

12、形成胶束，将水、酸、无机盐等物质约束在其中。束，将水、酸、无机盐等物质约束在其中。5清净分散剂清净分散剂能够减少或防止沉淀物的生成，同时还可以中能够减少或防止沉淀物的生成，同时还可以中和酸性物质，分散诸如氧化物、油污染等沉淀和酸性物质，分散诸如氧化物、油污染等沉淀物质对产品表面的污染。物质对产品表面的污染。6防腐杀菌剂防腐杀菌剂用于杀死细菌，避免乳化液滋生细菌，引起乳用于杀死细菌，避免乳化液滋生细菌，引起乳化液变质失效。化液变质失效。具用毒性，对皮肤有刺激具用毒性，对皮肤有刺激性，使用寿命短，需经常性，使用寿命短，需经常补充补充主要添加剂的作用乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 d 水水

13、水对乳化液的稳定性和使用效果有较大影响，其中主要是水的硬度。对乳化液的稳定性和使用效果有较大影响，其中主要是水的硬度。由于水中的钙、镁离子会对乳化剂作用效果产生影响，进而影响乳化液的由于水中的钙、镁离子会对乳化剂作用效果产生影响，进而影响乳化液的稳定性。另外，水中氯化物、硫酸盐和其他无机物虽然对乳化液的稳定性稳定性。另外，水中氯化物、硫酸盐和其他无机物虽然对乳化液的稳定性影响不大，但是能导致腐蚀的产生和促使细菌生长变质作用，因此制备乳影响不大，但是能导致腐蚀的产生和促使细菌生长变质作用，因此制备乳化液时最好使用软化水。化液时最好使用软化水。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院2、对冷轧带钢用

14、乳化液的要求、对冷轧带钢用乳化液的要求 在高温、高压下具有良好的润滑效果和冷却效果；在高温、高压下具有良好的润滑效果和冷却效果； 脱脂性能良好，轧后易于去除，保证带钢表面光洁；脱脂性能良好，轧后易于去除，保证带钢表面光洁； 具有良好的化学稳定性，带钢不易生锈，不易被腐蚀；具有良好的化学稳定性，带钢不易生锈，不易被腐蚀； 具有良好的乳化性能，使用方便；具有良好的乳化性能，使用方便； 成本低，废液容易处理，无环境污染。成本低，废液容易处理，无环境污染。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 3、乳化液质量的主要评价项目、乳化液质量的主要评价项目 冷轧乳化液为循环使用，乳化液的循环、过滤、乳化液的粒

15、径控制、冷轧乳化液为循环使用，乳化液的循环、过滤、乳化液的粒径控制、使用浓度、皂化值、乳化液温度等对其润滑效果和轧后板带钢表面质量均使用浓度、皂化值、乳化液温度等对其润滑效果和轧后板带钢表面质量均产生不同程度的影响。产生不同程度的影响。 对乳化液的评价指标主要有：浓度、皂化值、酸值、对乳化液的评价指标主要有：浓度、皂化值、酸值、PH值、铁含量、值、铁含量、氯化物含量、灰分含量、电导率、黏度等。氯化物含量、灰分含量、电导率、黏度等。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 浓度。浓度。浓度表示乳化液中油的总浓度。浓度表示乳化液中油的总浓度。 浓度主要与润滑性能有关，使用经验表明，随浓度的增加，乳化

16、液的浓度主要与润滑性能有关，使用经验表明，随浓度的增加，乳化液的润滑性能增强，机架的轧制力明显降低，轧辊与轧件的磨损减少，乳化液润滑性能增强，机架的轧制力明显降低，轧辊与轧件的磨损减少，乳化液中铁粉含量也会随之降低，轧后表面光亮度增加。中铁粉含量也会随之降低，轧后表面光亮度增加。 当然，乳化液浓度并非越高越好，若浓度过高，不仅可能会引起轧制当然，乳化液浓度并非越高越好，若浓度过高，不仅可能会引起轧制过程的不稳定，而且在轧后带钢退火时表面污染严重。过程的不稳定，而且在轧后带钢退火时表面污染严重。 轧制速度越低要求乳化液的浓度越高。轧制速度越低要求乳化液的浓度越高。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技

17、师学院 皂化值。皂化值。皂化是指用碱使油脂水解成脂肪酸和甘油的反应。皂化是指用碱使油脂水解成脂肪酸和甘油的反应。 皂化值是指皂化一克油品所需氢氧化钾的毫克数，单位为皂化值是指皂化一克油品所需氢氧化钾的毫克数，单位为 mg “氢氧化氢氧化钾钾” /g。 被皂化的物质主要是油脂、合成酯等酯类化合物及有机酸，这些物质被皂化的物质主要是油脂、合成酯等酯类化合物及有机酸，这些物质通常是被用作增加乳化液润滑性能而添加的油性物质。通常是被用作增加乳化液润滑性能而添加的油性物质。皂化值是分析皂化值是分析乳化乳化液质量的一个关键指标，它的高低代表液质量的一个关键指标，它的高低代表了乳化液润滑性能的好坏。皂化值越

18、高，了乳化液润滑性能的好坏。皂化值越高，乳化液润滑性能越好，但轧后退火板面乳化液润滑性能越好，但轧后退火板面清净性也随之变差。清净性也随之变差。 因此皂化值也是用来选择轧制不同因此皂化值也是用来选择轧制不同规格板带材的乳化液标准之一。规格板带材的乳化液标准之一。50100150皂化值皂化值/mgKOHg-1能力能力0好好坏坏清净性清净性润滑性润滑性乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 酸值。酸值。酸值是表示油液体中有机酸总含量多少的指标。酸值是表示油液体中有机酸总含量多少的指标。 中和中和 一一 克油液体中有机酸所需氢氧化钾的毫克数称为酸值，单位是克油液体中有机酸所需氢氧化钾的毫克数称为酸值

19、，单位是 mg “氢氧化钾氢氧化钾” /g 。 酸值的高低，反映润滑油品生产的精制程度，精制程度越高其酸值酸值的高低，反映润滑油品生产的精制程度，精制程度越高其酸值越低。越低。 酸值的大小反映了润滑油品中有机酸含量的高低，即对金属的腐蚀酸值的大小反映了润滑油品中有机酸含量的高低，即对金属的腐蚀程度的大小，特别是当油品中含有水分时，这种腐蚀作用可能更加显著。程度的大小，特别是当油品中含有水分时，这种腐蚀作用可能更加显著。 乳化液在使用过程中，逐渐氧化，生成过氧化物后转化成有机酸，乳化液在使用过程中，逐渐氧化，生成过氧化物后转化成有机酸，因此酸值过大也是乳化液在老化的标志。因此酸值过大也是乳化液在

20、老化的标志。 酸值的大小是衡量乳化液抗氧化性和使用过程中老化变质情况的一项酸值的大小是衡量乳化液抗氧化性和使用过程中老化变质情况的一项重要指标。重要指标。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 PH值。值。 PH 值是指溶液中氢离子的总数和总物质量的比值，俗称值是指溶液中氢离子的总数和总物质量的比值，俗称“pH值值”。它表示溶液酸性或碱性的程度，是酸、碱度的指标。它表示溶液酸性或碱性的程度，是酸、碱度的指标。 乳化液的乳化液的pH 值一般为值一般为50 60，波动范围，波动范围02 05。当。当pH 值值低于低于40 或高于或高于70时，都会造成乳化液的异常。过低会出现油滴直径趋时，都会造成乳

21、化液的异常。过低会出现油滴直径趋于增大，导致乳化液不稳定；过高时油滴颗粒度趋于减小，导致润滑性能于增大，导致乳化液不稳定；过高时油滴颗粒度趋于减小，导致润滑性能下降。下降。 乳化液的酸性越强，对油箱、管道或轧辊等腐蚀性越强，长期使用会乳化液的酸性越强，对油箱、管道或轧辊等腐蚀性越强，长期使用会产生不良影响，一般希望它是中性的。产生不良影响，一般希望它是中性的。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 铁含量。铁含量。 用以显示乳化液中所含铁粉以及铁化合物的含量，通常以：用以显示乳化液中所含铁粉以及铁化合物的含量，通常以：Fe、Fe3O4、FeO、 Fe2O3和铁皂（铁粉与脂肪酸的混合物）的形式存

22、在，以细小微粒悬和铁皂（铁粉与脂肪酸的混合物）的形式存在，以细小微粒悬浮在乳化液中，如果过滤不干净，就会在轧制过程中被压入板带钢表面，浮在乳化液中，如果过滤不干净，就会在轧制过程中被压入板带钢表面，造成轧后表面黑化，影响轧后表面质量。造成轧后表面黑化，影响轧后表面质量。 灰分含量。灰分含量。 乳化液中的灰分主要来自无机盐类或者铁粉，随着轧制时间的增加，乳化液中的灰分主要来自无机盐类或者铁粉，随着轧制时间的增加，灰分含量逐渐增加，希望乳化液中的灰分含量越低越好。因为灰分含量高，灰分含量逐渐增加，希望乳化液中的灰分含量越低越好。因为灰分含量高，就意味着机械的磨损加大，降低了乳化液的润滑性，同时也影响带钢退火就意味着机械的磨损加大，降低了乳化液的润滑性，同时也影响带钢退火后的板面质量。后的板面质量。乳化液基础知识首钢技师学院首钢技师学院 导电率。导电率。 通过乳化液中的导电率变化可以反映出乳化液质量的变化。一般正常通过乳化液中的导电率变化可以反映出乳化液质量的变化。一般正常的情况是的情况是pH不变，导电率随轧制周期的延长而缓慢上升，这是因为不断补不变，导电率随轧制周期的延长而缓慢上升，这是因为不断补充水和