铝冷轧大量使用回收油润滑性能变化测试

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:曹永国1 李学兵2 张慧财3 杨杰4
[导读] 摘要:本文采用实验的方法,测试了回收油对轧制油工艺油润滑性能的影响,并通过补充特定添加剂的方式,保证了工艺油理化指标及轧制过程的稳定性。
        1身份证号码:34292119790113XXXX;2身份证号码:13010219800508XXXX;3身份证号码:13072819840203XXXX;4身份证号码:13010219821122XXXX;1. 河南中孚高精铝材有限公司  河南郑州  450000;2,3,4. 河北省金属加工润滑材料工程技术研究中心  河北石家庄  050800
        摘要:本文采用实验的方法,测试了回收油对轧制油工艺油润滑性能的影响,并通过补充特定添加剂的方式,保证了工艺油理化指标及轧制过程的稳定性。
        关键词:回收油;轧制;工艺润滑;摩擦系数
        0  引言
        近年来,铝加工行业响应国家“绿色环保”、“节能减排”的政策号召,加之行业竞争惨烈形势下的成本压力,轧制工艺油的“回收油”再利用越来越普遍。而由于“回收油”与原生“基础油”的组分及性能上的差异性,给轧制过程中的质量控制带来种种困扰,本文即描述:从传统工艺油构成与加“回收油”工艺油的两个维度进行研究测试过程,从结构的角度找性能的差异性,力求找到使用“回收油”出现诸如“润滑性下降”等问题的原因,并为得到有效解决提供数据基础。
        1 实验
        1.1 实验方法
        将铝加工行业冷轧过程中普遍使用D100基础油、回收油、醇酯-12添加剂、回收油补充添加剂作为原料,按不同比例配制成工艺油,并对工艺油进行PB及摩擦系数测试。
        1.2原料指标
        为方便描述,对以下基础油和添加剂进行编号。其中,
        A——行业普遍用铝板带冷轧添加剂;
        B——行业普遍用D100基础油;
        B-1——行业普遍回收油;
        A-1——针对回收油补充添加剂。
        表1、表2对行业普遍应用的添加剂、基础油的理化指标进行了归纳。表3对行业回收油的指标进行了归纳,表4为补充特定添加剂后的工艺油指标。
        表1  A添加剂的理化指标
       
        表2  B基础油的理化指标
       
        基础油构组成为:C13 、C14 和C15混合烃,其中直链烃的百分比为 30%左右。
        表3  B-1回收油的理化指标
       
        此基础油为石油烃成分,因为煤炭油并非主流,同时使用过程中存在一定的问题,本文不涉及煤炭提取的油品指标和性能测试。
        表3列举了三个不同冷轧现场的回收油理化指标。
        回收油添加剂含量普遍酯含量较低,醇含量存量较多,与回收装置真空度和温度设定有关,也与醇酯-12添加剂醇酯配比相关。具体来讲,因为目前行业冷轧添加剂体系更多的是WYROL12体系衍生出来的,考虑到成膜效率和耐压性能,为醇酯复配体系,醇的润湿活性较高,但耐压性差,酯的润湿活性较差,但耐压性好。考虑到成膜的连续性,醇更多为中低碳为主复配高碳醇,而酯为中高碳为主复配低碳酯。
        考虑到D100基础油中,C13 、C14、 C15组分蒸馏过程中,会与添加剂中的组分馏分重叠,经过回收以后的工艺油,组分发生了变化,低碳添加剂大部分保留,中高碳添加剂大部分没有保留,造成工艺油中缺少了,中高碳组分,成膜效率变高但同时成膜厚度变薄,造成一定的润滑缺陷。
        表4  A-1回收油补充添加剂的理化指标
       
        回收油补充添加剂主要组成为中高醇、酯的复配物,弥补了回收油中低碳醇多、中高醇及酯很少的缺陷。
        2 工艺油润滑测试
        2.1 工艺油配置
        以上述B基础油D100、A醇酯-12、B-1回收油和A-1补充添加剂配制工艺油并测试配制工艺油的油膜强度和摩擦系数,以衡量其摩擦性能。
        2.2 结果分析
        选取其中典型的5种典型组合,测试配制工艺油的油膜强度和摩擦系数结果、摩擦曲线如下图表所示。
        表5  实验用工艺油及摩擦性能测试结果
       
       
        图1 工艺油S-1摩擦曲线
       
        图2 工艺油S-1摩擦曲线
       
        图3 工艺油S-3摩擦曲线
       
        图4 工艺油S-4摩擦曲线
       
        图5 工艺油S-5摩擦曲线
        5种样品油膜强度结果表明,回收油的使用并不会对油膜强度PB造成太大影响;
        样品S-2和S-3的结果表明,回收油的使用会破坏吸附平衡,造成摩擦系数变大;
        样品S-5结果表明,回收油补充添加剂的引入,并不会提高PB,但能改善工艺油的吸附平衡,降低摩擦系数。
        3 应用案例
        轧制过程中使用回收油的同时,增加MARK-HF添加剂的使用,对于轧制产品表面质量稳定和提升有效果,对于添加剂的用量有下降趋势。
       
        4 结论
        针对使用回收油轧制行为,在较大比例使用回收油时,补充针对回收油的专用添加剂,对于轧制工艺油理化指标的稳定及实际轧制行为均有益处。
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