автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Исследование смазочной способности утилизированных сред, разработка и внедрение экологически чистой системы смазки валков при толстолистовой прокатке

\J

MiHicTepcTBO ocbíth Украши

Державна металурпйна Лкадем1я Украши

На правах рукопису

ШДБЕРЕЗНИЙ Микола Петрович

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЗМАЩУВАЛЬН01 ' ЗДАТНОСТ1 УТ1Л130ВАНИХ СЕРЕДОВИЩ, РОЗРОБКА ТА ВПРОВАДЖЕННЯ ЕКОЛОГ1ЧНО ЧИСТ01 СИСТЕМИ ЗМАЩУВАННЯ ВАЛК1В ПРИ ТОВСТОЛИСТОВ1Й ПРОКАТЦ1.

M

Спец1альшсть 05.16.05 Обробка метал1в тиском"

Автореферат дисертац'п на здобуття вченого ступ1ню кандидата tcxiiíhhiix наук

Дшпропетровськ - 1994

Робота виконана на Дншровському металургшному комбиит та на кафедр1 обробки метал1в тиском Дшпродзержинського державного техшчного ушверситету.

Науковий кер1вник: професор,доктор техшчних наук

МАКСИМЕНКО О.П.

0(|)1цшн1 опоненти: доктор техшчних наук

Т1Л1К В.Т.

кандидат техшчних наук

ДОЛЖАНСЬКИЙ А.М.

Провщне пщприсмство: металурпйний комбншт ¡м.1лл1ча,

м.Мар1уполь

Захист вщбудеться -29^исТОПООа 1994р. о /£ "Тодиш на засщанш спешалкювано! Ради технолопчного факультету К.0680202 при Дшпропетровсьюй металургшнш Академи Украши за адресою 320635, м.Дшпропетровськ, проспект Гагарша,4.

3 диссрташею можна ознайомитись в б^блютеш Дшпропетровськси металурпйно1 Академп Украпш.

Автореферат роз1сланий "¿Ъ" ^соё>ти-а_ 1994р.

Вчений секретар спсщал\зовано1 Ради кандидат техшчних наук, у

доцент Г П.Л.КЛИМЕНКО

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыпсть проблеми. Введения в сортамент прокатних сташв злегшених, тонкостшних та спец1альних профшв, а також зб'1льшення внпуску прокату з легованих 1 спец1альних марок стал1 й сплав'ш обумовило значне збиыиення зношення валюв та витрат енергй. Застосування технолопчних мастил при гарячщ прокати: е одним з найбмыц шдомих й ефективних гшсобт тдвищення стшкосп валюв, эниження енергосилових параметр1в та покращення якосп продукци. Тому задач! всеб1чного розвитку теорп мастильно1 дн при гарячШ прокату!, вибору технолопчних мастил й модершзацд засоб1В доставки Тх в осередок деформування е актуальними.

Незважаючи на наявш теоретичш розробки та значку кь\ьк\сть роб1т прикладного характеру, комплексне вирииення проблеми подач1 технологичного мастила при гарячш прокату! й запоб1гання забруднення епчноТ води мастилышми речовинами потребуе подальших дослщжснь. Окр1м цього залишаються невиршеними питання те ори стосовно обгрунтованого вибору технолопчних мастил для певних умов, в'ьдсутш рекомендапп до оптимально необх'щних витрат мастил при товстолистов'ш прокатш, недостатньо розроблеш критерп технолопчносп та еколопчносп застосовуваних мастил, не розроблеш пристро! для очищения охолоджуючоУ води в цехових вщстшниках окалини гид технолопчних мастил та мшеральних масел, яю потрапляють у воду з вузл!в змащування мехашчного обладнання.

Все не негативно вплнвае на яшеть прокату, продуктившеть обладнання, соб1варт1сть виробництва та еколопчний стан оточуючого

♦

середовища.

Мета роботи. Пщвищення якосп металу та економ1Чносп виробництва товстолистово) стал) шляхом .. вдосконалення. технологи прокатування з застосуванням технолопчних мастил, а також покращення екологп оточуючого середовища.

В робот! поставлен! й вир'ииеш тат задач'1:

- розробка механ'иму мастильнсн дп в умовах застосування рЬших технолопчних мастил з добавками дисперсних твердих часто к;

- визначення впливу змулених в мшеральшй основ! часток окалини на ефектившсть мастильно1 дй при гарячж прокат^ 1 коефщкнт тертя;

- розробка методики визначення товщини пл'шки мастильно! речовини 1а витрат технолопчного мастила при товстолистовш прокатш;

розробка ново! економ1чно!, еколопчно чисто! системи подач! технолопчного мастила при гарячш прокату;

- ошнка ефсктивносп мастильнси дц поверхневих прошарюв води у н'|Дст!Йпику окалини, забруднених р1зними мастилами, що надходять з вузл1в эмащування мехашчного обладнання стану;

анал'в мехашзму формування мастилыюго шару в осередку деформацп при прокатц1 з емульаями та водомасляними сумииами.

Теоретична та практична циппсть досл!джепь 1 Ух новизна.

Розроблено комплекс теоретичних припущень, яю дозволяють пояснити ",плив твердих дисперсних часток введених в р1дке тсхнолопчне мастило на ефектившсть мастильнов дй при гарячш прокати]. Вперше доведено, що добавка часток окалини рстпром до одного микрометра в мшеральну основу сприяе зниженшо коефщенту тертя в осередку деформацп. Встановлеио, що для 4...

5% -но1 концентрацп таких часток в масл! тертя в контакт! валюв й прокатуваного металу мпимальне.

Вивчено вплив позаконтактно! деформацп металу при товстолистовш прокатш на формування шару мастила та коеф1ц1ент тертя в осередку деформацп. Розглянуто мехашзм формування шару мастила в контакт! валюв з прокатуваною смугою при застосуванш емульсш та водомасляних сумшей. Експериментально доведено, що при вход! в контакту зону двофазна сум пи роздиясться. Биьш в"язка складова надходить в осередок деформацп, а меньш в"язка - здебиьшого вадтискаеться з зони г']дродинам1чного клину. Вивчено вплив температури поверхш валюв на формування шару мастила в осередку деформацп. Показано, -що для чбиьшення товщини шару мастила в осередку деформацп й зменшення гертя потр1бно забезпечити штенсивне охолодження поверхш робочого шструменту. Розроблена методика розрахупку товщини гшвки мастила в осередку деформацп при гарячш прокат^, що дозволило дата теоретичну оцшку оптимальних витрат технолопчного мастила.

Практична щншсть. На основ1 експерименталышх досмджень запропоновано пикористопупати в я к осп ефектнвного технолопчного мастила сумш поверхневих прошарюв води з цехового В1дстшника окалини, яю мктять р!зш мастила, що потрапляють у воду з вузл!в змащування мехашчного обладнання, з 4...5%-ними домниками часто к окалини розм1рами до одного мжрометра.

Розроблена нова економ1чна, еколопчно чиста система подач1 технолопчного мастила, яка в доповнення до своТх основних функцш очищае воду у вщстшнику окалини вщ забруднень мастильними речовинами. На р'шш винаход'т розроблеш окрем1 елементи шеУ системи.

Р{венъ реал1заци та впровадження науковнх розробок.

Впроваджеш запропоноваш система змащування валюв та технолопчна змащувальна сумии на товстолисговому сташ 1200 ДМК.

Впроваджена розроблена технолопя прокатки лисив з розм!рами (7...8)х1000 мм з застосуванням технолопчного мастила за зменшене число проход1в. Якщо за звичайною технолопею потр1бно 13 проходж, то нова технолопя передбачае прокатку за 11 проход ¡п. Р1чний економ1Чннй ефект В1Д впровадження системи подач'1 технолопчного мастила за рахунок зменшення зношсння валкш та эбмьшення термшу гх роботи, а також за рахунок зменшення витрат електроенерги, склав 74890 руб. (в ушах 1988 р.). За станом на грудень 1993 року економ1чний ефект зб'мьшився на 107 млн. крб. за р1К за рахунок прокатки металу за зменшене число проход!в.

Апробащя роботи. Основы) матер1али дисертаци докладувались й отримали позитивну оцшку на таких наукових заходах:

1. Об"еднаний науковий семинар кафедри ОМТ Державно}' металургшноУ академп Укра'ши та прокатного шлдь\у 1нституту чориоТ металургн АН УкраТни (м. Дшпропетровськ, 1993,1994 роки);

2. Нуковий семшар кафедри ОМТ Дшпродзсржинського державного техшчного ушверситету (1991,1994 р.);

3. Республ'шанська науково-техтчна конференшя "Тертя ) технолопчш мастила при обробш метал!в тиском (м. Дшпропетровськ, 1985 р.);

4. Постшно дночий семшар "Тертя та мастила при обробш метал'т тиском" (м. Дшпропетровськ, 1992 р.);

5. Всесоюзна науково-техшчна конференция "Теорстичш проблеми прокатного виробництва" (м. Днтропетровськ, 1988 р.)

Публ1ка11дя. Змгст головних роздьмь дисертацц оиоблисонано в монографи (у сшвавторсга) та п"яти статтях. Орипнальш техшчш р1шення захищеш двома позитивними ршеннями Держкомвинаход1в.

Структура та обсяг роботи. Дисертащя складаеться з вступу, шести роздшв (глав), заключения, списку Л1тератури, додатюв 1 мктить 176 сториюк друкованого тексту, 41 малюнок, 30 таблипь та додаткш.

Декларация конкретного особистого вкладу диссертанта в розробку пауконнх результата, яю виносяться на захист. Автором особисто виконаш теоретичн! та експериментальш дослддженни, як! дозволили винести на захист сл'щуюч! пауков) положения:

1. Встановлено вплив змулених часток окалини в маспш на ефсктившсть змащувалыю! здатносп при гарячш прокати!. Розроблен мехашзм змащувальноУ здатносп мшералышх мастил з добавками дкперсних часток окалини розм!ром до одного мкм. Доведено, що при 4...5% -Н1И концентраци них часток коефшкнт тертя мае мппмалъне значения.

2. Розроблен мехашзм формування змащувально! шйвки у контакт валив 1 прокатуваноУ строчки при деформаци з емульаею, чи водомасляною сумшкою.

3. Встановлено, що при товстолистовш прокатш на умови формування пл1вки мастила в осередку деформаци впливае задня зона позаконтактно! деформаци.

4. Вперше в умовах промислового стану визначено, що пдродинам1чний ефект формування мастилыкй амвки мае мкце й при гарячш прокатш.

-5. Розроблена науково обгрунтована методика розрахунку товщини пл'шки мастила в осередку деформаци, яка дозволяе визначити оптимальш витрати масла при гарячш прокатш.

6. Запропоноваш нов) рнцення при гарячш прокатш з технолопчним мастилом, як] захищеш 2-ма позитивними ршеннями Держкомвинаход1в на видання двох авторських свщоцтв.

Харктеристика методологп". метод1в досл1джепь.

Зиачна частина роботи пов'язана з проведениям експеримепталышх дослщжень. В дослщах вимирювали товщину шару мастила в осередку деформацй, розм1ри частой окалини, зношення новерхш валкт, та коефпйент тертя. В промислових умовах фшсували струм якорного ланшога, напругу обмоток збудження та число обертт головного приводу. Виконувались також вим1ри температури валк'ш та прокатувано! стр1чки.

Для визначення товщини шару мастила використовували вщомий краплинний метод, напосячи лпрну кпмасть мастила на поверхшо валюв. Розрахунок коеф1ц1енту тертя по значениям сили заднього гальмування (натяжшня) та сили прокатки виконували по методит 1.М. Павлова. Енергосилов1 параметри прокатки визначали за допомогою тензометрично! апаратури. Розм1рн часток окалини вимЁрювали методами порометрв на прилад! ф1рми Карло Ерба. Величипи зношення налкмн визначали шдикаторами годинникового типу.

ОсНОВНИЙ ЭМ1СТ роботи.

У встуш обгрунтована актуальшсть роботи, и мета, наукова новизна та головш положения, що виносяться на захнст.

Анал1з систем змащування валмв при гарячш прокатш. Зaдaчi досл1джень.

В першш глав1 наведен] ¡снуюч1 системи подач1 технолопчних мастил, проанал1зоваш !х техшчш параметри. Виконана структурна класифжашя систем змащування валюв за такими ознаками: автономшсть роботи, принцип дп, еколопчна чистота, структура мастила, що наноситься, способи транспортування мастила до валкт, способи та пристро! для нанесения мастил на валки, способи дозування мастил. Запропонована класифжашя дозволила видмити найбьлым перспектив!» напрямки в розвитку . них систем. Наведений опис роботи ¡снуючо!, ранпн впроваджено! на товстолистовому сташ 1200 ДМК, автономно'! системи подач! технологичного мастила прямо! дп, а також результатами Д0СЛ1Д1В з визначення ефективносп застосування технологичного мастила (вискозина) при товстолистовш прокатш. Встаиовлено, що при прокатуватп з мастилами струм якорного ланшога головного приводу зменшуеться на

8...10%, практично на стиьки ж зменшуеться момент прокатки. Дещо менше був ефект зменшення силн прокатки. Окр1м цього, при прокатуванш = технолопчними мастилами в 1,3...1,5 раз1в зменшилося зношення валюв. i !азом з тим, використання систем дозволило встановити й недолши роботи системи. Головний з недолшв - забруднення сочно! води унтерсального цеху технолопчними мастилами. У зв"язку з цим еколопчна служба комбшату заборонила роботу системи.

Ашшз роботи icnyioHoi системи змащування та ¡нших систем на станах гарячо! прокатки призводить до лопчного висновку про необх'щнють створення системи змащування, яка б поеднувала функци подач1 ! ехнолопчного мастила та очищения спчноТ води оборотного циклу цеху тд масляних забруднень. ГПсля деюлькох конструкторських розробок була .»апропонована нова економ1чна, еколопчно чиста система змащування 11алк1в. Одною з головних шлмшиих ознак системи е те, що функцио-•mkocti для технолопчного мастила виконуе останне вццилення в1дспйника ' калини. Тут спостер'иаеться практично ламшарний рух води, велик1 частки окалини годсутш (затримуються фиьтрами й опускаються на дно), a забруднення мастильними рсчовинами сплнвають на поверхшо. В якосп технолопчного мастила пропонуеться використовувати приповерхнев1 up ошарки води з в1дстшника, я к i м ¡стить плаваючг шстилып речовиии, що попадають у воду з вуэл1в змащування мехашчного обладнання, та змулеш ipi6noflHcnepcni частки окалини, як1 не встигли ocicra на дно вшстшника. На запропоновану систему технолопчного змащування одержано позитивне ршення про видачу патенту Украши.

Надшшсть роботи системи значною Mipoio визначаеться ефектившетю

..... * ....

масляно] ди запропонованого технолопчного мастила - водомасляно) сумиш

дом'ииками часток окалини, яка збираеться з в'щстшника окалини. В наступшй глав1 наводяться результата експеримент'ш, яю дають позитивну в'1дпов1Дь на це запитання.

Дослщжения мехашзму змащувалыю'1 дп запропонованого технолопчного мастила.

У вщстшнику окалини ушверсалыгого цеху ДМК виявлено наяшпеть таких м'шеральних мастил: шдустр1альне 20, прокатне 28, цилшдрове 6, П1Скоз'ш(Ц-24), вапор(Ц-52), мазут. Анал'ш складу взятих проб показуе,

що концентрдшя вказаних мастил у код} складае 7...8%, часток окалини, ЯК1 випадають в осад теля вщетоювання проб, складае до 5%. Окр1.м цього в об"ем1 рщини залишаються змулеш частки окалини, поверхня яких вкрита мастилышми речовинами, що й пояснюе i'x плавучють-змулешеть. А в об 'eMi мастил, яю збираються на поверхш проб шеля довготривалого в!дстоювання, також виявили частки окалини, розм1ри якнх значно мешш в1д вищезгаданих. Використовуючи пороз1метр сери 2000 ф'[рми Карло Ерба (Carlo Erba) визначили розм1ри часток окалини.

Оцшку ефективносп змащувально! дп дослщжуваного технолопчного мастила проводили шляхом пор1вняння коефпиештв тертя при гарячш прокатш сталевих зразюв на лабораторному стан! дуо 180. В дослщах застосовували чист] мшералып мастила И-20, П-28, Ц-52 та приповерхнев1 прошарки води з В]дст!Йника окалини стану 1200 ДМК, що ефектившеть досл1джуваного технолопчного мастила шлком cywipiia з чистими мшералышми маслами. Так коеф1шент тертя при гарячШ прокатш з досл1джуваною водомасляною сумшшно складае приблизно 0,17, не значно менше шж в дослщах з застосуванням мастил И-20. Р1знипя в коефнлентах тертя бмьш суттева при прокатуваиш в валках з бЬьш шорсткою поверхнею.

Таким чином, встановлено, що антифрнкшйна ефектившеть приповерхпевнх прошарюв води з домпиками забруднень мастиламн та змуленими частками окалини не нижче В1Д ефективносп дп в!до.мих мастил, а в деяких випадках й перевищуе п.

3 теорП прокатки идомо, як незаперечннй факт, що повпгряна окалина в осередку деформаци грае роль абразиву й збиьшуе коефщ'шнт тертя. Проведеш дослан суперечатъ пьому загалыюприйнятому переконанню. Тому в наступнш частиш роботи було прид1лено у вагу вивченню залежносп коеф"щ1енту тертя шд конпентрапи змулених часток окалини розм1ром до 1 мкм. Результата дослшв показали, що при гарячш прокатш з р1зними мшеральними мастилами коефщент тертя ¡стотно залежить В1Д пмюту часток окалиии в мастил1. Ця залежшеть мае екстремум. При незначнш концентрацн часток окалини в мастил) спостериаеться зменшепня коефщ1енту тертя при збшяненш вмюту часток окалини. Для вм1сту окалини в межах 4...5% вщзначеш миималып значения коефщ1енту тертя. При подальшому збмшенш вмшту окалини коеф1шент тертя також збЬчьшуеться. Ця особлившть встановлена вперше.

Одночасно виявлено, що для слабов'язких мастил (И-20) мппмум практично в1дсутнш, а проявляеться лише для б1\ьш в"язких мастил.

Зрозум1ТИ мехашзм виявлено1 залежносп дозволяють дослщження впливу вмюту окалини в мастил! на товщину шару мастила в осередку деформаци при гарячш прокатш. Результата проведених дослав свгдчать про те, що при збиьшенш вмюту часток окалини вад 0% до 4...5% товщина шару мастила в осередку деформацн також збмьшуеться, що й призводить до зменшення коефщ1енту тертя. Збиьшення коефщ1енту тертя при збь\ ыненш вмкту окалини у мастил1 пояснюеться слщуючим. Як уже в'щзначалось, частки окалини у приповерхневих прошарках води у В1дстшнику знаходяться в змуленому сташ мають розм!ри близько 1 мкм. Якщо не враховуватн сили флотацп, що циком припустимо для останнього в1вд1\ення в'щстшника, то для П1дтримання змуленосп часток окалини, на поверх!» яких адсорбоваш мастильш речовини, необхадно, щоб сила ваги такоТ сполуки приблизно дор1внювала виштовхуючш силк Умова р'шноваги мае вид:

Св7ГН^Сок71гЗ+См7Г(ЯЗ-гЗ)

де Св,Сок,См~щ1льн1сть, в]дпов1дно води, окалини, та мшерального мастила;

Я-рад1ус сфери сполуки частки окалини й вкриваючих н мастильних речовин;

г-рад1ус частки окалини.

Приймаючи Сок=4,2 т/м^; Св=1 т/м^ та См=0,9 т/м5 энаходимо значения вщношення рад1уав

(¿■У «0.03

Це свщчить про те, що обсяг сполуки частки окалини э мшеральним мастилом значно перевищуе обсяг само") частки окалини. 1ншими словами, при конпентрацп часток окалини в мастил1 близько 3% все мастило буде адсорбоване поверхнею часток окалини, за умови, що ¡х розм1р близько 1 мкм. При меншш концентраци часток окалини не все мастило буде утримуватись цими частками в обсяз'1 води й буде просто змиватись а поверхш валюв Т1ею ж водою. При Сплышй концентраци шар мастильних речовин на поверхш часток окалини зменшуеться - мастила просто не достае на ва частки, що призводить до втрати ними плавучосп- вони випадають в осад. Нав'гть якщо так! частки попадуть в осередок

деформацп, то через незначну киьюсть адсорбованого мастила вони будуть виконувати функшю абразиву, що й призводить до збмьшення коефщенту тертя. Отримаш в дослщах мппмалып значения коеф1ц1енту тертя при 4...5%-нш концентрацп часток окалини, пов"язаш з наявшстю в запропонованому технолопчному мастил! часток окалини з размерами менше 1 мкм.

Досл|дження мехашз11У формування пл!вки мастила при гарячш прокатпк

3 проведених дослав встановлено, що при товстолистовш прокату! мехашзм формування гшвки мастила ¡стотно залежить В1Д розм1р1в задньоУ зони позаконтактноУ деформацп. 3 зменшенням параметру форми 1с1/Ьср зб>льшуеться довжина те/ зони, шдбупаеться утяжка прокатуваноУ смуги по висот1, що призводить до зменшення кута пдрод'шам1чного клину та, в1дповщно до зростання товщини гшвки мастила. Цей, виявленеий з дослав ефект, свщчить, що при товстолистовш прокати! ¡снуе додатковий резерв для формування гшвки мастила в осередку деформацп. Цей ефект необхщно враховувати також 1 при подач! мастила на вертикалып валки товстолистових сташв, де мае мюце 1с1 /Ьср<1.

В робот! також вивчено вплив температури поверхш валк'ш та прокатуваноУ смуги на товщину шару мастила. Експериментально доведено, що температура поверхш валюв ¡стотно впливае на товщину шару мастила. 3 збмьшенням температури поверхш валк'ш товщина гшвки мастила в осередку деформацп зменшуеться. Отже, для покращання умов формування гшвки мастила в осередку деформацп та зменшення сил тертя доцУльно ¡нтенсифжувати роботу пристроТв для охолодження валк'ш. Змши температури прокатуваноУ смуги у межах 800...1000°С практично не впливають на товщину гшвки мастила.

Таким чином можемо зробити висновок, що середня температура шару мастила в предосередковш зош при гарячш прокатш визначаеться переважно температурю поверхш валюв. На тдстав! цього нисновку встановлено середню температуру шару мастила. Знаючи цю температуру, можемо, використовуючи В1Дом1 формули, обчислити пдродинам'1чну говщину шару мастила. Запропонована методика визначення товщини шару пастила при гарячш прокату! була перев'фена з використанням дослщних

данних 1ванова К.А. Окр]м цього методика перев1рена по дослщним данним одержаним в умовах стану 1200 ДМК. Результата дослдав 1 розрахупкт по запропонованш исгодит вдтверджують достатню точшсть методики.

Знаючи товщину шару мастила в кожному з проходов, можемо розрахувати обсяг витраченого мастила для кожного з проходт 1 загалып витрати мастила. Для умов пцокатки лисив з кшцевими розм1рами 7x1000мм, загалын витрати мастила склали 234,6x10^ мм^ Використовуючи щь\ыисть технолопчного мастила 1 масу прокатуваного слябу нескладно визначити оптимально-необх1Д1П витрати технолопчних мастил в перерахунку на чисте масло. Це значения становить 100 г/т, або 6...7 кг/ годину.

В умовах ушверсального цеху також Сули виконаш досл'щи по визначенню шлькосп мастила, яка вилучаеться з вщстшника окалини. Встановлено, що за умов нормально! роботи стан)' з шдстшпика окалини ¡снуюча установка дозволяе вилучити близько 10 кг мастильних речовип за годину. Отже розроблена система технолопчного змащування валшв в умовах стану 1200 шлком забезпечуе сталий пронес прокатки з застосуванням технолопчного мастила, яке вилучаеться з вщетшпика окалини. На шших, бьмяп сучасних станах, де втрати мастильних речовип з меха/очного обладпання незначш, розроблена система змащування може виконувати допом1Жну роль, забезпечуючи очищения епчио! води.

Фориувания шару мастила при прокатуванш з двофазними родинами.

В Ц1Й глав1 розглянуто питания про формуваппя шару мастила в осередку деформацп при гарячш прокатш з емульаями, водомасляною сумшиню, або при надлишковш подач1 охолоджуючоТ води. Досл1ди проводили на установи'!, що представляе собою клпь дуо, валки яко) зведеш до контактування один з одним. Силу стискання валюв визначали за допомогою месдоз, як1 встановлювали шд натискш гвинти. ГНд клпчк: був встановлений картер(короб) для збирання технолопчного мастила те води, в я кому й готували емульсио. Подачу емульсн до валюв ядшешовал^ по трубопроводу вщцентровим насосом. Надлишкова киьюсп

технолопчного мастила, яка не попала в зону контакту валмв тльно зливалась у картер. В дос.мдах вивчали эм'шу концентрацп масляноУ (рази в емульсп, що знаходиться в картера при подач1 п на валки. Встановлено, що з часом при незмшних умовах роботи установки, концентрашя масляно! фази в емульсн знижуеться. Слщ зауважити, що а зменшенням сили стискання и;\лк1в та з збь\ьшенням швидкосп Ух обертання спостеркаеться бь\ьш штенсивне зниження концентрацп. На шдстав! оде()жаних результат!» зроблено припущення, що в зош пдродиналпчного клину шд д1ею тиску вщбуваеться роздкення емульсп. В зону контакту валк'ш здебмьшого потрапляе биьш в"язка складова(масло), а вода-в1дтискаеться Й змнваеться в картер. Для Доведения правильное^ цього принущення на валки з боку виходу з контактно! зони встановили прижнмн. В Процеа роботи установки вонн ноступово накопичували рдашу, що нройшла через зону контакту валюв. Вивчення складу щеУ ргдини показало, що в залежносп вщ тиску «¡ж валками концентрашя масла в шй складае 85...93%, що зпачно биьше, шж початкова концентрашя масла в емульсп(10%). Ци.м поясшоеться ефектившсть змащувалыюУ ди в умовах надлишковоУ подач1 охолоджуючоУ води на станах гарячоУ прокатки.

Одержан! результата можна пояснит» з позишй пдродинамики багатофазних середовищ.

Проектування та виготовлення новоУ еконошпчноТ, еколопчпо чистоУ системи подач1 технолопчного мастила.

Значил' увагу в роботУ придь\ено проектуваншо основних вузл!в запропонованоУ системи змащування валюв, зокрема розрахунку параметр1в струменевого насосу. СтабУльшсть його роботи визначае надшшсть роботи ваеУ системи. В розрахунках були визначеш загалып витрати робочого середовища (стиснене повпря), геометричш параметри впускпоТ камери, сопла, зм1шувалыюУ камери та дифузору. Окр1м цього, були розраховаш таек робочого середовища на ихо/и в струменевий насос та тиск на вихо/и з дифузора. Розраховаш характеристики цього вузла використовунали при його виготовленш.

При проектуванш системи велике значения надавали гакож й вузлу нанесения мастила на поверхшо валюв. 3 уах вщомих способ1в нанесения

мастила перевагу було надано контактному способу, з врахуванням таких аргументаз:

1. досл'1дами доведено, що попередне навантаження шару мастила в подальшому зменшуе змивання його з поверхш валюв охолоджуючою водою; контакт!» пристроУ дозволяють навантажити певним тиском шар мастила, що формуеться на поверхш валюв, що сприяе покращанню його адгезп до поверхш валюв;

2. контактш пристроУ дозволяють вщокремити мкце нанесения технолопчного мастила й захистити його шд струмешв охолоджуючоУ води;

3. вони забезпечують вирившовання шару мастила по всш довжиш бочки валюв.

Для зменшення зношення робочого елементу контактного пристрою додатково до постиних прижим'ш були встановлеш алюмппев1 накладкн.

В хо/и проектування були виготовлеш робоч1 креслення вах вузлт системи змащування, по яким иона виготовлялась 1 монтувалась.

При сксплуатацн системи були проведеш досл1ди по визначеншо ефективносп роботи установки по очищению спчноУ води, зниженшо енергосилових параметр1в та зменшеншо зношення валюв. ОкрУм цього, шсля проведения дослщних прокаток, була доведена можлив1сть в умовах товстолистового стану 1200 зменшити юльюсть проходов при прокатуванш лиспв за умони застосування технолопчного мастила.

Система подач1 технолопчного мастила була впроваджена на товстолистовому сташ 1200. Впроваджена також 1 нова технолопя прокатки лиспв товщиною 7 та 8 мм. При цьому машинний час прокатування скоротився на о... 8%, продуктившсть стану 1200 зб1\ьшилась на 4...5%, а витрати елсктроенерга зменшилися на 3...4%.

висновки.

1. Виконано анал1з ¡снуючих систем змащування валюв при гарячш прокату, складена класиф1Кащя Ух по р')зним ознакам, що дозволило запропонувати нову, економ1Чну еколопчно чисту систему подач! технолопчного мастила.

2. Експериментально доказано, що як ефективне технолопчне мастило при гарячж прокатц'1 можуть служити поверхневУ шари рУдини ¡з цехового

вщстшника окалини, яка включае воду, масла шд мюць змащування мехашчного обладнання та дисперсш частки окалини.

3. Дослццжено вплив процентно-! наявносп часток окалини в технолопчному мастил1 на коеф1Ц1ент тертя. Виереше показано, що при гарячПй прокатц"1 ця залежшсть мае екстремум. При 3...5%-шй наявносп цих часток спостер1гаеться мпимальне значения коефЫенту тертя у осередку деформацп.

4. Розроблен мехашзм мастильноТ ди при гарячш прокату в умовах застосування водомасляноТ сумпш з добавкою дисперсних часток окалини розм1ром до 1 мкм. У шдпошдиос-п з ним зниження коефпненту тертя при змпноваш концентрацп окалини у маспш до 3...4% поясшоеться збшошеням товщнни шару мастила у осередку деформацп. При наявносп окалини бмьш шж 5% ця залежшсть визначаеться юльюстю часток окалини, вииадаючих у осадок.

5. Встановлено вплив задньоУ позаконтактно! зони деформацп металу на товщину шару мастила при товстолистовш прокатш. Показано, що при збшиенш те! зони зменьшуеться кут пдродтам1чиого клина, що веде до зростання товщини масляно! плавки у осередку деформацп.

6. Розроблена методика розрахунку товщини мастилыкм пл1вки у осередку деформацп при товстолистовш прокатш. Вперше у промислових умовах на товстолистовому сташ 1200 експериментально визначена товщина шару мастила по проходах. Досвадом встановлено, що при гарячш прокатш д1е пдродинам^чнии мехашзм формування мастилыю! пл1вки.

7. На основ! теоретичних та експериментальних дослщжень встановлено, що оптималып витрати технолопчного мастила на товстолистовому стан! 1200 дор!внюють 6...7 кг/годину у переливу на чисте масло.

8. Розроблен мехашзм формування м а стильно! плтки при прокатш з водомасляною сум1шкою, чи емульаею. Досвщ показуе, що при надходжешп у зону пдродинам1чного кута емульая розшаровуеться 1 у осередок деформацп поступав 6|лып в'язка составляюча (масло), а вода в1дтискуеться 1 через боков1 пружю смуги стшае у вщспйник окалини.

9. Спроектована, виготовлена й внроваджена у виробництво (товстолистовий стан 1200 ДМК) нова система змащування валюв, яка дозволяе видобувати робочу рщину з вщстшника окалини 1 направляти п у осередок деформацп як технолопчне мастило.

10. Застосування запропонованого технолопчного мастила при гарячв прокатт дозволило змепшити енергосилов! параметри па 1...10% тг повисити зносостшкють поверхш валюв у 1,3...1,5 рази.

11. Розроблена та впроваджена нова технолог'ш виробництва листа товщиною 7...8 мм з застосуванням мастила за скорочене число проход1в що дозволило знизити пер1д прокатки смуги на 7...8%, повисит! продуктавн!сть на 6% та зб1льшити температуру кшця деформаци смуп

на 40...60°С.

Загальний р1чний економ'нпий ефект за упровадженими розробкам! склав 78000 крб у цшах 1988 р. та 107 млн. крб у цшах 1993 р.

ОСНОВНИЙ 3MICT ДИСЕРТАЦН ОПУБЛ1КОВАНО У СЛ1ДУЮЧИХ РОБОТАХ:

1. Максименко О.П., Подберезный Н.П. Контактна гидродинамическая смазка при прокатке. К.гНаукова думка. 1994i стр.205.

2. Максименко О.П., Подберезный Н.П. Исследование контактно гидродинамической смазки при прокатке. Известия вузов. Черна металлургия. N8, 1994г с.82-86.

3. Максименко О.П., Подберезный Н.П., Самохвал В.М., Пыхти В.В. Новая экономичная экологически чистая система подач технологической смазки. Сталь, N5, 1994г. с.57-58.

4 A.c. по заявке №93311135 от 23.02.93г.Положительное решение с

26.11.93. Максименко О.П., Грудев А.П., Подберезный Н.П Систем подачи технологической смазки при горячей прокатке листа.

5 A.c. по заявке № 94041033 от 23.09.93. Положительное решение

24.08.94. Подберезный Н.П..Максименко О.П., Грудев А.П.и Д] Устройство для подачи технологической смазки на валки прокатного стана

6. Максименко О.П., Подберезный Н.П., Яровой Э. Ф. Эффе! предварительного нагружения технологической смазки. Днепродзержинска индустриальный институт. -Днеродзержинск, 1993г., с.10 -ил.-Деп. УкрНИИНТИ 02.09.93г. N1811 - Ук93.

7. Максименко О.П., Подберезный Н.П., Яровой Э. Ф. Исследование механизма смазочного действия при толстолистовой прокатке. Днепродзержинский индустриальный институт.-Днепродзержинск, 1993г.,с.10-.-Деп. в УкрНИИНТИ 06.10.93г. N1934 -Ук93.

8. Подберезный Н.П., Максименко О.П., Яровой Э. Ф. К исследованию механизма смазочного действия в контакте опорного и рабочего валков. Днепродзержинский индустриальный институт.-Днепродзержинск, 1993г., с.8 -ил,- Деп. в УкрНИИНТИ 04.10.93г. N1925 - Ук93.

АННОТАЦИЯ

Podberyozny N.P. Research of the lubricating capacity of utilised media development and introduction ecologically pure system for roll's lubricate when rolling plate.

Thesis for a Candidate degree (Engineering) on speciality 05.16.05. -Plastic Metal of Working, State Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipropetrovsk, 1994.

6 scientific works and 2 positive decisions of Goscomizobreteniy are going to be defenced to present the author's certificate, which contain theoretical researches of lubricating action mechanism on plate rolling; taking into account the influence of weight of dispersial particles scales on friction, wear and power energy parameters. It is proved that the dependence of friction coefficient from the percent contians of scale in lubrication-has a minimum.The industrial introduction of new system of rolls lubrication and new technological lubrication on plate mill 1200 were put into operation, that gave the possibility to reduce the power energy parameters by 7...10%, decrease rolls wear in 1,3...1,5 and to develop new technology of plate rolling during the reduction number of runs.

Key words: dispersial particles, lubrication, scale, friction, roll's wear resistance, rolling parameters.

Подберезный Н.П. Исследование смазочной способности

утилизированных сред, разработка и внедрение экологически чистой системы смазки валков при толстолистовой прокатке.

Подберезный Н.П. Исследование смазочной способносп

утилизированных сред, разработка и внедрение экологически чисто! системы смазки валков при толстолистовой прокатке.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технически наук по специальности 05.16.05. "Обработка металло давлением",Государственной металлургической академии Украинь Днепропетровск, 1994 .

Защищается 6 научных работ и два положительных решени Госкомизобретений на выдачу авторских свидетельств, которые содержа ' теоретические исследования механизма смазочного действия пр толстолистовой прокатке, с учетом влияния взвешенных, дисперсных части окалины на трение, износ и энергосиловые параметры. Установлено, чт зависимость коэффициента трения от процентного содержания окалины смазке имеет минимум. Осуществлено промышленное внедрение ново системы смазки валков и новой технологической смазки на толстолистово стане "1200", что позволило снизить энергосиловые параметры I 7...10%,уменьшить износ валков в 1,3...1,5 раза и разработать нову технологию прокатки листа за сокращенное число проходов.

Ключевые слова:

дисперсные частицы, смазка, окалина, трение, износостойкое-валков, параметры прокатки.

Ротопринт ДМК им Дзержинского. Заказ № 502. Бесплатно. 322602 г.Днепродзержинск. Ул.Кирова 1Ь-б. ДМК им.Дзержинского. Тираж 100 экз.