乳化液對軋制的影響

范振磊

【摘 ?要】冷軋是在金屬再結晶溫度以下進行的軋制，軋制過程中，金屬的晶粒被破碎不能產生再結晶回復，導致金屬產生加工硬化，從而導致金屬的變形抗力增大，軋制力升高，金屬的塑形降低，容易產生脆斷。生產中可以通過采用工藝潤滑的的方式來減少金屬的變形抗力，同時可以降低能耗，提高軋輥的壽命，改善帶鋼及鋼板厚度的均勻性和表面狀態，可使軋機生產厚度更能小的產品。

【關鍵詞】乳化液;軋制

一、乳化液

1.1 成分

乳化液是一種高性能的半合成金屬加工液，其主要化學成分包括：水、基礎油（礦物油、植物油、合成酯或它們的混合物）、表面活性劑、防銹添加劑（環烷酸鋅、石油磺酸鈉（亦是乳化劑）、石油磺酸鋇、苯并三唑，山梨糖醇單油酸酯、硬脂酸鋁）、極壓添加劑（含硫、磷、氯等元素的極性化合物）、摩擦改進劑（減摩劑或油性添加劑）、抗氧化劑。

1.2 特點

乳化液把油的潤滑性和防銹性與水的較好的冷卻性結合起來，同時具備較好的潤滑冷卻性，因而對于有大量熱生成的高速低負荷的金屬切削加工十分有效。與油基切削液相比，乳化液的優點在于較大的散熱性，較好的清洗性，以及用水稀釋使用而帶來的經濟性，此外，也有利于操作現場的衛生和安全。實際上除加工難度特別大的材料外，乳化液幾乎可以用于所有的輕、中等負荷的切削加工及大部分重負荷加工，乳化液還可用于除螺紋磨削、槽溝磨削等復雜磨削外的所有磨削加工。乳化液的缺點是細菌、霉菌容易繁殖，使乳化液中的有效成分產生化學分解而發臭、變質，所以一般都應加入毒性小的有機殺菌劑。

1.3 維護

1.3.1 P.H值

新配制的乳化液具有較高的PH值。在使用過程中，乳化液的PH值會由于吸入空氣中的二氧化碳而降低。控制PH值的目的是為了平衡系統中的細菌滋生。乳化液中含有的脂肪油和不飽和脂肪酸很容易被微生物侵蝕。乳化液中經常遇到的微生物有細菌、霉菌和藻類三類，這三類微生物對乳化液的穩定性有不利影響。許多乳化液都含有殺菌劑，但其添加量都受到油溶解度的限制。當配制成乳化液時，殺菌劑的濃度進一步降低，因而降低了它的殺菌作用。乳化液受到微生物的侵蝕后，乳化液中的不飽和脂肪酸等化合物被微生物所分解，破壞了乳化液的平衡，產生析油、析皂，乳化液的酸值增大，引起乳化液腐敗變質。另外如乳化液呈酸性還會對軋制設備和管道起腐蝕作用。所以，應將系統的PH值控制在8.0左右。

PH值的檢測可用PH試紙或用便攜式電子PH計。當發現系統中PH值低于7.0時，可在系統中補充濃縮油或加入乳化液生產廠商提供的添加劑。但要注意添加量必須適當，否則會由此破壞系統中的微生物平衡。

1.3.2 濃度

濃度是維持乳化液潤滑效果的重要參數，因此測定是日常監測中的一項重要內容。測定乳化液濃度有兩種方法：折射儀法和分離法。折射儀法適用于現場檢測，但誤差較大。分離法是將100ml乳化液加入裝有10克Al2（SO4）3·18H2O的燒瓶中，用H2SO4或HCl酸化、破乳后，水浴一定時間或用離心分離機使油水分離，測量油和水的體積比，以此確定乳化液的濃度。分離法具有準確可靠的優點，但必須在實驗室進行。因此，應將折射儀法和分離法結合起來，以達到適當的濃度控制。

1.3.3 雜油控制，

軋制設備中液壓油泄漏，其他潤滑用稀油或油脂等雜油進入乳化液系統會影響使用效果，而降低其使用壽命。因此加強設備檢修、巡檢，防止雜油進入系統十分重要。如發現有大量雜油漂浮在乳化液液面，應及時采用人工清理或用離心分離機將雜油分離出來。

1.3.4 鐵粉

軋制生產中，由于機械設備的磨損以及軋輥與帶鋼的摩擦可產生大量的鐵粉，乳化液系統的過濾器應能將這些影響產品表面質量的鐵粉濾去。為了檢查系統的清潔度以及評價過濾器和撇渣器等設備的效果，應定期測定系統的鐵粉含量。

最簡單的測定方法是將一定量的乳化液用無灰濾紙過濾后將濾紙放入坩堝中，然后置于馬弗爐中加熱至800℃30分鐘，稱量余下的粉末重量，即為鐵粉含量。當然也可用某些儀器測定鐵粉的含量。

1.3.5 氯離子含量

系統中的氯離子主要由酸洗帶鋼表面殘余的酸根離子積累而成，其含量呈逐漸上升趨勢。一般認為氯離子含量偏高會對設備和帶鋼有腐蝕作用，所以應經常檢查氯離子的含量，將其控制在100ppm之下。

二、乳化液對軋制的影響

2.1 濃度對軋制的影響

乳化液濃度的穩定性，會影響其在軋機輥縫中的潤滑性能。乳化液濃度過低，起不到潤滑作用，這時在軋輥的輥縫處就有鐵粉被磨出來。軋輥就磨損很快，這樣又使乳化液中鐵含量迅速增加，而且使帶鋼產生雜斑模紋。但是為了得到板面干凈的帶鋼，又需要乳化液中油濃度不能太高。乳化液中的油濃度的高低和軋機的運轉速度、軋制帶鋼的厚度規格有一定的關系。軋機的軋制速度越高，軋制的帶鋼越薄，油的濃度要求越高。乳化液濃度大幅度下降會造成乳化液的潤滑性下降，軋制力上升，表面質量、板型難以控制。乳化液濃度大幅度上升會造成軋制打滑，若油于外來雜油泄漏造成的濃度上升，會降低乳化液皂化值，軋制力上升，表面質量、板型難以控制。

2.2 P.H值對軋制的影響

乳化液在使用過程中，其堿度或酸度的變化與乳化液中發生的氧化反應有關。乳化液的PH的變化，與游離脂肪酸含量的變化也有關，PH的變化容易增強軋制油的水解，產生皂化和可能改變乳化液的效能。PH﹤5時，乳化液就不穩定，而且可能產生變質酸敗，PH﹥8時，乳化液的顆粒度就變小，引起冷軋時的潤滑困難，影響軋制速度。

2.3 電導率的影響

電導率是體現在乳化液中的全部無機鹽成分的大小。通過電導率的測量我們可以得知乳化液中各種離子的大小，多少及變化趨勢。當乳化液在使用過程中PH值突然下降，而電導率上升，這就可能時無機鹽進入了乳化液中（如酸洗清洗槽酸濃度過高，帶鋼上的殘留酸帶入軋機）這樣帶鋼就易生銹和受到侵蝕。當PH突然上升，電導率也突然上升，可能時含堿物質進入了乳化液。電導率太高，就說明溶液中鐵含量和灰分含量很高。

2.4 氯化物的影響

乳化液中氯化物對軋鋼工藝和帶鋼質量的影響是最大的。因為用含氯離子高的乳化液軋制的帶鋼在退火后可能呈現銹點。氯化物對電導率有很大的影響。氯含量上升時，電導率急劇上升。當帶鋼和鍍鋅板生產銹斑時，我們需考慮以下幾個方面的問題：酸洗漂洗槽中氯離子含量太高，配置乳化液的水氯離子含量超過標準，帶鋼在空氣中放置時間太長，空氣潮濕，所以要保證冷板的合格率，一定要控制乳化液中的氯含量。

2.5 鐵含量的影響

乳化液中的溶解鐵與乳化液中的游離脂肪酸起反應，由此反應生成的鐵皂不溶于水，但溶于有機物質中，在油箱中積累起來，影響了軋制乳化液的穩定性和潤滑效果。將鐵皂含量高的軋制油分離出來，可看出軋制油外觀改變，變得又黑有混濁。鐵含量太高是在油濃度太低時產生的，因潤滑作用不夠，軋輥帶鋼摩擦生成的鐵粉。在生產中，我們需盡量降低鐵粉含量，采取保證一定的濃度，使乳化液具有良好的潤滑性能，減小帶鋼和軋輥之間的摩擦力，減少鐵粉殘渣的生成。在乳化液循環系統中采用適當的過濾和吸附，以除去固體油泥和鐵粉殘渣。

結語：

乳化液的控制是個復雜的過程，從配置、使用及更換都會對軋制過程產生影響，為了保證正常生產，要加強對其濃度、PH值、電導率、氯化物、鐵粉含量、皂化值等方面的控制

參考文獻：

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