ПРОМИСЛОВІ ВИПРОБУВАННЯ ПРОКАТНИХ ЕМУЛЬСОЛІВ В УМОВАХ ПАТ «ЗАПОРІЖСТАЛЬ» ДЛЯ ВИБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОДУКТУ ТА ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРИЙОМІВ РОБОТИ З ПРОКАТНОЮ ЕМУЛЬСІЄЮ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-3-17Ключові слова:
емульсол, дослідно-промислові випробування, забрудненість прокату, час роботи емульсії, концентрація емульсії, рівень механічних домішокАнотація
У статті представлено результати дослідно-промислових випробувань 22 марок прокатних емульсолів на металургійному комбінаті ПАТ «ЗАПОРІЖСТАЛЬ». Основна мета роботи – визначити оптимальні параметри використання прокатних емульсій при холодному прокатуванні низьковуглецевих сталей, зокрема зниження забрудненості поверхні штаби, покращення чистоти поверхні після кожного технологічного переділу та мінімізація дефектів, що виникають під час відпалу й дресирування. У роботі детально описується розроблена методика проведення промислових випробувань емульсолів, включно з етапами добору проб концентрату, очищення обладнання, а також аналізом змін концентрації емульсії та вмісту механічних домішок. Особлива увага приділяється впливу емульсолів на зношування валків, стабільність навантажень на двигуни та якість готового прокату. У процесі дослідження розроблено та затверджено технологічні вимоги до прокатних емульсолів, які стали основою для взаємодії з виробниками мастильних матеріалів. Важливим аспектом роботи є вивчення схильності емульсій до утворення коксових залишків після відпалу та розробка рекомендацій щодо зменшення кількості механічних домішок у прокатних емульсіях. Отримані результати дали змогу покращити процес виробництва холоднокатаного прокату, підвищити його якість та знизити собівартість завдяки оптимізації роботи з емульсіями. Стаття також містить накопичені дані щодо забрудненості прокату й пропозиції щодо подальшого вдосконалення технологічних процесів на основі проведених випробувань.
Посилання
Kukhar V., Malii Kh., Spichak O. Influence of emulsols type on energy-power consumption and surface contamination at DC01 steel cold rolling on the continuous four-stand mill. Problems of Tribology. 2022. Vol. 27, No. 4/106-2022. P. 19–26. DOI: https://doi.org/10.31891/2079-1372-2022-106-4-19-26
Kukhar V., Korenko M., St’opin V., Karmazina I., Elchaninov A., Hurkovska S., Prysiazhnyi A., Zubrytskyi V. Operation Modes of Electric Motors of Reversing Cold Rolling Mill 1680 while Rolling with Emulsions. 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). Kremenchuk, Ukraine: Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, September 23–25, 2019. P. 46–49. DOI: https://doi.org/10.1109/MEES.2019.8896465.
Kukhar V., Spichak O., Karmazina I., Malii K., Gribkov E., Dobronosov Y. Synthesis Analysis of Energy Intensity Dependence for Tandem Mills Thin-Plate Rolling on Various Grade Emulsols Rheological Properties. 2023 IEEE 5th International Conference on Modern Electrical and Energy System (MEES). Kremenchuk, Ukraine, 2023. P. 1–4. DOI: https://doi.org/10.1109/MEES61502.2023.10402500
Antonicelli M., Liuzzo U., Palumbo G. Evaluation of the Effect of a Natural-Based Emulsion on the Cold Rolling Process. Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2023. Vol. 7, Issue 4. P. 121. DOI: https://doi.org/10.3390/jmmp7040121.
Shirizly A., Lenard J. G. Emulsions Versus Neat Oils in the Cold Rolling of Carbon Steel Strips. Journal of Tribology. 2000. Vol. 122, Issue 3. P. 550-556. DOI: https://doi.org/10.1115/1.555400
Wang J., Wan S., Yi G., Yu X., Shan Y. Microstructural Evolution of Emulsion-Lubricated Cold-Rolled Steel Interface. ACS Applied Engineering Materials. 2024. Vol. 2, Issue 8. P. 2201–2218. DOI: https://doi.org/10.1021/acsaenm.4c00374
Tieu A., Kosasih P. Experimental and numerical study of O/W emulsion lubricated strip rolling in mixed film regime. Tribology Letters. 2007. Vol. 25. P. 23–32. https://doi.org/10.1007/s11249-006-9131-7
Cheremisinoff N. P. Handbook of Chemical Processing Equipment. Butterworth-Heinemann, 2000. 576 p.
Smeulders B., Zhu B., Song Z., Zhang D., Melsen J., Schellingerhout P. Friction and surface microstructure in steel cold rolling investigated in pilot mill trials. Iron & Steel Technology. 2018. Vol. 15, No. 2. P. 60–68.
Taheri R. Cold rolling lubrication efficacy and anti-coalescence stability of composite TiO2-SiO2 nanoparticle-stabilised soybean oil-in-water emulsions: a thesis submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy from the University of Wollongong: March 2021. Wollongong. 214 p.
Krimpelstätter K., Bergmann M., Pröll C. Primetals’ lubrication expertise boosts new innovation in hot and cold rolling. 10 th International Rolling Conference and 7 th European Rolling Conference, Graz, Austria, June 6-9, 2016. P. 35–39.
Krimpelstätter K., Flaxa A. Minimum Quantity Roll-Gap Lubrication System ― Field of Large Potential to Reduce Your OPEX. The Iron and Steel Technology Conference and Exposition: AISTech 2013 Proceedings, Pittsburgh, 5–9 May, 2013. P. 1655–1662.
Radu T., Ciocan A. Behavior of Cold Rolling Emulsions in the Obtaining Process of Steel Strips. The Annals of “Dunarea de Jos” University of Galati. Fascicle IX. Metallurgy and Materials Science. 2014. № 1. P. 57–63.
Василев Я. Д., Замогильний Р. О., Самокиш Д. М. Інженерна методика визначення антифрикційної ефективності емульсолів для холодної прокатки по їх фізико-хімічним властивостям. Теорія і практика металургії. 2018. № 6. С. 15–21.
Mekicha M. A. Wear particles formation in cold rolling. PhD Thesis – University of Twente. Enschede: University of Twente, 2021. 143 p.
Sun J. L., Zhang B. T., Dong C. Effects of ferrous powders on tribological performances of emulsion for cold rolling strips. Wear. 2017. Vol. 376–377, Part A. P. 869–875. https://doi.org/10.1016/j.wear.2016.12.012
Dick K., Lenard J. G. The effect of roll roughness and lubricant viscosity on the loads on the mill during cold rolling of steel strips. Journal of Materials Processing Technology. 2005. Vol. 168, Issue 1. P. 16–24. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.09.091
Jin Sh., Li X., Gao H., Wang P., Zhang D. Analysis and Prospects of Lubrication and Friction Characteristics in Cold Strip Rolling: A Review. Steel Research International. 2024. https://doi.org/10.1002/srin.202400258.
