专利名称：热轧钢管芯轴的润滑剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于金属管轧机芯轴的润滑剂，特别是用于热轧钢管芯轴的润滑剂。
在现代钢管生产中，芯轴是必不可少的延伸工具，而芯轴与毛钢管之间的润滑是至关重要的。在管轧机组中，芯轴涂抹上理想的润滑剂，可以降低设备负荷，提高芯轴的使用寿命，同时有利于毛钢管获得良好的内部表面，并使毛钢管与芯轴之间容易松轴和脱轴。
目前，国内外热轧钢管机组使用的芯轴润滑剂主要有两类，一类是石墨型润滑剂，一类是二硫化钼润滑剂。
石墨型润滑剂以石墨为主要成分，例如欧洲专利EP357508公开的一种润滑材料，由细的石墨粉、不溶于水的合成树酯、天然沥青粉、添加占重量比1～5%的酸性高分子盐组成，盐的金属离子是Na、K、Ca、Mg、NH4，合成树酯重量百分比为15～40%，可以是聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚乙烯环氧树酯。当芯轴表面温度在100～400℃范围内时，石墨型润滑剂可以在芯轴表面形成润滑薄膜，生产中每轧一次，经脱轴后的芯轴必须在流动的冷水槽中冷却至100℃左右，再循环使用，因而芯轴的温度较低，能依靠自动喷涂装置使石墨籍粘合剂有效地附着于芯轴表面。但是，这种润滑剂不适用于500℃以上的高温热轧钢管的芯轴使用。例如，在顶管机上应用时，芯轴预热温度在500～550℃范围内，而轧制脱轴后温度还要高达600～700℃，此时涂石墨型润滑剂，因石墨传热快，加之芯轴表面有氧化铁，就难于涂上芯轴，润滑作用受影响;氧化铁皮落入润滑系统中，使循环泵迅速磨损而不能正常使用;停产期间，还须及时清除管路和泵中积聚的石墨，以免堵塞管道。石墨型润滑剂虽然无烟、无毒、无腐蚀作用，但轧管时因其溅落，会污染现场。
二硫化钼润滑剂是将二硫化钼与油脂混合在一起，使用时必须借助手动工具涂抹到芯轴上，因为它流动性差，难以操作，高温热轧时在芯棒上粘着性差，易氧化，油脂作为粘着剂容易冒烟、燃烧和飞溅，温度低时，虽然能够附着到芯轴上，但对顶管轧制极为不利，易造成轧卡。二硫化钼润滑剂可靠适用温度范围在-20℃～180℃，在200℃以上高温下使用，芯轴表面特别是头部磨损很厉害，是造成钢管沿长度方向壁厚不均匀的主要原因之一，因而使芯轴的有效利用次数降低。
本发明的目的是，克服上述现有芯轴润滑剂的不足之处，发明一种在高温环境中易于涂覆、润滑性能好、无腐蚀、无毒性、无污染的热轧钢管芯轴的润滑剂。
本发明的技术要点是，高温型润滑剂为三种磷酸盐以不同的组分与水的混合物，按其组分特征有4种形式。
1.润滑剂为含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号、含金属离子钠、钾、铵的聚磷酸盐-Ⅱ号、磷酸三钠(Na3PO4·12H2O)-Ⅲ号与水的混合物，其组分重量比范围为Ⅰ号∶Ⅱ号∶Ⅲ号∶水＝(0.14～0.22)∶(0.05～0.19)∶(0.03～0.06)∶1。
2.润滑剂为含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号、含金属离子钠、钾、铵的聚磷酸盐-Ⅱ号与水的混合物，其组分重量比范围为Ⅰ号∶Ⅱ号∶水＝(0.14～0.25)∶(0.05～0.25)∶1。
3.润滑剂为含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号、磷酸三钠-Ⅲ号与水的混合物，其组分重量比范围为Ⅰ号∶Ⅲ号∶水＝(0.14～0.67)∶(0.01～0.05)∶1。
4.含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号与水的混合物用作热轧钢管芯轴的润滑剂，其组分重量比范围为Ⅰ号∶水＝(0.14～0.82)∶1。
上述三种磷酸盐中，Ⅰ号的优选材料为六偏及其以上的偏磷酸钠(NaPO3)n≥6、六偏及其以上的偏磷酸钾(KPO3)n≥6、偏磷酸铵(NH4PO3);Ⅱ号的优选材料为焦磷酸钠Na4P2O7、焦磷酸钾K4P2O7、三聚及其以上的聚磷酸钠Nan+2PnO3n+1(n≥3)、三聚及其以上的聚磷酸钾Kn+2PnO3n+1(n≥3)、聚磷酸铵(NH4)n+2PnO3n+1。由于钠盐来源广、产量高、价格低，在生产实践中多以含金属离子钠的偏磷酸盐、聚磷酸盐作润滑剂原料。
本发明3种磷酸盐以不同的组分与水混合构成的润滑剂，在前述4种组成形式及其组分范围内，均具有如下的效果流动性好，不沉淀，易于涂布于100～800℃高温的芯轴表面，可实现涂覆自动操作，不会与芯轴发生化学反应，在芯轴表面形成一层薄膜，满足润滑要求，防止金属粘连，当温度在800℃以上时，表现出活化性能，符合顶管要求，不易轧卡，当润滑剂处于熔化状态时，形成半液态的摩擦条件，且薄膜破裂的情况下，能很快的再次覆盖一层液相润滑膜，从而降低芯轴和毛钢管之间的摩擦系数，最终减少了金属对轧辊的总压力。
本发明润滑剂效果测试一，如表1、表2和
图1所示，表1、表2分别为轧制φ102×4mm钢管时，涂二硫化钼润滑剂和本发明润滑剂的顶管机电机1D、2D电流平均值测试表，图1为分别涂二硫化钼润滑剂和本发明润滑剂，由电流自动记录仪记录的顶管机电机1D的电流波形图，从表1、表2和图1可以看出，在相同条件下，涂本发明润滑剂，顶管机电机能耗降低15～20%。
本发明润滑剂效果测试二，如表3所示，表3为使用二硫化钼润滑剂和本发明润滑剂，在相同轧管机及相同条件下，毛钢管长度比较。从表3结果可以看出，使用本发明润滑剂，毛钢管延伸增加率为3.1%。
本发明润滑剂效果测试三，如图2所示，图2为分别使用石墨润滑剂，二硫化钼润滑剂和本发明润滑剂，以同样轧制频率(每分钟2.5根)同样数量的芯轴(每组14根)轧管，轧管温度相同，半小时内测定三次芯轴脱轴后的温度变化。从图2可以看出，使用本发明润滑剂的芯轴轧管后温度最低，说明本发明润滑剂绝热性能好，传热慢，润滑性能好，当来料毛钢管温度稍低时(如1020℃)，顶管不会轧卡，减轻工人劳动强度，延长顶管机使用寿命。
本发明润滑剂不仅能降低设备负荷，延缓高温轧管芯轴的磨损，而且无毒、无腐蚀、无难闻气味、无污染，可广泛应用于顶管机组和连轧管机组、皮尔格扎管机组以及其它热加工机组的润滑。
本发明非限定实施例在前述4种组成形式及其组分重量比范围内，任意选取一种组成及其一组组分重量比范围内的磷酸盐和水，用机械搅拌装置搅拌均匀后，即成本发明润滑剂。
本发明4种组成形式及其组分重量比优选实施例1.六偏磷酸钠(六偏磷酸钾、六偏磷酸铵)∶焦磷酸钠(焦磷酸钾)或者三聚磷酸钠(三聚磷酸钾、聚磷酸铵)∶磷酸三钠∶水＝0.18∶0.10∶0.04∶1或者
＝0.22∶0.14∶0.03∶1或者＝0.14∶0.19∶0.03∶12.六偏磷酸钠(六偏磷酸钾、六偏磷酸铵)∶焦磷酸钠(焦磷酸钾)或者三聚磷酸钠(三聚磷酸钾、聚磷酸铵)∶水＝0.18∶0.06∶1或者＝0.25∶0.05∶13.六偏磷酸钠(六偏磷酸钾、六偏磷酸铵)∶磷酸三钠∶水＝0.18∶0.05∶1或者＝0.54∶0.02∶14.六偏磷酸钠(六偏磷酸钾、六偏磷酸铵)∶水＝0.22∶1或者＝0.43∶1
I＝ 1/10 [Σ(IID1+I2D1)]＝4633A
I＝ 1/10 [Σ(I1D1+I2D1)]＝3832A
△l＝11.60-11.25＝0.35m 延伸增加率＝ 0.35/11.25 ×100%＝3.1%其中图1使用不同润滑剂时电机1D电流图Ⅰ涂二硫化钼，温度1091℃Ⅱ涂本发明混合物，温度1083℃图2使用不同润滑剂轧管后芯轴温度变化图1.石墨，2.二硫化钼，3.本发明混合物
权利要求
1.一种热轧钢管芯轴的润滑剂，其特征是含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号、含金属离子钠、钾、铵的聚磷酸盐-Ⅱ号、磷酸三纳-Ⅲ号与水的混合物，其组分重量比范围为Ⅰ号∶Ⅱ号∶Ⅲ号∶水=(0.14～0.22)∶(0.05～0.19)∶(0.03～0.06)∶1。
2.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征是Ⅰ号的优选材料为六偏及其以上的偏磷酸钠、六偏及其以上的偏磷酸钾、偏磷酸铵，Ⅱ号的优选材料为焦磷酸钠、焦磷酸钾、三聚及其以上的聚磷酸钠、三聚及其以上的聚磷酸钾、聚磷酸铵。
3.一种热轧钢管芯轴的润滑剂，其特征是含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号、含金属离子钠、钾、铵的聚酸盐-Ⅱ号与水的混合物，其组分重量比范围为Ⅰ号∶Ⅱ号∶水＝(0.14～0.25)∶(0.05∶0.25)∶1。
4.根据权利要求3所述的润滑剂，其特征是Ⅰ号的优选材料为六偏及其以上的偏磷酸钠、六偏及其以上的偏磷酸钾、偏磷酸铵，Ⅱ号的优选材料为焦磷酸钠、焦磷酸钾、三聚及其以上的聚磷酸钠、三聚及其以上的聚磷酸钾、聚磷酸铵。
5.一种热轧钢管芯轴的润滑剂，其特征是含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号、磷酸三钠-Ⅲ号与水的混合物，其组分重量比范围为Ⅰ号∶Ⅲ号∶水＝(0.14～0.67)∶(0.01～0.05)∶1。
6.根据权利要求5所述的润滑剂，其特征是Ⅰ号的优选材料为六偏及其以上的偏磷酸钠、六偏及其以上的偏磷酸钾、偏磷酸铵。
7.含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-Ⅰ号与水的混合物用作热轧钢管芯轴的润滑剂，共组分重量比范围为Ⅰ号∶水＝(0.14～0.82)∶1。
8.根据权利要求7所述的润滑剂，其特征是Ⅰ号的优选材料为六偏及其以上的偏磷酸钠、六偏及其以上的偏磷酸钾、偏磷酸铵。
全文摘要
一种在高温环境中适用于热轧钢管芯轴的润滑剂，由含金属离子钠、钾、铵的偏磷酸盐-I号、含金属离子钠、钾、铵的聚磷酸盐-II号、磷酸三钠-III号与水混合组成，具有4种组成形式1.I号、II号、III号磷酸盐材料与水组成，2.I号、II号磷酸盐材料与水组成，3.I号、III号磷酸盐材料与水组成，4.I号磷酸盐材料与水的混合物用作热轧钢管芯轴的润滑剂。无毒、无腐蚀、无污染，润滑效果好。
文档编号C10M103/06GK1077215SQ9210782
公开日1993年10月13日 申请日期1992年11月20日 优先权日1992年11月20日
发明者殷伟勤 申请人:宝钢集团常州钢铁厂