液氮低温冷却条件下的冷轧润滑机理研究

工艺冷却和润滑是冷轧技术的核心之一，在轧制过程中起着十分重要的作用，针对传统乳化液冷却和润滑存在的问题和不足，本研究提出一种利用液氮来代替乳化液进行冷却和润滑的技术方案，这不但可以发展和完善现有的轧制润滑理论，而且有望解决传统冷轧过程中存在的乳化液污染、循环系统维护困难以及带材表面质量难以控制等问题，同时可能实现高强度级别带钢的高速轧制生产。因此，本研究具有重要的理论和实践的创新特色。为实现这个新设想，解决液氮低温冷却给轧制润滑带来的理论和技术问题，本研究拟采用数值模拟和试验研究相结合的方法，探讨液氮冷却与润滑的基本规律，建立新的冷轧工艺理论模型和相应的冷却润滑机理，开发冷轧带钢和轧辊温度场有限元分析软件，给出液氮冷却和润滑系统的设计依据和适宜的冷轧生产工艺模式，建立新的冷轧润滑评价方法，进而建立低温液氮冷却与润滑的系统理论，推动我国带钢冷轧技术朝着绿色环保的方向发展。

本研究针对传统乳化液冷却和润滑存在的问题和不足，提出一种利用液氮来代替乳化液进行冷却和润滑的技术方案，为实现这个新设想，本研究针对液氮冷却给冷轧润滑及其系统设计所带来的新的理论和技术问题进行了大量的理论和实验研究工作，采用数值模拟和实验研究相结合的方法，给出了液氮冷却与润滑的基本规律，弄清了液氮在冷轧润滑中的作用机制，为液氮的控制与合理利用提供了科学依据。开发了冷轧带钢和轧辊温度场有限元分析软件，给出了液氮冷却和润滑系统的设计依据和适宜的冷轧生产工艺模式，可用于指导设计新型的液氮冷却润滑系统，而且为新一代轧制冷却和润滑技术的开发提供了新的思路。这项研究不仅填补我国液氮冷轧润滑研究的空白，而且在世界上也处于领先，不但发展和完善了现有的轧制润滑理论，而且有望解决传统冷轧过程中存在的乳化液污染、循环系统维护困难以及带材表面质量难以控制等问题，同时还可以大大提高冷轧带钢的产量，提高轧辊的使用寿命，降低轧制消耗，实现高强度级别带钢的高速轧制生产。因此，本研究具有重要的理论和实践的创新特色。