長城軋輥軸承潤滑脂在高速線材軋機軸承上的應用
2023-07-26
作者：王立裕 盧少華 潘正華
摘 要：本文介紹了長城軋輥軸承潤滑脂在湖南某鋼鐵企業棒材廠高速線材軋機軸承上的應用情況。潤滑脂監測及軋機軸承拆檢結果表明，該產品的使用性能可滿足軋機軸承高溫、重負荷和大量噴淋水的工況要求，可以延長換脂周期，減少檢修次數，保證軋機生產線設備的長時間平穩運行。
受到過去幾年鋼材市場價格低迷的影響，各大鋼鐵企業和鋼材貿易商去庫存比較徹底，造成了整個鋼鐵產銷鏈條上的實際存貨量非常少，而“一帶一路”政策促使的新一輪大型基礎設施建設和改造，造成了鋼材的短期需求集中，拉升了鋼材價格的大幅上漲。鋼價的持續上揚，使得鋼鐵企業紛紛開足馬力，進行滿負荷生產。為了保障生產線設備的長時間平穩運行，減少設備檢修和不正常停工造成的經濟損失，軋輥軸承潤滑脂的正確選用已成為鋼鐵企業的重要關注點。本文介紹了長城軋輥軸承潤滑脂在湖南某鋼鐵企業高速線材軋機軸承上的應用效果。
1 高速線材軋機的工況及用脂現狀
高速線材生產線一般為單線布置，即一套粗軋、中軋機組配備一 套精軋生產線，呈平立交替分布。其中，粗軋1號軋機負責鋼坯的咬合對位，受到的沖擊負荷，軋制力也；在鋼坯的傳送過程中，軋機轉速越來越快，成品線材的軋制速度高達120m/s。高速線材生產線粗軋、中軋機組具有如下工況特點：
①高溫：鋼坯的出爐溫度為1000℃以上，在軋制過程中，其輻射熱及傳導熱可使軋輥軸承座溫度達到100℃以上[1] 。
②重負荷：軋機軸承要承受很大的軋制力及沖擊負荷，軋制力可分解為軸向力和徑向力，軸向力由竄輥引起，徑向力為軋制鋼坯時承受的徑向負荷。
③水淋：鋼坯在軋制過程中， 需要大量噴淋水對軋輥進行冷卻，噴淋水極易進入軸承內，使潤滑脂發生乳化，從而造成潤滑失效和軸承腐蝕。
④多塵：生產現場的灰塵密度大，雜質顆粒進入到軋機軸承潤滑部位，污染潤滑脂，加劇磨損。
⑤轉速快：線材軋機軸承的轉速高于棒材軋機，潤滑脂受到的離心力大，黏附性能差的潤滑脂容易被甩出。
⑥長周期運行：線材生產線長期24h運行，軋機過鋼量大，軋輥軸承容易出現疲勞現象。
高速線材軋機軸承高溫、重負荷、大量噴淋水、長周期運行的工況特點，要求潤滑脂必須具備耐高溫、耐重負荷、抗水淋、長使用壽命等性能。目前國內很多鋼鐵企業高速線材軋機軸承的用脂仍以二硫化鉬鋰基潤滑脂、極壓鋰基潤滑脂為主，難以滿足軋機技術不斷發展的潤滑需求，尤其對于過鋼量大、 密封效果稍差、水淋量大的軋機生產線，使用時經常存在潤滑失效、 軸承燒結或保持架斷裂的情況。長城軋輥軸承潤滑脂是針對軋機軸承的工況特點開發的高性能潤滑脂，相比二硫化鉬鋰基潤滑脂、極壓鋰基潤滑脂具有更優良的性能。不同類型軋輥軸承潤滑脂的性能對比見表1。
由表1可以看出，長城軋輥軸承潤滑脂的滴點、燒結負荷PD遠高于二硫化鉬鋰基潤滑脂和極壓鋰基潤滑脂，說明其耐高溫、極壓抗磨損性能優異，同時該脂還兼具良好的抗水淋性能，可以使軋機軸承保持良好的潤滑狀態，保障設備平穩運行。
2 長城軋輥軸承潤滑脂在高速線材軋機軸承上的應用
2.1 應用生產線概況
湖南某鋼鐵企業棒線廠高速線材生產線年產6.0×105t螺紋鋼，粗、中軋機組共有14架軋機，其中粗軋6架，中軋8架，呈平立交替布置， 軋機軸承使用西北軸承股份有限公司生產的FC5678220系列軸承，設備主要參數見表2。
2.2 應用效果分析
2.2.1 耐高溫性能
在正常生產條件下，即使鋼坯輻射溫度較高、軋制負荷較大，只要軸承潤滑到位，軋機軸承溫度基本維持在40~60℃。隨著長城軋輥軸承潤滑脂的持續使用，該生產線軸承溫度呈現整體下降的趨勢，較原來的軸承溫度下降約5℃，說明長城軋輥軸承潤滑脂具有良好的抗高溫性能，降溫效果明顯。
2.2.2 泵送性
高速線材生產線為了提高設備潤滑的可靠性和安全性，延長軋輥軸承的使用壽命，減少操作人員頻繁加脂及減輕勞動強度，節省油脂使用量，并有效防止雜質混入，一般會配備一個移動式的自動加脂泵，給軋機軸承提供在線加脂，加脂周期一般為3~7d。由于加脂管線較細，潤滑脂必須具備良好的泵送性才能保證加脂過程按時定量，避免軋機軸承缺油，造成潤滑不良的現象發生。根據現場操作人員反饋，使用長城軋輥軸承潤滑脂經移動式加脂泵給軋機軸承進行加脂，觀察發現加脂泵工作壓力正常，每個軸承的加脂時間達到15min左右即有新脂從軸承密封處溢出，說明長城軋輥軸承潤滑脂的泵送性能完全滿足軋機軸承在線加脂的要求，可有效確保軋輥軸承保持潤滑狀態。
2.2.3 抗水性
在線材的軋制過程中，噴淋水主要起到冷卻軋輥和軋件的作用， 隨著大量冷卻水的不斷沖刷，水分進入軋機軸承的機率較大。除了軸承座密封圈的密封作用，潤滑脂優異的抗水淋性能同樣不可缺少，即潤滑脂在受到冷卻水沖刷的條件下，仍能保持良好的分水性能，不發生乳化現象，可以更有效地保護軸承。
該生產線原使用的某品牌潤滑脂抗水性較差，經常會出現油品乳化的現象，不利于軸承進水后的潤滑保護。切換成長城軋輥軸承潤滑脂使用后，觀察發現，從軸承密封處溢出的潤滑脂外觀良好，未發生乳化現象，說明長城軋輥軸承潤滑脂抗水性好，在受到大量噴淋水沖刷的條件下，潤滑脂和水能夠迅速分離，有利于在大量噴淋水工況下軸承的潤滑保護。
2.3 軋機軸承拆檢
在軋制過程中，軋機軸承要承受較大的軋制力和負荷，通過對下線的軋機軸承進行拆檢，觀察軸承的損傷程度，以及潤滑脂的性能變化、油膜厚度等，可以了解潤滑脂對軋機軸承的整體保護能力，并從側面反映出潤滑脂的極壓抗磨性能。為了更好地評價潤滑脂的使用性能，通過與生產線設備管理人員溝通交流，制定了軋機軸承下線評價標準，見表3。使用長城軋輥軸承潤滑脂的軋機軸承拆檢外觀見圖1。
由圖1可以看出，長城軋輥軸承潤滑脂在使用后，軋輥軸承滾柱內、軸頸表面潤滑脂分散均勻且黏度較大，漏失量小，軸承表面光亮，仍有足夠的油膜厚度，符合軋機軸 承下線評價標準的要求。這表明長城軋輥軸承潤滑脂具有良好的極壓抗磨性能，對軋機軸承有較好的潤滑保護效果。
2.4 經濟效益分析
由于長城軋輥軸承潤滑脂黏附性好，遇高溫和噴淋水不容易流失，故在線加脂周期由3~5d調整為5~7d。經測算，該生產線原用某品牌潤滑脂每月消耗量為0.01670kg/ 噸鋼，而使用長城軋輥軸承潤滑脂每月的消耗量為0.01304kg/噸鋼，潤滑脂消耗量減少了將近22%。此外，由于潤滑不良造成的軸承燒結和損壞，以及生產線不正常停機的現象大大減少，既有效節省了備件的費用，又保障了設備的長期平穩運行。
3 結論
①長城軋輥軸承潤滑脂在耐高溫、泵送性、抗水淋、極壓抗磨損等方面表現出了優良的性能，可有效滿足高速線材軋機的潤滑需求。
②長城軋輥軸承潤滑脂在軋機運行過程中能提供良好的潤滑保護，可以有效延長軋機軸承的使用壽命，減少軸承燒結與損壞，保證生產線長時間平穩運行。
③使用長城軋輥軸承潤滑脂可以減少潤滑脂消耗量，節省潤滑成本，并改善現場環境污染。
【參考文獻】
[1]朱廷彬. 潤滑脂技術大全[M]. 北 京:中國石化出版社，2005:512-532.
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