油氣潤滑技術(shù)在日照鋼鐵2#連鑄拉矯機上的應(yīng)用

宋 磊，陳 輝，胡愛新，梁亞剛

(日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276806)

0 前言

日照鋼鐵第一煉鋼廠2#連鑄生產(chǎn)線是由國內(nèi)獨立設(shè)計和制造的一臺方坯連鑄生產(chǎn)線。產(chǎn)品最大斷面為160 mm×160 mm，拉矯機的拉坯速度為0.5～5 m/min(變頻調(diào)速)。該生產(chǎn)線由6流連鑄線組成，流與流的間距為1.2 m，每流連鑄線上，設(shè)置三個傳動輥一個過渡輥 (前機架上下一對傳動輥，兩機架中間過渡輥，后機架上輥傳動)，位于弧形段下方，完成對弧形段冷卻后連鑄坯的矯直任務(wù)。由于拉矯機軸承工作環(huán)境溫度高，以及受冷卻水和雜質(zhì)等影響，軸承的使用壽命降低。因此，改善軸承及傳動部分的潤滑狀況，以提高軸承使用壽命，降低設(shè)備事故率，提高連鑄機作業(yè)率。

1 2#連鑄機拉矯機改造前的潤滑方式

2#連鑄拉矯機結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。原設(shè)計采用油脂潤滑方式。但是經(jīng)過一年多的生產(chǎn)，該潤滑方式存在許多一些不足。

圖1 2#連鑄機結(jié)構(gòu)布置簡圖Fig.1 Structural arrangement of No.2 continuous caster

首先，由于潤滑脂停留在軸承座內(nèi)，導(dǎo)致由外界引起軸承發(fā)熱的熱量不能被帶走;同時潤滑脂在軸承座內(nèi)的大量填充，使軸承工作時攪油損失加大，進(jìn)一步導(dǎo)致軸承溫升，軸承工作溫度提高，大大降低了其使用壽命。

其次，由于潤滑脂停留在軸承座內(nèi)的時間較長，且軸承座內(nèi)溫度較高，易使?jié)櫥趸趸臐櫥荒芗皶r排出軸承座，在軸承座內(nèi)結(jié)為顆粒塊，顆粒塊的硬度較高，會加劇輥子和軸承內(nèi)、外圈的磨損。且堵塞潤滑管道造成后續(xù)潤滑油無法進(jìn)入軸承座，易引起軸承失效。

第三，由于密封不好，冷卻水進(jìn)入軸承座內(nèi)，潤滑劑隨水流失的同時，潤滑劑中水的含量會增加，這會導(dǎo)致貧油潤滑，使輥子等部件產(chǎn)生銹蝕。同時，水中雜質(zhì)顆粒也會隨水一同進(jìn)入軸承座內(nèi)，引起軸承的磨損。

第四，冷卻水系統(tǒng)會被從軸承座溢出的干油污染，且使用過的干油又難以回收處理，使水處理費用大大增加，并對環(huán)境造成了污染。

2 2#連鑄拉矯機潤滑系統(tǒng)改造

根據(jù)現(xiàn)場實際情況和使用要求，經(jīng)過大量的試驗和探索，日照鋼鐵有限公司第一煉鋼廠決定對2#連鑄拉矯機的潤滑系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用油氣潤滑方式。

2.1 油氣潤滑的工作原理

油氣潤滑的工作原理如圖2所示，利用壓縮空氣 (我廠使用氮氣)在管道內(nèi)的流動，帶動潤滑油沿管道內(nèi)壁不斷流動，把油氣混合體輸送到潤滑點。氣體以恒定的壓力連續(xù)不斷地供給，而潤滑油則是根據(jù)各個不同摩擦點的消耗量定量供給。使用油泵作為輸油的動力源，采用步進(jìn)式給油器分別對各個潤滑點供給所需的油量;油和氣在進(jìn)入潤滑點前先進(jìn)入油氣混合器。在油氣混合器里，流動的氣體把油吹成油滴，附著在管壁上形成油膜。油膜隨著氣流方向沿管壁流動，在流動過程中油膜層的厚度逐漸減薄，并不凝聚而間斷地供油。它的間隔時間和每次的供油量都可以根據(jù)實際消耗的需要量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 改造方案

連鑄拉矯機油氣潤滑系統(tǒng)的具體改造方案如圖3所示。該系統(tǒng)主要對矯輥軸承、過渡輥軸承、拉輥軸承進(jìn)行潤滑和冷卻。系統(tǒng)將油泵提供的潤滑油和氮氣在油氣混合器內(nèi)混合后送入油氣分配器，最后按設(shè)定量送入各潤滑點。

圖2 油氣潤滑的工作原理圖Fig.2 Working principle of air-oil lubrication

圖3 1流拉矯機油氣潤滑配管原理圖Fig.3 Principle of configuration and management of air-oil lubrication for withdrawal-straightening unit

(1)采用一備一用雙泵供油。當(dāng)工作泵出現(xiàn)故障時，備用泵能及時啟用，保證了潤滑系統(tǒng)的連續(xù)正常工作，不影響連鑄生產(chǎn)。

(2)供氣部分采用氮氣，排除了氣體中的水分和雜質(zhì)，有較高的壓力，以保證氣源的質(zhì)量與壓力。

(3)油氣潤滑站首次填充值700 L。為保證系統(tǒng)中油品的粘度并不受外界因素影響，夏季用N460工業(yè)齒輪油;冬季用N320工業(yè)齒輪油。

(4)該油氣潤滑系統(tǒng)與拉矯機連鎖工作，即油氣潤滑系統(tǒng)沒有投入運行時，拉矯機不能進(jìn)行運轉(zhuǎn);拉矯機沒有停止運轉(zhuǎn)時，油氣潤滑系統(tǒng)不能停止工作。

(5)系統(tǒng)各部分的供油量采用計算機來控制，并可根據(jù)不同部位所需潤滑介質(zhì)量的多少進(jìn)行調(diào)整。六流生產(chǎn)線既可手動操作，又可自動操作;整條生產(chǎn)線還可實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動和手動操作。根據(jù)連鑄生產(chǎn)工藝的要求，每流連鑄生產(chǎn)線還可實現(xiàn)單獨運行。

3 改造后的使用效果

拉矯機采用油氣潤滑后，克服了油脂潤滑的缺點，滿足了拉矯機潤滑的需要。

(1)軸承的冷卻效果好。油氣潤滑時，大量常溫空氣連續(xù)不斷地流過軸承內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾珠間所形成的空間，起到強迫對流冷卻的作用，帶走了軸承內(nèi)部的熱量，直接冷卻了軸承的內(nèi)環(huán)和外環(huán)、滾珠，使軸承工作環(huán)境溫度降低，延長了軸承的使用壽命。

(2)軸承的密封效果好。油氣潤滑時，空氣在軸承座內(nèi)形成正壓，阻止水和雜質(zhì)進(jìn)入軸承座內(nèi)，減少了軸承的磨損。

(3)油氣潤滑適用于高拉速和低拉速情祝。由于潤滑油是直接噴向潤滑點，有利于潤滑油膜的形成，滿足潤滑需要。

(4)有利于環(huán)境保護(hù)，冷卻水系統(tǒng)不受污染，水處理費用下降。

(5)由于采用了PLC可編程序控制，能根據(jù)受潤滑設(shè)備各潤滑點的實際狀況對油氣潤滑系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如供油間隔時間，確保各潤滑點能處于最佳潤滑狀況。

(6)由于使用了極壓齒輪油，因此不會發(fā)生像潤滑脂一樣的在高溫下老化的現(xiàn)象而導(dǎo)致供油管道堵塞，油氣潤滑使每個潤滑點都得到充分的潤滑。

4 結(jié)束語

實踐證明，在環(huán)境溫度高、雜質(zhì)和水分較多的情況下使用油氣潤滑比油脂潤滑效果要好，能夠為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。油氣潤滑技術(shù)也可以在連鑄扇形段夾送輥軸承、輸送輥軸承及冷床輪子軸承等設(shè)備上推廣應(yīng)用。

［1］董振堂.連鑄機械設(shè)備操作、維修及常見故障處理與自動化控制實用手冊 ［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

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［3］侯鳳嶺，陳亮.萊鋼板坯連鑄機油氣潤滑系統(tǒng)的應(yīng)用問題及改進(jìn)［J］.潤滑與密封，2002(3).