油氣潤(rùn)滑技術(shù)在日照鋼鐵2#連鑄拉矯機(jī)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(guó)內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的一臺(tái)方坯連鑄生產(chǎn)線。產(chǎn)品最大斷面為160 mm×160 mm，拉矯機(jī)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(gè)傳動(dòng)輥一個(gè)過渡輥 (前機(jī)架上下一對(duì)傳動(dòng)輥，兩機(jī)架中間過渡輥，后機(jī)架上輥傳動(dòng))，位于弧形段下方，完成對(duì)弧形段冷卻后連鑄坯的矯直任務(wù)。由于拉矯機(jī)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(dòng)部分的潤(rùn)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(jī)作業(yè)率。

1 2#連鑄機(jī)拉矯機(jī)改造前的潤(rùn)滑方式

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

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

首先，由于潤(rùn)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(shí)潤(rùn)滑脂在軸承座內(nèi)的大量填充，使軸承工作時(shí)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(rùn)滑脂停留在軸承座內(nèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，且軸承座內(nèi)溫度較高，易使?jié)櫥趸?，氧化的?rùn)滑脂不能及時(shí)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(huì)加劇輥?zhàn)雍洼S承內(nèi)、外圈的磨損。且堵塞潤(rùn)滑管道造成后續(xù)潤(rùn)滑油無(wú)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(rùn)滑劑隨水流失的同時(shí)，潤(rùn)滑劑中水的含量會(huì)增加，這會(huì)導(dǎo)致貧油潤(rùn)滑，使輥?zhàn)拥炔考a(chǎn)生銹蝕。同時(shí)，水中雜質(zhì)顆粒也會(huì)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(huì)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(fèi)用大大增加，并對(duì)環(huán)境造成了污染。

2 2#連鑄拉矯機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)改造

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

2.1 油氣潤(rùn)滑的工作原理

油氣潤(rùn)滑的工作原理如圖2所示，利用壓縮空氣 (我廠使用氮?dú)?在管道內(nèi)的流動(dòng)，帶動(dòng)潤(rùn)滑油沿管道內(nèi)壁不斷流動(dòng)，把油氣混合體輸送到潤(rùn)滑點(diǎn)。氣體以恒定的壓力連續(xù)不斷地供給，而潤(rùn)滑油則是根據(jù)各個(gè)不同摩擦點(diǎn)的消耗量定量供給。使用油泵作為輸油的動(dòng)力源，采用步進(jìn)式給油器分別對(duì)各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)供給所需的油量;油和氣在進(jìn)入潤(rùn)滑點(diǎn)前先進(jìn)入油氣混合器。在油氣混合器里，流動(dòng)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(dòng)，在流動(dòng)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(shí)間和每次的供油量都可以根據(jù)實(shí)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(jī)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的具體改造方案如圖3所示。該系統(tǒng)主要對(duì)矯輥軸承、過渡輥軸承、拉輥軸承進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。系統(tǒng)將油泵提供的潤(rùn)滑油和氮?dú)庠谟蜌饣旌掀鲀?nèi)混合后送入油氣分配器，最后按設(shè)定量送入各潤(rùn)滑點(diǎn)。

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

圖3 1流拉矯機(jī)油氣潤(rùn)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(shí)，備用泵能及時(shí)啟用，保證了潤(rùn)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?dú)?，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(rùn)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(rùn)滑系統(tǒng)與拉矯機(jī)連鎖工作，即油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)沒有投入運(yùn)行時(shí)，拉矯機(jī)不能進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn);拉矯機(jī)沒有停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)不能停止工作。

(5)系統(tǒng)各部分的供油量采用計(jì)算機(jī)來(lái)控制，并可根據(jù)不同部位所需潤(rùn)滑介質(zhì)量的多少進(jìn)行調(diào)整。六流生產(chǎn)線既可手動(dòng)操作，又可自動(dòng)操作;整條生產(chǎn)線還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)和手動(dòng)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(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)行。

3 改造后的使用效果

拉矯機(jī)采用油氣潤(rùn)滑后，克服了油脂潤(rùn)滑的缺點(diǎn)，滿足了拉矯機(jī)潤(rùn)滑的需要。

(1)軸承的冷卻效果好。油氣潤(rùn)滑時(shí)，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(qiáng)迫對(duì)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(zhǎng)了軸承的使用壽命。

(2)軸承的密封效果好。油氣潤(rùn)滑時(shí)，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(rùn)滑適用于高拉速和低拉速情祝。由于潤(rùn)滑油是直接噴向潤(rùn)滑點(diǎn)，有利于潤(rùn)滑油膜的形成，滿足潤(rùn)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(fèi)用下降。

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

(6)由于使用了極壓齒輪油，因此不會(huì)發(fā)生像潤(rùn)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(rùn)滑使每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)都得到充分的潤(rùn)滑。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)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(rùn)滑比油脂潤(rùn)滑效果要好，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。油氣潤(rùn)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(jī)械設(shè)備操作、維修及常見故障處理與自動(dòng)化控制實(shí)用手冊(cè) ［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

［2］姜喜華.油氣潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用 ［J］.合成潤(rùn)滑材料，2002(2).

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