張晉薇
（中冶天工（gōng）上海十三冶建設有限公司）

　　摘　要（yào）：鋼廠的各種設備的滾動軸承、滑動軸承、齒輪、螺栓和密封多采（cǎi）用潤滑脂潤滑。本文首先介紹了鋼廠設備軸承潤滑材料和（hé）鋼廠設備用潤滑脂（zhī），繼而分析了連續鑄（zhù）造設備軸承和（hé）軋機輥頸部軸承。
　　關鍵詞：鋼廠；設備；軸承；潤滑（huá）
　　鋼廠設備的潤滑改進可以獲得巨大的經濟效益：減少停機時間，提高生產率；減少磨損，降低備件的更換（huàn）量；延長設備的壽命：減少摩（mó）擦（cā），節約能耗；減少（shǎo）潤滑劑的消耗量等。
　　維修費用中潤滑磨損方麵的費用巨大，它是很吸（xī）引人的潛在節約（yuē）項目，因（yīn）此，實施和（hé）改進鋼廠的潤滑工作對經濟效益有重大意義。采用脲基脂是改進潤滑的一項重大措施。日本在80年代已廣泛將脲基脂用於鋼廠、汽車輪軸（zhóu）承（chéng）、恒（héng）速萬向節和長（zhǎng）壽命密封軸承等領域。
　　1　鋼廠設備軸承潤滑材料研究
　　鋼（gāng）廠的各種設備的軸承具有尺寸（cùn）大（dà），用脂量多（duō），使用條件苛刻（極壓、高溫（wēn）、冷卻（què）水及雜質侵蝕）等（děng）特點，因（yīn）此對潤（rùn）滑脂的性能有特（tè）殊的（de）要求（qiú）。傳統上采（cǎi）用的脂主要（yào）是金屬皂基脂，如鋰基脂、複合鋁基脂等。近年，因脲基脂在鋼廠的廣泛應用而促使人們對其進行更加深入的研究。
　　1.1 脲基（jī）脂潤滑（huá）機理研究
　　在長期使用脲基脂的軸承滾動麵上觀察到褐色乃至黑色的染色現象。使用脲基脂（zhī）的軸承滾動麵的磨損程度顯著小於使用皂基脂的軸承滾動麵的磨損程度。這些特有現象為研究其潤（rùn）滑機理提供了依據。
　　用脲基脂潤滑（huá）的U軸承的滾動麵有明顯的染色，光學（xué）顯微鏡下呈青色和白色，磨損程度相（xiàng）當小。複合鋁基脂潤滑的S軸承的滾動麵發生磨損，直到磨成鏡麵。兩個（gè）軸承的滾動麵的硬度都比新軸承亨顯著增加，而非滾動（dòng）麵的硬度都隻稍有增（zēng）加，稱為“加工硬化”現象。脲基脂的（de）染色現象特別是在軸（zhóu）承負荷（hé）圈部位表現顯著，在非負荷（hé）圈部位幾乎沒有。此現象與優良的（de）抗（kàng）磨損性能之間有某種相關性。
　　1.2 脲基（jī）脂的各種（zhǒng）性能
　　脲基脂由於稠化劑分子中不含使基礎油氧化的催化劑金屬元素，分子中含有芳香環和（hé）粒（lì）子間的特殊鍵合力等，因此在高溫等苛刻條件下具有各種優良的性能。
　　1.2.1 脲稠化劑的結構
　　脲稠化劑粒（lì）子是由氫健維持（chí）的晶體，皂（zào）稠化劑晶體是（shì）由範德華力維（wéi）持的，因（yīn）此脲稠化劑晶體比皂稠化劑晶體更穩定。由較強的氫鍵維持脲稠化（huà）劑結構比由較弱的範德華力維持皂稠化劑結構（gòu）具有（yǒu）較好（hǎo）的耐熱性和剪切安定性。
　　1.2.2 潤滑性
　　傳（chuán）統皂基脂在鋼廠軸承中使用時，軸承表麵被磨損（sǔn），嚴重時還（hái）要更換軸承（chéng）。而使用脲基脂顯著地減少軸承滾動（dòng）接觸負載麵的磨損。由脲（niào）基脂潤滑機理的分析可知，使（shǐ）用脲基脂的軸（zhóu）承滾動接觸麵形成氧化鐵（tiě）層和脲化合物覆蓋層，從而有效地減少了軸承表麵的摩擦和磨損。因此，脲基脂在滾動潤滑條件（EHL）下具（jù）有極好的潤滑性能。
　　1.2.3 抗輻射
　　潤滑劑的抗輻射能力主要取決於基礎油和所用稠化劑類型（xíng）。金屬皂稠化劑在輻射作用下可形成加速基礎油氧化的（de）催化劑，而脲稠化劑（jì）沒有這種影響。鋰基脂和膨潤土脂（zhī）經照射後分離成液相和固相，而脲基脂仍保持原狀態（tài），說明脲基脂的抗輻射（shè）性（xìng）能良好。
　　1.2.4 優良的心熱性和長的（de）使用壽命
　　脲基脂同皂基脂相比，150℃以下的耐熱性更好（hǎo），使用壽命更長。脲基脂在150℃以上長期加熱，開始發生脫水反應（yīng）生成（chéng）碳化二亞（yà）胺，進一步發生分解和聚合。因此脲基脂通常用於150℃以下的長期潤滑，在更高的溫度下通常用於短期潤滑。但也有合成油脲基脂在250℃下具有較長（zhǎng）軸承壽命和實例，例如（rú）7017—1脂（合成油脲基脂）在250℃、204軸承、6000r/min、負荷23N下，軸承壽命（mìng）大於500h，因此可以用於-60~+250℃長（zhǎng）期潤（rùn）滑。
　　1.2.5 防鏽性能
　　脲基脂的防鏽性能可通（tōng）過在脂中添加防（fáng）鏽劑來改進。軸承使用壽命試驗結果表明，精選（xuǎn）的防鏽劑對脂無不（bú）利影響。
　　2　鋼廠設備用潤（rùn）滑脂
　　2.1 鋼廠設備軸承的潤滑
　　鋼廠的（de）各（gè）種設備（bèi）的滾動軸承、滑動軸（zhóu）承、齒輪、螺栓和（hé）密封等部位常用（yòng）潤滑脂潤滑（huá）。這（zhè）些設備處於粉塵、冷卻（què）水、高溫、氧化鱗皮、腐（fǔ）蝕性環境氣、震動等惡劣條件下24h運（yùn）轉。
　　在鋼廠設備中廣泛采用鋰基脂、複合鋁基脂和脲基脂，但在100℃以（yǐ）上的高溫部位通常使用耐熱性好（hǎo）的（de）脲基脂和複合鋁（lǚ）基脂。集中給脂潤滑（huá）時采用0~1號稠度的潤滑脂（zhī）。
　　工作環境溫度高於100℃配（pèi）設備，如燒結機、板坯診鑄設備、冷軋鋼板連續退火爐、無縫鋼管冷卻（què）台、回火爐等，國外一般使用二硫化鉬脂、複合鋁基脂（zhī）、脲基脂三種。近年來，逐漸轉向以脲基脂為主，如在板坯連鑄過程中（zhōng），設備軸承受到表麵溫度高達（dá）800℃以上的鋼帶（dài）輻（fú）射熱、傳導熱、氧化鱗皮和塵埃侵入（rù）的影（yǐng）響，並承受相當高的負荷，即使在冷卻水的（de）冷卻（què）下，軸承溫度也高達110℃，潤滑條件非常惡劣，在這種情況下使用脲（niào）基脂具有（yǒu）明（míng）顯的優點。密封軸承在使用中不需換脂和（hé）補加脂，是潤滑脂壽命與軸承壽命同步的“終身潤滑軸承”，這正是長壽命脲基脂重要的應用領域。
　　2.2 高（gāo）性能脲基脂
　　日（rì）本鋼鐵公司在日本鋼廠進行了試驗與使用。通過實驗室模擬性能評（píng）價試驗，特別是（shì）使用試驗證明，脲基脂具有良好的穩定性、抗熱性、密封性和潤滑性，能避免低質潤滑和脂變質及泄漏，從而減少軸承故障和軸承更（gèng）換量，延長潤滑脂更換時間，很好地（dì）解決了使用（yòng）傳統脂（zhī）存在的問題。有實例表明，鋼廠中使用脲基脂（zhī）同以前使（shǐ）用鋰基脂相（xiàng）比，軸承磨損量減少50%，可延長軸承壽命兩倍，脂軟化流出少，使脂的用（yòng）量減少（shǎo）30%。因此日本鋼鐵（tiě）公司（sī）認為，脲基（jī）脂是鋼廠（chǎng）軸承潤滑的Z佳選（xuǎn）擇。
　　3　連續鑄造設備軸承
　　板坯連續（xù）鑄造過（guò）程（chéng）是將轉爐中吹煉的鋼水經鋼水（shuǐ）包注入（rù）中間包後再澆（jiāo）注入水冷鑄模中。表麵快速凝（níng）固，將外層（céng）凝固的鋼帶慢慢地向下拉，按支掌輥、導輥、夾送（sòng）輥、台輥的順序，以極低（dī）的速度移動。在此期間（jiān）需噴高壓冷卻水。在台（tái）輥上鋼帶的中心部位凝固，切成規定的尺（chǐ）寸即為板坯（pī）。
　　上述連續鑄造設備（bèi）各輥的頸部使用內徑為（wéi）60~150mm的（de）自動調心滾動軸承共300~400個。導輥（gǔn）部位由於鋼的自重作用瓜受相當高的（de）負荷。即使在水冷卻的條件下，軸承溫度也高達110℃左右。支撐輥、導（dǎo）輥、夾送輥頸部軸承采（cǎi）用集中給脂的方式，采用脂有礦（kuàng）油鋰基脂、礦油（yóu）複合鋁基脂、礦油脲基脂（zhī）。
　　為了防止氧化鱗皮和塵埃的侵入，提高軸承的耐久性，使設備達（dá）到清潔和不維修而采用密封軸承。對溫度超過150℃的（de）軸承采用聚（jù）苯醚脲基（jī）脂。用合成油為基礎油的潤滑脂作鋼廠設備軸承的潤滑（huá）的例子還比較少。
　　4　軋機輥頸部軸承
　　軋機有初軋（zhá）、原板軋、熱軋和冷軋機等。這（zhè）些設備（bèi）是以連續鑄造的鋼坯為原料，通過兩個軋（zhá）輥來進行軋（zhá）製的。軋機是由工作輥與支撐輥構成的四級軋輥機（jī），采用適（shì）於支撐輥的兩端高壓延負荷的油膜軸承和（hé）滾動（dòng）軸承。油膜軸承是由軸反白（bái）合（hé）金製造的軸瓦和套管構（gòu）成的（de）。隨著輥的轉動，在軸瓦（wǎ）和套管之間吸入潤滑油形成油膜支撐負荷。受到重負荷的支撐輥等部（bù）位采用這（zhè）種軸承。油（yóu）膜軸（zhóu）承用的（de）潤滑油（yóu）是粘度（dù）為300~700mm²/s（40℃）的（de）高粘度礦物油（yóu），由循環供油係統向軸承供油。
　　軋機工作輥和支撐輥上的滾動軸承是四排圓錐滾動軸承和四排圓筒滾動軸承。該（gāi）軸承在軋製過（guò）程中（zhōng）用集中給脂裝置定期給脂，或是每拆換輥時補加新脂。
　　在非密封型軸承中、軋製（zhì）時侵入冷卻水、氧化鱗皮、塵埃，在軸承軋道上出現壓痕，冷卻水使脂流出並使軋道麵生鏽。壓痕和鏽蝕是軋道麵疲（pí）勞剝離和軸承（chéng）壽（shòu）命縮短的原（yuán）因。因此（cǐ）正在換成密封四列圓錐軸承和四列圓（yuán）筒滾動軸承。在（zài）四列圓錐滾動軸承的內輪兩端安（ān）裝油密封，軸（zhóu）承也（yě）進行密封。在軸承內部封入適量的密封軸承脂。軸承罩上設有溢水孔，即使冷卻水通過密封罩侵入內部，在（zài）到達軸承之前就可以（yǐ）排出（chū）。軸承產身的油密封，密封罩（zhào）和（hé）溢水孔共同起作用，防止冷卻水和氧化鱗皮的侵入。
　　5　結語
　　鋼廠設備要求提（tí）高（gāo）可靠性（xìng）和生產效（xiào）率，降低成本和保護（hù）環境，為滿足這一要求進行了軸承改進和潤滑脂開發。一（yī）般鋼廠（chǎng）設（shè）備用軸承約（yuē）有4萬個，由潤滑原因（yīn）引起的損壞約占50%，更換數即使占百分之幾，數量也相當大。因此，鋼廠設備軸承的潤滑可以獲得巨大的經濟效益，必須要引起高度重視。
　　參考（kǎo）文獻
　　[1]程琳.合成潤滑材料,1994,(2):51~32
　　[2]李輝.合（hé）成潤滑材料,1994,(3):32~34