徐言東（dōng）1 蘇儉華2 毛金剛2 袁平2
（1：北京科技大學高效軋製國家工程研究中心，北京 100083；2：太重煤機有限公司技術中心，山西太原 030032）
摘 要：對軋鋼生產液壓潤滑係（xì）統的（de）節能降耗（hào）技術進行了描述，分析了各（gè）類技術的優缺（quē）點，提（tí）出了“解決軋鋼Z後一道工序的液壓潤滑節能降耗，需因地製宜采用不同的技（jì）術”這一觀點，使用戶以較少的投資（zī）獲得Z佳的節能效果。
關鍵（jiàn）詞（cí）：軋（zhá）鋼生產；液壓潤（rùn）滑；節能降耗
1 前言
潤滑係統對設備運行尤為重要，主要有稀油潤滑、幹油潤滑、油氣潤滑、自潤（rùn）滑四種方式。熱、冷（lěng）軋工藝潤滑主要是為減少軋輥磨損，降低軋製壓力和改善產品表麵質量。國內軋鋼生（shēng）產線的液壓（yā）與潤滑係統的節能改造（zào）雖然取得了顯著成績，但與國外發達國家的先進水平（píng）相比，在各方麵還存在著（zhe）較大差距，需（xū）掌握新的（de）節能降耗技術，盡（jìn）快因地製宜推廣應用。
2 液壓係統
2．1技術描述
根據現場工藝要求，首先需選用合理地液壓係統原理圖，對不同壓力要求的液壓缸，盡量采用不同的泵提供不同壓力的液壓介質，高、低壓泵進行並聯，這樣可以降低能源係統（tǒng）的造價、減少維護成本，避免“大馬拉（lā）小車”，減少電力浪費。盡量選用國內（nèi）外先進的液壓元件、電控部件、節能電動機。液壓係統製造（zào）、裝配時嚴格按照有關規定進行，嚴把質量關，現場施工時，嚴（yán）格按圖紙要求，管路采（cǎi）用氬弧焊焊接，管（guǎn）路焊接（jiē）完畢（bì），進行壓力試驗，試驗壓力：15～20MPa。管路在線進行循環脫脂、酸洗、中（zhōng）和（hé）、鈍化處理，管（guǎn）路清洗清潔度等級：19/16（YBJ207－85）。管路盡量選用不鏽（xiù）鋼管，可以減少管路清洗（xǐ）的（de）工作量，提（tí）高液壓係統的使（shǐ）用壽命。所有工（gōng）作均應符合YBJ207－85《冶金機械設備安裝（zhuāng）工程施工及驗（yàn）收規範液壓、氣動和潤滑係統》的有（yǒu）關規定。
在液壓係統上采用（yòng）油液汙染度在線監測及（jí）自（zì）維護係統，可隨時監測液壓油在使用過程中品質，及時準（zhǔn）確地通過顯（xiǎn）示器顯示汙染等級及相應的原因，當汙染度達（dá）到相應的（de）級別時，報警裝置也（yě）會進行（háng）分級報警，並通過（guò）PLC自（zì）動開啟油液過濾清洗（xǐ）裝置，以確保設備在使用中液壓油性能及品質的良好性。采用在線監測及自維護係統，可減少不必要的抽樣檢測，減少液壓（yā）油（yóu）的（de）人工維護，改（gǎi）善液壓係統的運行環境，減少液壓元件的磨損，同時保證設備運行。
2．2應用實例
1）冷床是棒材（cái）車間不可缺少的設備，而上料機構是冷床的關鍵（jiàn）部位，其裙板升降是通過液壓係統驅動的，把從輸入輥道運送的（de）成品棒材導入且卸到冷（lěng）床床體上麵（miàn），以完成後續（xù）工藝（yì）過程。裙板由多個（13～15個左右）液壓缸驅動，全部裙板用液壓缸固（gù）定在一根通軸上（shàng），這些裙板用液壓缸同（tóng）步動作是冷床控製（zhì）的關鍵（jiàn）技術之一。否則會造成某些裙板缸杆被拉斷，或（huò）棒材竄（cuàn）出冷床、裙板的大軸被扭曲（qǔ）變形等事故，造（zào）成（chéng）停產或（huò）人員傷亡，處理事（shì）故耗時長，經濟損（sǔn）失大，這是曆（lì）來的企業（yè）難題。現在新的冷床裙板液壓缸同步控製閥台，改（gǎi）變了一個液壓缸由一個（gè）閥台控製，通（tōng）過節（jiē）流（liú）閥調節流量，不（bú）容易保（bǎo）持（chí）同步的設計理念。多（duō）個裙板液壓缸由一個閥（fá）台供油，該閥台能夠精確地調節出（chū）工藝要求的輸出總流量，並且能夠精確地分配給每個液壓缸，使每（měi）個液（yè）壓缸在同一時間得到相同的流量，既能計量液壓缸速（sù）度，又能達到多個裙（qún）板液壓缸同步。該閥台設計了比例閥和兩級同步馬達（dá）控製方案，由比例閥設定總流量，用同步馬達把總流量自動等量地分配給多（duō）個裙（qún）板（bǎn）液壓缸，從而達到使他們同步動作的效果。這就可以很好地解決多（duō）個裙板液壓缸同步的技術難題，可以用在新設計（jì）的相似項目（液壓推鋼機（jī）、高（gāo）線集卷裝置升降、翻轉機構）也可（kě）以用於老設備改造。
2）加熱爐是軋鋼生產線的關鍵設備之一，主要有推（tuī）鋼式、步進（jìn）梁、環形三種方式，其配置的推鋼機、出鋼機（jī）、步進梁等裝（zhuāng）置，都離不開液壓係統的驅動。液壓推（tuī）鋼機液壓係統需要采用比例閥與同步（bù）馬達相結合係統，保證多個液壓缸的同步推鋼和退回。步進（jìn）梁加熱（rè）爐的液壓係統驅（qū）動加熱爐步（bù）進梁和上料台架，需要配套步進梁、推鋼機、提升下料、上（shàng）料冷坯台架、原料稱共五個閥台，其中步進梁（liáng）閥台采用比例方向閥控製步（bù）進梁升（shēng）降和平移，係統清潔度要求（qiú）滿足NAS7級，為其中Z為重要的閥台，需（xū）要實現鋼坯上升、前進、下降、後退的循（xún）環（huán）動作，來完（wán）成鋼坯的加熱和輸送。調試時需按點動調試、單動調試和聯動調試三個步驟進行，按照速度變化和執行（háng）機構位移的關係、了解執行機構速度變化特點；弄明白比例閥流（liú）量曲線，輸入不同的（de）電壓指（zhǐ）令對應的流（liú）量，需要注意的是前後壓差不同時，輸入（rù）同樣的電壓比例閥通過的流量是不同的。掌握調試方法（fǎ），講究調試順序，由部分到整體逐項進行，抓住每一環（huán）節，確保係（xì）統穩定運行，可以縮短調試時（shí）間，保證加熱（rè）爐（lú）盡快投入運（yùn）行，當然也要重視係（xì）統平時的維護和保養。
3 潤滑（huá）係統
3．1技術描述
根據現場工藝要（yào）求，首先需選用（yòng）合（hé）理地潤滑（huá）係統原理圖，盡量避免選用集中潤滑係統，根據設備分布、場地情況（kuàng），設置區域潤滑站，這樣可以降低能源係統的造價、減少維護成本，縮短（duǎn）管路長度、提高回油、冷（lěng）卻（què）及加熱效率，避免“大馬（mǎ）拉小車”，減少電力浪費。
1）稀油潤滑裝置的公稱壓（yā）力一般小於0．6MPa，公稱流（liú）量6～2000L/min。過濾（lǜ）精度在5～120μm之間。其作用是為主機的傳（chuán）動副提供可靠的潤滑（huá），必須具（jù）有供油、過（guò）濾、加熱、冷卻等基本的功能。由於工況的不同，必須滿足一些特殊要（yào）求：如斷電延時供（gòng）油、高壓油膜、工藝潤滑等，因此，稀油潤滑裝置有四種不同型式：標準型、高低（dī）壓型、雙供油口型、工藝潤（rùn）滑（huá）型。對上述裝置的控製是（shì）通過自帶（dài）有電氣控製櫃來進（jìn）行的，係統中裝有各種控製（zhì）開關，通（tōng）過這些開關把壓力、溫度等信號送到電氣控製櫃，由電（diàn）氣控製櫃（guì）對稀油潤滑裝（zhuāng）置的（de）運行進行控製（zhì）。不同（tóng）型式的稀油潤滑裝置，根據運行要求和功能，控製櫃配有不同的控（kòng）製功能，係統盡量選用國內外先進的潤滑元件、電控部件、節能電（diàn）動機，潤滑係統製（zhì）造、裝配時嚴格按照有關規（guī）定進行，嚴把質量關。
2）現場設備安裝、潤滑管路施工時，管路（lù）需采用氬弧焊（hàn）焊接，管路焊（hàn）接（jiē）完畢，進行壓力試驗，試驗壓力：1．0MPa。管路在線進行循環脫（tuō）脂、酸洗、中和、鈍化處理，管路（lù）清洗清潔度等級：20/16（YBJ207－85）。管路盡量選用不鏽（xiù）鋼管，可以減少管路（lù）清洗的工作量，提高潤滑係統的使用壽命。所有工（gōng）作均應符（fú）合YBJ207－85。對潤（rùn）滑係統的服（fú）務對象：減速機、齒輪箱等設備，除安裝、調試時（shí）需嚴格按要（yào）求進行外，維護也（yě）需要下工夫（fū），才能夠減少事故發生，延長（zhǎng）設備壽命。一般的問題隻是添加潤滑油即可解決。
3）油氣管道中，由於壓縮空氣的作用，使潤滑油（yóu）沿著管道內壁螺旋形（xíng）地緩慢向前移動（dòng），並逐漸形成一層薄（báo）薄的連續油膜，經（jīng）油氣混合塊（kuài）混合而形成的油氣流通過油氣（qì）分配器的分配，Z後以一股極其精細的連續油滴流（liú）噴射到潤滑（huá）點。由於進入軸承內部的壓縮空氣的作用，即使潤滑部位得到了冷卻，又使潤滑部位保持著一（yī）定的正壓，外界的雜物和水不（bú）能侵入，起到（dào）了良好的密封作用。
4）氣動式油氣潤滑係統主（zhǔ）要由主站、兩級油氣分配器、PLC電氣控製裝置、中間連接管（guǎn）道和管道附件等組成。
5）在油氣管道中，油和氣的速度是大相徑（jìng）庭的（de），油的移動速（sù）度大約為每秒2～5cm，但這個數字也不是的，因為油的移動速度受諸多因素的影（yǐng）響，比如空氣速度、環境溫度和潤滑油的粘度等，但是它（tā）至少說明了一個問題，那就是與空氣速度相比，潤滑油在油氣管道中移動的速度非常緩慢（màn）。所以，油和氣不是融（róng）合在一起的，從油氣管道出來（lái）的油氣（qì）是分離的，這也是為什麽油氣潤滑不會汙染環境的原（yuán）因，也是和油霧潤滑的Z大區別所在。
6）從圖1中可以看出，當供油量增大到（dào）一定程度時，軸承溫度呈下降趨勢，而在這條溫度曲線的中部，軸（zhóu）承溫（wēn）度是Z高的，因為此時的供油量還沒有大到足以降低軸（zhóu）承溫度的程度，相反，多餘的液體摩（mó）擦會產生熱量。隨著供油量的增大，軸（zhóu）承摩擦也增大。但是，在這（zhè）兩（liǎng）條曲線的Z低點恰恰是供油量Z小的時候，這也是油氣潤滑的Z佳區域。由此可以看出（chū），油氣潤滑隻需要極其微小的油量就能達到降低軸承溫度和減少軸承摩擦的極（jí）佳效果。
7）特別在高溫、高速等特殊（shū）、惡劣工作環（huán）境（jìng）下的軋機、導衛裝置、活（huó）套裝置、鏈條傳動、風冷輥道等設備上油氣潤滑得到了應用，解決了以（yǐ）前（qián）燒軸承、特殊部件壽命短、劃傷工件等問題，降低了生產運行成本。其設備製造和裝配要求比普通（tōng）潤滑裝置要求更加（jiā）嚴格。必將有助於縮小我國與（yǔ）國外的差距、推動我國冶金設備和其他工業（yè）設備整（zhěng）體技術水平的提高（gāo）。
8）現有（yǒu）的技術中，高線、棒材粗中軋機的潤滑方式（shì）大都采用的（de）是幹油點潤滑或幹油集中潤滑。廣泛使用的潤滑脂是：極壓鋰基脂、二硫化鉬鋰基脂、極壓負荷鋰基脂、聚（jù）脲基脂、複合磺酸鈣基（jī）脂，基礎油則以礦物油為主，合成潤滑（huá）脂的使用量較小，但比例不斷增大。此兩種潤滑方式有很多不足存在：
（1）工人勞動強度大，加油周期長，操作困難，機修周期長，更換設備麻煩；
（2）在線加油困難且危險，必須停車加油，嚴（yán）重影響了產量；
（3）軸承及軸承端蓋處的密封（fēng）圈不能保證起到很好的密封（fēng）效果，從而影響潤滑（huá）效果，縮短設備壽命（mìng）；
（4）由於設備處於高溫、振動、粉塵等惡（è）劣（liè）環（huán）境中，易造成油嘴堵塞，人工用油槍注油時不能很好掌握油量的多（duō）少，使得對軸承局部溫度過高或者潤滑達不到Z佳效（xiào）果；
（5）現場工作環境惡劣，油汙嚴重，散失的大（dà）量（liàng）油脂（zhī）隨衝渣水進入（rù）水處理係統（tǒng），給冷卻水（shuǐ）的淨化（huà）、回收、再次循環使用造成了很大的（de）困難。潤滑脂的選型與設（shè）備工況（kuàng）息息相關（guān），隻有準確了解設備工況（kuàng），才（cái）能（néng）合理選脂。需要從潤滑脂基本指標、負荷、溫度、速度、環境（jìng）、加脂方式六方麵入手，才能保證設備運行狀（zhuàng）況良好。
3．2應用實（shí）例
1）2013年山（shān）西太重煤機公司承包唐山某（mǒu）特鋼廠高線（xiàn）項目，將所有粗中軋機的（de）軋機（jī）潤滑都采用了（le）油氣潤滑技術。該係統（tǒng）由主（zhǔ）站、油（yóu）氣分配器、中間連接管路、管道（dào）附（fù）件以及設（shè）備（bèi）端管（guǎn）路組成。考（kǎo）慮到軋鋼廠生產環境的特殊性（xìng），要（yào）求（qiú）該係統必須滿足高溫、重載、高速、極低速（sù）、氧化鐵皮等雜物、冷（lěng）卻水和腐蝕性氣體易（yì）侵入軸（zhóu）承和密封圈內等因素。
在該生產線投入運（yùn）行後，發現油氣潤滑係統與幹油潤滑相比，具有明顯的優勢，取得了成功：
（1）形成的氣液“兩相膜（mó）”，提高了承（chéng）載能力，起到了減磨作用，延長了設備的（de）壽命；
（2）實現了以均等（děng）的時間分配潤滑油的方式，可（kě）實現按需分配，連續輸送；壓縮空氣在軸承內部能保證正壓，確保良好的密封性；
（3）潤滑油基本實現零（líng）排（pái）放，利用率99%以上；
（4）管道布置簡單，較少了管道係統的安裝和維護費（fèi）用；
（5）大幅度降低了軋機的運行成本，減少了事故率，提高了生產率，縮短了投資回收期。
2）鏈條傳動是一種廣泛存在的機械傳動方式，許多公司（sī）忽（hū）略了鏈條潤滑的重要性。人為（wéi）縮短（duǎn）了鏈條的壽命，提高了更換整組鏈條的頻率，增加了維護成本。目前（qián）多數鏈條是由高粘度的潤滑油或潤滑脂黏附鏈條表麵。雖然可以對鏈齒和鏈表麵起到潤滑的（de）作用，但幾乎無法滲（shèn）透到鏈銷、軸襯和滾筒。
自從鏈條油氣潤滑技術在歐洲開始應用（yòng）起，統計數字表明有一個意外的收（shōu）獲———鏈條更換頻率大大降低。綜（zōng）合以上事實，可以確（què）定地說，對使用鏈條油氣潤滑是一舉兩得，不僅節約了維護費用，同時也降低了鏈條的損（sǔn）壞和更（gèng）換頻率，其所帶來的效益遠遠高（gāo）於采用傳統的塗抹油脂的潤滑方式，因此采用鏈條油氣潤滑裝置無（wú）疑是Z經濟的解決方案。
鏈條（tiáo）油氣潤滑裝置是一種消耗型的集中油（yóu）氣潤滑係統，在潤滑方式上，采（cǎi）用油氣混（hún）合成兩相流噴射方式，自動向鏈條（tiáo）提供油氣混合分配器噴射的微量精細潤滑油（1．8mm～40．6mm），由於潤滑劑的（de）給定量很小且專門噴射到鏈條上，潤滑油能更很好的滲透到（dào）鏈銷、軸襯和（hé）滾筒，是一（yī）種經濟、可靠的潤滑模式。潤滑劑（jì）的給定也通常是鏈條在（zài）運行中間歇性供給的，由氣動脈衝發生器（qì）控（kòng）製時間間隔來實（shí）現。
3）江蘇某鋼廠1700熱軋生產線，設計生產能力450t/年。有3座（zuò）全燃煤氣步進加熱爐，采用直接熱裝（zhuāng）技術，共（gòng）有140餘組輥（gǔn）道（dào）。加熱爐前Z高環境溫度700℃，實測軸承溫度Z高達200℃以（yǐ）上（shàng）。前期（qī）使用某進口潤滑脂，國產化（huà）後使用長城7029D高溫潤（rùn）滑脂，加脂周期3～5天，使用（yòng）效果不錯。
4）四川某鋼廠有2條棒材生產線，軋機均為國產，一棒材軋機（jī）生產速（sù）度為15．2m/s，月生產能力12萬t；二（èr）棒材軋機月生產（chǎn）能力14萬t；軋機軸承采用線下手工（gōng）加脂方式潤滑，選用了性能好的合成潤滑（huá）脂：7019－1極（jí）壓高溫潤滑脂。軸承使用壽命粗軋機2～3月，中軋機3～4月，精軋機1～1．5月，達到了公司要求軋（zhá）機軸承月故障不高於1次的規定。每噸成品棒材耗材費用僅為2元（軸承1．7元+潤滑脂0．3元），而相同產量的同類生產線，每噸成品棒材（cái）耗材費用高達5～6元（yuán），可見采用合成高性能潤滑脂的（de）綜合成（chéng）本（běn）更優。
4 熱與冷軋工藝潤滑
4．1技術描述
對許多軋機而言（yán），采用工（gōng）藝潤滑（huá）能降（jiàng）低軋製（zhì）壓力（lì）、轉（zhuǎn）矩和能耗（hào），特別是對板卷軋機尤為重要（yào）。軋板時（shí）往往（wǎng）因為軋（zhá）製力能參數而限製了允許壓下量，在薄板軋（zhá）機上采用潤滑可以減薄軋製帶鋼的厚度，以及減少軋輥磨損而改善產品表麵質量。鋼的熱軋（zhá）溫度一般在800℃～1250℃，在變形區軋（zhá）輥表麵的溫度可高達450℃～550℃，因此，需（xū）要用大量的水冷卻軋（zhá）輥，這就要求熱軋潤滑劑具備對軋輥表（biǎo）麵有牢（láo）固的附（fù）著能力（lì），不易被水衝掉，高溫下有良好的抗氧化（huà）及耐熱性，抗乳化性好，軋製後容易與冷卻水分離等性能（néng）。
熱軋工藝潤滑係統是通過將軋製油與水以一定比例混合後，直接噴射到軋輥表麵，使輥縫間的摩擦係數顯著降低，從而使軋（zhá）製力、力矩、彎輥力得到有（yǒu）效降低，同時提高帶鋼（gāng）產（chǎn）品表（biǎo）麵質量（liàng）、延長軋製長度、降低輥耗，實（shí）現提質量降成本增效率之（zhī）目的。因而近年來新投產或改造的板卷熱連軋機大多數都配置了該工藝潤滑係統。目前主要有五（wǔ）大類潤滑劑，分別是油和油基液（yè）體（tǐ）、乳化液和分散型液體、化學溶（róng）劑（jì）、固體潤滑劑（jì）以及其他類潤滑劑（有機醇、醚、磷化物（wù）、氯化物（wù）、硫化物等）。
4．2應用實例
1）遼寧一家公司生產的（de）高效（xiào）節能水溶性（非油）熱軋潤滑劑在熱軋型鋼生產中的應用效果較（jiào）好（hǎo），該潤滑介質由親（qīn）水性結構物質組成，以烷基聚醚為主（zhǔ）要（yào）原料輔以優異的鉬基納米離子極壓添加劑，在摩擦副上以沉積膜的形態存在，熱軋潤（rùn）滑效果好，且不會生成膠質物而產生油泥，廢液無毒。經過多（duō）次試驗，取（qǔ）得了良好效（xiào）果（guǒ）。
2）以山西太鋼不鏽鋼公（gōng）司等為代表的熱軋板卷連軋機（jī）生產線工藝潤滑係統從（cóng）機上設（shè）備布置來看，可（kě）以分為二種形式（shì），曾出現過生產類故障及（jí）異（yì）常和工藝潤滑係統設備類（lèi）故障，采（cǎi）取了保證切水效（xiào）果，選擇適當（dāng）噴嘴通徑、噴嘴的角度、集管內徑，合理選型（xíng）計（jì）量泵、控製好供油量及油水（shuǐ）混合比例，控製好工（gōng）藝潤滑油（yóu）量與（yǔ）時間的關係，保證供水水質的清潔度及硬度，定期進行在線蒸汽清潔，保證清潔時間，檢查清潔效果等措施（shī）解（jiě）決了問題。
3）山東某鋼鐵企業冷軋薄板1450六輥單機（jī）架可逆冷軋機組生產線（xiàn）自熱負荷試車以來，存（cún）在（zài）著帶鋼表麵反（fǎn）射率低、表麵殘留乳化液斑跡較多，軋輥經常爆輥，下工作輥燒傷裂紋較多，乳化液消（xiāo）耗較多（duō），油耗高，管路振動大、部件損耗多（duō）等問題，影響了生產線的正常運行，產品質量和成材率難以保證。經過組織力量進行了技術攻關，采（cǎi）取了針對電機（jī）長期超（chāo）載計（jì）算出泵的（de）合（hé）理出口壓力和選擇低（dī）額定轉速的電動機，采用3道（dào）吹掃來解決吹掃不徹底問（wèn）題，對乳化液（yè）係統噴射閥的改造消除（chú）了乳（rǔ）化液大循環、板式熱交換器損（sǔn）壞、管道易振動、雜油滲（shèn）入、閥門更換頻（pín）繁的問題，優化噴射（shè）控製程序（xù）減輕了閥門同時啟閉所引（yǐn）起的共振，添加（jiā）的軋（zhá）製油直接通過供液泵參與循環優（yōu）化濃度控製係統（tǒng）等措施，解決了乳化液係統工藝問題，保證了產品質量，降低了噸鋼成本，取得（dé）了明顯的技術經濟效益。
5 結論
近幾年我（wǒ）國一些企業（yè）所上項目（mù），相當一（yī）部分（fèn）都是低（dī）水平重複建設，缺乏競爭力，環保壓力大，成本無法降低（dī）。因此，要想在激烈的競爭中占領市場，生存下去，必須要淘汰落後的工藝與設備，大量（liàng）采用節（jiē）能降耗的新工藝、新技（jì）術。筆者介紹的是近年來軋鋼生產中液壓與潤滑采（cǎi）用（yòng）的（de）新技術，希望能（néng）為企業在新上項目及工藝改造時提供一定的參考。
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來源：《冶金設備》2016年1期
