摘　要：鋼（gāng）廠的各種設備的滾動軸承、滑動軸承、齒輪、螺栓和密封多（duō）采用潤滑脂潤滑。本文首先介（jiè）紹了鋼廠設備軸承潤滑材料和鋼（gāng）廠設（shè）備用潤滑脂，繼而分析了連續鑄造設備軸承和（hé）軋機輥頸部軸承。
　　關（guān）鍵詞：鋼廠；設（shè）備；軸承；潤滑
　　鋼廠（chǎng）設備的潤滑改進可以獲得巨（jù）大（dà）的經濟效益（yì）：減少停機時間，提高生產率；減（jiǎn）少（shǎo）磨（mó）損（sǔn），降低備件的更換量；延長設備的（de）壽命：減少摩擦，節約能耗；減少潤（rùn）滑劑的消耗量等。
　　維修費用（yòng）中潤滑磨損方麵的費用巨大，它是很吸引人的潛在節（jiē）約項目，因此，實施和改進鋼廠的潤滑工作對經濟效益有重大（dà）意義。采用脲基脂是改進潤滑的一項重大措（cuò）施。日本在（zài）80年代已廣（guǎng）泛將脲（niào）基脂用於鋼（gāng）廠、汽（qì）車輪軸承、恒速萬向節和長壽命密封軸承等領域。
　　1　鋼廠設備軸承潤滑材料研（yán）究
　　鋼廠的各種設備的軸承具有（yǒu）尺寸大，用脂量多（duō），使用條件苛刻（kè）（極壓、高溫、冷卻水及雜質侵蝕）等特點，因此對潤滑脂（zhī）的性能有特殊的要（yào）求（qiú）。傳統上采用（yòng）的脂主要（yào）是金屬皂（zào）基脂，如鋰基脂、複合鋁基脂等。近年，因脲基（jī）脂在鋼廠的廣泛應用而（ér）促使人們對其進行更加深入（rù）的研究（jiū）。
　　1.1脲基脂潤滑機（jī）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（hēi）色的染色現象。使用脲（niào）基脂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（mó）損（sǔn）程度。這（zhè）些特有現象為研究其（qí）潤滑機理（lǐ）提供（gòng）了依據。
　　用脲基脂潤滑的U軸承的滾動麵有明顯的染色，光學顯微鏡下呈（chéng）青（qīng）色和白色，磨損程度相當小。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。兩個軸（zhóu）承的滾動麵的硬度都比新軸（zhóu）承亨（hēng）顯著增加，而非滾（gǔn）動麵的硬度都隻稍有增（zēng）加，稱為“加工硬（yìng）化”現象。脲基脂的（de）染色現象特別是在軸承負荷圈部位表現顯著，在非負荷圈部（bù）位幾乎沒有。此現象與優良的抗磨損性能之間有（yǒu）某種相關性。
　　1.2脲基脂的（de）各種（zhǒng）性能
　　脲基脂由於稠化劑分子（zǐ）中不含使基礎油氧化（huà）的催化劑金屬元素，分（fèn）子中含有芳（fāng）香環和粒子間的特（tè）殊鍵合力等，因此在高溫等（děng）苛（kē）刻條件（jiàn）下具有各種優良的性能。
　　1.2.1脲稠化劑（jì）的結構
　　脲（niào）稠（chóu）化劑粒子是由氫健維持的晶體，皂稠化劑晶體是由範德華力維持的（de），因此脲稠（chóu）化劑晶體比皂（zào）稠化劑晶體更穩定。由較強的氫（qīng）鍵維持脲稠化（huà）劑（jì）結構比由較弱（ruò）的範德華力（lì）維持皂稠化（huà）劑結構具有較好的耐熱性（xìng）和剪切安定性。
　　1.2.2潤滑性
　　傳統皂基脂在鋼廠軸（zhóu）承中使用時，軸承表麵被磨損，嚴重時還要（yào）更（gèng）換軸承。而（ér）使用脲基脂顯著地減少軸承滾動接觸負載麵的磨損。由脲基脂潤滑（huá）機理的分析可知，使用脲基脂的（de）軸承滾動接觸麵形成氧化鐵層和（hé）脲化合物覆蓋層，從而（ér）有效地減少了軸承表麵的摩擦（cā）和磨損。因此，脲基脂在滾動（dòng）潤滑條件（EHL）下具有極好的潤滑性能。
　　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（jì）類型。金屬皂稠化劑在輻射作用下可形成（chéng）加速基礎油氧化的催化劑，而脲稠化劑沒有這種（zhǒng）影（yǐng）響。鋰基脂（zhī）和膨潤（rùn）土脂經照射後分離成液相和固相，而脲基脂（zhī）仍保持（chí）原（yuán）狀態，說明脲基脂的抗（kàng）輻射性能良好。
　　1.2.4優良的心熱性和長的使用壽命
　　脲基脂同皂基（jī）脂相比，150℃以下的耐熱性更好，使用壽命更長（zhǎng）。脲基脂在150℃以上長期（qī）加熱，開始發生脫水反應生成（chéng）碳化二亞胺，進一步發生分解和聚合。因此脲基脂通常用於150℃以下的長（zhǎng）期潤滑，在更高的溫度下通常用於短（duǎn）期潤滑（huá）。但也有合成油脲基脂在250℃下具有較（jiào）長軸承壽命和實例，例如7017—1脂（合成油脲基脂）在250℃、204軸承、6000r/min、負荷（hé）23N下，軸承（chéng）壽命大於500h，因此（cǐ）可以用於-60~+250℃長期潤滑。
　　1.2.5防鏽性能
　　脲（niào）基脂的防鏽性能可通過在（zài）脂中（zhōng）添加防鏽劑來（lái）改進。軸承使用壽命試驗結果表明，精選的防鏽劑對脂（zhī）無不利影響。
　　2　鋼廠設備用潤滑（huá）脂
　　2.1鋼廠設備軸承的潤滑
　　鋼（gāng）廠的（de）各（gè）種設（shè）備（bèi）的滾動軸承、滑動軸承、齒輪、螺栓和密封等部位常用（yòng）潤滑脂潤滑。這些設備處於粉塵、冷卻水、高溫、氧化鱗皮、腐蝕性環境氣（qì）、震動等惡劣條件（jiàn）下24h運轉。
　　在鋼廠設（shè）備中廣泛采用鋰基脂、複合鋁基脂和（hé）脲基脂，但在100℃以上的（de）高溫（wēn）部位通常使用（yòng）耐熱性好的脲基脂和複合鋁基脂。集中給脂（zhī）潤滑時采用0~1號稠度的潤滑脂。
　　工作環境溫度高於100℃配設備，如燒結機、板坯診鑄設備（bèi）、冷軋鋼板連續退（tuì）火爐、無縫鋼管冷卻台、回火爐等，國外一般（bān）使（shǐ）用二（èr）硫化鉬脂、複合鋁基脂、脲基脂三種。近年來，逐漸轉向以脲基脂（zhī）為主，如在板坯（pī）連鑄過程中（zhōng），設備軸承受到表麵（miàn）溫度高達800℃以上的鋼帶輻射熱、傳導熱、氧（yǎng）化鱗皮和塵埃侵入的影響，並承受相當高的負荷，即使在冷卻水的冷（lěng）卻下，軸承溫度（dù）也高達110℃，潤滑條件非常（cháng）惡劣，在這種（zhǒng）情況下使用脲基脂具有（yǒu）明顯（xiǎn）的優點。密封軸承在使用中不需換脂和補加脂，是潤滑脂壽命與軸承壽命同步的“終身潤（rùn）滑軸承”.這正是長壽命脲基（jī）脂（zhī）重要的應用領域（yù）。
　　2.2高性能脲（niào）基脂
　　日本鋼鐵公（gōng）司在日本鋼廠進行了試驗與使用。通過實驗室模擬性能評價試驗，特別是使（shǐ）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（huá）和脂變質及（jí）泄漏，從而減少軸承故障和軸（zhóu）承更換量，延長潤滑脂更換（huàn）時間（jiān），很好地解決了使（shǐ）用傳統脂存在的問（wèn）題。有實例表明（míng），鋼廠中（zhōng）使用脲基脂同以前使用鋰（lǐ）基脂相比，軸承磨損量減少50%，可延長軸承壽命兩倍，脂軟化流出少，使脂的用量減少30%。因此日本鋼鐵公司認為，脲基脂是鋼廠軸承（chéng）潤滑的Z佳選擇。
　　3　連續鑄造設備軸承
　　板坯（pī）連（lián）續鑄造過程是將轉爐（lú）中吹煉的鋼水（shuǐ）經鋼水包注入中間包後（hòu）再澆注入（rù）水冷鑄模中。表麵快速凝固，將外層（céng）凝固的鋼帶慢慢地向下拉，按支掌輥、導輥、夾送輥、台輥的順序，以極低的速度移動。在此期間需噴高壓冷卻水（shuǐ）。在台輥上鋼帶（dài）的（de）中心部位凝固，切成規定的尺寸即為板坯（pī）。
　　上述連續鑄造設備各輥的頸部使用內徑為60~150mm的自動調心滾動軸承共300~400個。導輥部位由於鋼（gāng）的自重作用承受相當高的（de）負荷。即（jí）使在水冷卻的條件下.軸承溫度也高達（dá）110℃左右。支撐輥、導輥、夾送輥頸部軸承采用（yòng）集中給脂的方式，采用脂（zhī）有礦油鋰基脂、礦油複合鋁基（jī）脂、礦油脲基脂。
　　為了防止氧化（huà）鱗皮和塵埃的侵入，提高軸（zhóu）承的（de）耐久性，使設備達到清潔和不（bú）維修而采用（yòng）密封軸承。對溫度超（chāo）過（guò）150℃的軸承采用聚苯醚脲基脂。用合成油為基礎油的潤滑脂作鋼廠設備軸（zhóu）承的潤滑的例子還比較少。
　　4　軋機輥頸部軸承
　　軋機有初軋、原板（bǎn）軋、熱軋和冷軋機等。這些（xiē）設備是以連續鑄造的鋼坯為原料（liào），通過兩個軋輥來進（jìn）行軋製（zhì）的。軋機是由工作輥與（yǔ）支撐輥構成的四級軋輥機，采用（yòng）適於支撐輥的兩端高壓延（yán）負荷的油膜軸承和滾動軸承。油（yóu）膜軸承是由軸反白合金製造的軸瓦和套管構（gòu）成的。隨著輥的轉動，在軸瓦（wǎ）和（hé）套管之間吸（xī）入潤滑（huá）油形成油膜支撐負荷。受到重負荷的支撐輥等部位（wèi）采用這種軸承。油膜軸承（chéng）用的潤滑油是粘度為300~700mm²/s（40℃）的高粘度礦（kuàng）物油，由循（xún）環供油係統向軸承供油。
　　軋機工作（zuò）輥和支撐輥（gǔn）上的滾動軸（zhóu）承是四排（pái）圓錐滾動軸承和四排圓筒滾動軸承。該軸承在軋製過程中用集中（zhōng）給脂裝置定期給脂，或是每拆換輥時（shí）補加新脂。
　　在非密封（fēng）型軸承中、軋（zhá）製時侵入冷卻水、氧化鱗（lín）皮、塵埃，在軸承軋道上（shàng）出現壓痕.冷卻水使脂流（liú）出並使軋道麵生鏽。壓痕和鏽蝕是軋道麵疲勞剝離和軸承壽命縮短的原因。因此正在換成密封四列圓錐軸承和四列圓筒滾動軸承。在四（sì）列（liè）圓錐滾動軸承的內輪兩端安裝油密封，軸承也（yě）進行密封。在（zài）軸承內（nèi）部封（fēng）入適量的密封軸承脂（zhī）。軸承罩上設有溢水孔，即（jí）使冷卻水通過密封（fēng）罩侵入內部，在到（dào）達軸承（chéng）之前（qián）就可以排出。軸（zhóu）承產身的油密封，密封罩和溢水孔共同起（qǐ）作用，防止冷卻水（shuǐ）和氧化鱗皮的侵入。
　　5　結語
　　鋼廠設備要求提高可靠性（xìng）和生產效率，降低成本和保（bǎo）護環境，為滿足（zú）這一要求進行了軸承改進（jìn）和潤滑脂開發。一般鋼（gāng）廠設備用（yòng）軸承約有4萬個，由（yóu）潤滑原因引起的損壞約占50%，更（gèng）換（huàn）數（shù）即使占百分之幾，數量也相當大。因此，鋼廠設備（bèi）軸承的（de）潤滑可以獲得巨大的經濟效益，必須要引起高度重視。
　　參考文獻
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　　[2]李輝.合成潤滑（huá）材料，1994，（3）:32~34