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冶金设备润滑技术的发展趋势 叶劲松 武钢机电部 湖北 武汉430083 摘 要 分析了设备润滑技术的发展趋势,并阐述了设备润滑技术在武钢的应用情况。 关键词 设备润滑 微量腐蚀磨损 发展趋势 TREND TO DEVELOPMENT OF LUBRICATION TECHNOLOGY FOR METALLURGICAL EQUIPMENTS Ye Jinsong Mechanical and Electrical Department of WISCO Hubei Wuhan 430083 Abstract The trend to the development of lubrication technology for the metallurgical equip2 ments are analyzed and application of the the technology in Wuhan Iron 并发表了比较详细 的 “设备润滑管理图表”,从形式上看,齿轮润滑问 题已经解决了。 但这些资料和规范的指导思想有二一是保 证齿轮啮合处有油膜存在;二是建立完整、 稳定的 润滑秩序。从第一个指导思想出发,提出的保证 条件是 1齿面接触应力σ H大,油的粘度就得 大 ;2 齿轮节圆速度低,油的粘度必须高 ; 3 润 滑油工作温度不得超标,圆柱齿轮传动不得超过 82℃,蜗杆蜗轮传动不得超过93℃ ;4 在用油品 的粘度变化,不得超过 15 。从第二个指导思 想出发,产生了 “五定”定点、 定质、 定量、 定期、 定 人和 “设备润滑管理图表” 。 从现代观点看,这些经验和资料,反映的是 20世纪50～60年代的技术。其基本思想是怎样 把现有的油品用好。存在的问题,是忽视了油品 本身的发展变化。近20年,由于润滑油添加剂的 发展,润滑油的润滑性能已经大幅度提高寿命几 百小时的透平油,加入0. 1 ～1 的抗氧剂,可 使寿命提高到几千小时;将普通液压油换成抗磨 液压油,可使泵的寿命提高10倍;将钙基脂换成 相同稠度的锂基脂,换脂期可以提高6倍。这些 说明,当前的润滑剂,已不是过去概念的润滑剂。 对于润滑技术的认识和观念,需要在新的科学基 础上重建。 2 润滑理论的发展 近20年,由于摩擦化学和摩擦物理学的突破 性进展,使润滑油添加剂的种类得以不断增加;性 能不断提高;由于添加剂的复配技术不断改进和 成熟,传统的理论基础发生了质的变化,出现了一 些新的润滑理论。 1微流MFT金属表面塑性整平技术 该技术是利用了润滑流体的流变学持性,借 助于摩擦副表面的微观粗造和吸附浓特性,在接 触应力作用下所导致的微观流体粘塑性能的变 化,实现磨损表面擦伤凹陷的填补整平,使得摩擦 副表面的实际接触面积几乎达到几何接触面积的 80 ,并且以塑性化的润滑剂高分子膜为主要接 触形式,实现了摩擦及磨损大大降低和机器设备 95 综述 武钢技术 2002年第40卷第1期 寿命的延长。它属于流体物理学的概念范畴和技 术方法。 2场效应金属表面渗镀整平技术 该技术是利用金属原子或离子受金属表面的 微观电、 磁效应的作用,在金属表面吸附、 渗入,调 节金属表面极化电势和形成金属表面保护膜,将 两齿面的基体金属隔开,防止了胶合。运转过程 中,接触着的凸峰被一层层地磨掉,使尖峰不断降 低,接触面积不断扩大,形成了一个个不断增长的 小平台,从根本上改变了润滑状态。其结果是增 加了真实接触面积;降低了接触应力;表面逐渐趋 于光滑,改善了润滑状态。使齿面的润滑状态,由 边界润滑,逐渐过渡到混合润滑和部分弹流润滑; 使齿轮寿命大幅度提高。另外,将一种金属表面 磁化剂随润滑油渗入金属表面凹凸不平的微孔 里,在摩擦副的金属表面电磁效应作用下,形成正 电离子保护层和填充层,导致摩擦副表面正电相 斥,不但抚平了摩擦表面凹痕,还把表面的摩擦磨 损降至最低。这就是称之为 “磁性油精” 的润滑技 术,它的负载磨损指数高达246. 4 ,点接触实验负 荷高达800 kg。 新一代油品与传统油品比较,其润滑机理迥 然不同,传统油品的作用机理是粘着磨损和磨料 磨损,基接触表面的工作状态不断变坏。使用新 型、 高效油品,其作用机理是微量腐蚀磨损,使啮 合面的工作状态逐渐变好。 3 冶金设备润滑技术的发展趋势 由于添加剂的迅速发展,使润滑油品的性能 大幅度提高,适用范围不断扩大,一种油品的使用 范围可以覆盖相邻油品和相近油品,使繁多的油 品可以归口合并,油品种类由多变少。冶金设备 润滑油品已进入到一个新时代 高性能化、 低 粘化、 通用化、 合成化的时代。 3. 1 高性能化 有人认为“齿轮负荷不大,用高档油就是浪 费” 。这种观点,形成于20世纪50年代。当时没 有添加剂,高粘度油料也很少,用油的原则是尽量 节省高粘度油。由于机械设备的发展,齿轮负荷 增加,低粘度油满足不了要求,逐渐增加润滑的粘 度。但是粘度不能无限增大,粘度过大流动性差, 使用困难。只能另找出路使用添加剂提高其润 滑性能,这就产生了中负荷齿轮油;负荷进一步增 大,添加剂的量进一步增加,形成重负荷齿轮油。 从润滑油的发展历史看,不是先有抗氧防锈型、 中 负荷、 重负荷三种油品任你选,而是机械工业的发 展,逼着你走重负荷齿轮油的路,齿轮用油的高性 能化,是世界发展的必然。重负荷齿轮油的性能, 也是不断发展的,目前国内外通用的重负荷齿轮 油,其 “标杆” 是美钢224 ,其四球试验烧结负荷PD 是2500N。从目前看,这个标准也不是最先进的, Shell超级工业齿轮油的PD值已经大于5000N。 有人担心使用高性能润滑油会导致成本上升,但 实际并非如此,如武钢硅钢厂三台轧机的21个齿 轮 联 轴 器 所 使 用 的 美 国 润 滑 工 程 公 司 的 LE3752almagard高性能润滑脂,价格虽高,但它具 有耐高温、 耐水淋、 抗振动、 不易流失和寿命长等 卓越的品质,反而有利于降低成本。 3.2 低粘化 不少人对降低润滑油的粘度有疑虑,担心粘 度低,承载能力不够。国内外重负荷齿轮油标准 明文规定从68到680共7个牌号的齿轮油,粘 度提高到10倍,承载能力却相同,都是通过 FZG11级、 梯姆肯OK值60磅试验。这说明,油厂 已经保证降低粘度不影响其承载能力。低粘度可 以带来一系列优点 1 降低运动阻力,节能。例 如把粘度320的油改用100的油,可以节电10 ～20 ;2冷却效果好 ; 3 有利于水分和杂质 沉降。 3.3 通用化 近年来添加剂的种类迅速发展,性能大幅度 提高,添加剂可以赋予润滑油某些特殊功能。多 种添加剂合理复配,可以使一种油同时满足不同 机械的要求,实现一油多用。通用化是润滑技术 的发展方向。一台机器上不同部位的润滑,统一 起来用一种油,一个车间所有设备尽可能用少数 几种油。如武钢三炼钢厂在满足使用要求的前提 下,将原来的50个品种123个牌号的油品归并为 15个品种20个牌号的油品,大大简化了运行管 理和采购工作。 3.4 合成化 合成化润滑剂油、 脂与矿物润滑油不同,它 们是用化工原料通过化学合成的方法制备的。国 内自改革开放以来,各行业引进许多国外机械的 同时,也带进了各种各样合成润滑剂。合成油脂 具有优良的粘温性和低温性,良好的高温性和热 氧化稳定性,良好的润滑性和低挥发性,有的还有 06 叶劲松 冶金设备润滑技术的发展趋势 WISCO TECHNOLOGY2002,401 极好的化学稳定性和耐辐射性,特别适合于冶金 企业的恶劣环境。如武钢二炼钢厂采用聚尿基脂 替代极压锂基脂,不仅提高了润滑效果,还降低了 消耗,取得了较好的经济效益。 4 关于油品国产化的问题 目前,冶金企业中还大量使用进口油品,进口 油品不仅采购周期长,而且价格昂贵,不利于企业 的发展,但许多人认为国产油品质量差,究竟国产 油品能否替代进口油品实际上,现在国产高性 能润滑油质量水平与进口油相当,完全能够满足 需用高性能润滑油的机器设备的使用要求。 4. 1 高性能化条件具备 基础油生产有保证。1993年5月,原石化总 公司生产部根据进一步开发高档润滑油的需要, 批准了新的润滑基础油系列标准。新标准要求产 品蒸发损失小、 倾点低,分水性能、 氧化安定性能 优良,达到与国际水平接轨。1996年兰炼引进法 国石油研究院技术,建成投产了我国唯一一套润 滑高压加氢处理装置,要生产超高粘度指数基础 油,为生产高性能润滑油提供了技术保证。目前 我国已经形成锦州、 兰炼两大添加剂生产基地,其 中,兰炼添加剂厂生产能力4. 3万t/ a共有12个 系列40余种,包括20余种复合添加剂产量占全 国的50 。两大添加剂生产基地除生产独立开 发产品外,还分别与BXXON、LUBRIZOL公司合作 生产市场需要的优质添加剂弥补不足,满足了调 制高性能润滑油的需要。 4. 2 高超的添加剂复配技术和科学的调和工艺 国内大、 中型炼油厂均设有自己的科研院所, 具备较强的研究开发实力。北京石油化工科学研 究院是国内最大的综合性科研单位,兰炼石化研 究院是企业中规模最大的研究院所之一,原中石 化公司引进的台架设备一部分配给北京石科院, 一部分分配给兰炼,现在兰炼石化研究院是中油 集团公司的润滑油研究、 评定基地。在原中石化 公司的组织下,大、 中型炼厂的科研部门经过 “六 五” 、“七五” 、“八五” 期间连续奋战,从产品的填平 补齐,到赶超国际标准,直至跟上当代润滑油发展 步伐,无论是添加剂配方机理研究,还是调和工艺 都积累了相当丰富的经验。如兰炼石化院已经开 发了与国际同步的CF - 4、SH级内燃机油、G L - 5 车辆齿轮油、 高清净液压油和专门用于冶金的高 线轧机的油膜轴承油等。因此,用户可以放心使 用国内正规润滑油。 武钢三炼钢厂采用天津汉沽油脂化学厂研制 生产的极压性聚尿基脂津江艾玛EP1成功替代 了德国K LUBER公司的高性能润滑脂GH461 ,仅 此一项每年可节约成本87.7万元,不仅大大地降 低了成本,还能保证供应,获得了较好的经济效 益;冷轧厂采用北京三联精细化工厂研制生产的 抗磨液压油成功地替代了Mobil公司的同类产 品;炼铁厂采用兰炼的工业齿轮油成功地替代了 Shell公司的同类产品;国产460号抗氧防锈型油 膜轴承油在首钢引进设备上的应用也获得了成 功,武钢轧板厂的油膜轴的国产化工作也正在进 行等等,这些事实都证实国产正规润滑油完全可 替代进口油品。 5 结 语 润滑油的生产技术和使用技术,都已进入到 了一个新阶段,有条件对润滑技术进行更新换代。 油品更新换代,不用增加投资,只要认识它、 掌握 它、 正确的运用它,就可以取得巨大的经济效益。 油品的更新换代,是企业节能、 挖潜的有效捷径。 当前对于正确用油的主要障碍,是人的观念。主 要原因有三第一,使用者没有认识到润滑技术的 巨大潜力,难以打破传统观念,心中没底;第二,当 前企业的经营体制存在弊端;第三,企业奖惩制度 难以调动人的积极性。□ 上接第37页 2在1997～2000年的4年时间内,通过技术 上的不断改进,同时加强并完善质量管理,工序管 理和现场操作管理,使钢水温度测成率逐步提高, 尤其是在2000年,平均测成率保持在97.80以上。 3测温偶头国产化可以降低生产成本,减少 外汇支出,增加经济效益。据2000年的统计,三炼 钢厂全年共消耗测温偶头约为15. 8万支,按照平 均每支国产偶头比进口产品少10元计算,一年可 使钢厂减少成本费用158万余元。随着三炼钢厂 钢产量的不断增加,经济效益亦将相应增大。 4测成率的高低不仅取决于实物质量,还与操 作管理有关,因此,在提高和稳定热电偶制作质量的同 时,还应该在测量过程的各个环节上规范操作。□ 16 综述 武钢技术 2002年第40卷第1期