作者：李俊杰¹，方丽娜² ，曹小海² ，张伟平³ 
（1.石家庄市诚达机械厂；2.唐山不锈钢有限责任公司设备部；3.鹿泉市水务局）

　　摘　要：介绍了唐山不锈钢有限责任公司1580mm生产热轧线层冷辊道轴承用油气润滑取代干油润滑改造的原理、技术要点及应用特点，改造后取得了显著效益。
　　关键词：油气润滑技术；热轧机组；层冷；辊道；应用
　　1　存在问题
　　唐山不锈钢有限责任公司1580mm热轧车间层冷辊道位于精轧机组之后、带钢冷却区，将轧制后的带钢输送到地下卷取机，辊道总长约105米。为了确保带钢获得良好的组织性能和机械性能，对带钢在层冷辊道上进行层流冷却控制。它是根据带钢厚度、温度、钢种及轧制速度等工艺参数，控制开启冷却单元的组数，来调节冷却水量，将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取温度。层流冷却装置的使用会造成冷却水四处喷洒现象，带钢在被冷却的同时，表面也会有氧化铁皮产生，如果轴承座的密封条件不好，将会有冷却水和氧化铁皮等杂质进入轴承座内部，冷却水的进入会使润滑剂随水流失，导致轴承润滑效果明显降低，轴承的使用寿命明显下降，杂质的进入将导致轴承轴承的磨损。
　　1580mm热轧层冷辊道采用油脂润滑，由于润滑脂停留在轴承座内，导致带钢长期热辐射而引起轴承发热的热量不能被带走，使得轴承座内温度升高，易使润滑脂氧化，氧化的润滑脂不能及时排出轴承座，在轴承座内形成粘结，并可能形成颗粒块，导致轴承座损坏和死辊[1]。随着1580热轧车间不锈钢的批量生产，对轧钢设备的要求也越来越高。由于轧制不锈钢需要较快的穿带速度，这就会使带钢进入卷取机的卷曲阻力增大，可能会影响到不锈钢板带表面质量。基于以上原因我们在2008年11月对层冷辊道轴承进行了油气润滑改造（见图1）。

　　2　油气润滑系统主要技术参数设计
　　2.1 轴承润滑油消耗量计算
　　1580mm热轧车间层冷辊道共419根，每个辊道由2个润滑点，轴承为调心滚子轴承，型号为22318C/W33，根据SKF提供油气润滑油量：
　　Q= C×D×B ×a×N　（1）
　　式中：Q— 润滑油消耗量(ml/h) ；
　　C— 润滑系数(0.00003~0.00005) ；D— 轴承外径(mm)；D=190mm；B—轴承列宽（mm）；B=64mm ；a—安全系数（取a=2）；N—润滑点数：838个
　　将上述各值代入（1）式，可求得润滑油消耗量Q=1185ml/h
　　2.2 压缩空气消耗量计算
　　目前没有一个用于计算压缩空气消耗量的公式或是理论推断。根据多年的实践，用于轴承或些滑动面时，压缩空气是连续供给的，平均每个润滑的压缩空气消耗量为1.5m³/h，所以压缩空气耗量为1257m³/h[2]。
　　2.3 其它主要技术参数：
　　供油压力：5 ～7MPa；供气压力：0.4 ～0.6MPa；泵的流量：1200mL/min
　　润滑油：N320#极压工业齿轮油；油箱：不锈钢质油箱，容量500L
　　3　润滑系统原理
　　3.1 油气润滑系统原理图

　　主机启动后，润滑系统接通，适合频繁起动的齿轮泵组2和一个蓄能器11组成保压供油回路，并保证系统的油压在5～7MPa，电磁阀7开始切换。当减压阀19压力减至80bar时，齿轮泵2开始向递进式分配器6供油，该分配器的内部柱塞在油压作用下依次顺序动作，不断向混合块5内供油。同时，电磁阀16接通，压缩空气经减压阀17减压至400-500kPa后，进人油气混合块5形成气液两相流体。在压缩空气的连续作用下，润滑剂从油气混合块出来输送到油气分配器后在分配给各辊道轴承。
　　3.2 油气润滑系统的组成
　　油气润滑系统大体上可划分为五部分：
　　3.2.1 供油部分。有油箱、油泵、溢流阀、过滤器等主要元件组成，由于油气润滑的耗油量比较小，所以泵的排量一般较小，为了能输送高粘度的润滑油，油泵的工作压力一般都较高。
　　3.2.2 供气部分。为系统提供清洁而干燥的压缩空气，必须先经过油水分离及过滤。在供气管线上装有压力控制器，实时对系统的气压进行监控。
　　3.2.3 油气混合部分。能使油能很好地分散成油滴，均匀地分散在管道内表面，形成油气两相环状流。
　　3.2.4 油气分配部分。油气混合体在进入各摩擦副之前，应按照各摩擦副的需要量均匀地分配供给。
　　3.2.5 电控部分。这套油气润滑系统，自身带有一个小型PLC控制系统，对润滑系统的可靠工作实行监控较方便。不仅监控油箱液位、压缩空气压力和递进式分配器，还能远程操作。
　　4　改造和维护过程中的技术要点
　　4.1 将轴承座的密封改为耐高温氟化橡胶密封并在安装时让密封反装，唇口向外，这样可保证轴承座里的压缩空气能顺利顶开密封外溢带走大量的热量，使得轴承拥有了一个相当良好的运行环境，又能够使使轴承座内部相对外界拥有一个约2bar的正压：另一方面可以防止外界的冷却水和氧化铁皮等进人轴承座内部，避免了轴承的异常损坏。
　　4.2 改造时必须将原轴承座上用于干油回油的孔堵死，并且保证轴承座内有足够的润滑油液位[3]。
　　4.3 气源应充分洁净与干燥。唐山不锈钢层冷辊道油气润滑所使用的气源为经过充分过滤和干燥处理过的压缩空气，自2008年11月改造以来还没有发生过因气源带入杂质和水分而导致的分配器堵塞故障。
　　4.4 热输出辊道如果因检修长时间停机关闭油气润滑系统后，必须在辊道启动前半小时开启，以确保润滑油被输送到辊道轴承，保证轴承能够得到充分润滑[4]。
　　4.5 在清洗分配器时，清洗前应先用压缩空气从入口向出口方向喷吹，随后再反向喷吹，以保证分配器内部畅通。
　　4.6 1个主站和5个卫星站的系统配置形式可适应对设备分批改造的要求。每个卫星站对应着不同的辊道，如1#卫星站对应1-88#辊道， 2#卫星站对89-88#辊道，可逐段选择性改造，即一次安装一个主站加1一5个卫星站和所需的TURBOLUB油气分配器。电控系统及程序按照1个主站加5个卫星站进行设计，增上卫星站时只需将新投人卫星站电信号接人主控箱即可投人使用。
　　4.7 安装油气润滑电气装置时，应远离热源，避免元器件受到热辐射；将报警指示引入生产线的主操作室，以便及时掌握油气润滑装置的运行。
　　5　油气润滑系统在层冷辊道上的优势
　　5.1 油气润滑在输送过程中温度较低，而且管路中间为压缩空气，沿管壁有很薄的一层润滑油，所以不会象干油那样受高温影响结块并堵塞管道进而导致润滑失效。
　　5.2 油气润滑时，大量的常温空气连续不断地流过轴承内、外环和滚珠间所形成的空间，起到强迫对流冷却的作用，带走了轴承内部的热量，轴承能维持在相对较低的温度下运行，因而轴承寿命有了明显提高。
　　5.3 油气润滑适用于高速和低速情况。油气润滑连续均匀地提供给轴承座新鲜、承载能力强、高粘度润滑油，能够建立起稳定的承载油膜，有很好的润滑效果。
　　5.4 油气润滑作为一种微量润滑方式，其对润滑油的利用率高，每个轴承每小时只需要1一2ml的润滑油即可满足润滑要求，经济效益明显。
　　5.5 采用油气润滑后对外界排放的油非常少，油不被雾化，也不和空气真正融合，不污染生产环境及冷却水。冷却水变得更干净了，水处理费用因此下降。
　　6　油气润滑系统在层冷辊道的使用效果
　　油气润滑系统自2008年11月改造完成后，工作可靠。能实现在线、连续地对层冷辊道进行润滑。
　　6.1 现场实际使用情况表明，使用油脂润滑时，轴承的平均使用寿命基本上只有3个月，改造后使用油气润滑时，轴承的平均使用寿命为12个月，有的甚至达到18个月，轴承寿命的延长，节省了大量的检修时间。
　　6.2 改造前，419根层冷辊道，每月的耗油量为15桶，5000元/桶；改造后419根热输出辊道，每月的耗油量仅为3.5桶，1750元/桶。每个月的油耗量为6000元，可见用普通稀油代替了昂贵的高温润滑脂，每月可节省油脂消耗费用为6.9万元。
　　6.3 油气润滑系统中除了油泵、换向阀和分配器外，无其他运动部件，也无发热量大的元件，因此系统稳定性和可靠性好，维护成本极低，在运行时保持压缩空气的质量，则基本上免维护，从而节约了大量的人工费用和检修维护费用。
　　参考文献：
　　[1]蒋家强,油气润滑在轧机轴承上的应用[J]. 北京，液压与气动， 2009（12）
　　[2]  杨和中,刘厚飞.气液两相流体冷却润滑技术—油气润滑[J]. 北京， 液压与气动, 2004,(02) . 
　　[3] 杨莉华.轧机油气润滑系统的应用问题与处理[J]. 设备管理与维修, 2006,(09) .  
　　[4] 从恒斌,吴建荣.油气润滑系统在热轧平整机中的应用[J]. 北京， 液压与气动, 2005,(12) .

来源：《河北冶金》