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蔗渣造纸设备通用油的研制 摘要 蔗渣造纸设备通用润滑油主要是用于蔗渣为原料的造纸厂通用设 备的润滑。蔗渣造纸生产工艺设备大致可以分为制浆造纸通用设备、备 料设备、蒸煮设备、机械制浆设备、浆料筛选、净化设备、漂白设备、 打浆与疏解设备、造纸设备以及加工设备。其用油工况要求是冷却、防 锈、润滑、减阻、清洗、抗乳化、抗磨、良好的热氧化安定性、抗泡性 和良好的机械杂质分离性。一 蔗渣造纸设备通用润滑油的研制主要从基础油和添加剂两个方面 着手。在基础油方面主要使用加氢处理的矿物基础油、聚a 一烯烃与可 生物降解的加氢精制茶油调合而成。论文中描述了加氢处理的基础油、 聚a 一烯烃及加氢精致茶油的性能分析。通过相应对比试验，选择合理 配比，并且通过了相关的降解试验。在蔗渣造纸设备通用润滑油的添加 剂的选用上，本文根据蔗渣造纸设备通用润滑油的特殊技术要求，通过 对各种添加剂从基础理论和实际产品的相关性能的分析，以及复合配比 分析，从而筛选出符合调制蔗渣造纸设备通用润滑油的复合添加剂。本 文提出研制油的技术难点在于，基础油的选择各种添加剂复合后与基础 油的调合协同效应问题，以及提高研制油的可降解率。 最后，通过对研制油进行相应的理化分析以及模拟试验，可以看出 研制油品具有良好的润滑性、冷却性、清洗性、抗磨性、防锈性，而且 拥有良好的抗氧化安定性、无毒无刺激气味和可生物降解性，符合项目 技术要求。 关键词：蔗渣造纸设备通用油聚a 烯烃可生物降解性 d e v e l o p m e n tu n i v e r s a lo i lo f m a c h i n eo nu s i n gb a g a s s et o m a k i n gp a p e r a b s t r a c t u n i v e r s a lo i lo fm a c h i n eo nu s i n gb a g a s s et om a k i n gp a p e ri sm a i n l y u s e dt ol u b r i c a t eu n i v e r s a le q u i p m e n ti np a p e rm i l l sw i t hb a g a s s ea sl a w m a t e r i a l t h et e c h n o l o g i c a lp r o d u c t i o ne q u i p m e n tf o rb a g a s s ep a p e r - m a k i n g c a l lb ed i v i d e di n t op u l pa n dp a p e ru n i v e r s a le q u i p m e n t , s t o c ke q u i p m e n t , c o o k i n ge q u i p m e n t , m e c h a n i c a lp u l p i n ge q u i p m e n t , p u l p s c r e e n i n g ， p u r i f i c a t i o ne q u i p m e n t ，b l e a c h i n ge q u i p m e n t ，r e f i n i n ge q u i p m e n t w i t he a s e ， p a p e r m a k i n ge q u i p m e n ta n dp r o c e s s i n ge q u i p m e n t t h e o i lf u n c t i o ni s l u b r i c a t i o n ，c o o l i n g ，d r a gr e d u c t i o n ，c l e a n s i n g ，a n t i e m u l s i f i c a t i o n ，a n t i - w e a r a n dr e s i s t a n c e ，a n t i o x i d a t i v e s t a b i l i t y , a n t i f o a ma n dg o o dm e c h a n i c a l s e p a r a t i o no f i m p u r i t i e s r e s e a r c h & d e v e l o p m e n to fu n i v e r s a lo i lo fm a c h i n eo nu s i n gb a g a s s e t om a k i n gp a p e ru s u a l l yd i v i d ei n t ot w of i e l d s ：b a s eo i la n da d d i t i v e s t h e b a s e0 i 1c o n t a i n sh y d r o g e n a t i o n , p a oa n dh y d r o f i n i n go i lo ft e as e e d t h i s p a p e rd e s c r i b e st h ep e r f o r m a n c ea n a l y s i so f t h eh y d r ot r e a t i n gb a s eo i l ，p a o a n dh y d r of i n i n go i lo f t e as e e d b yc h o o s i n gab e t t e rr a t i oo f t h e s ew h i c ht h e r e a s o n a b l ec h o i c et e s t s ，a n db a s eo i lp a s s e st h eb i o d e g r a d a t i o nt e s t i n l c h o o s i n gt h ea d d i t i v e sp a c k a g e a d d i t i v eo fu n i v e r s a lo i lf o rb a g a s s e p a p e r - m a k i n gm a c h i n e ，a c c o r d i n gt ot h et e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so fu n i v e r s a l o i lf o rb a g a s s ep a p e rm a c h i n e ，t h i sp a p e rs c r e e nc o m p o u n da d d i t i v e s c o n f o r m i n gt om o d u l a t i n gu n i v e r s a lo i lf o rb a g a s s ep a p e r - m a k i n gm a c h i n e b yv a r i o u sa d d i t i v e s 触nt h et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lb a s i so ft h er e l e v a n t p r o d u c tp e r f o r m a n c e ，a n dc o m p o s i t er a t i oa n a l y s i s t h ek e yi s s u eo ft h i s r e s e a r c hi sr e l a t i o n a lc a p a c i t ya n dc o m p o u n dp r o p o r t i o n ，a n de n h a n c i n gt h e d e g r a d a t i o nr a t eo f r e s e a r c h e d o i l 1 1 1 t h e e n d ，b yt h ec o r r e s p o n d i n gp h y s i c a la n dc h e m i c a l t e s ta n d s i m u l a t e dt e s tf o rt h ed e v e l o p m e n to i l ，t ok n o wf r e dt h ed e v e l o p m e n to i l p o s s e s s e se x c e l l e n tl u b r i c a t i o n ，c o o l i n g ，c l e a n i n g ，c o m p r e s s i o n ，a n dh a sa g o o d a n t i o x i d a t i v e s t a b i l i t y , n o n - t o x i c a n d n o n - b i o d e g r a d a b l e o d o r s t i m u l a t i o n ，a n dm e e t st ot h et e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so f t h ep r o j e c t k e y w o r d s ：b a g a s s ep a p e r - m a k i n gm a c h i n e ；u n i v e r s a lo i l ；p o l ya - o l e f m ； b i l d e g r a d a b i l i t y i v 广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的 成果和相关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位 发表或使用本论文的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发 表过的研究成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研 究工作提供过重要帮助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名郝纽 问年s 只；。日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 口即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：为节红 导师签名： p 幽扣日 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 第一章绪论 润滑就是在发生相对运动的各种摩擦副的接触面之间加入润滑剂，使两摩擦面 之间形成润滑膜，将原来直接接触的干摩擦面分开，变干摩擦为润滑剂分子间的摩 擦，达到减少摩擦，降低磨损，延长机械设备的使用寿命的目的。实际上，从广义 上讲，润滑是一种减少摩擦和磨损的技术。不仅包括使用润滑剂，还包括对摩擦副 材料的表面改性以及采用具有自润滑性的摩擦副材料等。近2 0 年来，摩擦学研究的 重点已从传统的润滑剂和润滑系统转移到摩擦学新材料和新技术上。因此润滑具有 新的更广泛的含义。 按照润滑剂的物理状态可分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂和气体 润滑剂四大类，每类各有其性能特点和适用范围。 液体润滑剂是用量最大，品种最多的一类润滑材料，包括矿物润滑油、合成润 滑油、动植物油和水基液体等。其中矿物润滑油是目前使用量最大的一种液体润滑 剂，般是由矿物基础油加入添加剂而制成。过去的矿物润滑油不含添加剂，近几 十年来为大幅度改善润滑油的性能，普遍添加不同的添加剂，不含添加剂的润滑油 只占润滑油总产量的1 5 左右。添加剂的用量虽不大，但效果却十分显著。如在汽 轮机油中加入o 1 1 的抗氧化剂可使其寿命由几百小时提高到数千小时。通常加 入的添加剂有清净分散剂、抗氧剂、抗氧化腐蚀剂、粘度指数改进剂、油性剂和极 压抗磨剂、防锈剂、抗泡剂、抗乳化剂等。因为这类润滑油的原料充足，价格相对 便宜，质量上能满足各种机械设备的使用要求，因而得到广泛应用。现在矿物润滑 油的产量已达到四千万吨以上，约占全部润滑油的9 7 左右。 目前使用的润滑剂主要是液体状态的润滑油。润滑油从大的方面可分为两大部 分，即发动机油和工业润滑油。发动机油包括车用发动机油、二冲程发动机油、铁 路机车内燃机油、船用发动机油和航空发动机油。在国外，发动机油约占全部润滑 油用量的一半，另一半是工业润滑油。中国目前发动机油的用量约占润滑油生产量 的4 0 * , - - - 4 5 ，其余为工业润滑油。可见，工业润滑油在中国占较大的比重。 但在研究、生产和使用中，人们往往较重视发动机油的质量提高和应用，而忽 广西大学硕士学位论文蔗渣造纸设备通用油的研制 视工业润滑油的研发应用，造成许多场合润滑油选用不当，不注重油品的质量，使 用中不注意监铡和及时换油，以致设备发生故障，缩短了使用寿命，增加了生产成 本，甚至影响生产。因此，重视工业润滑油的质量，合理应用和注重监测，了解工 业润滑油的发展动向，是提高润滑油应用水平，促进工业生产的重要环节【l - 4 1 。 工业设备润滑油是工业生产领域所有通用设备和专用设备所用润滑油的总称。 工业润滑油实际应用范围很广，品种很多。按国家标准g b r7 6 3 1 1 润滑剂和有关 产品的分类，根据应用场合，工业润滑油包括全损耗系统油；脱模油；齿轮油( 包 括工业齿轮油和涡轮蜗杆油) ；压缩机油( 含冷冻机油和真空泵油) ；主轴、轴承和有 关离合器油；导轨油；液压系统用油；汽轮机油。此外还包括金属加工油、风动工 具油、热传导油、暂时保护防腐蚀油、热处理油、织布机油、造纸机油、食品机械 油、电器绝缘油等品种。 由于工业润滑油产品品种牌号多，应用领域广非专业人员很难分清楚油品的详 细技术要求和使用条件，机械制造企业与油品生产企业间缺乏技术联系，致使用户 的用油习惯较落后：单台设备及整个工厂的用油量大，换油期短；没有相应油品的 行业标准以及成熟的用油规范要求，油品间代用现象严重。在我国制浆造纸行业， 制浆造纸机械设备水平良莠不齐，设计制造要求各异；新兴企业较多，设备润滑管 理缺乏经验；油品管理人员专业知识欠缺，无法发现常识性用油问题；低级别油品 被广泛使用，混用、滥用现象严重【5 一。 1 1 国内外造纸工业的现状及使用润滑剂的情况 1 1 1 国外造纸工业的使用润滑剂的情况 西方国家造纸工业比较先进，尤其是美国。据报道，国外现代化的造纸厂因故 停车一个小时直接经济损失5 0 0 1 0 0 0 美元( 不包括维修费) ，因而对设备润滑相 当重视。下面将分成几个典型部位，来简单介绍目前美国造纸机械润滑剂的情况： l 1 1 1 齿轮的润滑【9 1 2 1 蔗渣造纸设备齿轮的润滑主要介绍齿轮减速箱的润滑与开式齿轮的润滑两方 面。 2 广西大学硕士学位论文蔗渣造纸设备通用油的研制 齿轮减速箱的润滑齿轮传动在造纸机械中是很重要的一部分。如剥皮机、削片 机、磨碎机等都有减速齿轮箱，由于齿轮的工作条件本身对润滑剂的一系列性能要 求极高，加之造纸机械中的强烈振动，碰撞以及高的冲击负荷，容易造成油膜破裂 而成为边界润滑或金属对金属的直接摩擦。因而国外齿轮减速箱所用的迭轮油都加 有极压以及抗氧化等多种添加剂。设备制造商推荐的齿轮减速箱用齿轮油通常在i s o 粘度分级2 2 0 4 6 0 ，相当于a g m a5 e p - e p 。加拿大全国造纸厂中7 5 使用a g m a e p 油，2 0 使用硫磷型润滑油。 近年来美国许多造纸厂已运用了极压性能和氧化安定性更好的硼酸盐齿轮油， 并且取得了很大的经济效益。硼酸盐齿轮油的梯姆肯o k 负荷一般是8 5 1 1 0 磅 ( 3 8 5 9 4 9 9 4 k g ) ，而通常的硫磷齿轮油的梯姆肯o k 负荷值是5 0 6 0 磅( 2 2 7 2 7 2 4 k g ) 。对于那些不易拆卸、维修费用较高并且只有停车才能进行维修的齿轮则 用硼酸盐齿轮油 2 5 3 0 。一 由于齿轮箱漏油问题是一个难题，所以近年来又使用了一种半流体润滑脂来解 决。所谓半流体脂，是指锥入度： 3 5 5 ( 1 1 0 毫米) 的一类很软的润滑脂，它保持 着润滑脂的固有特性，也属非牛顿流体。因为较软，在外加负荷或重力的作用下又 具有一定的流性。从表1 i 可看出，国外造纸机械的开式齿轮润滑，很大一部分都是 采用近年发展起来的比较先进的润滑脂一聚脲脂、复合锂基脂等。这些润滑脂都具有 良好的耐高温、耐水性和长寿命等综合性能。如美国一香烟纸制造厂，在其干燥器 滚筒开式齿轮上原用膨润土脂，发生脂硬化结焦现象，因而检修频繁，改用聚脲脂 后，使用一年多没有出现问题，中间不需检修。半流体润滑脂的状态介于润滑脂和 流体润滑油之间，兼有两者使用性能的优点。齿轮箱使用半流体脂，可降低复杂密 封的要求，防止泄漏。半流体润滑脂一般具有比齿轮油更小的摩擦系数，另外还可 以分散入高效固体润滑剂。所以具有更高的承载能力，对设备能更有效的润滑，降 低噪声，减少振动。因而近年来半流体润滑脂用于齿轮箱逐渐多了起来。 开式齿轮的润滑国外造纸厂中开式齿轮的机械设备较多，如剥皮机、蒸解机、造 纸机、干燥器滚筒，卷纸机和切纸机等。过去一般用脂肪产品，现己基本淘汰。因 为这类产品使用温度不高，很容易从齿轮上挤出，又易沾染木质尘粒，再被带入齿 轮传动机构中结果产生很大的齿轮阻力。近年来都是使用高温润滑脂来润滑。因为 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 随着设备转速的提高。使用工况湿度的提高，普通润滑脂已不适用。表1 1 列出美 国不同设备的开式齿轮所用的润滑脂【1 3 1 5 】。 表1 - 1 国外开式齿轮所用润滑脂 t a b l e1 - 1t h eg r e a s ei nf o r e i g ne x p o s e dg e a r 从表1 1 可看出，国外造纸机械的开式齿轮润滑，很大一部分都是采用近年发 展起来的比较先进的润滑脂一聚脲脂，复合锂基脂等。表l 之列出了脲基脂与其他 类型润滑脂的一些典型性能。 袁1 - 2 不同类型稠化荆润滑脂的性能 t a b l e1 - 2t h ep e r f o r m a n c eo f d i f f e r e n tt h i c k e n e r so f g r e a s e 4 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 1 1 1 2 轴承的润滑 轴承一般分为滚动轴承和滑动轴承。 滚动轴承的润滑l t 一- 1滚动轴承由轴承内圈、轴承外圈、保持架、钢球等组成，如 图l l 所示， 图卜1 滚动轴承组成图 f i g ar o l l i n g b e a r i n gc o m p o s i t i o nm a p 滚动轴承主要采用油润滑方式，采用润滑油作润滑荆。各类矿物油、植物油及 合成油都可以作为油润滑剂的基础油。根据用途不同加入抗氧剂、极压剂及其他功 能成分。 油润滑轴承的方式依轴承工况而变化，对于负荷大、转速高的轴承，利用油泵 将润滑油强制喷射在轴承工作面，保证润滑充分，将轴承内热量带走。对于轻载、 极高速轴承则利用油气润滑方式，用洁净高压空气把润滑油雾化，将润滑油传输到 轴承内，使微量润滑油形成润滑膜，气流带走轴承的热量。对于速度和载荷较低的 轴承则可采用油浴等方式。轴承内润滑油不足则不易形成润滑膜，润滑油量过大对， 由于轴承转动产生的涡动生成大量热，促使油的劣化。 滚动轴承也常用脂润滑方式，采用润滑脂作润滑剂。润滑脂被密封在轴承的空 腔内，通过渗透作用向轴承提供润滑油，润滑脂中起润滑作用的主要是基础油，轴 承内部的润滑油可以在轴承工作面与润滑脂之间循环转移。脂润滑方法使用简便， 结构简单，可以把外来杂质与湿气排除在工作面之外，有吸振降噪、长时间润滑的 功能。然而由于散热差，发热量稍大而适用高速转载工况。常用润滑脂依稠化剂不 同分为锂基脂、钙基脂、铝基脂、钡基脂、钠基脂、复合锂、复合钙基脂、复合铝 基脂和脲基脂等不同类型。 广西大学硕士学位论文蔗渣造纸设备通用油的研制 滚动轴承在一些特殊工况下可以采用固体润滑。商低温或高真空环境是固体润 滑的主要应用场所。 滑动轴承的润滑标准的圆柱形滑动轴承是滑动轴承中最普通也是最常用的，其 剖面如图1 - 2 。 图1 2标准圆柱型滑动轴承剖面图 f i g 1 2 1 1 l ep r o f i l ec h a r ts t a r t e dc y l i i l d r i c a is l i d i i i gb e a r f n g 滑动轴承一般由轴承、油环、c 字形封壳内外油封、内气封圈、通气口( 嵌入防 油器或封壳中) 、内部压力输运管和容器( 取决于电机的尺寸大小和转速组成) 如图 1 3 。 图1 - 3滑动轴承结构 f 蟾1 - 3 t h es 仃u m 珊o f s l i d 吨b e s r i n g 滑动轴承润滑的润滑方式可以分为油环润滑和强迫润滑。油环润滑般用于圆 柱形轴承，油环通过与轴的接触旋转，油环的较低部分浸入油中，沿轴的表面而行， 旋转到轴的上面；油环在油中的深度非常关键，如果油面太低，油环就不能粘着油； 如果油环浸没得太深，将会抑制油环的正常转动。这两种情况都会使轴承的油量不 足。在不可能使用油环或者需要额外的轴承冷却情况下一般使用强迫润滑，强迫润 滑系统能够在一定压力下传递定体积的油。滑动轴承座中的节流孔将扼制油量， 传输所需体积流量的油。油在大气压力下排出，通过流出管返回到强迫润滑系统贮 6 广西大学硕士学位论文蔗渣造纸设备通用油的研制 油器。在强迫润滑油系统中也常常使用油环，它使电动机在强迫润滑系统故障情况 下能够安全地惯性滑动停车。 造纸机械的轴承相当多，除极少数之外均用润滑脂润滑。现将国外造纸机械轴 承所用的润滑脂列入表1 - 3 中。 从表1 3 中同样看出，国外在造纸机械的轴承润滑中，都是采用复合锂基脂、聚 脲脂、极压锂基脂，很少用复合钙基脂、膨润土脂，几乎不用钙基脂和钠基脂。 袁1 - 3国外造纸机械轴承用润滑脂 t a b l e l - 3t h eg r e a s ei nb e a r i n go f f o r e i g np a p e rm a c h i n e 1 1 1 3 造纸机专用油( p a p e rm a e h i n eo h ) 【2 1 。目 造纸机专用油( p m o ) 是因造纸工业向高速大型化发展应运而生的一类新油品。 国外此类油品的研制工作始于上世纪7 0 年代后期。当时投产的大型纸机使用的机械 油不能满足造纸机特别是造纸机干部循环系统轴承和齿轮的润滑需求。因此，具有 抗氧、防锈、抗乳化性能的造纸机循环用油最早问世。随后，采用相似的添加剂配 方和合成型基础油，研制出具有优异高温稳定性和高粘度指数的合成型造纸机油产 品( 此类产品有m o b i ls h c p m 系列) 。上世纪8 0 年代，为了保证造纸机的连续、高速运 转，造纸机循环系统装备了配有无机纤维滤芯的精密过滤设备，油品不但被要求有 优异的过滤性能，而且要求有更稳定的氧化性能和极压抗磨性能。人们在使用中发 现，油品的添加剂中如含有金属元素，将影响油品的过滤性能。9 0 年代，国外一些 石油公司研制出不含金属的无灰型添加剂【1 1 ，在此基础上开发出无灰型造纸机循环 ， 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 用油，已投入现场使用四。 在造纸机专用油主要用于大型造纸机干部循环系统齿轮、轴承的润滑。该产品 除了应具有合适的粘度，以保证在工作温度高、负载重的情况下，形成足够油膜外， 以下性能对纸机专用油非常重要：优良的粘温性能、优异的热氧化稳定性、优良的防 锈蚀性、良好的分水性能、优良的极匪抗磨性、优异的过滤性能。 在造目前造纸机专用油没有国际标准。但在造纸机用油的研制和应用过程中， 一些著名的设备厂家和国际石油公司对该产品应具有的主要性能指标已基本达成共 识。适度稳定的粘度是循环专用油最基本的性能；此外，该油品还应具有高温氧化 稳定性能、抗腐蚀性能、抗磨损性能、水分离性和清净性。国外的造纸机械制造商 ( o e m ) 比如m e t s o ( 前v a l m e t ) 有自己的纸机油规格，但不是强制的；轴承制造商比 如s k f 也有自己的用油规格要求哪2 8 1 。要求油品除有良好的抗泡性、粘温性能、 氧化安定性外，还要求有以下主要性能，见表1 - 4 。 袁1 - 4 国外o e m 对甄机设备干部用润滑油的要求 t a b l e l - 4 r e q u i f e m e n t so f f o r e i g no e m f o r t h ed r y e rs e c t i o ni nt h ep a p e rm a c h i n e 在表1 4 所列试验中，s k f 轴承试验、s k f 油膜老化试验和清净性是造纸机专用油 8 广西大学硕士学位论文蔗渣造纸设备通用油的研制 的关键性能测试，造纸机专用油必须符合这些试验的指标要求”叫5 】。 国外一些造纸机专用油产品的性质比较( 表1 - 5 ) 表1 - 5国外一些造纸机专用 油i s 0v g 2 2 0 舞l 剐产品的性质比较 t a b l e1 - 5 c o m p a r i s o no f f o r e i g np a p e rm a c h i n eo i li s ov g 2 2 0c h a r a c t e r s 1 1 2 我国造纸工业的现状及使用润滑剂的情况 随着人们生活水平的提高，我国纸和纸板的总消费量以每年1 2 的速度递增， 据有关部门预计，至2 0 0 5 年我国纸和纸板的缺口为1 0 0 0 2 0 0 0 万吨，在当前国内商 品市场普遍处于过剩的状态下，造纸行业却是少有的消费量增长大于生产量的一个 行业，因此造纸行业被称为我国2 1 世纪的朝阳行业【埔 2 0 】。 造纸工业在国民经济中的地位是很重要的，随着科学技术的发展和人们对文化 生活要求的提高报刊、书籍的发行量剧增，因而对纸张的数量和质量的要求也越来 越高。比如全世界1 9 7 3 年纸产品总量大约1 亿吨，至 j 1 9 8 0 年上升n 2 2 5 亿吨，翻了一 番多。估计到本世纪末，世界纸产量将一直呈增长趋势。我国造纸工业的情况与此 9 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 相似，目前我国有较大的造纸厂1 6 0 0 个，年产量1 9 8 1 年为5 4 0 1 8 万吨，1 9 8 4 年上升 到7 8 1 万吨。四川省也是如此，1 9 4 9 年造纸厂共有1 0 个，1 9 8 3 年猛增到6 2 0 个，总产 量也由1 9 5 0 年的4 5 6 1 吨增长至t j l 9 8 3 年的4 7 2 4 7 9 吨。为了满足对纸张不断增长的需求， 一方面必须新建或扩建更多的造纸厂；另一方面要充分发挥现有造纸厂的作用，在 这方面，搞好设备润滑，保证现有造纸机械长周期运转无疑具有重要意义。 同时造纸工业的迅速发展加速了造纸机设备的更新换代。“九五”期间，新增 了一批具有国际或国内先进水平的生产线，引进的设备有日本三菱、芬兰m e s t o 、 v o i t h 2 s u l z e r 成套设备，幅宽4m 以上，车速1 0 0 0 m m i n 以上，国内的造纸机械制造 商开始制造幅宽3 2 m 以上，纸速在5 0 0 m m i n 以上的纸机。与原来的纸机幅宽在2 m 左 右，纸速在1 0 0 2 0 0 m m i n 相比，新的纸机生产线向宽幅、高速、高效、低能耗和提 高单机生产能力的方向发展【3 p 3 8 1 。 但是，近年来，随着引进造纸机械和成套技术在造纸行业迅速推广，原有的设 备管理经验和润滑技术不能与之适应，出现了“设备先进，维护落后”的现象，这 种状况轻者引起设备及零部件使用性能下降和使用寿命缩短，重者使设备无法正常 工作甚至报废。由于我国工业界长期以来行业之间自成体系、缺乏有效沟通，使在 润滑油制造领域中早已成熟的产品和技术在造纸工业领域却知之甚少，很多已淘汰 的旧产品、旧标准仍被普遍使用，成为设备故障的隐患。 本人在2 0 0 5 2 0 0 6 年期间对广西区内外多家造纸厂针对造纸机械使用润滑剂情 况的调研。下面列举两个造纸厂使用润滑剂的情况来简单介绍目前国内造纸厂的使 用润滑剂的现状。 事例一；广西某蔗渣造纸厂 主要设备 1 ) 制浆工段： 带式洗涤机z n d i a ，耙齿机，压榨机，水平带式真空洗浆机，0 。7 。蒸球z j q ， 振筛s l h l1 8 m 3 ，离心筛z s l 2 ，除渣器，圆网浓缩机。 2 ) 打浆工段： 圆网浓缩机z n w 2 31 5m 3 ，2 m 3 水力碎浆机，疏磨机，2 # 测压浓缩机，锥形 磨浆机，疏解机，双盘磨。 1 0 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 3 ) 抄纸工段： 除渣器，压力筛，振筛，流浆箱，纸机网部，纸机压榨部，纸机干燥部，压光 卷取机。 主要设备的使用润滑剂的情况 蒸煮设备：蜗轮、蜗杆使用1 5 0 4 工业润滑油，滚动轴承使用m o s 2 极压锂基润滑脂。 打浆设备：蜗轮、蜗杆使用1 5 0 。工业润滑油。 洗涤压轧机：9 0 3 专用轧机油。 减速机：中极压齿轮油2 5 0 4 工业润滑油。 减速器：1 5 0 。i 业润滑油。 传动齿轮箱：3 0 4 机械油( 旧标) 。 振筛、离心筛、圆网浓缩机、鼓式真空洗涤机、带式洗涤机z n d l a 等设备均使用1 5 0 。工业润滑油。 一 ， 一般的闭式齿轮：3 0 4 齿轮油( 旧标) 钢丝绳及螺杆链条：2 。锂基润滑脂。 造纸机的润滑系统：1 5 0 ”工业润滑油。 大部分设备轴承用脂为2 。钠基润滑脂，制浆设备的滚动轴承轴承用脂为3 4 钙基 润滑脂。 事例二：湖南某造纸厂 主要设备 1 ) 打浆工段：浆板传送链板机，水力碎浆机( v m - 5 3 5 1 g 由芬兰美卓m e t s o 公司 提供) ，粗筛( m e t s o ) ，锥形磨浆机( r f 系列，m e t s o ) 三个压力筛( f s 系列， m e t s o ) ，白水系统，弧形筛( 加盯s 0 ) ，机外自水盘( 瑚盯s o ) ，多盘( v d f 5 29 1 1 ， g i & v ) ，汽水分离器。 2 ) 抄纸工段 短循环：l o b e 混合器，除渣器( 分五段c l p 3 5 0 h q ，m e t s o ) ，上浆泵( z p p 5 2 6 0 0 ， s u l z e r ) ，纸机筛( m s 6 0 0 h ，m e t s o ) ，流浆箱( m e t s o ) 。 损纸系统：主要是损纸浆池及搅拌器( 七个损纸池，伏辊损纸池、压榨损纸池、 前干燥损纸池、软亚光损纸池、卷取损纸池、复卷损纸池，打包损纸池，及十台搅 广西大学硕士学位论文蘸渣造纸设备通用油的研制 拌器，a - 4 0 8 2 均有m e t s o 提供) 。 纸机本体部分：( 均有m e t s 0 提供) 湿部：网部主要是机架、伏辊、胸辊、成形辊、内外网回投辊、内外网转向 辊、内外网张紧辊、内外网校正辊、内网清洗装置以及各棍子的刮刀、成型网、传 送带。压榨部主要是z s 辊、靴辊、蒸汽箱、毛布辊、真空吸移辊、一、二压上下毛 布及其附属设备。 干燥部：包括前干燥和后干燥，主要是几十个烘缸及其刮刀。 施胶部：一对施胶辊及一对弧形辊，主要是用来生产涂布纸，生产新闻纸时 不用。 硬压光：一对热辊及弧形辊及其刮刀 软亚光：一对c d 辊，三根热辊、主要根软辊 卷曲：主要是卷曲缸及几根弧形辊复卷 3 ) 其他附属设备 压缩空气系统：螺杆压缩机( l s 2 5 s ，s u i 工美国寿力) ，干燥机( j 枷d 0 4 0 n w ) 真空系统：真空泵( 2 b e 34 2 0 2 b y 4 ，n a s h - e l m o 纳西姆) 主要泵：清水泵基本采用杭州大路泵基本型号为c a 2 5 0 - 2 5 0 - 4 0 0 b x ( 部分采用 杭州碱泵基本型号为i - j 5 0 3 2 2 0 0 ) ，浆泵基本采用a n d r i t z 基本型号为 $ 2 5 0 - 4 3 0 d d ，汽水分离泵基本采用s u l z e r 基本型号为a p p 4 1 3 0 0 ，涂辅料泵基本 采用a l l w e i l e r 螺杆泵基本型号为a ei e1 4 5 0 - 1 1 ) 1 1 2p 0 4 或a e d 1 e 5 6 0 1 d 1 1 4 p 0 4 ，液压站及润滑站油泵品牌：b r l 刀三n 1 n g h a u sh y d r o m a t i k ， 型号l a l o v s 0 1 0 0d f r l ，3 1 r - p p a l 2 n o o ，及t 6 e 0 4 5 1 r 0 0 - a 1 。热油系统泵的品 牌：a l l w e i l e ra g 型号：f 即：n i t 6 5 - 2 0 0 ，0 2 毒1 8 0u 5 a - w 4 油站均采用热交换器：品牌：c e t e t h e r mc e t e p l a r e 型号：c t 2 4 0 g p 8 4 3 7 主要设备的使用润滑剂的情况 1 ) 纸机本身所用的油品为： 成品部分：卷取、软压光、复卷、施胶及湿部液压站的油品为m o b i ld t e 2 5 ， 粘度等级为i s ov g 4 6 ，清洁度等级为1 7 1 4 1 1 ( 采用p a l l 产品的过滤器 h c 9 6 0 0 f k n l 3 h ) 。干部液压站的油品为m o b i ld t e 2 6 ，粘度等级为i s ov g 6 8 ，清 1 2 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 洁度等级为1 7 1 4 1 1 ( 采用p a l l 产品的过滤器h c 9 6 0 0 f k n l 3 h ) 。硬压光液压站 m o b i ls h cp m 2 2 0 ，粘度等级为i s o v g 2 2 0 ( 合成油) ，清洁度等级为1 7 1 4 1 1 ( 采用p a l l 产品的过滤器h c 8 3 0 4 f k n 3 9 h ) 。压榨部液压站e s s ot e r e s s t i c n l 0 0 ， 粘度等级为i s ov g l 0 0 ，清洁度等级为1 7 1 4 1 1 ( 采用p a l l 产品的过滤器 h c 9 6 0 0 f k n l 3 h ) 。 复卷中心润滑站油品为：m o b i lg e a rs h cx m p l 5 0 ，粘度等级为i s ov g l 5 0 ( 合 成油) ，清洁度等级为1 7 1 4 1 1 ( 采用p a l l 产品的过滤器h c 9 6 0 4 f k n l 6 h ) 。干部 及湿部中心润滑站m o b i ld t ep m 2 2 0 ，粘度等级为i s ov g 2 2 0 ，清洁度等级为 1 7 1 4 1 l ( 采用p a l l 产品的过滤器h c 9 6 0 4 n 1 6 h ) 。干部及湿部脂润滑站m o b i l i 自h s h cp m ，压光特殊脂润滑站m o b i l i t hs h c l 0 0s p e c i a l ，热油系统i s ov g 3 2 。 2 ) 其他设备的润滑 一般泵油品采用壳牌得力士，真空泵及一般减速箱采甩壳牌可耐压2 2 0 # ，链条 采用绳链脂；连轴器采用美孚合成润滑脂：空压机采用s u l l u b e 3 2 ；纸机自动润滑 脂采用美孚润滑脂；电机采用壳牌爱万利润滑脂；完成设备采用l - h l l 0 0 液压油、 m o b i lg e a rs h c 仰1 5 0 ：湿段的滚动轴承采用壳牌爱万利润滑脂r l 3 。 通过对造纸厂设备的用油情况调研发现，广西某造纸厂造纸机的润滑油采用工 业机械油，这种油品的分水性差，油中进水后不能分水；氧化安定性差，易氧化生 成油泥沉淀物，造成油管堵塞，致使系统漏油，油路堵塞后，造成设备润滑部位润 滑不良，致使设备磨损；氧化导致油品变黑调合分配器上有机玻璃视窗染黑，造成 视线不清，需定期清理并补充新油。即使更换新油也不能很好的解决问题，工厂内 的工人只能人工用铁丝疏通堵塞的地方。并且每次的检修清理需人员较多，时间较 长，维修量和维修费用大，设备润滑状况不良，频繁停枫检修，严重影响生产。丽 湖南某造纸厂采用的是进口设备，在设备的润滑上完全依赖于进口润滑剂。而国外 的润滑剂的价格相对较高，在一定程度上也影响了企业的经济效益。 目前，国内对造纸设备专用润滑油的研究比较少。最主要的是中国石化长城润 滑油应用研究中心研制的造纸机循环系统润滑油，该系列产品主要有三种：无灰矿 物型造纸机循环油( 有1 5 0 、2 2 0 、3 2 0 等粘度牌号) 、无灰全合成型造纸机循环油( 有 1 5 0 、2 2 0 、3 2 0 等粘度牌号) 、造纸机清洗油( 有3 2 、4 6 、6 8 等粘度牌号) 。另外， 广西大学硕士学位论文蔗渣造纸设备通用油的研制 还有华南理工大学机电工程系特种润滑油研究组所研制的造纸机循环用油。 1 2 蔗渣造纸机械通用油项目由来及研究目的 随着目前经济的快速发展，人民生活水平和质量的提高，社会对纸及纸制品需 求量在骤增，其质量要求也更高。而目前我国的人均用纸量还低于发达国家的用量， 特别是南宁市在规划“十一五”经济发展的重要思路时，把制糖造纸等作为重点行 业加以发展。同时，广西是全国产糖大省，食糖产量占全国产量的6 0 以上。蔗糖 生产过程中，同时会产生大量的副产品蔗渣。蔗渣是制造生活用纸和高档纸的重要 原料。另外广西是国内贫油省区，造纸机械用油水平较低。 目前，国内以蔗渣造纸的通用设备用油方面没有统一的国家标准，用户只是根 据o e m 设备生产厂家推荐用油选择。由于润滑技术发展迅速，设备生产厂家推荐用 油不能很好适应生产发展，不能针对性的满足客户的生产要求。在造纸机械设备方 厦基本上是以木渣、废纸、废布、木材、芦苇以及秸秆这些原料来造纸机械设备用 油为主。目前还没有针对使用蔗渣为原料的造纸设备的专用油。因此，在我区大多 数以蔗渣为原料造纸的厂家对油品选用较为混乱，只能参考不同类型造纸设备用油， 而且有较大的随意性，造成润滑油的性价比较差，设备没有得到充分润滑、保养， 造成设备磨损严重。另一个主要问题是各个蔗渣纸厂和木浆纸厂的造纸工艺不同， 使用的设备流程不尽相同，也影响油品使用的规范化。目前国内还没有以蔗渣造纸 通用设备为对象的润滑油。而国外基本上是以木浆为主要造纸原料，其设备有别于 国内以蔗渣为原料的纸厂。并且没有相应的润滑油产品。为了改变整个蔗渣造纸生 产工艺用油落后局面，提高润滑水平，减少能耗和有利于环境保护。广西润滑油研 发中心联合广西大学与凤凰纸业集团和贵糖集团展开了针对目前蔗渣造纸生产设备 润滑油的应用工艺和生产研究。针对目前蔗渣造纸生产工艺设备而言，提出开发蔗 渣造纸机械通用润滑油。它必须满足大致可以分为制浆造纸通用设备、备料设备、 蒸煮设备、机械制浆设备、浆料的筛造和净化设备、飘白设备、打浆与疏解设备、 造纸设备以及加工设备。用油工况要求是冷却、防锈、润滑、减磨、清洗、抗乳化、 抗磨、抗压、抗氧化安定性、抗泡化和良好的机械杂质分离性，对设备和成品纸不 产生有毒和刺激性气味。 1 4 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 第二章制浆造纸机械与设备 现代造纸工业是仅次于电信制造业和汽车工业的世界第三大加工工业，属集中 度高，资金、技术、能源密集的大型现代化基础产业。随着人们生活品位和需求水 平的日益提升。造纸工业呈现出不断攀升的发展态势。造纸机械工业则是为造纸工 业提供专业生产设备、备品配件和安装维修服务的专业化机械工业。造纸机械设备 的产量、水平、质量对造纸工业的生产建设规模、技术装备水平、产品质量档次、 生产成本及经济效益起着决定性的作用。 从生产工艺流程上看纸浆造纸机械包括制浆机械与造纸机械两大类以及其他辅 助设备。其中制浆机械又主要包括备料设备及制浆设备两大部分。备料设备为主要 是剥皮机、削片机、木片筛、甘蔗除髓机等等，制浆设备为蒸煮机、磨木机、热磨 机、洗浆机、漂浆机、打浆机等等。制浆造纸主要的机械与设备如下： 2 1 备料设备 制浆造纸的原料主要有木材类与非木材类( 主要是草料、蔗渣、竹片等) 两类， 备料方法有干法备料和湿法备料两种。不同的原料和工艺设备需要相应的各种不同 的机械与设备。主要有剥皮机与锯木机、削片机、木片筛与再碎设备及非木材类备 料设备。 剥皮机摩擦剥皮机是应用最为广泛的一类剥皮机，其中圆筒剥皮机是当前各国 广泛应用于木段或原木剥皮的主要设备。圆筒剥皮机的传动结构通过齿轮驱动圆筒 绕水平轴转动，筒内木段随着圆筒转动并被提升到一定高度后跌落下来，使筒内木 段之间和木段与提升器、筒壁、刀轴、剥具之间反复产生强烈的碰撞、摩擦等作用， 进而原木表面的树皮受到冲击、挤压、剪切而被剥离。 非木材备科设备甘蔗备料除髓设备作为糖厂副产品的蔗渣，是造纸工业的重 要原料来源。由于蔗渣中含有3 0 的蔗髓，就必须在备料过程中把蔗髓尽量除去。 除髓有干法、半湿法和湿法三种。除髓机如图2 1 所示， 广西大学硕士学位论文 蔗渣造纸设备通用油的研制 图2 1立式除髓机 f i g 2 - 1 v e r t i c a ld e p i t h e r 1 带子2 - 筛板3 机体 4 传动机向 除髓机中心高速旋转的立轴上下装有三组转子，转子上有多排螺旋线排列的飞 锤，其外围筛板分区加工成不同尺寸的筛孔。蔗渣刚落入除髓机时，纤维束是无定 向的，在高速旋转的转子所产生的离心力以及重力的共同作用下，纤维束成直立定 向排列，并沿螺旋线盘旋而下，通过转子和筛鼓之