冶金设备润滑脂选型分析

1、冶金设备润滑脂选型分析陈朝武（中国石油化工股份有限公司润滑油重庆分公司重庆400039）摘要：介绍了润滑脂的基本概念以及负荷、温度、速度、加脂方式等因素对冶金设备润滑 脂选型的影响。关键词：冶金设备；润滑脂；选型1引言现代钢铁企业大型成套设备多，自动化程度高，连续作业，其工作特点一般是面临高温、 高压、重负荷、粉尘、水等“五毒工况”设备润滑尤为重要，主要有干油润滑和油气润滑 两种方式，此外还有少数设备采用自润滑轴承。以干油润滑为例，目前广泛使用的润滑脂是：极压锂基脂、二硫化钼锂基脂、极压复合 锂基脂、聚脲基脂、复合磺酸钙基脂，基础油则主要以矿物油为主，合成润滑脂的使用总量 较小，但比例不断增大

2、。2润滑脂选型2. 1润滑脂基本指标锥入度：衡量润滑脂软硬程度的指标，也是润滑脂稠度分类的依据，它是指在规定的负 荷、时间和温度条件下锥体落入试样的深度。其单位以0. 1mm表示。锥入度值越大，表 示润滑脂越软，反之就越硬。润滑油脂稠度等级见表1。锥入度国家标准GB/T26991，其等效采用国际标准ISO/DIS2173。对于样品数量较少，或者价格非常昂贵的润滑脂，可以检测1/4锥入度以减少样品消耗。 标准锥入度=3. 75X 1/4锥入度+24滴点：润滑脂随温度的升高而变软，当滴下第一滴液态 时的温度点就是润滑脂的滴点，单位。C。一般来说，润滑脂的滴点越高，使用温度也越高， 但使用温度应至少

3、低于润滑脂滴点20C30C。需要指出的是，无机稠化剂一般没有滴点， 膨润土、硅胶润滑脂的使用高温主要取决于表面活性剂和基础油，一般可以用在150C以上。选择润滑脂，首先要考虑使用目的是减摩、防护还是密封。如石油钢管螺纹脂、高温丝 扣防粘剂，主要起防护、密封作用，应选用对应的专用脂。存在漏油情况的单体减速机，可 选择半流体齿轮脂以防止泄漏（不推荐使用锂基脂+稀油混合）。选择润滑脂需要考虑设备负 荷、温度、速度、环境、加脂方式等因素。2. 2负荷对于重负荷设备，必须关注润滑脂的极压润滑性能，说明润滑脂极压润滑性能的最常见 指标就是四球试验数据，有三个数据：最大无卡咬负荷PB：此指标测量值越高，说明

4、润滑脂润滑性能越好；最大烧结负荷PD:烧结负荷越高，说明润滑脂的极压负荷能力越高；磨斑直径d磨迹越小，说明润滑脂的抗磨损能力、润滑性越好。目前常用的润滑脂，除了通用锂基脂外，都具有较好的极压性能。重负荷设备，应选择 基础油粘度高、稠化剂含量高的润滑脂。负荷特别大时，如混料机、回转窑开式齿轮，应注 意选择加有极压添加剂或填料（二硫化钼、石墨）的开式齿轮润滑脂。烧结机滑道属于滑动摩 擦，其摩擦系数大于轴承的滚动摩擦，应选择极压性较好的润滑脂以减少滑道磨损。轧辊轴 承负荷很大，咬钢时还承受冲击负荷，一般要求润滑脂的PD值达到3000N以上效果较好。 2. 3温度润滑脂的使用温度上限应低于滴点20C3

5、0C，以锂基脂为例（通用锂、极压锂、二硫化钼锂），其滴 点在180C左右，建议最高使用温度不超过120 C，因为超过120 C，锂基脂变稀易流失， 造成耗量增大。极压复合锂基脂可以用到150C180C,脲基脂的滴点达到270C以上，可 以用于200C左右的咼温场合。对于处于室外的设备，如果温度低于一20C，就要使用合成润滑脂。研究表明，温度每升高10C15C，脂的氧化速度便增加1倍，见图1。所以，轴承温 度每升高10C，加脂周期应缩短一半。o o & 4 2图1卫崖对润期脂氧化速率的异晌另外，少数设备润滑要求达到300C以上高温，这种情况可选择特种高温脂，如7025 高温脂，采用无机稠化剂稠化

6、合成基础油，并添加固体填料石墨（325C以上氧化，550C开 始剧烈氧化，被认为室温到538C都有效）。2. 4速度五种脂的试验表明：轴承转速增加2000r/min,轴承寿命减少一半。轴承寿命与转速的 关系可用下列公式计算。lgLs=3. 730. 00016n实践中，一般根据轴承DN值来选择润滑脂，D表示轴承直径（单位mm，当直径大于65 时，取内、外径平均值），N表示转速（r/min）。矿物润滑脂，适应的DN值极限是300，000 左右，合成润滑脂则可以达到 100万以上。以400kW三相异步电机为例，轴承型号 6222（d=110，D=200，则D =155），转速2975r/min,则

7、Dn值是46万，一般的锂基脂无法 满足要求，可选择合成润滑脂如7019 1极压高温润滑脂或7008航空润滑脂，加脂周期达 一年以上。2. 5环境润滑脂具有良好的密封能力，外界杂质不易进入轴承，但是，水对润滑脂的影响较大。 润滑脂的抗水性测试方法是SH/T0109： 204轴承装满润滑脂，以600r/min的转速旋转，用 38C或79C的水喷淋，测定60min内被水冲掉的润滑脂质量百分比。钠基脂抗水性差，锂 基脂良好，抗水性35%，脲基脂的抗水性13%,复合磺酸钙基脂抗水性最好，小于1%, 所以，轧辊轴承广泛选用脲基脂和复合磺酸钙基脂。2. 6加脂方式钢厂设备多采用集中润滑，如烧结机、连铸机等，

8、常使用的牌号是0、1号；手动油枪 加脂多采用2、3号。对于轧辊轴承来说，加脂方式对润滑脂选型特别重要。大多数轧钢生产线是在轧辊下线 时填充润滑脂，在线工作时没有补加，加脂间隔长，特别是粗轧机，可能达到10天以上才 下线，应选择质量等级较好的润滑脂如脲基脂、复合磺酸钙基脂，以满足长周期、重负荷、 抗水淋的需求。对于设有在线补充润滑脂的轧辊轴承，使用普通润滑脂亦能满足使用要求。如唐山某钢 厂1450热轧，在线每间隔4小时补充一次锂基脂，效果良好，但是润滑脂耗量较大。另外，在使用润滑脂过程中，可能会涉及不同型号润滑脂混用。表2是常用润滑脂的相 容性，可供参考。对于集中润滑来说，属于顶置置拠新脂顶出旧

9、脂)，且加脂周期较短，可 降低混用的负面影响。综上所述，润滑脂的选型与设备工况息息相关，只有准确的了解设备工况，才能合理选 脂，下面举例设备选脂。烧结机滑道一般采用集中润滑，运行速度1. 24m/min，是平面滑动摩擦，运行阻力 大，应选择极压性好的润滑脂；其次受热辐射，温度较高，从机头到机尾，滑道温度可达 120 C200 C，要求润滑脂满足200 C高温下不分解、不流失、不结焦；烧结机在运转过程 中,滑道内侧因抽风作用形成1020kpa的负压，要求润滑脂具有良好的密封性能，以减少 漏风。所以，烧结机滑道的润滑，应选用极压性、耐高温性、密封性较好的润滑脂，脲基脂 是不错的选择。3合成润滑脂的

10、应用据统计，2004年以前，每万吨钢的润滑油消耗量大约是8t,至I2010年已经减少到4t 左右。说明钢铁企业的润管理水平有很大提高，跑冒滴漏减少；另一方面，高性能合成润滑 油脂的使用份额增大，换油周期延长，也减少了油脂消耗。对于合成油脂来说，基础油主要 是合成烃(PAO)、聚醚(PAG)、酯类油和硅油，以满足特殊设备的极高温、极低温、加脂周 期长等要求。如长城7029D高温润滑脂、70191极压高温脂，均采用合成基础油，在耐高 温、抗结焦、加脂周期长等方面表现优异。应用案例1：江苏某钢厂1700热轧生产线，设计生产能力为450万t/年。有三座全燃 煤气步进式加热炉，采用直接热装技术，共有14

11、0余组辊道。加热炉前最高环境温度700C， 实测轴承温度最高可达200C以上。前期使用某进口润滑脂，国产化后使用长城7029D高温润滑脂，加脂周期35天，效果不错。应用案例2：唐山某钢铁公司炼钢厂，两流板坯连铸机，产量100万t/年。共600余润 滑点，快台和扇形17段使用SKF轴承，实测轴承温度200，水平段和冷床使用国产轴 承，实测温度120C。原设计有集中干油润滑站，后来由于种种原因，取消了集中润滑站， 改为移动干油泵人工加脂，23天加脂一次。先后试过锂基脂、脲基脂，满足不了长周期 使用要求，造成轴承频繁损坏。从2009年开始使用7029D润滑脂，加脂周期达到3天，没 有出现油脂板结、堵塞现象。扇形段消耗减少37%，平均寿命延长58%，仅设备整备成本 节省120万元/年以上。应用案例3：四川某钢厂有2条棒材生产线，轧机均为国产，一棒轧机生产速度为 15. 2m/s，月生产能力12万t；二棒轧机月生产能力14万t；轧辊轴承采用下线手工加脂方 式润滑，选用了性能好的合成润滑脂：7019 1极压高温润滑脂。轴承使用寿命粗轧23 月，中轧