對軋鋼生產液壓潤滑系統的節能降耗技術進行了描述，分析了各類技術的優缺點，提出了“解決軋鋼最后一道工序的液壓潤滑節能降耗，需因地制宜采用不同的技術”這一觀點，使用戶以較少的投資獲得最佳的節能效果。

1 前言

潤滑系統對設備運行尤為重要，主要有稀油潤滑、干油潤滑、油氣潤滑、自潤滑四種方式。熱、冷軋工藝潤滑主要是為減少軋輥磨損，降低軋制壓力和改善產品表面質量。國內軋鋼生產線的液壓與潤滑系統的節能改造雖然取得了顯著成績，但與國外發達國家的先進水平相比，在各方面還存在著較大差距，需掌握新的節能降耗技術，盡快因地制宜推廣應用。

2 液壓系統 

2. 1 技術描述

根據現場工藝要求，首先需選用合理地液壓系統原理圖，對不同壓力要求的液壓缸，盡量采用不同的泵提供不同壓力的液壓介質，高、低壓泵進行并聯，這樣可以降低能源系統的造價、減少維護成本，避免“大馬拉小車”，減少電力浪費。盡量選用國內外先進的液壓元件、電控部件、節能電動機。液壓系統制造、裝配時嚴格按照有關規定進行，嚴把質量關，現場施工時，嚴格按圖紙要求，管路采用氬弧焊焊接，管路焊接完畢，進行壓力試驗，試驗壓力: 15 ～ 20MPa。管路在線進行循環脫脂、酸洗、中和、鈍化處理，管路清洗清潔度等級:19 /16( YBJ 207 -85) 。管路盡量選用不銹鋼管，可以減少管路清洗的工作量，提高液壓系統的使用壽命。所有工作均應符合YBJ207 - 85《冶金機械設備安裝工程施工及驗收規范液壓、氣動和潤滑系統》的有關規定。

在液壓系統上采用油液污染度在線監測及自維護系統，可隨時監測液壓油在使用過程中品質，及時準確地通過顯示器顯示污染等級及相應的原因，當污染度達到相應的級別時，報警裝置也會進行分級報警，并通過PLC 自動開啟油液過濾清洗裝置，以確保設備在使用中液壓油性能及品質的良好性。采用在線監測及自維護系統，可減少不必要的抽樣檢測，減少液壓油的人工維護，改善液壓系統的運行環境，減少液壓元件的磨損，同時保證設備運行。

2.2 應用實例 

1) 冷床是棒材車間不可缺少的設備，而上料機構是冷床的關鍵部位，其裙板升降是通過液壓系統驅動的，把從輸入輥道運送的成品棒材導入且卸到冷床床體上面，以完成后續工藝過程。裙板由多個( 13 ～15 個左右) 液壓缸驅動，全部裙板用液壓缸固定在一根通軸上，這些裙板用液壓缸同步動作是冷床控制的關鍵技術之一。否則會造成某些裙板缸桿被拉斷，或棒材竄出冷床、裙板的大軸被扭曲變形等事故，造成停產或人員傷亡，處理事故耗時長，經濟損失大，這是歷來的企業難題。現在新的冷床裙板液壓缸同步控制閥臺，改變了一個液壓缸由一個閥臺控制，通過節流閥調節流量，不容易保持同步的設計理念。多個裙板液壓缸由一個閥臺供油，該閥臺能夠精確地調節出工藝要求的輸出總流量，并且能夠精確地分配給每個液壓缸，使每個液壓缸在同一時間得到相同的流量，既能計量液壓缸速度，又能達到多個裙板液壓缸同步。該閥臺設計了比例閥和兩級同步馬達控制方案，由比例閥設定總流量，用同步馬達把總流量自動等量地分配給多個裙板液壓缸，從而達到使他們同步動作的效果。這就可以很好地解決多個裙板液壓缸同步的技術難題，可以用在新設計的相似項目( 液壓推鋼機、高線集卷裝置升降、翻轉機構) 也可以用于老設備改造。

2) 加熱爐是軋鋼生產線的關鍵設備之一，主要有推鋼式、步進梁、環形三種方式，其配置的推鋼機、出鋼機、步進梁等裝置，都離不開液壓系統的驅動。液壓推鋼機液壓系統需要采用比例閥與同步馬達相結合系統，保證多個液壓缸的同步推鋼和退回。步進梁加熱爐的液壓系統驅動加熱爐步進梁和上料臺架，需要配套步進梁、推鋼機、提升下料、上料冷坯臺架、原料稱共五個閥臺，其中步進梁閥臺采用比例方向閥控制步進梁升降和平移，系統清潔度要求滿足NAS7 級，為其中最為重要的閥臺，需要實現鋼坯上升、前進、下降、后退的循環動作，來完成鋼坯的加熱和輸送。調試時需按點動調試、單動調試和聯動調試三個步驟進行，按照速度變化和執行機構位移的關系、了解執行機構速度變化特點; 弄明白比例閥流量曲線，輸入不同的電壓指令對應的流量，需要注意的是前后壓差不同時，輸入同樣的電壓比例閥通過的流量是不同的。掌握調試方法，講究調試順序，由部分到整體逐項進行，抓住每一環節，確保系統穩定運行，可以縮短調試時間，保證加熱爐盡快投入運行，當然也要重視系統平時的維護和保養。

3 潤滑系統

3.1 技術描述

根據現場工藝要求，首先需選用合理地潤滑系統原理圖，盡量避免選用集中潤滑系統，根據設備分布、場地情況，設置區域潤滑站，這樣可以降低能源系統的造價、減少維護成本，縮短管路長度、提高回油、冷卻及加熱效率，避免“大馬拉小車”，減少電力浪費。

1) 稀油潤滑裝置的公稱壓力一般小于0.6MPa，公稱流量6 ～ 2000L/min。過濾精度在5 ～120μm 之間。其作用是為主機的傳動副提供可靠的潤滑，必須具有供油、過濾、加熱、冷卻等基本的功能。由于工況的不同，必須滿足一些特殊要求:如斷電延時供油、高壓油膜、工藝潤滑等，因此，稀油潤滑裝置有四種不同型式: 標準型、高低壓型、雙供油口型、工藝潤滑型。對上述裝置的控制是通過自帶有電氣控制柜來進行的，系統中裝有各種控制開關，通過這些開關把壓力、溫度等信號送到電氣控制柜，由電氣控制柜對稀油潤滑裝置的運行進行控制。不同型式的稀油潤滑裝置，根據運行要求和功能，控制柜配有不同的控制功能，系統盡量選用國內外先進的潤滑元件、電控部件、節能電動機，潤滑系統制造、裝配時嚴格按照有關規定進行，嚴把質量關。 

2) 現場設備安裝、潤滑管路施工時，管路需采用氬弧焊焊接，管路焊接完畢，進行壓力試驗，試驗壓力: 1. 0MPa。管路在線進行循環脫脂、酸洗、中和、鈍化處理，管路清洗清潔度等級: 20 /16 ( YBJ207 -85) 。管路盡量選用不銹鋼管，可以減少管路清洗的工作量，提高潤滑系統的使用壽命。所有工作均應符合YBJ207 - 85。對潤滑系統的服務對象: 減速機、齒輪箱等設備，除安裝、調試時需嚴格按要求進行外，維護也需要下工夫，才能夠減少事故發生，延長設備壽命。一般的問題只是添加潤滑油即可解決。

3) 油氣管道中，由于壓縮空氣的作用，使潤滑油沿著管道內壁螺旋形地緩慢向前移動，并逐漸形成一層薄薄的連續油膜，經油氣混合塊混合而形成的油氣流通過油氣分配器的分配，最后以一股極其精細的連續油滴流噴射到潤滑點。由于進入軸承內部的壓縮空氣的作用，即使潤滑部位得到了冷卻，又使潤滑部位保持著一定的正壓，外界的雜物和水不能侵入，起到了良好的密封作用。

4) 氣動式油氣潤滑系統主要由主站、兩級油氣分配器、PLC 電氣控制裝置、中間連接管道和管道附件等組成。

5) 在油氣管道中，油和氣的速度是大相徑庭的，油的移動速度大約為每秒2 ～ 5cm，但這個數字也不是絕對的，因為油的移動速度受諸多因素的影響，比如空氣速度、環境溫度和潤滑油的粘度等，但是它至少說明了一個問題，那就是與空氣速度相比，潤滑油在油氣管道中移動的速度非常緩慢。所以，油和氣不是融合在一起的，從油氣管道出來的油氣是分離的，這也是為什么油氣潤滑不會污染環境的原因，也是和油霧潤滑的最大區別所在。

6) 從圖1 中可以看出，當供油量增大到一定程度時，軸承溫度呈下降趨勢，而在這條溫度曲線的中部，軸承溫度是最高的，因為此時的供油量還沒有大到足以降低軸承溫度的程度，相反，多余的液體摩擦會產生熱量。隨著供油量的增大，軸承摩擦也增大。但是，在這兩條曲線的最低點恰恰是供油量最小的時候，這也是油氣潤滑的最佳區域。由此可以看出，油氣潤滑只需要極其微小的油量就能達到降低軸承溫度和減少軸承摩擦的極佳效果。

7) 特別在高溫、高速等特殊、惡劣工作環境下的軋機、導衛裝置、活套裝置、鏈條傳動、風冷輥道等設備上油氣潤滑得到了應用，解決了以前燒軸承、特殊部件壽命短、劃傷工件等問題，降低了生產運行成本。其設備制造和裝配要求比普通潤滑裝置要求更加嚴格。必將有助于縮小我國與國外的差距、推動我國冶金設備和其他工業設備整體技術水平的提高。

8) 現有的技術中，高線、棒材粗中軋機的潤滑方式大都采用的是干油點潤滑或干油集中潤滑。廣泛使用的潤滑脂是: 極壓鋰基脂、二硫化鉬鋰基脂、極壓負荷鋰基脂、聚脲基脂、復合磺酸鈣基脂，基礎油則以礦物油為主，合成潤滑脂的使用量較小，但比例不斷增大。此兩種潤滑方式有很多不足存在:

( 1) 工人勞動強度大，加油周期長，操作困難，機修周期長，更換設備麻煩;

( 2) 在線加油困難且危險，必須停車加油，嚴重影響了產量;

( 3) 軸承及軸承端蓋處的密封圈不能保證起到很好的密封效果，從而影響潤滑效果，縮短設備壽命;

( 4) 由于設備處于高溫、振動、粉塵等惡劣環境中，易造成油嘴堵塞，人工用油槍注油時不能很好掌握油量的多少，使得對軸承局部溫度過高或者潤滑達不到最佳效果;

( 5) 現場工作環境惡劣，油污嚴重，散失的大量油脂隨沖渣水進入水處理系統，給冷卻水的凈化、回收、再次循環使用造成了很大的困難。潤滑脂的選型與設備工況息息相關，只有準確了解設備工況，才能合理選脂。需要從潤滑脂基本指標、負荷、溫度、速度、環境、加脂方式六方面入手，才能保證設備運行狀況良好。

3. 2 應用實例

1) 2013 年山西太重煤機公司承包唐山某特鋼廠高線項目，將所有粗中軋機的軋機潤滑都采用了油氣潤滑技術。該系統由主站、油氣分配器、中間連接管路、管道附件以及設備端管路組成。考慮到軋鋼廠生產環境的特殊性，要求該系統必須滿足高溫、重載、高速、極低速、氧化鐵皮等雜物、冷卻水和腐蝕性氣體易侵入軸承和密封圈內等因素。

在該生產線投入運行后，發現油氣潤滑系統與干油潤滑相比，具有明顯的優勢，取得了成功:

( 1) 形成的氣液“兩相膜”，提高了承載能力，起到了減磨作用，延長了設備的壽命;

( 2) 實現了以均等的時間分配潤滑油的方式，可實現按需分配，連續輸送; 壓縮空氣在軸承內部能保證正壓，確保良好的密封性;

( 3) 潤滑油基本實現零排放，利用率99%以上;

( 4) 管道布置簡單，較少了管道系統的安裝和維護費用;

( 5) 大幅度降低了軋機的運行成本，減少了事故率，提高了生產率，縮短了投資回收期。

2) 鏈條傳動是一種廣泛存在的機械傳動方式，許多公司忽略了鏈條潤滑的重要性。人為縮短了鏈條的壽命，提高了更換整組鏈條的頻率，增加了維護成本。目前多數鏈條是由高粘度的潤滑油或潤滑脂黏附鏈條表面。雖然可以對鏈齒和鏈表面起到潤滑的作用，但幾乎無法滲透到鏈銷、軸襯和滾筒。 

自從鏈條油氣潤滑技術在歐洲開始應用起，統計數字表明有一個意外的收獲———鏈條更換頻率大大降低。綜合以上事實，可以確定地說，對使用鏈條油氣潤滑是一舉兩得，不僅節約了維護費用，同時也降低了鏈條的損壞和更換頻率，其所帶來的效益遠遠高于采用傳統的涂抹油脂的潤滑方式，因此采用鏈條油氣潤滑裝置無疑是最經濟的解決方案。

鏈條油氣潤滑裝置是一種消耗型的集中油氣潤滑系統，在潤滑方式上，采用油氣混合成兩相流噴射方式，自動向鏈條提供油氣混合分配器噴射的微量精細潤滑油( 1. 8mm ～ 40. 6mm) ，由于潤滑劑的給定量很小且專門噴射到鏈條上，潤滑油能更很好的滲透到鏈銷、軸襯和滾筒，是一種經濟、可靠的潤滑模式。潤滑劑的給定也通常是鏈條在運行中間歇性供給的，由氣動脈沖發生器控制時間間隔來實現。

3) 江蘇某鋼廠1700 熱軋生產線，設計生產能力450t /年。有3 座全燃煤氣步進加熱爐，采用直接熱裝技術，共有140 余組輥道。加熱爐前最高環境溫度700℃，實測軸承溫度最高達200℃ 以上。前期使用某進口潤滑脂，國產化后使用長城7029D 高溫潤滑脂，加脂周期3 ～ 5 天，使用效果不錯。

4) 四川某鋼廠有2 條棒材生產線，軋機均為國產，一棒材軋機生產速度為15.2m/s，月生產能力12 萬t; 二棒材軋機月生產能力14 萬t; 軋機軸承采用線下手工加脂方式潤滑，選用了性能好的合成潤滑脂: 7019 - 1 極壓高溫潤滑脂。軸承使用壽命粗軋機2 ～ 3 月，中軋機3 ～ 4 月，精軋機1 ～ 1.5 月，達到了公司要求軋機軸承月故障不高于1 次的規定。每噸成品棒材耗材費用僅為2 元( 軸承1.7 元+ 潤滑脂0.3 元) ，而相同產量的同類生產線，每噸成品棒材耗材費用高達5 ～ 6 元，可見采用合成高性能潤滑脂的綜合成本更優。

4 熱與冷軋工藝潤滑

4. 1 技術描述

對許多軋機而言，采用工藝潤滑能降低軋制壓力、轉矩和能耗，特別是對板卷軋機尤為重要。軋板時往往因為軋制力能參數而限制了允許壓下量，在薄板軋機上采用潤滑可以減薄軋制帶鋼的厚度，以及減少軋輥磨損而改善產品表面質量。鋼的熱軋溫度一般在800℃ ～ 1250℃，在變形區軋輥表面的溫度可高達450℃ ～ 550℃，因此，需要用大量的水冷卻軋輥，這就要求熱軋潤滑劑具備對軋輥表面有牢固的附著能力，不易被水沖掉，高溫下有良好的抗氧化及耐熱性，抗乳化性好，軋制后容易與冷卻水分離等性能。

熱軋工藝潤滑系統是通過將軋制油與水以一定比例混合后，直接噴射到軋輥表面，使輥縫間的摩擦系數顯著降低，從而使軋制力、力矩、彎輥力得到有效降低，同時提高帶鋼產品表面質量、延長軋制長度、降低輥耗，實現提質量降成本增效率之目的。因而近年來新投產或改造的板卷熱連軋機大多數都配置了該工藝潤滑系統。目前主要有五大類潤滑劑，分別是油和油基液體、乳化液和分散型液體、化學溶劑、固體潤滑劑以及其他類潤滑劑( 有機醇、醚、磷化物、氯化物、硫化物等) 。

4. 2 應用實例

1) 遼寧一家公司生產的高效節能水溶性( 非油) 熱軋潤滑劑在熱軋型鋼生產中的應用效果較好，該潤滑介質由親水性結構物質組成，以烷基聚醚為主要原料輔以優異的鉬基納米離子極壓添加劑，在摩擦副上以沉積膜的形態存在，熱軋潤滑效果好，且不會生成膠質物而產生油泥，廢液無毒。經過多次試驗，取得了良好效果。

2) 以山西太鋼不銹鋼公司等為代表的熱軋板卷連軋機生產線工藝潤滑系統從機上設備布置來看，可以分為二種形式，曾出現過生產類故障及異常和工藝潤滑系統設備類故障，采取了保證切水效果，選擇適當噴嘴通徑、噴嘴的角度、集管內徑，合理選型計量泵、控制好供油量及油水混合比例，控制好工藝潤滑油量與時間的關系，保證供水水質的清潔度及硬度，定期進行在線蒸汽清潔，保證清潔時間，檢查清潔效果等措施解決了問題。

3) 山東某鋼鐵企業冷軋薄板1450 六輥單機架可逆冷軋機組生產線自熱負荷試車以來，存在著帶鋼表面反射率低、表面殘留乳化液斑跡較多，軋輥經常爆輥，下工作輥燒傷裂紋較多，乳化液消耗較多，油耗高，管路振動大、部件損耗多等問題，影響了生產線的正常運行，產品質量和成材率難以保證。經過組織力量進行了技術攻關，采取了針對電機長期超載計算出泵的合理出口壓力和選擇低額定轉速的電動機，采用3 道吹掃來解決吹掃不徹底問題，對乳化液系統噴射閥的改造消除了乳化液大循環、板式熱交換器損壞、管道易振動、雜油滲人、閥門更換頻繁的問題，優化噴射控制程序減輕了閥門同時啟閉所引起的共振，添加的軋制油直接通過供液泵參與循環優化濃度控制系統等措施，解決了乳化液系統工藝問題，保證了產品質量，降低了噸鋼成本，取得了明顯的技術經濟效益。

5 結論

近幾年我國一些企業所上項目，相當一部分都是低水平重復建設，缺乏競爭力，環保壓力大，成本無法降低。因此，要想在激烈的競爭中占領市場，生存下去，必須要淘汰落后的工藝與設備，大量采用節能降耗的新工藝、新技術。筆者介紹的是近年來軋鋼生產中液壓與潤滑采用的新技術，希望能為企業在新上項目及工藝改造時提供一定的參考。