张 戈 李发宏 杜 彧

1.前言

山东莱钢型钢厂采用蓄热式加热炉，在生产过程中加热炉区域的辊道频繁出现轴承研死，辊道转动不灵活的事故，对型钢的正常生产造成了严重影响。为了提高轴承的润滑效果，延长轴承使用寿命，减少停机时间，迫切需要对现有的润滑系统进行改造。

2.工作环境简介

在蓄热式加热炉的运行中，为了确保加热炉内钢坯的均匀加热，减少炉内热量不必要的溢出，加热炉采用了复合式端进端出封闭式炉门设计。当轧件从炉门外的辊道区域传送离开后，内、外侧炉门相继关闭，将传送辊道封闭在此复合式炉门内。相比开放式设计，复合炉门内的辊道工作环境更加密闭，高温环境与空气不对流，导致辊道组工作环境更加恶劣，最高温度可达1300℃，特别是当炉门开启过程中，向外溢出的高温、高压气体对辊道及润滑元件不断进行舔蚀，原油气润滑元件频繁出现故障，管路内的润滑油碳化堵塞，润滑不良导致的辊道研死事故时有发生。因此，在现有复合式炉门的设计中，原辊道润滑系统已经无法适应现场恶劣的工作环境与生产模式。

3.现有润滑系统存在的问题

3.1 分配器频繁出现堵塞现象

在高温与封闭环境下，分配器与管路的油液更加容易碳结，逐步出现堵塞现象，现场通过增加滤油小车、提高空气压力等手段，但效果不佳，高温环境导致润滑油碳结，分配器油管路压力低是造成此故障的主要原因。

3.2 无法对辊道编组进行供油

复合式炉门内不同部位辊道的工作环境和参数不同，所以对轴承的润滑要求不同。但是在原润滑系统的设计中，润滑末端管路的油量是相同的。因此，造成轴承供求润滑量不均衡导致轴承研死现象，并且控制系统无法对现场辊道进行编组，对工作环境恶劣的辊道提高润滑油量，当个别辊道出现异常故障时无法快速供油。

3.3 密闭高温导致末端润滑效果降低

在密闭的高温作用下，管路内油液粘度降低，轴承的润滑油膜难以形成，导致终端润滑效果降低，并且原主站室距离末端分配器远，辊道润滑点多且管路长，造成辊道支管路接头压力低出油量小，进入轴承座内的润滑油量少，现场通过提高空气压力和打油频次后效果不佳，系统的供油能力限制了末端供油量，轴承普遍出现了供油量少的现象。

3.4 现场维护作业困难

现有润滑系统故障隐患较多。控制电气原件均为进口备件，备件周期长且损坏后无法快速恢复，触摸屏的文字均为德文，点检与操作人员难以进行操作。主油箱容积过小，加油频次多，频繁启动泵组导致主站内的气动泵容易损坏，油品消耗量大后续成本居高不下，由于泵组内置在油箱内，在出现故障时只能停机进行更换，现场分配器损坏后无备用设备，且距离轴承座较近，现场密闭的空间导致温度过高给现场维护作业带来了极大的不利因素。

4.现场改造方案

针对以上弊端，重新设计安装一套适应现场工作要求的油气润滑系统，并对现场辊道工作环境进行改善。新润滑系统由1个主站（附有备用油箱）、6个分站(其中有3个备用分站)、管路、PLC电子控制及监控装置、油气分配器等部分组成。

4.1 油气系统主站

在原控制箱处安装新型油气润滑系统主站，主站的功能为向各卫星站供送高压润滑油，润滑油压力持续保持在50bar-70bar，润滑油改用价格较低且能够满足现场使用的ISOVG220cSt/40℃耐高温重极压齿轮油。

4.1.1 泵组件：泵站使用2台齿轮泵，一用一备，设有一块压力继电器用于显示并控制油压，通过压力设定来控制泵组工作时间和间歇时间。每台泵的进口管路安装有一个过滤器和一个溢流阀，用来过滤润滑油和保护系统元件。泵外置式安装在油箱外侧，便于维护，泵输出的润滑油通过中间管道输送至油气系统卫星站。

4.1.2 蓄能器组件：泵站内安装蓄能器组，它与压力继电器配合对泵的启停进行控制，当管路油压低于50bar时开始工作，油压达到70bar时停止工作，压力范围值可依据现场使用情况进行调节，整个过程由系统内电控部分自动控制完成。蓄能器投入使用后可使齿轮泵不用连续工作，提高了齿轮泵和电动机的使用寿命，也提高了系统的稳定性，高压润滑油进入分配器后，提高了支管路的润滑油量。

4.1.3 过滤器组件：为了提高油品清洁度，避免分配器堵塞现象，每台泵均配有吸油过滤器，泵出口安装高压过滤器，用于对润滑剂进行过滤处理，高压过滤器设有压差开关，防止滤芯堵塞。

4.1.4 电气控制监控系统：全部使用国产元件，备件损坏后进货周期短，实现快速更换。主站安装触摸屏，下载安装控制程序，可对主站及卫星站进行连锁监控和参数设定，

4.2 油气系统卫星站

在靠近辊道就近处安装卫星站，一用一备，对主站供送来的润滑油用递进式分配器按需分配，每个分站负责不同区域的辊道润滑，可以对不同区域辊道进行分组并设定不同的供油量，各个分站的工作模式独立。

4.2.1 递进式分配器和油气混合块：分配器将主站供给的润滑剂按润滑点的实际需要进行精确分配，分配器处装接近式开关可对递进式分配器的工作状况进行监视，等量分配供出的油会在油气混合块内与压缩空气进行混合形成油气流供给末端分配器。此递进式分配器间歇性工作，通过电磁阀实现不同的润滑油量设定，通过此项设计，可以依据不同工作部位辊道的润滑需求量，对各卫星站设定不同的供油周期，当辊道出现转动不灵活事故时，可以加大对此区域分配器的供油量，实现短期大油量供给。

4.2.2 截止阀阀组：当一套卫星站出现故障需要更换元件时，可以启闭相应的截止阀组倒换至备用卫星站，快速实现油气的供给，不影响现场生产的使用，另外一套卫星站停机时间进行维修。

4.3 末端元件改造

加大末端支管路的管径，提高润滑点单位时间内的流量，末端硬管安装在保护套管内，减少氧化铁皮及碰撞对管路的损坏。卫星站安装的位置距离分配器较近，也相应提高了支管路润滑油的压力和油量。

4.4 增加辊道及润滑设备的防护

在轴承座外侧与润滑元件外侧安装防护挡板，挡板内放置防火棉，通过防护工作可以有效减少高温、高压火焰对轴承座与元件的侵蚀。钢坯承重的两侧，辊道负载大，工作环境较差，在这两组辊道中安装冷却水管路，正对着轴承座进行强制冷却，以此降低轴承座的温度。

5.结语

通过对复合式炉门辊道油气润滑改造后，大大延长了轴承的使用寿命，避免了轴承的意外损坏，使用寿命极大的提高，同时润滑剂的消耗大大减小，职工的劳动强度和维修成本随之大幅度降低，设备停机时间随之消除，设备改造取得了显著的经济效益和社会效益，具有广泛的推广应用价值。