蓄熱式加熱爐傳送輥道油氣潤滑改造實踐

張 戈 李發宏 杜 彧

1.前言

山東萊鋼型鋼廠采用蓄熱式加熱爐，在生產過程中加熱爐區域的輥道頻繁出現軸承研死，輥道轉動不靈活的事故，對型鋼的正常生產造成了嚴重影響。為了提高軸承的潤滑效果，延長軸承使用壽命，減少停機時間，迫切需要對現有的潤滑系統進行改造。

2.工作環境簡介

在蓄熱式加熱爐的運行中，為了確保加熱爐內鋼坯的均勻加熱，減少爐內熱量不必要的溢出，加熱爐采用了復合式端進端出封閉式爐門設計。當軋件從爐門外的輥道區域傳送離開后，內、外側爐門相繼關閉，將傳送輥道封閉在此復合式爐門內。相比開放式設計，復合爐門內的輥道工作環境更加密閉，高溫環境與空氣不對流，導致輥道組工作環境更加惡劣，最高溫度可達1300℃，特別是當爐門開啟過程中，向外溢出的高溫、高壓氣體對輥道及潤滑元件不斷進行舔蝕，原油氣潤滑元件頻繁出現故障，管路內的潤滑油碳化堵塞，潤滑不良導致的輥道研死事故時有發生。因此，在現有復合式爐門的設計中，原輥道潤滑系統已經無法適應現場惡劣的工作環境與生產模式。

3.現有潤滑系統存在的問題

3.1 分配器頻繁出現堵塞現象

在高溫與封閉環境下，分配器與管路的油液更加容易碳結，逐步出現堵塞現象，現場通過增加濾油小車、提高空氣壓力等手段，但效果不佳，高溫環境導致潤滑油碳結，分配器油管路壓力低是造成此故障的主要原因。

3.2 無法對輥道編組進行供油

復合式爐門內不同部位輥道的工作環境和參數不同，所以對軸承的潤滑要求不同。但是在原潤滑系統的設計中，潤滑末端管路的油量是相同的。因此，造成軸承供求潤滑量不均衡導致軸承研死現象，并且控制系統無法對現場輥道進行編組，對工作環境惡劣的輥道提高潤滑油量，當個別輥道出現異常故障時無法快速供油。

3.3 密閉高溫導致末端潤滑效果降低

在密閉的高溫作用下，管路內油液粘度降低，軸承的潤滑油膜難以形成，導致終端潤滑效果降低，并且原主站室距離末端分配器遠，輥道潤滑點多且管路長，造成輥道支管路接頭壓力低出油量小，進入軸承座內的潤滑油量少，現場通過提高空氣壓力和打油頻次后效果不佳，系統的供油能力限制了末端供油量，軸承普遍出現了供油量少的現象。

3.4 現場維護作業困難

現有潤滑系統故障隱患較多。控制電氣原件均為進口備件，備件周期長且損壞后無法快速恢復，觸摸屏的文字均為德文，點檢與操作人員難以進行操作。主油箱容積過小，加油頻次多，頻繁啟動泵組導致主站內的氣動泵容易損壞，油品消耗量大后續成本居高不下，由于泵組內置在油箱內，在出現故障時只能停機進行更換，現場分配器損壞后無備用設備，且距離軸承座較近，現場密閉的空間導致溫度過高給現場維護作業帶來了極大的不利因素。

4.現場改造方案

針對以上弊端，重新設計安裝一套適應現場工作要求的油氣潤滑系統，并對現場輥道工作環境進行改善。新潤滑系統由1個主站（附有備用油箱）、6個分站(其中有3個備用分站)、管路、PLC電子控制及監控裝置、油氣分配器等部分組成。

4.1 油氣系統主站

在原控制箱處安裝新型油氣潤滑系統主站，主站的功能為向各衛星站供送高壓潤滑油，潤滑油壓力持續保持在50bar-70bar，潤滑油改用價格較低且能夠滿足現場使用的ISOVG220cSt/40℃耐高溫重極壓齒輪油。

4.1.1 泵組件：泵站使用2臺齒輪泵，一用一備，設有一塊壓力繼電器用于顯示并控制油壓，通過壓力設定來控制泵組工作時間和間歇時間。每臺泵的進口管路安裝有一個過濾器和一個溢流閥，用來過濾潤滑油和保護系統元件。泵外置式安裝在油箱外側，便于維護，泵輸出的潤滑油通過中間管道輸送至油氣系統衛星站。

4.1.2 蓄能器組件：泵站內安裝蓄能器組，它與壓力繼電器配合對泵的啟停進行控制，當管路油壓低于50bar時開始工作，油壓達到70bar時停止工作，壓力范圍值可依據現場使用情況進行調節，整個過程由系統內電控部分自動控制完成。蓄能器投入使用后可使齒輪泵不用連續工作，提高了齒輪泵和電動機的使用壽命，也提高了系統的穩定性，高壓潤滑油進入分配器后，提高了支管路的潤滑油量。

4.1.3 過濾器組件：為了提高油品清潔度，避免分配器堵塞現象，每臺泵均配有吸油過濾器，泵出口安裝高壓過濾器，用于對潤滑劑進行過濾處理，高壓過濾器設有壓差開關，防止濾芯堵塞。

4.1.4 電氣控制監控系統：全部使用國產元件，備件損壞后進貨周期短，實現快速更換。主站安裝觸摸屏，下載安裝控制程序，可對主站及衛星站進行連鎖監控和參數設定，

4.2 油氣系統衛星站

在靠近輥道就近處安裝衛星站，一用一備，對主站供送來的潤滑油用遞進式分配器按需分配，每個分站負責不同區域的輥道潤滑，可以對不同區域輥道進行分組并設定不同的供油量，各個分站的工作模式獨立。

4.2.1 遞進式分配器和油氣混合塊：分配器將主站供給的潤滑劑按潤滑點的實際需要進行精確分配，分配器處裝接近式開關可對遞進式分配器的工作狀況進行監視，等量分配供出的油會在油氣混合塊內與壓縮空氣進行混合形成油氣流供給末端分配器。此遞進式分配器間歇性工作，通過電磁閥實現不同的潤滑油量設定，通過此項設計，可以依據不同工作部位輥道的潤滑需求量，對各衛星站設定不同的供油周期，當輥道出現轉動不靈活事故時，可以加大對此區域分配器的供油量，實現短期大油量供給。

4.2.2 截止閥閥組：當一套衛星站出現故障需要更換元件時，可以啟閉相應的截止閥組倒換至備用衛星站，快速實現油氣的供給，不影響現場生產的使用，另外一套衛星站停機時間進行維修。

4.3 末端元件改造

加大末端支管路的管徑，提高潤滑點單位時間內的流量，末端硬管安裝在保護套管內，減少氧化鐵皮及碰撞對管路的損壞。衛星站安裝的位置距離分配器較近，也相應提高了支管路潤滑油的壓力和油量。

4.4 增加輥道及潤滑設備的防護

在軸承座外側與潤滑元件外側安裝防護擋板，擋板內放置防火棉，通過防護工作可以有效減少高溫、高壓火焰對軸承座與元件的侵蝕。鋼坯承重的兩側，輥道負載大，工作環境較差，在這兩組輥道中安裝冷卻水管路，正對著軸承座進行強制冷卻，以此降低軸承座的溫度。

5.結語

通過對復合式爐門輥道油氣潤滑改造后，大大延長了軸承的使用壽命，避免了軸承的意外損壞，使用壽命極大的提高，同時潤滑劑的消耗大大減小，職工的勞動強度和維修成本隨之大幅度降低，設備停機時間隨之消除，設備改造取得了顯著的經濟效益和社會效益，具有廣泛的推廣應用價值。