中天鋼鐵淮安新材料項目潤滑站系統方案設計及工作流程技術應用

LUBRICATIONSTATIONSYSTEMSCHEMEDESIGN ANDWORKFLOWTECHNOLOGYAPPLICATION FORZHONGTIANSTEEL'SHUAI'ANNEWMATERIAL PROJECT

TanWenpeng Wu Liming Li Xiongfei Xu Jialu （Zhongtian Iron and Steel Group （Huai'an） New Materials Co.，Ltd. Huai'an ，China）

Abstract：Inthe productionand manufacturing of stee cord，multiple special production processesare required from rawmaterialwirerodtofinishedstelcord.Duringthisprocess，lubricationisparticularlyimportantfortheproduction of yellow wireto cord steel wire.Through practical analysis，it has been foundthat poorlubrication during thedrawing processcan lead to serious quality issues such as broken wires，surface cracks，uneven thickness，and damage to the surface coating.Theresults indicate thatbycirculating and maintaining the wet drawing lubricantthrough alubrication stationsystem，the service lifeof the lubricantcan be effectively extended.Thecontinuous improvementof product lubrication efect is notonly beneficial for processqualitycontrol but also significantly enhances product qualityduring the production process.

Keywords：steel cord；drawing；lubrication；wire breakage；quality

0前言

汽車的發明是人類文明進步的重要標志，而作為汽車上唯一與地面直接接觸的部件，輪胎質量的好壞，直接關系到汽車能否實現它被發明的價值。

輪胎最初的制造，可以追溯到約4000年以前，那時的人們開始用皮革或者樹木作為原料，制作成車輪。時至今日，在科技高度發達的今天，內置鋼簾線的橡膠輪胎，已廣泛用于各種車輛和機械裝備，通常會將輪胎裝配于輪轂上，其能很好的支承車身，緩沖外界沖擊，實現與路面的接觸并保證車輛的行駛性能。且在復雜和苛刻的條件下，輪胎在行駛時承受著各種變形、負荷以及高低溫作用。因此，輪胎必須具有較高的承載性能、牽引性能、緩沖性能。同時，輪胎還需滿足汽車的舒適性、操控穩定性、動力性。正是由于橡膠輪胎與鋼簾線的完美結合，從而達到了人們對汽車輪胎使用經濟、耐用、便捷、安全可靠等諸多要求，使得輪胎產業迅猛發展并大量生產制造，這同時也需要大量鋼簾線做為其配套產品。

1工程概況

中天鋼鐵淮安新材料年產150萬t超高強精品鋼簾線，專注于超高強度和特高強度鋼簾線的生產，主導國內外高端產品市場，計劃總投資202億元，占地面積2802畝，總建筑面積142萬 m² ，規劃建設6個生產分廠和研發中心等，并于2022年6月開工建設，項目地點位于江蘇省淮安市淮陰區。

以中天鋼鐵淮安新材料超高強精品鋼簾線項目潤滑站系統工程為例，本項目潤滑站系統由供液系統、回液系統、冷卻水系統等三大系統組成，附加電氣控制系統以及廢潤滑液處理系統協助運行，從案例角度闡述各系統工作狀態，實現鋼簾線在生產拉拔過程中，得到充分而有效的潤滑作用，從而得到高質量的鋼簾線產品。

2潤滑站的設計方案及制作安裝

2.1設計方案內容

本潤滑站系統主要服務于近2200臺鋼簾線濕拉工藝設備。這里首先簡要敘述一下濕拉工藝，濕拉是指在濕潤狀態下（潤滑液）借助模子將鋼絲帶滑動多模連續拉拔的過程，使半成品黃絲（圖1）浸泡在充滿潤滑液的濕拉設備的腔體內（圖2）進行多道次拉拔。這里專指電鍍黃銅絲拉拔至成品簾線所需要的直徑單絲的拉拔工藝。

濕拉工藝流程為：放線 $$ 拉絲 $$ （預變形） $$ 下盤。

作為保證濕拉工藝的三大要素之一，濕拉潤滑液在模子和鋼絲之間形成連續或者不連續的薄膜，隔離模子與鋼絲，從而避免兩種金屬直接接觸，減少摩擦和磨損，起到潤滑作用。

另外，鋼絲與拉絲模的拉拔過程會產生很高的摩擦力和熱量，濕拉潤滑液還具有冷卻和清洗鋼絲表面作用，潤滑液中的部分成分殘留在鋼絲表面，調整鋼絲表面狀態，減小鋼絲在捻制時的摩擦力，保證鋼絲與橡膠的黏合力。

本潤滑站（圖3）分為供液系統、回液系統、冷卻系統以及潤滑液處理系統。主要由6臺新液制備儲存罐、6臺 30L 和 100L 計量罐、18個80m³ 沉淀池、2臺 80m³ 潤滑液儲罐、20臺1006kW 板式換熱器、18個銅沉淀器、12臺設計流量 400m³/h 冷卻塔、操作鋼平臺、潤滑液管道（孔網鋼帶/不銹鋼）、冷卻水管道以及各類泵、閥門管件組成。

2.2方案技術特點

由于該項目在設計前期配合廠房建設進行了通盤考慮，并學習借鑒了先進的潤滑設計理念，因此，在潤滑站建設實施階段采用了更全面和合理的制作安裝方案，具體技術特點表現在五個方面：

1）潤滑站專業涉及面廣：機械專業、給排水專業以及環保專業。2）耐腐蝕材料的使用：罐體采用304不銹鋼板制作，站外管道采用孔網鋼帶管，站內管道采用不銹鋼管，銅沉淀器為PPH板。3）潤滑效率高：潤滑液冷卻速度快，循環使用次數多，使用周期長。4）接頭設計：潤滑液流量均勻，采用熱熔連接，連接處無凹凸節點和死角。5）污泥池清理為廢液坑里廢潤滑液和污泥泵送至廢潤滑液處理間設備處理，實現自動化。

2.3潤滑站制作安裝

由于潤滑液具有腐蝕性，首先要求廠房設計時增加潤滑站地面防腐作業。現場沉淀池框架的拼裝焊接，在場外制作完成后整體移至場內與地面地腳螺栓固定，沉淀池為不銹鋼板，在框架上拼接焊接而成，完成后進行蓄水試驗。其余設備主要為外購件，按照圖紙要求進行各管路的接通。

安裝完成后，首先需通過各單體設備的現場單機測試及功能測試，測試合格后，再進行無負荷聯合試運轉及調試，調試測試過程中，各系統管路不應有漏氣，漏水，管路不暢以及壓力下降等情況。

3潤滑站供液系統工作要求

3.1新液的制備及設備要求

外購的潤滑液原液需要與工業純水進行一定比例調配，添加所需化學試劑，配置完成初始新液。將初始新液泵送至新液制備罐（圖4）內，采用下軸式3翼螺旋槳攪拌均勻且充分混合，攪拌軸轉速為 80～110rpm ，攪拌器材料選用316不銹鋼，由于潤滑液呈弱堿性，需到達一定防腐要求。軸承采用永久潤滑免維護封閉軸承，使用壽命不小于10萬小時，電機功率為 1.1kW ，頻率 50Hz ，防護等級IP55，絕緣等級F級且應當符合國內有關安全標準要求。

3.2供液系統工作

供液系統工作流程：新液制備罐 $$ 新液儲罐 $$ 沉淀池 $$ 板式換熱器 $$ 濕拉設備機臺。供液系統站內管路采用不銹鋼管道，接頭處為焊接連接。站外管路采用孔網鋼帶管，接頭處為熱熔連接，保證管道內無凹凸或者死角，沒有殘留，潤滑液通過均勻且通暢。供液管道為架空連接，從潤滑站對應沉淀池接入對應濕拉設備機臺，濕拉機臺上口潤滑液進，下口潤滑液出。

制備完成的潤滑液新液原液通過泵送至相對應的沉淀池后，與沉淀池老液混合，可得到理想潤滑效果的中期潤滑液。經過一定時間的物理沉淀后，將原先潤滑液中的金屬與細微雜物與所需潤滑液分離，經循環泵從沉淀池打出，開始潤滑液的循環使用過程。由于濕拉工藝中鋼絲的拉拔過程會產生很高的熱量，會將潤滑液加熱至 46°C 左右，而潤滑液最佳的潤滑效果溫度為 40±2°C ，所以潤滑液從沉淀池泵送首先會經過板式換熱器進行降溫，通過換熱器的潤滑液溫度約為 35^qC 左右，然后經過孔網鋼帶管道送至對應濕拉設備端，途徑熱量損耗約為 1.5^°C ，用于濕拉設備工作潤滑。其中，供液系統管道所用換熱器為板式換熱器（圖5），散熱板片與接頭材質為316L不銹鋼，板片形狀為人形波紋狀，板片厚度 0.4～0.8mm ，設計溫度 -20～150^°C 設計壓力 2.5MPa ，換熱系數1100W/（ m²?c ），換熱效率約達到 81% 。

3.3 回液系統工作

回液系統工作流程：濕拉設備機臺 $$ 管道次地溝 $$ 管道主地溝 $$ 回液池 $$ 沉淀池。回液系統管路采用孔網鋼帶管，接頭處為熱熔連接，保證管道內無凹凸或者死角，沒有殘留，潤滑液通過均勻且通暢。回液管道鋪設在車間預留地溝中，從對應濕拉設備機臺匯入支管，最終在匯人主管后接人潤滑站回液池，經回液池泵送回對應的沉淀池

濕拉設備機臺在腔體內多道次拉拔過程中，產生的熱量會使潤滑液溫度升高，且鋼絲表面不可避免的會有前道工序（鍍銅、鍍鋅）粉末脫落混合在潤滑液里，所以濕拉機臺潤滑液在使用一定時間后需要將腔體內的潤滑液循環更換。這時數量眾多的濕拉設備機臺會通過潤滑液出口經過支管將含有銅鋅金屬雜質，溫度約為 46°C 的潤滑液在經過主管排入回液池。回液池內的潤滑液在通過循環泵送至對應沉淀池，周而復始，如供液系統一樣循環往復工作。通過物理沉淀后再將潤滑液泵送至換熱器和銅過濾器。其中，回液系統所用銅過濾器主體為PPH材質焊接而成，槽體插入不銹鋼板，工作原理為利用電鍍將銅吸附至不銹鋼板上易于清理。

3.4冷卻水系統工作

冷卻水循環工作流程為：蓄水池 $$ 板式換熱器$$ 冷卻塔 $$ 蓄水池。冷卻水系統管路為碳鋼鍍鋅管道，管道采用焊接連。本潤滑站配套建設容積約1500m³ 蓄水池以及循環水泵房（圖6），用于濕拉設備工作使潤滑液溫度升高的熱量交換。蓄水池首次使用前，需要先將蓄水池沖洗干凈，清理部分遺留雜物，將工業凈水注入蓄水池并按要求做蓄水試驗，確保墻體及穿墻管路等無任何滲漏，定期加入除草劑（正磷酸鹽）。常溫加入至蓄水池的工業凈水，每臺循環泵送至對應板式換熱器，工作狀態為：潤滑液實際流量約 180m³/h ，溫度約 40.5°C 進 34.5°C 出，冷卻水實際流量約 218m³/h ，水溫約 32^°C 進 36^°C 出，達到冷熱平衡交換。 36^°C 的冷卻水再泵送至屋面冷卻塔，經過風冷作用后，使冷卻水溫度再次降至 32^°C 左右，回到蓄水池再次循環工作。換言之，蓄水池工作理想狀態保持32^°C 左右恒溫。需要指出的是，在冬季平均氣溫達到 -2^°C 季節，可根據實際情況適當關閉冷卻塔風扇，使冷卻水自然冷卻至需要溫度。其中，冷卻塔（圖7）采用現場組裝制作，功率 1510kW ，實際流量約 327m³/h ，水溫約 36^°C 進 32^°C 出。

4潤滑系統調試驗收及運行

4.1 系統調試

整個潤滑站系統安裝完畢，應首先進行蓄水池、沉淀池、制備罐等設備組件的盛水試漏試驗，預先隔離設備，進行各管道的吹掃清潔，將預留接口進行盲板臨時封堵，進行壓力試驗，通水加壓至6bar ，保壓時間約 2h 。

4.2 試運行與運行

各系統吹掃完畢，保壓合格，進行單體設備調試，如沉淀池刮泥板組件調試，新液制備罐攪拌組件調試等，最后進行所有設備為期2天的聯動調試，待所有數據符合工程安裝設計要求，各相關專業人員確認聯合驗收通過，即潤滑站系統可正式投入運行。

5 總結與展望

中天鋼鐵淮安新材料項目潤滑站系統工程，通過采用超前的設計方案及完善的工作流程配合生產制造工藝所需，極大體現了該系統作為生產工藝輔助功能的重要一環，有效的保障了濕拉工序產品質量、縮短了潤滑液循環工作時間、增加了潤滑液循環使用壽命，節省了生產制造成本，有效提升了工程項目的價值。傳統的鋼簾線潤滑系統行業以往存在潤滑液變質快、溫度難以控制、自動化程度低等方面不足，而本潤滑系統工程的順利投用以及該解決方案對鋼簾線乃至同類加工制造行業意義重大。

從目前運行結果來看，本潤滑站系統是一種非常實用且合理的行業解決方案，有助于克服行業目前存在的實際問題，突破國外技術壁壘，打破技術封鎖和瓶頸，大力推動國內機械設備潤滑技術的快速發展。

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