浅析板坯连铸机润滑系统及其应用

吴克勇

机械设备在投入到生产中后，会因为不停地运动形成摩擦，在长时间的摩擦使用下，机械的使用寿命会大大降低。因此，为了提高机械设备的使用寿命，人们通常会在摩擦副之间添加润滑剂。机械在润滑剂的作用下，可以减少摩擦，同时还能够有效地降低转动过程中机械的运行温度，进而实现对机械表面的保护。在生产过程中，板坯连铸的生产线会使用到许多机械设备，如精整设备、钢包回转台等等，为了避免这些机械设备在使用时产生大量摩擦，对其都进行了润滑系统的设置。而润滑系统就不是简单的润滑剂了，我们需要充分地对其进行了解，掌握其工作原理和应用方法，才能使润滑系统的效用发挥至最大，帮助顺利完成生产工作。

1 干油集中润滑系统的分类

1.1 以供脂的管线数量分类

干线集中润滑系统应用于连铸机内，其实质上就是将润滑脂作为润滑介质，将其加在摩擦副之间，从而使得机械之间的摩擦减少。润滑脂通过干油集中润滑系统来实现输送，到达润滑点。而润滑脂到达润滑点的方式也有多种，可通过干油站或是润滑管道。按照向润滑点供脂的管线数量，干线集中润滑系统可分为单线和双线两种不同的干线集中润滑系统。

1.1.1 单线干油集中润滑系统

一般情况下，在这个系统之中可以只靠一个单线的分配器实现润滑脂的输送，也可以设置多层串联的单线分配器，将其分别输送至需要润滑的润滑点。该系统中离润滑泵站最近的分配器为多层单线分配器当中的亲分配器，通过这一分配器后再将润滑脂进行定量输出，到达下一级的子分配器或是润滑点，下一级的子分配器再输出到孙分配器。

1.1.2 双线干油集中润滑系统

此系统在运行过程中有两条运输道路，对于润滑脂的输送，此系统可以实现由多个分配器进行输入。与单线干油集中润滑系统相比，该系统的成本更低，同时其在运输时也有着更高的稳定性。唯一不足的是，此系统在运行过程中双线分配器是互不干扰的，所以如果出现了润滑故障点，也无法快速地将其找出。

1.2 以供脂的操作方法分类

按此分类，干油集中润滑系统可分为两类，即手动、自动两种类型的干油集中润滑系统。手动干油集中润滑系统往往更加频繁应用于一些单机设备上，因为单机设备上的润滑点更少，且润滑剂的使用次数也不高。在进行机械设备润滑时，手动干油集中润滑系统通过人工对润滑点润滑的方式，用加脂枪按照润滑点的多少进行润滑点的供脂。根据动力源的不同油分类，自动干油集中润滑系统可分为电动、风动两种类型的干油润滑系统。连铸机设备工作时，一些扇形的设备其润滑点较多，且在运行时极易出现温度过高的问题。如果对其使用人工干油集中润滑系统，则无法满足机械设备的生产要求。对此自动干油集中润滑系统的应用优势就显现出来，其可以满足多个润滑点的润滑。

2 板坯连铸机中干油集中润滑系统的应用

干油集中润滑系统和润滑方式的选择应根据板坯连铸机机械设备的润滑点数量、润滑泵的供油能力等进行综合考量。板坯连铸机在使用过程中多粉尘水汽，环境较为恶劣，因此主管道等多数使用不锈钢材质。

2.1 润滑系统的应用划分

考虑到板坯连铸机机械设备布局、压力等级以及管路长短等不同，干油集中润滑系统在实际的应用中划分为多个相互独立的润滑系统。

（1）本体前部干油集中润滑系统，该系统组成部分包括了一套电动干油泵，一般情况下还会有一个备用泵，其额定压力为40MPa，每台泵输脂量根据实际的润滑点计算；一台电动加脂泵；若干双线干油分配器；1套润滑管路。

（2）本体后部干油集中润滑系统，其组成部分包括了一套电动干油泵（一台备用泵），其额定压力为40MPa，每台泵的输脂量按照具体的润滑点计算确定；一台电动加脂泵；若干双线干油分配器；一套润滑管路。

（3）出坯区干油集中润滑系统，其是一种使用于连铸机的出坯设备的润滑系统。组成部分包括了一套电动干油泵（额定压力为40MPa）、一台电动加脂泵、若干双线干油分配器、一套润滑管路。

（4）钢包回转台集中润滑系统，其是一种单机干油集中润滑设备。组成部分包括了一套电动干油泵（一台备用泵），其输脂量为每分钟195ml，额定压力为21MPa；一台电动加脂泵；若干双线干油分配器；一套润滑管路。

（5）连铸机本体集中润滑系统，主要是实现对连铸机本体设备的润滑，该系统可分为本体前部和本体后部集中润滑系统，这两个系统的润滑周期能够单独地进行调整。

（6）维修区移动式集中润滑系统，是对维修区被维修设备加入润滑脂进行润滑。其组成部分包括了一台移动式电动干油泵（40MPa），其每台泵的输脂量为每分钟120ml。

2.2 润滑制度的确定

在使用过程中，板坯连铸机内的各系统会因为受摩擦表面、环境温度等因素的影响，其润滑部位的润滑循环周期也不一样，具体的给油制度如下：

（1）对于板坯连铸机内的钢包回转台大齿轮、大轴承的润滑，其给油制度为通过钢包回转台即给油。

（2）对于板坯连铸机内的钢包回转台其他部件的润滑，其给油制度为50min～60min为为一次循环给油。

（3）板坯连铸机内的结晶器足辊、弯曲段的润滑，其给油为10min～15min一次循环。（4）板坯连铸机扇形段的润滑，其给油为30min一次循环。（5）板坯连铸机出坯区辊道润滑，其给油为50min～60min一次循环。

3 板坯连铸机油气润滑系统

相比于干油集中润滑系统，油气润滑系统有着其独特的优势。对于油气润滑系统的应用研究，目前学术上也有诸多成果。油气润滑系统早期在方坯连铸机中有着较好的应用效果，因为相对来说，方坯连铸机的润滑点数较小。而现如今，得益于技术的快速发展，油气润滑技术已实现了对上千个润滑点的板坯连铸机润滑。

3.1 油气润滑系统介绍

早期连铸机的润滑系统多为干油集中润滑系统，1970年后，油气润滑系统慢慢地在工业生产之中应用开来，而这也使得润滑技术上升了一个新的水平。油气润滑系统最早是由油雾润滑演变而来。19世纪，当时的人们在进行机械润滑时采用的多是矿物油润，油气润滑系统已初现雏形。随着工业产业的不断发展，人们在工业生产中发现空压机设备，其在投入使用时会形成雾，而这种雾里又含有油，从而起到对机械设备的润滑。再到后来，人们发现如果使用空气进行传输其不确定性极高，所以人们开始选择使用运输管道进行润滑脂的运输，为油气润滑系统的发展奠定了基础。油气润滑系统是通过在流动的压缩空气作用下，将油转变为液态油滴，在此基础之上，将液态油滴送往需要进行润滑的润滑点。油气润滑系统中最重要的设计是喷嘴，其会大大地影响到油滴的状态。除此之外，油滴的状态还会受到润滑油表面张力、压缩空气速度等影响。其中，压缩空气会对油滴产生影响，主要是因为在初始阶段，在压缩空气的作用下，油滴会形成较大颗粒导致其黏贴在了管道周围，润滑油滴在不断加快的压缩空向前的运输速度变化下，不断地向前移动，在这种情况下，油滴无法聚焦，慢慢的越来越薄，此时油气都不能够结合。

3.1.1 油气系统构成

分析油气系统的构成，主要有供油部分、供气部分以及油气混合部分这三方面。其中，供油部分由油箱、油泵等不同元件组成；当油气润滑系统开始运行后，供气系统可将排除气体的压力保持在0.3Mpa～0.4Mpa间，其中，在排气管线上安装压力检测器可确保供气结构的良好运行；油气混合部分将油气混合物均匀、适量地输送到润滑点上，实现对润滑点的润滑，使其能够在连铸系统中良好运行，避免运行过程中出现一些不良问题，造成对设备的严重伤害。

3.1.2 应用效果

板坯连铸机中应用油气润滑系统有着较好的效果，其使用效果如下所示：

（1）润滑效果良好，供油连续，其轴承使用期限长，减少了维修和轴承备件，综合看来，其使用效益较好。

（2）稀油耗量少，例如，F65内径的轴承其油耗量大约为每小时2ml，一箱500ml的油箱可以为超过400个润滑点进行润滑。

（3）环保效益好，油气润滑系统在使用过程中，有效避免了因干油外泄的问题而造成对设备以及开路冷却水的污染问题，确保了连铸机的生产。使用表明，在油气润滑系统投入使用前，原来水中的油份为3.2×10-6，使用后变为0.6×10-6。

（4）改善轴承环境，在气体的作用下，一些灰尘、蒸汽或是其他有害的气体都无法进入轴承内，从而有效地改善了轴承环境。此外，在压缩空气的作用下，轴承还能得到有效的冷却。

（5）降低劳动和运行成本，油气润滑系统投入使用后，大大地节省了维修时需要人工进行油泥清除的工作量，而工作量的降低也进一步的使运行成本和维护成本得到有效的减少。

（6）延长密封圈使用寿命，在进行油气润滑时，因为干油润滑的方向，正好与轴承密封圈的方向相反，所以在使用过程中，少量的气体可以流出进行密封圈的润滑，通过润滑大大地提高了密封圈的使用期限，延长了其使用寿命。

3.1.3 应用缺陷

虽然油气润滑系统在应用过程中有诸多优点，但不可否认的是，其也存在着一定的不足之处：

（1）由于在使用过程中，油气润滑系统需要大量的压缩空气，而这就在一定程度上增加了空压机的容量，导致了油气润滑系统的一次性投资较高，运行成本高。

（2）在使用过程中，会在一定程度上增加车间的噪音。

（3）应用油气润滑系统时，由于轴承内部的润滑油储存较少，所以一旦出现润滑系统故障，就极易出现烧坏轴承的问题。

3.2 油气润滑系统应用

在应用过程中，油气润滑系统需保证较好的密封性，确保其在使用过程中有稳定的密封结构，另外，在其的使用过程中也要确保密封唇有较大的压力。与干油集中润滑系统不同的是，油气润滑系统在使用过程中，轴承能够被少量流出的气体进行润滑，从而延长轴承的使用寿命。同时，还需注意的是，对于轴承油口位置，应将其设置在密封滑动的下面，从而确保当出现润滑系统故障的问题时，轴承内部还有一些油能够进行及时的供应。以下为具体列举的国内一钢铁公司应用于板坯连铸机中的油气润滑系统。

3.2.1 工艺参数

（1）轴承座密封形式要求。在使用油气润滑系统时，应确保其正确的密封结构。轴承座内部需要保持一定的正压，密封唇上应确保油气能够施加较高的压力。密封圈的安装方向，应是与干油润滑方向相反，从而确保少量的气体能够流出以进行密封圈的润滑，提高密封圈的使用期限。除此之外，对于轴承座排油口的位置设置，应确保其低于密封滑动位置，从而确保其能够较好地收集到轴承座的泄漏油。同时，排油口的位置设置也可以高于最低位置的滚珠直径一半的位置上，以此来确保轴承内部能够有一定的油，避免油气润滑系统出现故障时烧坏轴承的问题产生。轴承在辊子中央时，对于排油口的设置，应确保其在轴承内部，如果轴承在辊子两端，那么就应预先设计排油口方便加工。

（2）润滑介质。对于此油气润滑系统的润滑介质选择，可考虑选用ISOVG320—460等级齿轮油、合成油等。

（3）气源条件。压缩空气应确保是经过干燥且干净的，其露点不低于+（25±2）℃。

（4）油气润滑系统的技术参数。首先油气润滑系统中的系统油压应保持在5Mpa～7Mpa，气压应保持在0.4Mpa～0.6Mpa；对于油气润滑系统中的电源设置应控制在AC380V，50Hz三相五线制；对于油气润滑系统中的工作方式选择，应设置成间歇制工作，即根据设定的工作/间隔周期运行。其中，对于齿轮泵输出油量应控制在每分钟1.4L，设置其最大压力为14Mpa；在油气润滑系统运行过程中，其系统消耗的电量约为每小时10kw，压缩空气消耗量为每小时1338Nm3；运行过程中，系统所消耗的润滑油量为每小时1784ml。

此润滑系统在应用过程中能够较好地进行连续的运行，并实现稳定的供给润滑油，确保连铸机轴承处于一个良好的润滑状态；同时此系统在工作中有三种状态供选择：远程，就地，测试；根据运行实际情况，系统可有效地进行供油量的调节；在运行过程中，系统可实现对润滑状况的实时监控，其内部有专门目测给油状况的管路；

3.2.2 系统组成及工作原理

这一润滑系统组成部分包括了主站1个、卫星分站6个、两级油气分配器等。其中，系统中的油气润滑站配备了供油主管一根，通过主管实现对连铸机的扇形段的压力润滑脂供送；供油主管上有6个油气卫星站的进油口，同时，这几个卫星站的进气口连接于工厂气源，确保在运行过程中，压缩空气常通；在这个系统之中，6个油气卫星站是相互独立的存在，如果在这6个卫星站中有一需要供油，此时这一卫星站将开启两位两通电磁换向阀，从而使得压力油能够进入单线递进式油分配器，此时润滑油经分配器分配至油气混合器内，然后再送入一级油气分配器，此时一级分配器又形成多路，油气经由一级分配器送入下一级油气分配器，最终油气被均匀地送入各轴承座内进行轴承的润滑。在这一过程中，油气润滑系统内还有专门的监控开关，用以监控分配器动作次数，当发现达到设定动作次数时，供油即停止。

4 两类润滑系统对比分析

对比看来，干油集中润滑系统相对来说是一种较为成熟、性能较稳定且应用较广泛的技术，其目前已被广泛应用于板坯连铸机之中。对于板坯连铸机而言，由于其铸流导向等设备结构都较为紧凑，所以对于分配器的要求应确保其布局合理。再者，由于连铸机在生产过程中需要保持连续性，所以要求润滑系统的使用应确保润滑点之间的互不干扰，确保当一个润滑点出现故障时，其他润滑点能够正常工作。而干油集中润滑系统中的双线集中润滑系统，其双线分配器运行可靠，且相互独立，运行效益好。所以在目前的使用中，双线干油集中润滑系统在板坯连铸机中的应用较为广泛，当然单线干油集中润滑系统也有着较好的应用效果的，但是由于其维护要求高，可靠性一般，在实际的应用中仍有一定缺陷。干油润滑系统相比于油气润滑系统，其在运行过程中会出现堵塞供油管路、有害物质侵入轴承座危害轴承等问题，而油气润滑系统这一类问题就可以有效地规避，同时油气润滑系统在实际的使用过程中，也能够实现对上千个润滑点的润滑，所以其应用也较为广泛。总的来说，这两类润滑系统在板坯连铸机中的应用都各有优势，在如今科学技术飞速发展的背景下，润滑系统的研究发展定会更加深入。

5 结语

综上所述，板坯连铸机润滑系统的使用可以确保设备的稳定运行，降低设备的运行成本，延长连铸机轴承的使用寿命。由此可以看出，润滑系统的使用对板坯连铸机的良好运行有着极为重要的意义。当前，科学技术的不断发展，连铸机的润滑技术也变得更加成熟，本文通过对目前应用于板坯连铸机的两类润滑系统进行了系统的介绍阐述，分析对比了两类润滑系统的实际应用情况，以进一步地推动润滑技术的成熟发展，促进连铸机设备的高效运行，确保生产安全。