蓄熱式加熱爐傳送輥道油氣潤(rùn)滑改造實(shí)踐

張 戈 李發(fā)宏 杜 彧

1.前言

山東萊鋼型鋼廠采用蓄熱式加熱爐，在生產(chǎn)過(guò)程中加熱爐區(qū)域的輥道頻繁出現(xiàn)軸承研死，輥道轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的事故，對(duì)型鋼的正常生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響。為了提高軸承的潤(rùn)滑效果，延長(zhǎng)軸承使用壽命，減少停機(jī)時(shí)間，迫切需要對(duì)現(xiàn)有的潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2.工作環(huán)境簡(jiǎn)介

在蓄熱式加熱爐的運(yùn)行中，為了確保加熱爐內(nèi)鋼坯的均勻加熱，減少爐內(nèi)熱量不必要的溢出，加熱爐采用了復(fù)合式端進(jìn)端出封閉式爐門設(shè)計(jì)。當(dāng)軋件從爐門外的輥道區(qū)域傳送離開后，內(nèi)、外側(cè)爐門相繼關(guān)閉，將傳送輥道封閉在此復(fù)合式爐門內(nèi)。相比開放式設(shè)計(jì)，復(fù)合爐門內(nèi)的輥道工作環(huán)境更加密閉，高溫環(huán)境與空氣不對(duì)流，導(dǎo)致輥道組工作環(huán)境更加惡劣，最高溫度可達(dá)1300℃，特別是當(dāng)爐門開啟過(guò)程中，向外溢出的高溫、高壓氣體對(duì)輥道及潤(rùn)滑元件不斷進(jìn)行舔蝕，原油氣潤(rùn)滑元件頻繁出現(xiàn)故障，管路內(nèi)的潤(rùn)滑油碳化堵塞，潤(rùn)滑不良導(dǎo)致的輥道研死事故時(shí)有發(fā)生。因此，在現(xiàn)有復(fù)合式爐門的設(shè)計(jì)中，原輥道潤(rùn)滑系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境與生產(chǎn)模式。

3.現(xiàn)有潤(rùn)滑系統(tǒng)存在的問(wèn)題

3.1 分配器頻繁出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象

在高溫與封閉環(huán)境下，分配器與管路的油液更加容易碳結(jié)，逐步出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)增加濾油小車、提高空氣壓力等手段，但效果不佳，高溫環(huán)境導(dǎo)致潤(rùn)滑油碳結(jié)，分配器油管路壓力低是造成此故障的主要原因。

3.2 無(wú)法對(duì)輥道編組進(jìn)行供油

復(fù)合式爐門內(nèi)不同部位輥道的工作環(huán)境和參數(shù)不同，所以對(duì)軸承的潤(rùn)滑要求不同。但是在原潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，潤(rùn)滑末端管路的油量是相同的。因此，造成軸承供求潤(rùn)滑量不均衡導(dǎo)致軸承研死現(xiàn)象，并且控制系統(tǒng)無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輥道進(jìn)行編組，對(duì)工作環(huán)境惡劣的輥道提高潤(rùn)滑油量，當(dāng)個(gè)別輥道出現(xiàn)異常故障時(shí)無(wú)法快速供油。

3.3 密閉高溫導(dǎo)致末端潤(rùn)滑效果降低

在密閉的高溫作用下，管路內(nèi)油液粘度降低，軸承的潤(rùn)滑油膜難以形成，導(dǎo)致終端潤(rùn)滑效果降低，并且原主站室距離末端分配器遠(yuǎn)，輥道潤(rùn)滑點(diǎn)多且管路長(zhǎng)，造成輥道支管路接頭壓力低出油量小，進(jìn)入軸承座內(nèi)的潤(rùn)滑油量少，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)提高空氣壓力和打油頻次后效果不佳，系統(tǒng)的供油能力限制了末端供油量，軸承普遍出現(xiàn)了供油量少的現(xiàn)象。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)作業(yè)困難

現(xiàn)有潤(rùn)滑系統(tǒng)故障隱患較多?？刂齐姎庠鶠檫M(jìn)口備件，備件周期長(zhǎng)且損壞后無(wú)法快速恢復(fù)，觸摸屏的文字均為德文，點(diǎn)檢與操作人員難以進(jìn)行操作。主油箱容積過(guò)小，加油頻次多，頻繁啟動(dòng)泵組導(dǎo)致主站內(nèi)的氣動(dòng)泵容易損壞，油品消耗量大后續(xù)成本居高不下，由于泵組內(nèi)置在油箱內(nèi)，在出現(xiàn)故障時(shí)只能停機(jī)進(jìn)行更換，現(xiàn)場(chǎng)分配器損壞后無(wú)備用設(shè)備，且距離軸承座較近，現(xiàn)場(chǎng)密閉的空間導(dǎo)致溫度過(guò)高給現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)作業(yè)帶來(lái)了極大的不利因素。

4.現(xiàn)場(chǎng)改造方案

針對(duì)以上弊端，重新設(shè)計(jì)安裝一套適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作要求的油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輥道工作環(huán)境進(jìn)行改善。新潤(rùn)滑系統(tǒng)由1個(gè)主站（附有備用油箱）、6個(gè)分站(其中有3個(gè)備用分站)、管路、PLC電子控制及監(jiān)控裝置、油氣分配器等部分組成。

4.1 油氣系統(tǒng)主站

在原控制箱處安裝新型油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)主站，主站的功能為向各衛(wèi)星站供送高壓潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油壓力持續(xù)保持在50bar-70bar，潤(rùn)滑油改用價(jià)格較低且能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)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(tái)齒輪泵，一用一備，設(shè)有一塊壓力繼電器用于顯示并控制油壓，通過(guò)壓力設(shè)定來(lái)控制泵組工作時(shí)間和間歇時(shí)間。每臺(tái)泵的進(jìn)口管路安裝有一個(gè)過(guò)濾器和一個(gè)溢流閥，用來(lái)過(guò)濾潤(rùn)滑油和保護(hù)系統(tǒng)元件。泵外置式安裝在油箱外側(cè)，便于維護(hù)，泵輸出的潤(rùn)滑油通過(guò)中間管道輸送至油氣系統(tǒng)衛(wèi)星站。

4.1.2 蓄能器組件：泵站內(nèi)安裝蓄能器組，它與壓力繼電器配合對(duì)泵的啟停進(jìn)行控制，當(dāng)管路油壓低于50bar時(shí)開始工作，油壓達(dá)到70bar時(shí)停止工作，壓力范圍值可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，整個(gè)過(guò)程由系統(tǒng)內(nèi)電控部分自動(dòng)控制完成。蓄能器投入使用后可使齒輪泵不用連續(xù)工作，提高了齒輪泵和電動(dòng)機(jī)的使用壽命，也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，高壓潤(rùn)滑油進(jìn)入分配器后，提高了支管路的潤(rùn)滑油量。

4.1.3 過(guò)濾器組件：為了提高油品清潔度，避免分配器堵塞現(xiàn)象，每臺(tái)泵均配有吸油過(guò)濾器，泵出口安裝高壓過(guò)濾器，用于對(duì)潤(rùn)滑劑進(jìn)行過(guò)濾處理，高壓過(guò)濾器設(shè)有壓差開關(guān)，防止濾芯堵塞。

4.1.4 電氣控制監(jiān)控系統(tǒng)：全部使用國(guó)產(chǎn)元件，備件損壞后進(jìn)貨周期短，實(shí)現(xiàn)快速更換。主站安裝觸摸屏，下載安裝控制程序，可對(duì)主站及衛(wèi)星站進(jìn)行連鎖監(jiān)控和參數(shù)設(shè)定，

4.2 油氣系統(tǒng)衛(wèi)星站

在靠近輥道就近處安裝衛(wèi)星站，一用一備，對(duì)主站供送來(lái)的潤(rùn)滑油用遞進(jìn)式分配器按需分配，每個(gè)分站負(fù)責(zé)不同區(qū)域的輥道潤(rùn)滑，可以對(duì)不同區(qū)域輥道進(jìn)行分組并設(shè)定不同的供油量，各個(gè)分站的工作模式獨(dú)立。

4.2.1 遞進(jìn)式分配器和油氣混合塊：分配器將主站供給的潤(rùn)滑劑按潤(rùn)滑點(diǎn)的實(shí)際需要進(jìn)行精確分配，分配器處裝接近式開關(guān)可對(duì)遞進(jìn)式分配器的工作狀況進(jìn)行監(jiān)視，等量分配供出的油會(huì)在油氣混合塊內(nèi)與壓縮空氣進(jìn)行混合形成油氣流供給末端分配器。此遞進(jìn)式分配器間歇性工作，通過(guò)電磁閥實(shí)現(xiàn)不同的潤(rùn)滑油量設(shè)定，通過(guò)此項(xiàng)設(shè)計(jì)，可以依據(jù)不同工作部位輥道的潤(rùn)滑需求量，對(duì)各衛(wèi)星站設(shè)定不同的供油周期，當(dāng)輥道出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活事故時(shí)，可以加大對(duì)此區(qū)域分配器的供油量，實(shí)現(xiàn)短期大油量供給。

4.2.2 截止閥閥組：當(dāng)一套衛(wèi)星站出現(xiàn)故障需要更換元件時(shí)，可以啟閉相應(yīng)的截止閥組倒換至備用衛(wèi)星站，快速實(shí)現(xiàn)油氣的供給，不影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的使用，另外一套衛(wèi)星站停機(jī)時(shí)間進(jìn)行維修。

4.3 末端元件改造

加大末端支管路的管徑，提高潤(rùn)滑點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)的流量，末端硬管安裝在保護(hù)套管內(nèi)，減少氧化鐵皮及碰撞對(duì)管路的損壞。衛(wèi)星站安裝的位置距離分配器較近，也相應(yīng)提高了支管路潤(rùn)滑油的壓力和油量。

4.4 增加輥道及潤(rùn)滑設(shè)備的防護(hù)

在軸承座外側(cè)與潤(rùn)滑元件外側(cè)安裝防護(hù)擋板，擋板內(nèi)放置防火棉，通過(guò)防護(hù)工作可以有效減少高溫、高壓火焰對(duì)軸承座與元件的侵蝕。鋼坯承重的兩側(cè)，輥道負(fù)載大，工作環(huán)境較差，在這兩組輥道中安裝冷卻水管路，正對(duì)著軸承座進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，以此降低軸承座的溫度。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)復(fù)合式爐門輥道油氣潤(rùn)滑改造后，大大延長(zhǎng)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(shí)潤(rùn)滑劑的消耗大大減小，職工的勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本隨之大幅度降低，設(shè)備停機(jī)時(shí)間隨之消除，設(shè)備改造取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。