燒結(jié)機臺車車輪專用潤滑油的研發(fā)與應(yīng)用
曹志東
濟(jì)南源泰能源科技有限公司
摘要：燒結(jié)工藝是我國高爐冶煉的主要原料加工工藝，75%以上的高爐爐料來源于燒結(jié),燒結(jié)機是燒結(jié)工藝過程的主體設(shè)備之一。本文聚焦于燒結(jié)機臺車車輪專用潤滑油的研發(fā)與應(yīng)用。通過對燒結(jié)機臺車車輪工作環(huán)境及潤滑需求的深入分析，確定了潤滑油關(guān)鍵性能指標(biāo)。采用特定基礎(chǔ)油和多種添加劑進(jìn)行配方設(shè)計，經(jīng)實驗室測試、模擬試驗及實際工業(yè)應(yīng)用驗證，研發(fā)的專用潤滑油在降低磨損、延長使用壽命、提高設(shè)備可靠性等方面表現(xiàn)卓越，有效提升了燒結(jié)機的運行效率和生產(chǎn)效益，具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)機；臺車車輪；專用潤滑油
1 引言
燒結(jié)機作為鋼鐵生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，其穩(wěn)定運行對鋼鐵生產(chǎn)的連續(xù)性和質(zhì)量至關(guān)重要。臺車車輪是燒結(jié)機的重要部件，在高溫、重載、多塵等惡劣工況下運行，特別是車輪部位軸向受力大、冷熱頻繁交替，對潤滑提出了極高要求。傳統(tǒng)潤滑油難以滿足這些特殊工況需求，導(dǎo)致車輪磨損嚴(yán)重、使用壽命縮短、設(shè)備故障率增加，進(jìn)而影響生產(chǎn)效率并提高維修成本。因此，研發(fā)一種適用于燒結(jié)機臺車車輪的專用潤滑油具有重要的現(xiàn)實意義。
2 燒結(jié)機臺車車輪工作環(huán)境及潤滑需求分析
2.1 工作環(huán)境
高溫：燒結(jié)過程中，臺車車輪周圍溫度可達(dá) 150 - 300℃，部分區(qū)域甚至更高，高溫會使?jié)櫥偷恼扯冉档?，加速氧化和蒸發(fā)。
重載：臺車承載著物料及自身重量，車輪承受較大壓力，要求潤滑油具備良好的極壓抗磨性能，以防止金屬表面直接接觸產(chǎn)生磨損。
多塵：燒結(jié)機工作現(xiàn)場粉塵量大，粉塵易侵入潤滑部位，污染潤滑油，降低潤滑效果，同時加劇磨損。
冷熱交替：臺車每運行一周都經(jīng)過一次冷熱交替變化。
2.2 潤滑需求
高粘度指數(shù)：確保在高溫和低溫環(huán)境下都能保持合適的粘度，保證良好的潤滑狀態(tài)。
優(yōu)異的極壓抗磨性：能在重載條件下形成堅固的潤滑膜，有效抵抗磨損。
良好的抗氧化性：在高溫下不易氧化變質(zhì)，延長使用壽命。
強抗污染能力：能抵御粉塵等污染物的侵入，保持潤滑性能穩(wěn)定。
3 專用潤滑油的研發(fā)
3.1 基礎(chǔ)油的選擇
綜合考慮高溫性能、氧化穩(wěn)定性和粘度特性，選用合成酯類油和加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油按一定比例復(fù)配。合成酯類油具有良好的高溫性能、潤滑性和抗氧化性，加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油則具有高粘度指數(shù)和低揮發(fā)性，兩者結(jié)合能滿足臺車車輪的復(fù)雜工況需求。
3.2 添加劑的篩選與復(fù)配
抗磨添加劑：選用二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）和有機鉬化合物。ZDDP 具有良好的抗磨、抗氧化和抗腐蝕性能；有機鉬化合物能在金屬表面形成一層低摩擦系數(shù)的保護(hù)膜，進(jìn)一步提高抗磨性能。
抗氧化添加劑：采用酚型抗氧劑和胺型抗氧劑復(fù)配。酚型抗氧劑能有效捕捉自由基，抑制氧化初期反應(yīng)；胺型抗氧劑在高溫下抗氧化效果顯著，兩者協(xié)同作用可大幅提高潤滑油的抗氧化能力。
清凈分散劑：選用磺酸鹽類清凈分散劑，可將氧化產(chǎn)物、粉塵等污染物分散在油中，防止其沉積在金屬表面，保持潤滑系統(tǒng)清潔。
3.3 配方優(yōu)化與性能測試
通過大量實驗，對基礎(chǔ)油和添加劑的比例進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以獲得最佳性能組合。采用四球試驗機、高溫氧化試驗儀、抗磨試驗機等設(shè)備對研發(fā)的潤滑油進(jìn)行性能測試，測試指標(biāo)包括粘度、粘度指數(shù)、極壓抗磨性能、抗氧化性能、抗泡性能等。結(jié)果表明，優(yōu)化后的配方各項性能指標(biāo)均滿足燒結(jié)機臺車車輪的潤滑要求。此外，還添加了固體潤滑劑二硫化鉬，作為應(yīng)急潤滑的補充。通過正交試驗優(yōu)化各組分比例，最終確定了最佳配方。專用油PB1363是原2#極壓鋰基脂的1.3倍，有效降低了轉(zhuǎn)動件摩擦力；PD9810是原2#極壓鋰基脂的3倍，使用壽命可成倍提高。
4 專用潤滑油的模擬試驗
4.1 模擬試驗裝置設(shè)計
搭建模擬燒結(jié)機臺車車輪工作環(huán)境的試驗裝置，該裝置可模擬高溫、重載、多塵等工況。通過電機驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，加載裝置施加負(fù)載，加熱裝置模擬高溫環(huán)境，粉塵添加裝置模擬多塵環(huán)境。
4.2 模擬試驗過程及結(jié)果分析
將研發(fā)的專用潤滑油和傳統(tǒng)潤滑油分別應(yīng)用于模擬試驗裝置進(jìn)行對比試驗。試驗過程中，定期采集潤滑油樣品進(jìn)行分析，測量車輪磨損量。試驗結(jié)果顯示，使用專用潤滑油的車輪磨損量明顯低于使用傳統(tǒng)潤滑油的車輪，且專用潤滑油在高溫、多塵環(huán)境下的性能穩(wěn)定性更好，氧化和污染程度較低。
5 專用潤滑油的工業(yè)應(yīng)用
5.1 應(yīng)用案例
山東鋼鐵煉鐵廠265m2燒結(jié)機自2005年投產(chǎn)至今已運行超過20年，由于設(shè)備老化、臺車變形、軌道扭曲磨損、臺車結(jié)構(gòu)設(shè)計方面等因素影響,燒結(jié)機臺車系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，車輪磨損嚴(yán)重，故障頻發(fā)。臺車更換費時、費力，對產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗影響巨大，同時存在安全風(fēng)險。
