浅谈钢厂设备轴承的

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摘要：钢厂的各种设备的滚动轴承、滑动轴承、齿轮、螺栓和密封多采用脂。本文首先介绍了钢厂设备轴承材料和钢厂设备用脂，继而分析了连续铸造设备轴承和轧机辊颈部轴承。

关键词：钢厂；设备；轴承；

中图分类号：TH117.2 文献标识码：A 文章编号：

钢厂设备的改进可以获得巨大的经济效益：减少停机时间，提高生产率；减少磨损，降低备件的更换量；延长设备的寿命：减少摩擦，节约能耗；减少剂的消耗量等。

维修费用中磨损方面的费用巨大，它是很吸引人的潜在节约项目，因此，实施和改进钢厂的工作对经济效益有重大意义。采用脲基脂是改进的一项重大措施。日本在80年代已广泛将脲基脂用于钢厂、汽车轮轴承、恒速万向节和长寿命密封轴承等领域。

1钢厂设备轴承材料研究

钢厂的各种设备的轴承具有尺寸大，用脂量多，使用条件苛刻(极压、高温、冷却水及杂质侵蚀)等特点，因此对脂的性能有特殊的要求。传统上采用的脂主要是金属皂基脂，如锂基脂、复合铝基脂等。近年，因脲基脂在钢厂的广泛应用而促使人们对其进行更加深入的研究。

1.1脲基脂机理研究

在长期使用脲基脂的轴承滚动面上观察到褐色乃至黑色的染色现象。使用脲基脂的轴承滚动面的磨损程度显著小于使用皂基脂的轴承滚动面的磨损程度。这些特有现象为研究其机理提供了依据。

用脲基脂的U轴承的滚动面有明显的染色，光学显微镜下呈青色和白色，磨损程度相当小。复合铝基脂的S轴承的滚动面发生磨损，直到磨成镜面。两个轴承的滚动面的硬度都比新轴承亨显著增加，而非滚动面的硬度都只稍有增加，称为“加工硬化”现象。脲基脂的染色现象特别是在轴承负荷圈部位表现显著，在非负荷圈部位几乎没有。此现象与优良的抗磨损性能之间有某种相关性。

1.2脲基脂的各种性能

脲基脂由于稠化剂分子中不含使基础油氧化的催化剂金属元素，分子中含有芳香环和粒子间的特殊键合力等，因此在高温等苛刻条件下具有各种优良的性能。

1.2.1脲稠化剂的结构

脲稠化剂粒子是由氢健维持的晶体，皂稠化剂晶体是由范德华力维持的，因此脲稠化剂晶体比皂稠化剂晶体更稳定。由较强的氢键维持脲稠化剂结构比由较弱的范德华力维持皂稠化剂结构具有较好的耐热性和剪切安定性。

1.2.2性

传统皂基脂在钢厂轴承中使用时，轴承表面被磨损，严重时还要更换轴承。而使用脲基脂显著地减少轴承滚动接触负载面的磨损。由脲基脂机理的分析可知，使用脲基脂的轴承滚动接触面形成氧化铁层和脲化合物覆盖层，从而有效地减少了轴承表面的摩擦和磨损。因此，脲基脂在滚动条件(EHL)下具有极好的性能。

1.2.3抗辐射

剂的抗辐射能力主要取决于基础油和所用稠化剂类型。金属皂稠化剂在辐射作用下可形成加速基础油氧化的催化剂，而脲稠化剂没有这种影响。锂基脂和膨润土脂经照射后分离成液相和固相，而脲基脂仍保持原状态，说明脲基脂的抗辐射性能良好。

1.2.4优良的心热性和长的使用寿命

脲基脂同皂基脂相比，150℃以下的耐热性更好，使用寿命更长。脲基脂在150℃以上长期加热，开始发生脱水反应生成碳化二亚胺，进一步发生分解和聚合。因此脲基脂通常用于150℃以下的长期，在更高的温度下通常用于短期。但也有合成油脲基脂在250℃下具有较长轴承寿命和实例，例如7017—1脂(合成油脲基脂)在250℃、204轴承、6000r/min、负荷23N下，轴承寿命大于500h，因此可以用于-60~+250℃长期。

1.2.5防锈性能

脲基脂的防锈性能可通过在脂中添加防锈剂来改进。轴承使用寿命试验结果表明，精选的防锈剂对脂无不利影响。

2钢厂设备用脂

2.1钢厂设备轴承的

钢厂的各种设备的滚动轴承、滑动轴承、齿轮、螺栓和密封等部位常用脂。这些设备处于粉尘、冷却水、高温、氧化鳞皮、腐蚀性环境气、震动等恶劣条件下24h运转。

在钢厂设备中广泛采用锂基脂、复合铝基脂和脲基脂，但在100℃以上的高温部位通常使用耐热性好的脲基脂和复合铝基脂。集中给脂时采用0~1号稠度的脂。

工作环境温度高于100℃配设备，如烧结机、板坯诊铸设备、冷轧钢板连续退火炉、无缝钢管冷却台、回火炉等，国外一般使用二硫化钼脂、复合铝基脂、脲基脂三种。近年来，逐渐转向以脲基脂为主，如在板坯连铸过程中，设备轴承受到表面温度高达800℃以上的钢带辐射热、传导热、氧化鳞皮和尘埃侵入的影响，并承受相当高的负荷，即使在冷却水的冷却下，轴承温度也高达110℃，条件非常恶劣，在这种情况下使用脲基脂具有明显的优点。密封轴承在使用中不需换脂和补加脂，是脂寿命与轴承寿命同步的“终身轴承”.这正是长寿命脲基脂重要的应用领域。

2.2高性能脲基脂

日本钢铁公司在日本钢厂进行了试验与使用。通过实验室模拟性能评价试验，特别是使用试验证明，脲基脂具有良好的稳定性、抗热性、密封性和性，能避免低质和脂变质及泄漏，从而减少轴承故障和轴承更换量，延长脂更换时间，很好地解决了使用传统脂存在的问题。有实例表明，钢厂中使用脲基脂同以前使用锂基脂相比，轴承磨损量减少50%，可延长轴承寿命两倍，脂软化流出少，使脂的用量减少30%。因此日本钢铁公司认为，脲基脂是钢厂轴承的最佳选择。

3连续铸造设备轴承

板坯连续铸造过程是将转炉中吹炼的钢水经钢水包注入中间包后再浇注入水冷铸模中。表面快速凝固，将外层凝固的钢带慢慢地向下拉，按支掌辊、导辊、夹送辊、台辊的顺序，以极低的速度移动。在此期间需喷高压冷却水。在台辊上钢带的中心部位凝固，切成规定的尺寸即为板坯。

上述连续铸造设备各辊的颈部使用内径为60~150mm的自动调心滚动轴承共300~400个。导辊部位由于钢的自重作用瓜受相当高的负荷。即使在水冷却的条件下.轴承温度也高达110C左右。支撑辊、导辊、夹送辊颈部轴承采用集中给脂的方式，采用脂有矿油锂基脂、矿油复合铝基脂、矿油脲基脂。

为了防止氧化鳞皮和尘埃的侵入，提高轴承的耐久性，使设备达到清洁和不维修而采用密封轴承。对温度超过150℃的轴承采用聚苯醚脲基脂。用合成油为基础油的脂作钢厂设备轴承的的例子还比较少。

4轧机辊颈部轴承

轧机有初轧、原板轧、热轧和冷轧机等。这些设备是以连续铸造的钢坯为原料，通过两个轧辊来进行轧制的。轧机是由工作辊与支撑辊构成的四级轧辊机，采用适于支撑辊的两端高压延负荷的油膜轴承和滚动轴承。油膜轴承是由轴反白合金制造的轴瓦和套管构成的。随着辊的转动，在轴瓦和套管之间吸入油形成油膜支撑负荷。受到重负荷的支撑辊等部位采用这种轴承。油膜轴承用的油是粘度为300~700mm2/s(40℃)的高粘度矿物油，由循环供油系统向轴承供油。

轧机工作辊和支撑辊上的滚动轴承是四排圆锥滚动轴承和四排圆筒滚动轴承。该轴承在轧制过程中用集中给脂装置定期给脂，或是每拆换辊时补加新脂。

在非密封型轴承中、轧制时侵入冷却水、氧化鳞皮、尘埃，在轴承轧道上出现压痕.冷却水使脂流出并使轧道面生锈。压痕和锈蚀是轧道面疲劳剥离和轴承寿命缩短的原因。因此正在换成密封四列圆锥轴承和四列圆筒滚动轴承。在四列圆锥滚动轴承的内轮两端安装油密封，轴承也进行密封。在轴承内部封入适量的密封轴承脂。轴承罩上设有溢水孔，即使冷却水通过密封罩侵入内部，在到达轴承之前就可以排出。轴承产身的油密封，密封罩和溢水孔共同起作用，防止冷却水和氧化鳞皮的侵入。

5结语

钢厂设备要求提高可靠性和生产效率，降低成本和保护环境，为满足这一要求进行了轴承改进和脂开发。一般钢厂设备用轴承约有4万个，由原因引起的损坏约占50%，更换数即使占百分之几，数量也相当大。因此，钢厂设备轴承的可以获得巨大的经济效益，必须要引起高度重视。

参考文献

[1]程琳.合成材料,1994,(2):51~32

[2]李辉.合成材料,1994,(3):32~34