祝帥 李元鴻

遼寧海華科技股份有限公司

回轉(zhuǎn)窯（圖1）是水泥廠的關(guān)鍵設(shè)備。其長(zhǎng)度長(zhǎng)，重量大，整個(gè)窯體的重力均由托輪支撐，所以承載托輪軸的軸瓦（圖2）的潤(rùn)滑更是重中之重。

回轉(zhuǎn)窯的托輪軸瓦如果潤(rùn)滑不良容易出現(xiàn)軸瓦發(fā)熱，軸拉絲，甚至發(fā)生翻瓦事故。合理選用回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑，可以避免上述情況的發(fā)生，大大延長(zhǎng)軸瓦的使用壽命，節(jié)約能耗，延長(zhǎng)維護(hù)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文針對(duì)回轉(zhuǎn)窯的工況特點(diǎn)，研制了1款復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑，已在某冶金行業(yè)企業(yè)獲得成功應(yīng)用。

回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑的性能要求

托輪是回轉(zhuǎn)窯正常運(yùn)行的重要部件，其中在托輪內(nèi)部的托輪軸更是起到支撐回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵部件，保證托輪軸瓦的合理潤(rùn)滑是保證回轉(zhuǎn)窯連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重中之重。

回轉(zhuǎn)窯的托輪軸瓦的工況比較差：環(huán)境溫度高、負(fù)載大、容易混入粉塵和水分，對(duì)研制的復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑提出了如下要求：

圖1 回轉(zhuǎn)窯組成示意

圖2 托輪軸瓦示意

◇具有較寬的高低溫適應(yīng)性，要求冬季具有可流動(dòng)性，同時(shí)具有較高的黏度，避免夏季高溫時(shí)出現(xiàn)黏度變小、泄漏等問(wèn)題。

◇具有優(yōu)異的極壓抗磨性能，以減少回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦磨損，杜絕軸瓦發(fā)熱、拉絲，同時(shí)節(jié)約勞動(dòng)損耗，保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。

◇具有較好的防腐防銹性能?；剞D(zhuǎn)窯托輪軸瓦的材料一般為鋼、銅或者合金材料，因此對(duì)油品的防腐蝕性能也有一定的要求。

◇具有良好的氧化安定性?；剞D(zhuǎn)窯筒體熱輻射溫度高，如果油品氧化安定性不好，會(huì)在軸瓦處形成積炭[1]。

復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑的研制

復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑研制目標(biāo)見(jiàn)表1。

基礎(chǔ)油的選擇

回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦附件環(huán)境溫度較高，負(fù)荷較大，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，設(shè)置所研制的復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑的100 ℃運(yùn)動(dòng)黏度為60～70 mm2/s[2]，冬季偏下限，夏季偏上限。

在基礎(chǔ)油種類(lèi)的選擇上，選用高黏度光亮油、環(huán)烷基油、合成油，加入聚異丁烯作為增黏劑，調(diào)合成基礎(chǔ)油，并進(jìn)行了20 h的KRL（圓錐滾子軸承剪切安定性）試驗(yàn)?；A(chǔ)油理化性質(zhì)數(shù)據(jù)及KRL剪切安定性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

極壓抗磨劑的選擇

回轉(zhuǎn)窯拖輪軸瓦專(zhuān)用油對(duì)油品的極壓抗磨性能要求很高，質(zhì)量指標(biāo)要求最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB＞1 250 N[3]，同時(shí)還需要具有較高的燒結(jié)負(fù)荷PD。在所選的基礎(chǔ)油中，加入不同的極壓抗磨劑，考察其對(duì)油品極壓抗磨性的改善作用，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可以看出，HHDWY-5具有最高的PB和PD，故選擇HHDWY-5的加劑組合作為該油品的極壓抗磨劑配方。

表1 復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑研制指標(biāo)

表2 調(diào)合基礎(chǔ)油的理化性質(zhì)及KRL剪切安定性試驗(yàn)結(jié)果

防銹劑的選擇

在HHDWY-5的基礎(chǔ)上，進(jìn)行防銹劑的選擇性試驗(yàn)。防銹劑A為石油磺酸鹽類(lèi)型防銹劑，防銹劑B為其他類(lèi)型防銹劑。將2類(lèi)防銹劑復(fù)配，考察油品的銅片腐蝕及液相銹蝕性能，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可見(jiàn)， FX-4的銅片腐蝕及液相銹蝕性能最為理想，選擇FX-4的防銹劑方案可以有效地提升油品的防銹性能。

抗氧劑的選擇

在HHDWY-5與FX-4的基礎(chǔ)上，使用高低溫抗氧劑復(fù)配的方案，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可見(jiàn)，旋轉(zhuǎn)氧彈測(cè)試時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)市場(chǎng)熱銷(xiāo)油品，所以在配方中使用高低溫抗氧劑復(fù)配來(lái)延長(zhǎng)油品的使用壽命。

抗泡劑的選擇

在HHDWY-5與FX-4的基礎(chǔ)上，抗泡劑直接選用了復(fù)合消泡劑CM，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可見(jiàn)，當(dāng)復(fù)合消泡劑CM加劑量為0.02%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，油品具有良好的抗泡性能。

固體添加劑及分散劑的選擇

固體添加劑的選擇

根據(jù)復(fù)合油的特點(diǎn)，二硫化鉬、石墨及納米碳酸鈣可作為復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸大瓦油的固體添加劑的選擇。結(jié)合上述3種固體添加劑的特點(diǎn)及回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工況情況，決定選擇二硫化鉬作為該油品的固體添加劑。這是因?yàn)槎蚧f特別適用于高溫高壓工況條件，而且具有較低的摩擦系數(shù)。

分散劑的選擇

所使用的分散劑類(lèi)型及相對(duì)分子質(zhì)量見(jiàn)表7。

分散穩(wěn)定性測(cè)定方法為：將0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的二硫化鉬加入到150BS基礎(chǔ)油中，使用上海威宇實(shí)驗(yàn)室高剪切乳化機(jī)分散處理5 min，然后將分散劑以2.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的加劑量加含有二硫化鉬的150BS基礎(chǔ)油中，再攪拌分散5 min。將樣品在室溫下放置1 d，之后取上層油液50 g裝入離心管中，并放入BF-25C型專(zhuān)用離心機(jī)內(nèi)，在50 ℃下保溫15 min，以1 000 r/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)30 min。之后取上層油液20 g進(jìn)行過(guò)濾、烘干，稱(chēng)量固體物質(zhì)量。分散穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表3 不同添加劑復(fù)配對(duì)油品極壓抗磨性的改善作用

表4 不同類(lèi)型防銹劑復(fù)配對(duì)銅片腐蝕及液相銹蝕的作用

表5 抗氧劑復(fù)配對(duì)氧化安定性的影響

表6 復(fù)合消泡劑CM對(duì)油品的泡沫性能影響

由表8可以看出，選擇分散劑B時(shí)，固體物質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，具有最好的分散效果，故選擇分散劑B作為該油品的分散劑。

全性能分析結(jié)果

研制的復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯拖輪軸瓦潤(rùn)滑劑的全性能分析結(jié)果見(jiàn)表9。

由表9可見(jiàn)，研制的復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸軸瓦潤(rùn)滑劑黏度合適，具有優(yōu)秀的抗剪切能力、良好的極壓抗磨性、防銹性及低溫性能，各項(xiàng)指標(biāo)較市場(chǎng)熱銷(xiāo)油品具有很大的優(yōu)勢(shì)。

表7 試驗(yàn)中分散劑的類(lèi)型及相對(duì)分子質(zhì)量

表8 分散穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

表9 復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑全性能分析結(jié)果

復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑的應(yīng)用

營(yíng)口某冶金行業(yè)企業(yè)使用的白灰窯直徑2.5 m，長(zhǎng)40 m，生產(chǎn)能力150 t/d，之前一直使用某進(jìn)口品牌680號(hào)合成齒輪油。雖然該油品價(jià)格昂貴，但潤(rùn)滑效果不理想，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸瓦溫度平均在70 ℃左右。了解該企業(yè)設(shè)備狀況后，我們推薦其使用復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑并進(jìn)行了一個(gè)月的使用試驗(yàn)，試驗(yàn)期間軸瓦溫度穩(wěn)定在42 ℃左右，有效地降低了軸瓦的溫度，延長(zhǎng)了軸瓦的使用壽命。

結(jié)論

☆通過(guò)合理地選用基礎(chǔ)油組分與添加劑配伍，同時(shí)選擇高效的表面活性劑作為分散劑，研制了1款復(fù)合型托輪軸瓦潤(rùn)滑劑。研制產(chǎn)品具有適宜的黏度、良好的極壓抗磨性、防腐防銹性和低溫流動(dòng)性，同時(shí)由于油品中含有分散性較好的二硫化鉬固體潤(rùn)滑材料，可以在極端工況下保護(hù)設(shè)備不被損傷，防止軸瓦出現(xiàn)發(fā)熱、拉絲、抱瓦、燒瓦及翻瓦現(xiàn)象。

☆回轉(zhuǎn)窯設(shè)備在建材、冶金、化工、環(huán)保等許多行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，預(yù)計(jì)復(fù)合型回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦潤(rùn)滑劑將具有良好的市場(chǎng)前景。