遼寧海華科技股份有限公司

冷軋板在生產(chǎn)過程中，其表面極易附著如灰塵、鐵粉、軋制油和乳化液等污染物，這類污染物隨著冷軋板一同進(jìn)入退火爐會(huì)形成固體顆粒和碳化物，造成帶鋼表面的壓痕和劃傷，進(jìn)而影響帶鋼質(zhì)量和表面光潔[1]。因而，冷軋連退鍍鋅過程中，在清洗段對(duì)帶鋼表面的清洗是非常關(guān)鍵的步驟。

目前冷軋清洗段普遍采用電解清洗的方式，即帶鋼需經(jīng)過熱堿浸泡槽、熱堿刷洗槽和電解脫脂槽對(duì)其表面油污和鐵粉清洗后，再通過熱水刷洗并風(fēng)干。整個(gè)過程中使用大量堿水，而采用浸泡和噴射的辦法經(jīng)常導(dǎo)致大量堿水在清洗過程中溢出，從而導(dǎo)致托輥軸承中進(jìn)水生銹和損壞的情況，如圖1所示。

普通的潤滑脂難以承受大量水的沖刷和浸泡，導(dǎo)致軸承生銹損壞。而一些以金屬鋰皂為稠化劑的專用的抗水脂或防銹脂可有效提高抗水性能，但對(duì)堿水的防護(hù)性能仍較差，依然會(huì)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)生銹并損壞的情況。因此，本文對(duì)聚脲潤滑脂在該部位對(duì)堿水優(yōu)異的防護(hù)性能上進(jìn)行了相關(guān)研究。

冷軋清洗段的工藝流程

清洗段一般分為三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)和多級(jí)清洗工藝流程，基本流程相似，僅在堿洗和水洗的次數(shù)上略有區(qū)別。

首先帶鋼通脫托輥傳導(dǎo)進(jìn)入堿液槽，使用加熱的堿液（又稱脫脂劑）浸泡和噴射，將鋼材表面的油膜破壞，再經(jīng)過刷洗槽，去除表面大部分油污。然后進(jìn)入電解槽開始電解清洗（電解脫脂劑），依靠溶液電解后正負(fù)離子的吸附力[2]，將剩余污染物清除。最后再次經(jīng)過刷洗，進(jìn)入清洗槽，用水來完成最后的清洗。一個(gè)典型的五級(jí)清洗流程如圖2所示。

由圖2可見，一部分的托輥軸承是處于清洗槽下方，容易受到清洗液溢出的影響，造成潤滑脂流失、軸承生銹等情況。尤其是熱堿液浸洗槽和電解清洗槽下方的托輥軸承，其溢出的清洗劑對(duì)潤滑脂油膜具有更強(qiáng)的破壞力，如圖3所示。

清洗劑對(duì)托輥軸承脂的影響

清洗劑的技術(shù)指標(biāo)分析

取回現(xiàn)場在用清洗劑（即脫脂劑），技術(shù)指標(biāo)見表1。

清洗劑的作用機(jī)理

常見的清洗劑有3類：堿類、螯合劑和表面活性劑。目前市面通常使用的是脫脂劑，它是堿性物質(zhì)和多種表面活性劑的混合劑，而多種表面活性劑都是理想的乳化劑，能降低油水界面的張力，增大接觸面積。當(dāng)帶鋼進(jìn)入脫脂工序時(shí)，其表面的油膜被噴射的堿液擊穿，通過這種機(jī)械作用使完整的油膜破裂成為不連續(xù)的小油珠，這樣就能使表面活性劑中分子的親油基團(tuán)和小油珠充分發(fā)生親和作用，通過滲透、卷離、分散和增溶把油除掉。

脫脂劑對(duì)軸承潤滑的影響

由于表面張力的存在，堿液在循環(huán)系統(tǒng)中易產(chǎn)生泡沫，極易造成外溢進(jìn)入托輥軸承中，造成軸承脂被滲入的堿液沖洗流失，導(dǎo)致干摩擦損壞軸承，或使軸承生銹損壞?，F(xiàn)場原用托輥軸承脂為某型號(hào)二硫化鉬鋰基潤滑脂，在線停機(jī)拆開觀察狀態(tài)，見圖4。

由圖4可見，混入堿液的軸承脂已變稀乳化，大量流出至托輥外端。據(jù)現(xiàn)場人員反饋，堿槽下的托輥軸承經(jīng)常出現(xiàn)滾動(dòng)體沒油而發(fā)亮，普遍存在生銹情況，經(jīng)常需要更換軸承。

清洗段托輥軸承對(duì)潤滑脂的性能要求

由以上情況分析，我們可以確認(rèn)清洗段托輥軸承對(duì)其使用的軸承潤滑脂要求為：

◇抗水性，大部分托輥處于清洗槽下方，極易滲入水，易引起生銹造成軸承損壞，需要軸承脂具備較強(qiáng)的抗水性能。

◇抗堿水性，清洗液（堿液）這類脫脂劑對(duì)油膜破壞嚴(yán)重，需要軸承脂具備對(duì)堿液的防護(hù)性能。

◇防護(hù)性，現(xiàn)場多水的工況，極易引起托輥軸承生銹，因而需要軸承脂具備對(duì)水和堿液極佳的防銹和防腐蝕性能。

表1 脫脂劑樣品分析結(jié)果

◇機(jī)械安定性，尤其是有水存在情況下的抗剪切性能。

性能測試對(duì)比

測試樣品遼寧海華科技股份有限公司生產(chǎn)的清洗段專用聚脲潤滑脂（本文中簡稱為聚脲脂），其具備優(yōu)異的抗水和堿水性能，遇水后良好的抗剪切性能和黏附性能，可保證潤滑不會(huì)失效或軸承銹蝕。

基本理化指標(biāo)分析

現(xiàn)場通常使用的托輥軸承脂為：通用鋰基脂、二硫化鉬鋰基脂或復(fù)合鋰基脂（本文中簡稱為樣品A、樣品B和樣品C）。對(duì)比分析3種樣品和聚脲脂產(chǎn)品的基本理化指標(biāo)，見表2。

由表2數(shù)據(jù)對(duì)比可見，潤滑脂樣品除了滴點(diǎn)受稠化劑結(jié)構(gòu)不同而有差別外，其他基本理化指標(biāo)接近，無明顯不同。

遇水抗剪切性能分析

由于冷軋清洗段工況存在大量的水，因此重點(diǎn)評(píng)價(jià)在有工業(yè)水和堿水存在的條件下，各個(gè)樣品抗剪切性能的情況，對(duì)比見表3。

由表3對(duì)比可見，聚脲脂樣品相比樣品A、B的遇水抗剪切性能更好，尤其是在堿水條件下的抗剪切性能，明顯優(yōu)于其他3個(gè)樣品。

遇水防護(hù)性能分析

大量水的存在，需要潤滑脂具備更好的抗水沖刷能力，同時(shí)需要具備更好的防銹性能，特別是對(duì)堿水的防銹蝕性能。要求潤滑脂在加入防銹劑后可以保護(hù)軸承在堿水條件下不生銹。聚脲脂中加入0.2%～1.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）壬基磺酸鹽類防銹劑。各個(gè)樣品遇水防護(hù)性能情況對(duì)比見表4。

由表4對(duì)比數(shù)據(jù)可見，堿水的存在會(huì)明顯降低潤滑脂的防護(hù)能力，樣品C和聚脲脂在水淋流失、防銹性上表現(xiàn)良好。但在靜態(tài)的抗水乳化測試時(shí)，在有堿水的條件下，只有聚脲脂樣品可以達(dá)到較輕的變化，而其他3個(gè)樣品均達(dá)到最嚴(yán)重乳化的級(jí)別，可見堿水對(duì)金屬皂類潤滑脂的影響很明顯。樣品A與防護(hù)型聚脲潤滑脂的測試對(duì)比情況見圖5、圖6。

表2 基本理化指標(biāo)分析

表3 不同水存在時(shí)潤滑脂的抗剪切性能對(duì)比

表4 遇水防護(hù)性能對(duì)比

由圖5、圖6可見，防護(hù)型聚脲潤滑脂可以使軸承避免在遇到堿液時(shí)出現(xiàn)的生銹情況，同時(shí)也可以保護(hù)軸承脂不受堿液浸泡而出現(xiàn)乳化流失。

聚脲潤滑脂在清洗段托輥軸承中的應(yīng)用試驗(yàn)

應(yīng)用試驗(yàn)部位的選擇

根據(jù)協(xié)商，選擇浸洗槽下方托輥軸承為本次的應(yīng)用試驗(yàn)部位。該部位為整個(gè)清洗段軸承進(jìn)水量最大、溫度最高、工況最為苛刻的部位，現(xiàn)場原用軸承脂經(jīng)常在此部位出現(xiàn)生銹或損壞等情況，潤滑脂使用壽命較其他部位軸承脂更短，1～2天就需要進(jìn)行油脂補(bǔ)充（線上手動(dòng)注脂）。

應(yīng)用試驗(yàn)情況

由于冷軋專用聚脲潤滑脂與原用的二硫化鉬鋰基脂相容性很好，直接可注入混合使用。經(jīng)過一個(gè)月的運(yùn)轉(zhuǎn)，已將原用脂完全替換?，F(xiàn)場人員反饋，無油脂乳化溢出或軸承生銹情況發(fā)生，同時(shí)補(bǔ)脂周期延長約一倍以上，應(yīng)用效果良好，如圖7所示。

由圖7可見，托輥外端沒有出現(xiàn)大量的乳化油脂，邊緣少量溢出的油脂稠度較干，油膜充足。

根據(jù)應(yīng)用試驗(yàn)效果可知，聚脲脂明顯改善了堿液對(duì)托輥軸承中油脂的抗沖洗能力，可保證混入熱堿水后不易乳化或變稀，并有效延長了加脂周期，提高了油脂的使用壽命。

結(jié)論

☆聚脲潤滑脂在稠化劑特點(diǎn)上較其他金屬皂類稠化劑，對(duì)遇到堿水時(shí)的防護(hù)能力更強(qiáng)，在加入適當(dāng)?shù)姆冷P劑后，可以滿足冷軋清洗段托輥軸承的潤滑與防護(hù)要求。

☆防護(hù)型聚脲潤滑脂明顯改善了堿液對(duì)托輥軸承中油脂的抗沖洗能力，可保證混入熱堿水后不易乳化或變稀，并有效延長了加脂周期，提高了油脂的使用壽命。