水泥行业润滑

昆仑润滑脂水泥行业应用方案无锡中石油润滑脂有限责任公司2013/12前言水泥，作为最重要的水硬性建筑材料，从发明、应用到现在已有180多年的历史。

一百多年来，其身影无处不在，上至浩瀚太空，下至地壳深处。

它用在航天器材上，用在石油勘探中，大至摩天大楼、三峡工程、跨海隧道；小至接骨补牙、显微手术、日用器皿。

水泥已渗透到人类触及的所有领域，其重要性不言而喻。

它具有成本低、原料丰富、分布广泛、坚固耐用、抗水防腐的特点，给人类带来舒适、安全与幸福的生活环境。

近年来，随着世界水泥工业的迅猛发展，我国水泥行业也经历了翻天覆地的变化，水泥总产量已经稳居世界第一。

新技术、新工艺层出不穷。

目前，水泥工业新技术主要集中在新型均化技术、粉磨技术、煅烧技术、环保技术以及自动化技术上。

目的在于降低消耗，保护环境，提高产品质量，使水泥工业朝着绿色工业的方向发展，以改变人们对水泥工业的不良印象。

水泥是国民经济建设中不可缺少的基础性原料。

就目前世界技术水平分析，还没有一种材料在近期内会代替用途广、用量大的水泥。

我国是世界水泥生产和消费大国，水泥年产量位居世界首位，总量占世界水泥产量1/3以上。

近年来，我国水泥行业总体运行状况良好。

2006 ~2008年水泥产量分别为11. 64亿吨、13.2亿吨和13.9亿吨，增幅分别为13. 5%和5.2%。

全行业自2000年扭亏为盈，到2008年实现利润280亿元，创下历史新高。

可以说在经济下行的背景下，水泥产量仍保持适度增长。

根据我国《水泥行业“十五”规划》，我国今后水泥产业的发展趋势将是：逐步淘汰技术落后、产品质量低、规模小、污染严重的“小水泥厂”，推动水泥生产的大型化、规模化、清洁化。

水泥设备的工作特点是重负荷、低速、工况条件差、连续生性产。

仅以水泥设备传动齿轮和各种类型减速机为例，在传递功率的过程中，啮合面之间存在着相对滑动，产生的摩擦可使齿面啮合区产生1000℃以上局部高温状态，虽然高温作用的时间只有千分之几秒，但能使啮合齿面间形成的润滑油层，吸附油膜和氧化膜破裂，造成金属和金属直接接触，丧起齿面早期老化，导致齿轮使用寿命降低。

齿轮的磨损，又导致噪声、冲击和振动加剧，使齿轮失效。

例如某水泥厂一原料磨传动的1000千瓦减速机，由于管理不善，缺少润滑油，使齿轮工作表面产生胶合及塑性变形，造成齿面严重损坏。

为了正确使用好磨机、大型减速机及各种传动齿轮，使设备较长时期安全运行，就要研究和掌握在不同摩擦状态下选用不同的润滑油。

一、水泥行业设备润滑特点设备的摩擦、磨损、润滑是一门新型综合性科学，它包括了机械、动力学、接触力学、化学、物理、金属材料学、工程学方面内容，根据国外资料，由于摩擦、磨损消耗的能源占总能源的3%，而我国占5%~7%，差距较大。

水泥设备的特点是重负荷、低速、条件差、连续性生产。

仅以水泥设备传动齿轮和各种类型减速机为例，在传递功率的过程中，啮合面之间存在着相对滑动，产生的摩擦可使齿面啮合区产生1000℃以上局部高温状态，虽然高温作用的时间只有千分之几秒，但能使啮合齿面间形成的润滑油层，吸附油膜和氧化膜破裂，造成金属和金属直接接触，丧失正常的润滑状态，这就容易产生疲劳点蚀、擦伤，严重的会引起齿面工作情况恶化，致使齿轮使用寿命降低。

齿轮的磨损，将导致噪声、冲击和振动加剧，使齿轮失效。

例如某水泥厂2#原料磨传动的1000kW减速机，由于管理不善，缺少润滑油，使齿轮工作表面产生胶合及塑性变形，齿面造成严重损坏。

为了正确地使用好磨机大型减速机及各种传动齿轮，使设备较长期安全运行，就要研究在不同摩擦状态下选用不同润滑油。

(1)边界摩擦在理论上两个摩擦表面不接触，中间加入一定的润滑油脂（剂），由于润滑泊内含有极性分子与金属表面分子的极性作用，在金属表面吸附一层极薄的润滑油层，一般厚度为0.1 ~ 0. 2μm，因此，摩擦系数可大大降低，但在实际上由于加工精度等因素，两个摩擦表面在微观上都有波峰，因而在一定的外力作用下，两个摩擦表面相对运动，表面凸起部分就有可能破坏油膜，造成金属与金属的直接接触。

所以摩擦系数的变动范围较大，但尽管如此，它比起干摩擦来好得多。

总之，边界润滑只有在一定压力范围内，能起到一定的润滑作用。

(2)液体摩擦当两个作用相对运动的摩擦表面被一层较厚的润滑油层内部分之间摩擦时，这种润滑状态称为液体润滑，因此而产生的摩擦称为液体摩擦。

液体摩擦的摩擦系数较小，一般在0. 001 -0.008之间，当两个相对运动的摩擦表面之间的油层厚度达到0.3~0. 4μm 时，就有可能实现液体摩擦。

(3)半液体摩擦在液体润滑情况下，有部分油膜破坏，在摩擦面上同时存在液体摩擦、边界摩擦、干摩擦。

要获得理想的摩擦状态，关键是建立较厚的油膜。

因此，合理选择润滑油，可减轻齿轮的磨损与延长齿轮的使用寿命。

二、水泥厂生产工艺流程及设备根据水泥窑的类型，水泥生产工艺分为立窑和旋窑。

传统的立窑水泥已基本淘汰；旋窑水泥生产线根据分解方式不同，分为湿法和干法两种。

早期旋窑水泥生产线主要是湿法，由于湿法水泥生产线受环保和产能的限制已逐渐被先进的干法水泥生产线所取代，20世纪90年代后期建设的大型水泥生产线绝大部分是干法水泥生产线，以下是一条标准干法水泥生产线的工艺流程，括号内为该工序所涉及的设备（湿法水泥生产线基本相同）。

干法水泥生产线的工艺流程图如下：石灰石矿→取石（风钻、推土机、装载机）→破碎（破碎机）→长距离皮带输送和部分汽车短途运输（皮带输送机）→原料场→取料（取料机、布料机）→长距离皮带输送（皮带输送机）→生料磨粉（生料磨机）→生料选粉（选粉机）→生料仓→生料提升（斗提机）→生料予热（生料予热器）→窑外分解（窑外分解炉）→旋窑分解（旋窑）→熟料→熟料冷却（熟料冷却机）→熟料仓→熟料提升（斗提机）→熟料磨粉（熟料磨机）→熟料选粉（选粉机）→水泥成品仓→成品包装（包装机）。

附属运转设备：空气压缩机、风机、驱动电机。

三、水泥设备用润滑油脂水泥行业生产应用的设备主要有矿山机械、水泥生产设备及附属设备三大类。

3.1 矿山机械特点及对润滑油脂要求矿山机械多属于重负荷、中速或低速传动，经常承受冲击负荷；使用环境潮湿、岩尘、风吹、日晒、雨淋及夏热冬冷等气候的变化。

根据矿山机械的特点及使用情况，要求所使用的润滑油脂具有良好的热稳定性、氧化安定性、防锈性、抗腐蚀性及抗乳化性；由于矿山的恶劣环境，当润滑油受到污染时，其性能变化不会太大，即对污染的敏感性要小；由于使用的温度冬夏及昼夜温差大，要求润滑油品黏度随温度的变化要小，即要有较好的黏温性能。

3.2矿山主要设备及推荐用油）表1 采矿设备润滑部位及推荐用油脂表6熟料冷却设备润滑部位及推荐用油脂表7水泥磨设备润滑部位及推荐用油脂3.2.8 装运设备润滑脂部位及推荐用油脂（表8）表8 装运设备润滑脂部位及推荐用油脂以大型减速机齿轮润滑油为例，介绍油品的选用原则：(1)要考虑齿轮工作面硬度一般大齿轮工作面勃氏硬度HB180 ~HB350时，选用油的40℃黏度135 - 165mm2/s；198~ 242mm2/s；齿轮工作面大于350HB时，选用油的40℃黏度为198 ~242mm2/s; 288 - 352mm2/s，黏度指数≥90。

(2)要考虑齿轮工作面接触应力一般齿轮工作面接触应力在500MPa(500N/mm2)以下的可选用抗氧防锈型(L - CKB)工业齿轮油；在500~1100MPa( 1100N/mm2)时，可选用中负荷(L - CKC)工业齿轮油；在1100MPa( 1100N/mm2)以上时，可选用重负荷(L - CKD)I业齿轮油。

多级齿轮减速机在考虑齿面应力时，按负荷最大的一对齿轮进行计算和选择。

(3)考虑各种齿轮的工作特点各种齿轮的工作特点不同，则选择不同的润滑油。

例如水泥企业传动磨机用大型减速机，负荷大，要求选用重荷(L -CKD)工业齿轮油。

又如涡轮传动，它的滑动速度大，发热量高，所以选用油时，要求黏度高，油性要好。

(4)考虑设备的工作环境水泥设备由于环境工作条件差，运转温升高，黏度下降，减弱了润滑能力，可能使油膜破坏而出现胶合，因此，在这种条件下要选择的润滑油黏度和黏度指数应高一些，例如运转温升在45℃以上时黏度指数需要在80以上。

(5)寒冷地区设备的选油寒区工作的设备要选择凝点低及低温性能好的油。

同时还要考虑其他工作环境条件，如有无水浸入润滑油的可能，气候是否潮湿，是否有腐蚀介质的影响等等。

根据具体情况，选用添加防锈剂、抗乳化剂、抗氧化剂等性能较好的工业极压齿轮油。

(6)考虑设备载荷和速度低速重载齿轮由于油膜形成条件差，要选择黏度指数较高，油性和极压性好的油，高速传动齿轮，一般油膜形成条件好，可以选择黏度较低的油。

高温传动、瞬时温升高，易发生胶合失效，要选用抗氧化性能好的油。

(7)孝虑润滑方式和传动方式考虑到润滑方式和传动方式选择油品也有所不同，如在闭式齿轮传动中，齿轮与轴承选用同一种润滑油，但齿轮与轴承对润滑油的要求不相同，齿轮要求高黏度的油，而滑动轴承考虑到散热则要求黏度低一些的油。

由于采用同一润滑系统，这就要求双方兼顾的原则，即选用黏度稍低的极压性能好的工业齿轮油。

(8)考虑传动比多级传动因高速级和低速级的速度差别大，黏度的选择，一般要比同样条件下单级传动的要高一些。

四、水泥行业关键设备润滑监控实施方案水泥行业关键设备如果出现问题，往往会造成生产停工，为企业造成重大损失，因此，对一些重点的关键设备进行润滑监控，使我们了解设备的运行状况，间接发现设备存在的潜在问题，并指导我们采取必要的措施，减少设备的非正常停车。

水泥行业设备重点润滑管理部位主要有生料和熟料磨机减速箱和驱动电机的润滑站；生料球磨机开式齿轮的润滑；立式液压磨机的驱动电机、减速箱和液压系统的润滑站；旋窑开式齿轮、轮带、挡轮的润滑；气流选粉机转子轴承的润滑；大型空气压缩机的润滑等等。

4.1大型减速齿轮箱对重负荷工业齿轮油实施润滑监控技术方案4.1.1 监控技术标准（参照石化行业标准SH/T0586-94制订）（见表9）表9 监控技术标准费用较低的四球法，参考使用。

(1) 外观不定期经常性观察，出现异常应取样分析，以防油品遇严重污染引发润滑事故。

运动黏度、水分、机械杂质、铜片腐蚀、承载能力按以下周期安排取样分析。

(2) 新油记录供应商提供的产品质量数据；自新油投入使用起第6个月取样分析；第12个月取样分析；第15个月取样分析；第18个月取样分析；第21个月取样分析；第24个月取样分析。

建立设备润滑监控分析技术档案，监控分析指标中任何一项达到第1条中换油指标要求应予以换油。

取样位置规定为润滑站过滤器出口端，取样量为1L。

4.2 立式磨机液压站对抗磨液压油实施润滑监控技术方案4.2.1 监控技术标准（参照石化行业标准SH/T0559-94）（见表10）表10 监控技术标准(1) 外观不定期经常性观察，出现异常应取样分析，以防油品遇严重污染引发润滑事故。