冶金设备用润滑脂的现状及发展

冶金设备用润滑脂的现状及发展

王世超

（厦门洛矶山石油集团有限公司）

作者简介：王世超，男，高级工程师。1983年7月毕业于河北工学院高分子化工专业，曾于国内最大的润滑脂生产企业——中石化润滑油天津分公司任市场技术部长，现任厦门洛矶山石油集团有限公司技术总监。多次在各种刊物及专业会议上发表学术论文。

文章摘要：介绍了冶金企业连铸及轧钢设备在高温及有水存在的环境下的几种润滑脂的应用现状，并对使用当中的问题及发展方向进行了探讨。

主题词：冶金连铸轧钢润滑脂进展

1．前言

在发达国家，冶金产业一直是润滑脂用量最大的产业，在我国也不例外。同时，由于冶金企业生产流程较长，设备也较为繁杂，再加上其特殊的工况条件（高温、多水、多尘、重载），使得其对润滑脂的要求相当严苛。关于冶金行业用脂的特征及现状，笔者曾经在有关文章中作过介绍1，2，在此不详赘述。以下，仅就冶金行业用润滑脂近几年的发展状况及趋势做一探讨。

2．高温润滑脂

近年来，随着国外先进设备的大量引进，对润滑脂的要求日渐严格。在高温润滑部位，原用的通用锂基润滑脂和极压锂基润滑脂已基

本被耐温性能更好的复合铝、复合锂以及聚脲脂所取代。就以上三种脂的综合性能来讲，无疑是以聚脲脂最为优良，但因其都具有本身所独有的优劣点，以后在冶金企业的高温设备润滑方面必将共存一个很长的时期。

2．1．烧结机专用脂

国内冶金企业中，历来在烧结机上沿用合成复合铝基润滑脂。但合成复合铝基脂在应用中存在致命缺陷，一是由于本身的硬化造成各种性能（主要是润滑性）的大幅度下降；二是由于泵送性差而使各润滑点不能得到充分、合理的润滑。为此，自90年代初起各企业开始尝试使用天然复合铝基脂。由于该脂具有良好的低温泵送性、润滑性及抗水性，加之本身无硬化，因此在应用中取得了较为满意的结果。在此基础上，本公司开发出了价格低廉，且综合性能比复合铝基脂更为优越的聚脲型烧结机专用脂，该脂在抗磨损性、密封性等各方面均有了更大提高，经在承钢、宣钢等单位应用证明，该脂能更为有效地延长滑道与轴承的使用寿命，降低烧结机的有害漏风率和综合能耗指标，取得了相当满意的应用效果。表1所列出的即是聚脲型烧结机脂的技术条件。

表1.烧结机专用聚脲脂质量指标

项目质量指标试验方法

外观均质粘稠状目测

工作锥入度0.1mm 310-340 GB/T269

滴点℃,不低于260 GB/T3498

腐蚀(T2铜,100℃,24h) 无绿色或黑

GB/T7326(乙)

色变化

钢网分油(100℃,24h),%不大于10 SH/T0324

蒸发量(99℃,22h),%不大于 1.0 GB/T7325

350 SH/T0338

相似粘度(-10℃,D=10S-1),Pa〃S

不大于

430 GB/T269

延长工作锥入度(105W), 0.1mm

不大于

B

2．2．连铸机用润滑脂

在连铸设备中,采用脂润滑的有钢包回转台、结晶器、引锭杆、二冷区夹辊及侧导辊、拉矫机、传送辊道及切割机等部位.这些部位共使用内径为50-150mm的自动调心滚动轴承300-400个.轴承受表面温度高达800℃以上的铸坯的辐射热及传导热,每小时几百乃至上千立方米的冷却水以及大量氧化鳞皮及尘埃侵入的影响,润滑条件非常恶劣.同时,导辊部位由于钢的自重及矫直过程还需承受相当的负荷。

近年来，连铸设备用脂已基本完成了由极压锂基脂、通用锂基脂向复合皂基脂的转化过程。也正如笔者以前所论述的1那样，较高档次的复合铝基脂和聚脲脂、复合磺酸钙基脂等也已获得了广泛应用。与日、美、德等发达国家相比，我们在连铸设备用脂的差距已在明显缩小。但同时也应指出，复合铝基脂的高温碳化和聚脲脂的硬化问题必须引起注意。另外，目前国内各润滑脂生产企业所生产的聚脲脂、磺酸钙基脂在品种、工艺上各不相同，产品的质量档次也有明显差异，其在应用效果上的差别也就显而易见了。

2．3．关于聚脲基润滑脂

聚脲是指含有脲官能团（—HNCONH—）的一类化合物的总称，凡以此类化合物稠化基础油而制得的润滑脂均可称为聚脲脂。一般来

讲，聚脲应以异氰酸酯和胺类反应制得，其中，单异氰酸酯和单胺作用生成单脲，二异氰酸酯和单胺或单异氰酸酯和二胺反应生成二脲，二异氰酸酯和二胺单胺共同反应生成四脲¨¨¨。异氰酸酯的结构式为R—NCO，而胺类的结构式为R'—NH2，两式中的R、R'所代表的烃基可分别为脂肪烃、脂环烃或芳香烃。因此，生产聚脲脂的原料本身可说是千差万别，不一而足。其所生产的聚脲脂的品质差异也就可想而知了。

目前，国内生产聚脲脂所采用的异氰酸酯大体上是TDI（甲苯二异氰酸酯）或MDI（二苯甲烷-4，4-二异氰酸酯），然后用不同的胺类与之反应制做二脲脂或四脲脂。由于所采用的胺类各不相同，所得到的聚脲脂产品性能也相差较大。其中，用脂肪族胺所得到的脂稠化能力较好，而芳香族胺所得到的脂抗剪切能力更强一些3。应该说，无论是二脲脂还是四脲脂，只要配方和生产工艺合理，均有可能获得性能优良的润滑脂。在70年代，曾有四聚脲最有前途一说，但因工艺条件难于控制，目前在国内外的发展及应用上四脲脂均远不如二脲脂，这一点在目前的国内产品性能对照及应用状况上也都得到了证明。表2所列出的是本公司生产的二脲型连铸机脂的技术要求。

表2二脲型连铸机脂质量指标

项目质量指标试验方法

1/2# 1#

工作锥入度0.1mm 335-365 310-340 GB/T269

滴点℃,不低于280 280 GB/T3498

钢网分油(100℃,24h),%

15 15 SH/T0324

不大于

腐蚀(T2铜,100℃,24h) 无绿色或黑色变化GB/T7326(乙)

1 1 GB/T7325

蒸发量(99℃,22h)，%不

大于

5 5 SH/T0109

水淋流失量(38℃,1h),%

不大于

395 385 GB/T269

延长工作锥入度

(105W), 0.1mm不大于

200 250 SH/T0338

相似粘度

(-10℃,D=10S-1),Pa〃S

不大于

1 1 GB/T5018

防腐蚀性(52℃,48h),级

不大于

灰分，%不大于0.5 0.5 SH/T0327

—588 SH/T0202

极压性能P B值，N不小

于

25-35 25-35 GB/T265

基础油粘

度,100℃,mm2/S

另外需要说明的是，适宜的工艺条件对聚脲脂的结构形成也起着关键作用。因为聚脲本身具有典型的旋光异构现象，只有通过合理调整工艺路线，使得聚脲真正形成“对称式”的稳定结构，进而形成致密、微细的巢状骨架状态3，才能保证其各种性能，尤其是剪切安定性及抗水性。如何根据不同配方确定合理的生产工艺将是各聚脲脂生产厂家所应努力探讨的课题。

2．4．关于磺酸钙基润滑脂

毫无疑问，磺酸钙基脂具有着出色的性能，但到目前为止，这种性能的表现也只限于国外进口产品。也就是说，国内的产品并不是很过关！

早在十几甚至二十年前，笔者在天津津脂研究所任职时就曾对磺酸复合钙基脂有过涉猎，但可惜的是，直到目前国内对磺酸钙基脂的生产也并未找到最好的办法。国内大多数是采用购买高碱性磺酸钙作