LRHC-0101立磨专用润滑油的研发应用

立磨属于低速重负荷设备，加之高温、粉尘、冲击负荷，设备各部件的润滑环境比较恶劣。立磨的润滑最主要的是磨辊磨盘及其减速机的润滑，最重要的是磨辊轴承润滑，本文将对此着重介绍。

目前立磨设备润滑选油比较混乱没有统一的标准，有的选进口油，有的选国产油，有的选合成油，有的选矿物油。立磨初运阶段往往按设计要求选油，其实设计选油有些也缺乏针对性，以致容易造成立磨设备各部位润滑不良状况频出，有的甚至造成磨辊轴承磨损卡咬烧毁，引起磨机振动。当然引起磨机振动的原因还有磨盘物料厚薄不均、设备各部件安装不到位及运转故障等多种因素。一种具有高闪点、高粘度指数、高抗磨、抗氧性的润滑油，在由其它因素引起的磨机振动中，能减小对磨机轴承的影响，有效的降低高温、高压、冲击负荷下轴承的磨损卡咬烧毁。

    立磨磨辊轴承多采用滚柱轴承，滚柱轴承的摩擦系数在0.005左右，摩擦特点主要是以线接触为主，润滑特点主要表现为弹性流体润滑为主兼边界润滑，线接触处接触的轴承材料的弹性极限压力可达1500~2000MPa，滚动体的运动释放了大部分压力，其余压力靠润滑油形成的高强度的物理、化学吸附膜去化解，在此区域一般形成的油膜厚度都小于1µm，甚至在0.01µm左右，所以必须研制一种高性能的优质润滑油，使其具有油膜薄承受压力大的特性。另外，由于滚动轴承的线接触压力高，加上立磨磨辊质量重，磨粉液压装置再加力，任何异常的滑行、微小振幅的高频振动都会造成滚动体的异常磨损、微动腐蚀磨损，长期反复受应力不均作用及用油不当也会致滚动体疲裂剥落、腐蚀、气蚀等，严重的终端结果是滚动体烧结停磨停产，因此这些状况都需要高性能的润滑油来解决。

2.LRHC-0101立磨专用润滑油的研发

A.基础油的选择

    由于合成油在高温性能、粘温性能、挥发性能、稳定性、抗磨性能诸多方面都优于矿物油，因此我们优先考虑采用合成基础润滑油。合成油按化学结构又分为有机酯、合成烃、聚醚、聚硅氧烷、含氟油、磷酸酯油等。在多类多种合成油当中，要选择一两种最大程度上适应立磨磨辊轴承润滑要求的合成基础润滑油，也是一个繁杂而困难的过程。

    我们从市场购进了十二种合成基础油，在实验室对其进行常规项目检测，包括闪点、倾点、粘度指数、蒸发损失量、抗磨能力等。经过上百次的试验优选出了两种油，分别属于酯类合成油LZ01、烃类合成油RJ01。

    这两类油除了合成油共有的良好的耐温性、黏温性、稳定性、抗磨性外又有各自的特性：

    LZ01来自再生资源，用于制造LZ01的植物酸和动物酸来自蓖麻油、棕榈油、牛油、猪油等，生物降解性好，在CECL33A（21天）/%实验条件下，降解性达80~100，其毒性很低环保，而且与其他矿物油、合成油、添加剂有很好的相溶性，并且具有助溶性。

    RJ01是相对分子质量较低的聚合物，氧化、水解、剪切稳定性突出，低毒、低腐蚀，与矿物油、各种材料相容性好。它的热稳定性和化学惰性使其在正常工作条件下，不与空气、结构材料、密封材料、漆、添加剂、其它润滑油发生不良化学反应。同时，RJ01润滑油100℃粘度为40里斯，在100℃时比热容/（cal/g·℃)为0.574，导热系数为/[mw/（m·k）]162.21，由此可以看出其具有优良的导热性能，利于设备的散热降温润滑。

    将LZ01和 RJ01复合使用，LZ01可以改善 RJ01对添加剂的溶解性能并作为密封膨胀剂；反过来RJ01也可以增强LZ01的水解稳定性。两者最恰当的配比复合而成的润滑油均低毒易降解，相对环保安全。

    下表为二种合成油复配（不加添加剂）与CKD 齿轮油几项典型数据对比：

从表中可以看出合成油和矿物油耐温性、操作温度范围、热稳定性的差别。

B.添加剂的选择

    添加剂选择原则为尽可能的选择无毒、低毒易降解添加剂，并尽最大限度的减少用量。这就大大增加选择难度，又由于RJ01的化学惰性很难和大多数添加剂相溶解分散，使得难上加难。

    高性能全合成润滑油，离不开多种具有抗氧抗腐、抗高低温、抗磨极压、油性摩檫改进等不同性能添加剂的协同作用。抗氧、抗腐、抗高低温主要影响润滑油的稳定性，影响润滑油极压抗磨的则是极压抗磨剂、油性摩檫改进剂等。通过几百次试验我们遴选出了以下几种多效能添加剂和复合添加剂，通过助溶稳定地分散在我们选择的合成油中。

    苯三唑脂肪酸胺盐，它具有良好的油性、减摩、抗氧防锈性能，并和我们所选的其他添加剂有很好的协同作用。它不易燃易爆、无腐蚀，安全环保。

    磷酸酯，它具有油溶、减摩、抗磨、不易燃、无腐蚀多种优点，还可以在我们选择的合成油中起到助溶剂的作用，同时提高抗磨、密封膨胀及金属钝化性能。

复合型硼化磷酸酯胺盐，具有优良的抗磨减摩性能、防腐防锈性能，热氧化安定性，无毒无臭。硼酸盐具有化学惰性，它起到减摩抗磨作用是在摩擦面以硼的间隙化合物存在，这种间隙化合物能溶解游离态的硼，进而形成固溶体，在摩檫面形成复杂的渗透层，起到减摩抗磨作用。它的摩檫机理为摩擦副接触面摩檫过程中产生电荷，添加剂胶体带电微粒吸附沉积形成沉积膜。

下表我们列出了在同等载荷、同一种试验油中各加入1%的复合型硼化磷酸酯胺盐和常用的抗氧抗腐抗磨添加剂ZDDP在四球机上做的磨损试验结果：

上表显示出该复合添加剂的抗磨性能远优于常用ZDDP添加剂。

复合二烷基二硫代氨基甲酸钼，其具有优良的减摩抗磨、抗擦伤抗氧化和抗极压性能，原因在于在摩檫过程中，它在金属表面形成了含MoS2、MoO3、FeS及摩擦聚合物的复合保护膜。它也具有良好的热安定性和抗腐蚀性。

以上简单地介绍了我们选择的主要几种添加剂及作用机理，要调配成全方位性能优越的润滑油，还需要添加其它添加剂，那方面是微调微添加。

为了最大限度的安全环保实用，通过多次试验，添加剂总量控制在5% 以内。

润滑油的调和也是一项精细工程，良好的工艺，优化选择的基础油及添加剂，精准的配方，数字化的管理都是制备一种高品质润滑油必备的条件，在这里不再一一赘述。LRHC-0101立磨专用润滑油的诞生极大地改善了立磨磨辊及减速机的润滑状况。

我们对立磨专用油和国外几种名牌立磨用油多次做过对比试验，闪点、倾点、腐蚀等常规项目、技术指标基本相当，唯独不同的是四球试验衡量极压抗磨能力的几项指标。下图为选取粘度级别相同的两种油实验数据对比：

由此可看出我们研制的立磨专用油极压抗磨性能优于进口立磨油。

3.LRHC-0101立磨专用润滑油应用

     2013年5月下旬，陕西韩城水泥厂TRMS43.4矿渣立磨运行出现了故障。在出现故障前，我们为了推广验证我们的专用油，在该设备加上进口油30天、60天、90天后分别取样，对样品进行铁谱仪监测，检测结果如 

    从图片中可看出设备运转30天已出现粘着磨损，谱片入口处沉积有10-30µm滑动磨损颗粒，有塑性流变后形成的光滑表面；60天磨损颗粒增多，尺寸略有增大；90天伴随着大量磨损颗粒出现了细切削屑和条状屑，条状屑边缘有氧化烧损痕迹，表明磨损状态有逐步恶化趋势。

     TRMS43.4立磨主参数：磨盘直径4300mm，磨辊直径3050mm，主电机功率3150KW，磨盘转速23.72r/min，产量90t/h，入磨风温290℃，出磨风温84℃，辊压控制12.5MPa。

    TRMS43.4矿渣立磨运行出现了故障，主要问题是原用进口N320合成齿轮油油温突破磨辊轴承设计工作温度最高限120℃，达128℃且有继续升温的迹象，润滑油浑浊起泡，紧急停运检查。对磨辊轴承盖磁性螺堵上吸附的些许粉末取样在显微镜下观测，存在5-12µm的疲劳碎片，1-5µm的球状颗粒，20-50µm的层状颗粒，在一定程度上证明磨辊轴承由于润滑不良产生了滚动疲劳磨损、损伤。从检修检验结果也看到轴承的确存在早期磨损。

    我们对该磨机未使用的进口合成油进行取样检测，发现有两项指标不十分理想。粘度指数100、四球试验PB值1020N，只比矿物齿轮油略好。对使用过的进口合成油进行粘度测试，运动粘度为385mm2/s（粘度变大说明抗热氧化能力不够）。从上面的数据可得出，该合成油性能虽比矿物油好，由于立磨磨辊轴承受到的压力大、温度高加上冲击负荷，该润滑油不是立磨磨辊轴承润滑的最合理选择。

    TRMS43.3矿渣立磨换用了我研发中心研制的LRHC-0101立磨专用润滑油后，设备发热状况逐步缓解并正常运转。立磨运行期间跟踪取样两次，原始粘度328mm2/s，90天后粘度为335mm2/s，粘度变化2.13%，180天后粘度为342mm2/s，粘度变化4.27%，说明产品性能稳定。取样品在显微镜下观测没有异常磨损颗粒。时至今日，TRMS43.3立磨没有因润滑问题而停机检修。

    2013年8月云南玉溪水泥有限公司新型干法生产线点火运行，MLS4835立磨按照设计要求选用了一种国产合成油。

    MLS4835立磨主参数：磨盘直径4850mm，磨辊直径3500mm，主电机功率4800KW，磨盘转速21r/min，产量480t/h。

该立磨在运行3个月后，出现了磨辊轴承烧毁事件，查其原因是因为立磨磨辊辊轴密封及供油泵密封损坏，致使漏油缺油及磨料颗粒进入造成。

由于玉溪水泥公司从点火运行就采用了我公司的HF-托轮油、HF-高温轮带润滑剂，对我们的产品一直很信任，所以邀请我们对所用的润滑油进行检测分析查找问题。经检测确认这种国产合成油各项指标都符合厂家提供的技术要求。然后又对其基础油组成进行了定性分析，发现基础油为聚醚类基础油。

    聚醚基础油属极性分子，在相对高温下更具活性，在有关学术书中把它和密封材料的相容性列为：不足~好，而把我们所选具有分子惰性的RJ01合成基础油列为：好。按照SH/T0691润滑剂的合成橡胶溶胀性测定法，对聚醚基础油和我们选定RJ01基础油进行测试对比：聚醚油体积变为0.25/%，RJ01为0.19/%。由此可见，在与密封材料相容方面，聚醚油不如RJ01合成油。

    经分析，此立磨磨辊轴承密封材料损伤很大程度上由于润滑油与密封材料相容不够理想，再加上高温、高压、磨耗、磨料等其他因素造成。后来我们向多家在立磨上使用聚醚合成油的设备主管了解，他们也存在立磨磨辊轴承密封、供油泵等密封漏油状况，上述情况值得用油企业注意。

    自从改换我研发中心LRHC-0101立磨专用润滑油，使用至今没有发生因润滑问题造成的立磨停运检修。

    立磨磨辊在整个磨机系统，它的工作环景最恶劣最复杂，LRHC-0101立磨专用润滑油在立磨磨辊上面取得好的应用效果，在其减速机等需润滑部位也达到了同等好的效果。

    目前，诸如山水水泥、大唐电力等多家水泥、电力集团使用了我们研发的LRHC-0101立磨专用润滑油，都取得了良好的润滑效果，而且价格只有进口油的2/3以下。

4.结束语

    综上所述LRHC-0101立磨专用润滑油的研发成功，又创造了我国立磨润滑专用的第一。它黏温性优良，极压抗磨性强，热稳定性好，高温不结焦，而且相对廉价、环保、安全。针对性精准润滑是设备润滑的一个方向，它不但能在苛刻条件下改变设备润滑不良的状况，给企业带来良好的经济效益，也能够给社会创造巨大的财富。故，LRHC-0101立磨专用润滑油值得大力推广应用。http://www.zblrrh.com