钢铁企业设备用油优化方案探讨

周康，张宽德，姚元鹏，糜莉萍，王玉玲

(中国石油兰州润滑油研究开发中心，甘肃 兰州 730060)

钢铁企业设备用油优化方案探讨

周康，张宽德，姚元鹏，糜莉萍，王玉玲

(中国石油兰州润滑油研究开发中心，甘肃 兰州 730060)

针对钢铁企业设备用油品种繁多、油品选型不合理和现场管理不规范等问题，基于油品种类最小化、设备润滑更优化和用油成本更低化的原则，结合设备运行工况，通过规范设备用油种类、开展油液监测、加强润滑管理等方法，对钢铁企业设备用油进行优化。确保正常设备运行的前提下进一步延长润滑油脂及设备寿命、减少故障次数及异常停机时间，降低生产及备件费用。对钢铁企业的润滑油脂技术管理具有一定的借鉴作用。

钢铁企业；油品优化；降低费用；设备润滑

0 引言

钢铁行业是自动化且连续化生产，从原料场、焦化、烧结、炼铁、炼钢到热轧和冷轧等生产线机组众多，拥有大量用油设备，润滑油脂在各种类型的机械设备上起到了减少摩擦、保护设备以及润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用[1]。由于钢厂工况复杂、设备分期投用、设备厂家变化大直接导致企业用油品种繁多[2-3]，不利于设备润滑管理。实践证明，通过设备用油归并优化、加强油品使用维护和设备润滑管理，钢铁企业可以实现节能、降耗、减排和增效[4]。

1 油品优化的原则

油品优化的目的是提升设备润滑水平、降低润滑成本，达到降低产品采购、管理和储存成本，从而实现钢铁企业的降本增效和节能减排。设备用油的选型优化一般按照以下原则来进行：(1)保证设备稳定运行的前提下对相同质量级别和黏度级别的油品品牌单一化，同类设备的用油在规范化的前提下尽量统一，为部分设备选择更合适的润滑油品；(2)优化供应商；(3)降低企业采购成本。

2 油品优化的方案探讨

钢铁企业的油品优化是一项以设备运行工况、油品检测技术和润滑管理技术为基础，对油品的适用性和经济性进行评价，为油品的选型优化提供科学依据的专项润滑管理工作，同时对维护人员进行相应的培训提高其润滑管理水平，并建立润滑咨询服务体系[5]。针对钢铁企业润滑油脂的使用现状，润滑油脂的优化工作主要通过油脂的归并简化、实现按质换油和加强润滑管理等方式进行。

2.1设备用油品种归并简化

一般来讲，钢铁企业的设备用油选型主要参考设备说明书(设备制造商要求或认可的油品)。设备推荐用油很多为不同品牌的油，部分设备使用的是设备厂家指定的专用油。企业在实际使用过程中，不仅设备维护不方便，而且采购和存储使用资源多，润滑管理难度大。因此，需要对设备用油规范化、统一化。

2.1.1 实施油品国产化替代

钢铁企业设备用油归并简化的主要方式是进行国产化替代。当前，国内的钢铁生产线设计和制造能力不断增强，不再完全依赖进口，以昆仑润滑油为代表的国产润滑油品牌的产品质量也不断提升，可以满足钢铁企业的用油需求。近几年，昆仑润滑油先后在宝武集团、首钢、酒钢、河钢成功进行了设备用油的国产化替代，为钢铁企业简化用油品种、降低采购费用方面起到了良好的促进作用。

2.1.2 打破指定用油的禁锢

设备制造商的指定用油并不一定是设备实际运行工况中所需要的唯一润滑油[6-7]。在明晰设备润滑系统原理的基础上，结合现场实际用油的压力、温度、工作负荷等实际工况进行数据收集，并对现场设备在用油品及新油按照相关指标检测，全方位数据比对后，确定可替代油品。

2.1.3 开展油品的混兑试验

针对部分油箱较大、短期内无法停机、不具备集中换油条件的设备机组，可以通过油品混兑试验进行油品替代。根据油品的对比数据，按照油品的使用环境和油箱的温度，开展混油试验，一般把润滑油的高温混油试验温度设定在70～80 ℃之间，低温混油试验温度设定在-5～-10 ℃之间，高温、常温和低温试验时间均为48 h[8]。油品在高温、低温下均无沉淀析出或浑浊现象发生，关键指标均符合指标要求，可以进一步上机试验进行油品替代。

2.1.4 制定油品准入和更换标准

只有先建立标准，油品并归简化才有明确的依据。钢铁企业可以借助大型油脂供应商的技术优势和行业服务经验，从企业标准的建立入手，依据国际及国家标准，结合本企业的实际情况，制定相应的技术标准，包括油脂的准入标准、检测标准及更换标准等一系列标准[9]。建立企业标准的目的有二：一是评定新油是否符合设备推荐用油的质量指标，即新设备的用油选型和使用中新油的质量把关；二是指导设备的换油和维护[10]。

2.2开展油液监测，实现按质换油

以设备运转的小时数来确定换油周期是不科学的，一方面，设备就算是不运转，润滑油一样在老化变质；另一方面，油品的老化速度也不尽相同，油品的氧化程度与其工作温度和环境温度有关。因此，有必要在保证设备生产运转要求的基础上将按期换油改进为按质换油，不定期检查油色、油质，并进行抽样化验来确定是否该清洗换油，以达到延长换油周期和降低油料消耗的目的。

钢铁行业用油脂品种众多，生产设备用油差异不大，使用的润滑油品种主要有液压油、齿轮油、压缩机油、汽轮机油和油膜轴承油等。其中，液压油和工业齿轮油的消耗量约占总量的50%左右。表1和表2分别列出了液压油和工业齿轮油的换油指标。

表1 NB/SH/T 0599-2013《L-HM液压油换油指标》

表2 NB/SH/T 0586-2010《工业闭式齿轮油换油指标》

表2(续)

注：*是指使用后油品颜色与新油相比变化非常明显(如新油的黄色或棕黄色等变为黑色)或油品中能观察到明显的油泥状物质或颗粒状物质等。

当油品达到换油指标中的某一项时，需要立即进行清洗换油。每次换油，均要求放掉全部废油，并认真清洗，去除油箱中的各类杂物，这样才能保证新换的油料不被污染，延长换油周期。

2.3加强设备润滑系统管理

2.3.1 建立润滑管理规范[11]

一般来说，优质的润滑管理都会遵循“五定”原则：定编制、定职责、定制度、定规范和定位置。具体到钢铁企业来说，科学的润滑管理规范应该包括以下几个部分：

(1)油品管理规范。如油品入库制度：油品到库后应登记入册，油品标识应清晰可见。油品储放规范：油品应在室内分类存放，避免潮湿环境。废油处理制度：废油和新油应该分开存放，废油处理应遵循国家环保法规的要求。

(2)润滑人员管理规范。如润滑人员定期培训制度：加强对现场人员开展润滑油脂技术管理培训，组织力量对一线点检人员实行润滑知识的集中培训。

(3)设备润滑技术规范。如建立设备润滑技术档案：编制设备润滑图表和润滑维护手册等。润滑工作规范：设备润滑点检测的工作流程、操作规范、工作标准，确保其标准化、程序化和规范化。油品状态检测监控制度：明确取样时间、取样流程、取样标准、指标控制等。

2.3.2 减少油脂消耗

钢铁企业设备润滑油脂往往会存在跑冒滴漏的现象，机械设备润滑油脂的消耗主要由以下几个方面引起[9]:液压油的消耗主要是机械设备振动引起的管道和法兰泄露，液压软管破裂引起的泄露及液压密封损坏引起的泄露；工业齿轮油的消耗主要是泄露、润滑系统进水引起的油品性能下降导致需要频繁换油；润滑脂的消耗主要是选型不当造成的流逝，补脂周期过短和加脂量过大等“过度消费”。针对这些现象，一般可以采用以下措施：

(1)对于液压油的消耗，需要合理布局配管，减少管道振动，选用品质好的管接头、法兰和液压软管，同时定期更换密封件和液压油滤芯以减少渗漏。液压系统的润滑和控制系统都是带压力的密闭系统，在运转时由于密封件泄漏或管接头松动也会漏入空气，在油泵加压后空气会溶入油中。当压力经减压阀降低时，空气会从油中以极高的速度释放出来，造成气穴腐蚀，产生强烈的振动和噪音。

(2)对于工业齿轮油的消耗，尽可能地减少系统进水，选用抗乳化性能优异的油品，同时利用好分水装置，及时排除齿轮箱中的水分等。例如，在轧钢车间，连扎线前后设备的载荷和转速等工况条件差异很大，轧机一般采用水冷却，大量水的存在势必会导致冷却水混入到润滑油中；同时轧制区的润滑属于强制润滑，工作时会产生大量气泡，如果气泡不能完全消除，就会影响油泵的正常运转，导致油压不稳，油泵噪声增大，引起泵组及管道的振动；此外轧钢车间又存在大量粉尘，油品的使用环境比较恶劣，这就需要选择具有良好的极压抗磨性、优异的抗泡性和抗乳化性能的油品。昆仑KG工业齿轮油就属于专门针对钢厂特点开发的一款综合性能优异的工业齿轮油，目前已经在宝武、首钢、河北钢铁等企业得到了成功应用。

(3)对于润滑脂的消耗，需要结合现场的实际情况，合理调整加脂量和加脂周期，减少过量消耗。例如，在高温、重负荷等工况较为苛刻的轧机减速机上使用在抗水性、极压性及防锈性方面表现突出的聚脲基润滑脂和复合磺酸钙基润滑脂可以减少消耗，降低用脂成本。

3 应用实例

某钢铁企业在昆仑润滑油的技术支持下，通过设备用油种类的国产化替代进行整合归并，设备用油种类由原来的467种减少为221种，下降了53%。润滑油脂的采购量从原先7174 t下降到5100 t，下降了29%，累计少消耗油脂4689 t，按每升15元计，累计节约7033万元。同时，通过油液监测技术、按质换油等专业管理，设备用油消耗得到控制，吨钢耗油量下降了20%以上。以齿轮油为例，该企业原先使用齿轮油品种为58种，存在着供应商多、产品型号不规范、甚至存在使用淘汰产品等现象，按照质量级别与黏度级别相同油品品牌单一化、同类设备的用油尽量统一和为设备选择更合适的润滑油品为原则，对原先使用的较低质量级别的产品和国外进口品牌使用对应的昆仑产品进行替代，简化了16项，品种合并优化成42项。同时，对更换后的油品加强油液监测，实现了从按期换油到按质换油的转变。表3列出了该钢铁企业冷轧厂轧机支承辊更换成昆仑KG220齿轮油后的油液监测结果。

表3 某钢铁企业冷轧厂轧机支承辊使用昆仑KG220齿轮油的油液监测结果

从表3可以看出：按照换油后3个月、6个月和1年进行跟踪，发现油品使用一年后各项指标均符合指标要求，达不到换油要求，后续会继续跟踪。综上所述，这些优化方案的应用减少了能源效耗，提高了资源利用率，大幅度降低了企业的生产成本。

4 结束语

钢铁企业设备用油的优化方案是根据设备润滑的实际工况，从油品选择、状态监测到对润滑维护进行全面优化整合。通过油品国产化替代进行油品归并简化、实施按质换油和加强润滑管理等方式，可减少油脂消耗、降低用油成本、延长设备使用寿命，对提高设备润滑管理水平具有重要意义。

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[5]王沛沛，李轲，毛文江.火电厂油品优化整合探讨[J].润滑与密封, 2016, 41( 1) : 138-140.

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Exploration on Oil Optimization Management of Iron and Steel Enterprise Equipment

ZHOU Kang, ZHANG Kuan-de, YAO Yuan-peng, MI Li-ping, WANG Yu-ling

(PetroChina Lanzhou Lubricating Oil Ramp;D Institute, Lanzhou 730060, China)

There are many problems of oil being used in iron and steel enterprises，such as a wide variety of species，the unreasonable selection of the oil type and the weak management for the process technology. Therefore, it is necessary to optimize the equipment oil for iron and steel enterprises combination with the operation conditions of the equipment，so as to minimize the oil type, optimize the equipment lubrication and reduce the cost. This can be achieved by regulating the oil type, monitoring the oil liquid and enhancing the lubrication management. On the premise of ensuring the normal equipment operation, the optimization can further extend the life of grease and equipment, reduce the times of failures and downtime, and lowering the costs of production and spare parts. It can also give some reference to iron and steel enterprises' lubricant technology management.

iron and steel enterprise; oil optimization; reducing the cost; equipment lubrication

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.06.004

1002-3119(2017)06-0019-04

TE626.3

A

2017-06-02。

周康，硕士，工程师，2013年毕业于兰州大学应用化学专业，现主要从事工业润滑油油品研究开发工作。E-mail：zhoukang_rhy@petrochina.com.cn