CN104450068A - 一种立磨磨辊专用润滑油及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种立磨磨辊专用润滑油及其制造方法，以合成油作为基础油，添加多种高效复合添加剂精制而成，能最快的修复磨损减小磨损，避免干摩擦，高温结焦，该产品被广泛应用于矿山、冶金、电力、化工、水泥等行业立磨上使用，具有良好的黏温性，极压耐磨性强，热稳定性，高温不结焦等优点，而且相对廉价、环保、安全，也正是从根本上解决了立磨由于润滑不良出现故障的问题。

Description

一种立磨磨辊专用润滑油及其制造方法

技术领域

本发明涉及润滑油制造技术领域，尤其是一种立磨磨辊专用润滑油及其制造方法，是应用于水泥、电力、冶金、化工等行业高负荷低转速的立磨磨辊的专用润滑油。

背景技术

立磨是各个工矿企业制粉系统最重要的设备之一，它是集破碎、干燥、及输送为一体的作业设备。由于它能耗低、效率高、相对占地小质量轻、入磨粒度大、烘干能力强、易损件寿命长、噪声低等多种优势，致使新型干法生产线迅速发展的今天，电力、冶金、矿山、化工、水泥等诸多领域逐渐以新型的立磨技术淘汰了旧式的管磨技术。

立磨属于低速重负荷设备，加之高温、粉尘、冲击负荷，使设备运转的工作条件越来越苛刻。承载负荷越来越大，立磨磨辊减速机部位的润滑尤显重要，许多润滑产品承载不住设备故障带来的压力被淘汰。迄今为止，我国仍没有完全与之配套的润滑产品，立磨仍处在采用普通润滑油或者昂贵进口油的尴尬境界，以至于投资成本大幅度增加，或者经常由于润滑不良而出现设备温度升高、干摩擦、结焦、磨损等现象。虽然引起设备故障的原因很多，但润滑是最重要的因素之一。

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。

鉴于上述原因，现研发出一种立磨磨辊专用润滑油及其制造方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的立磨在在恶劣环境下润滑不良的问题，提供一种立磨磨辊专用润滑油及其制造方法，所述立磨磨辊专用润滑油简称为LRHC0101-立磨专用润滑油，其以合成油作为基础油，添加多种高效复合添加剂精制而成。它具有优良的粘温性，极压耐磨性强，热稳定性好，高温不结焦等优点。它能最快的修复磨损减小磨损，避免干摩擦，高温结焦。该产品被广泛应用于矿山、冶金、电力、化工、水泥等行业立磨上使用。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种立磨磨辊轴承专用润滑油，各组份的组配重量百分比为：聚亚烷基二醇合成油为49％-69％，聚酯合成油为15％-35％，增粘剂为0.5％-1.5％，纳米金刚石基础浆添加剂为1.5％-3.5％，硼酸盐添加剂T361为2.5％-4.5％，添加剂T406为1％-3％，抗氧剂T203为0.4％-0.6％，极压抗磨剂T306为0.7％-0.9％，抗氧剂T512为0.6％-0.8％，金属减活剂T551为0.6-0.9％，防锈剂T704为0.5-0.9％，以上各组份按重量配比之和为100％。

所述的聚亚烷基二醇合成油40℃时的运动粘度为220-1100厘斯，开口闪点不低于230℃，粘度指数不小于155，机械杂质不大于0.03％。

所述的聚酯合成油40℃时的运动粘度为540-770厘斯，开口闪点不低于260℃，粘度指数不小于230。

所述的增粘剂选用在合成油中消溶后闪点大于250℃的复合聚合物作为增粘剂主料。

所述的纳米金刚石颗粒稳定分散20nm，化滑动摩擦为滚动摩擦，从而减小摩擦系数。

按质量百分比首先将聚亚烷基二醇合成油总质量的50％倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至80℃，接着将预先粉碎好的增粘剂加入反应釜中密闭搅拌2～3小时，至完全消溶，再加入聚酯合成油总质量的60％，搅拌降温至70℃，再加入纳米金刚石基础浆添加剂搅拌消溶1～1.5小时，至充分消溶分散，然后加入剩余质量百分比聚酯合成油搅拌降温至60℃，接着加入剩余质量百分比聚亚烷基二醇合成油搅拌降温至50℃，保持1～2小时，然后依次加入极压抗磨剂T306、抗氧剂T203、添加剂T406、抗氧剂T512、硼酸盐添加剂T361、金属减活剂T551、防锈剂T704，均匀搅拌0.5～1.5小时；

待上述加料搅拌调和步骤完成后，在搅拌的同时，启动循环剪切泵对反应釜中的物料进行全方位的强力循环剪切，使各种物料充分作用耦合完全，1-2个小时，启动冷却系统降温至40-60℃，搅拌、循环剪切泵均停止运转；然后启动真空泵抽出反应釜中物料中的空气，取样化验，包装，制得成品。

本发明的有益效果是：由于采用了如上所述的技术方案，本发明具有以下优越性：

1、相对运动的两个金属表面最佳的润滑方式是流体润滑，现实中完全的流体润滑是很少的，而经常存在的是边界润滑、混合润滑，本发明属于混合润滑，干磨擦一般摩擦系数大于0.5，直至7；普通抗磨极压膜摩擦系数0.1～0.2；加入摩擦改进剂的油膜摩擦系数0.01～0.02；流体润滑的摩擦系数0.001～0.006。当完全的流体润滑不能实现时，为保证有一个良好的润滑界面，这就要通过润滑油中加入摩擦改进剂来实现。摩擦改进剂含有极性基，极性基团对金属面有很强的亲和力，其强有力地吸附在金属表面，形成牢固的吸附膜，隔离金属面接触，起到减小摩擦磨损。吸附膜分物理吸附膜和化学吸附膜，化学吸附实质就是添加剂作用金属表面在高温高压下进行化学反应，化学膜牢固持久。

2、聚亚烷基二醇合成油(PAG)生物降解性好，低毒环保，与其他添加剂、矿物油、合成油有很好的相溶性。聚酯合成油相对分子质量较低，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。当聚亚烷基二醇与聚酯合成油复配使用，既可以增强聚亚烷基二醇的水解稳定性，又可以改善聚酯合成油对添加剂的溶解性。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。

3、基础油、添加剂的选择，配方的组成是专用油的关键。单纯地从润滑上说，合成油具有宽的温度操作范围、良好的热安定性、氧化安定性、水解安定性、剪切安定性，化学安定性和高的粘度指数。选择基础油就让它有一定的抗压、抗磨、抗水、抗氧等性能，再加上新型高效的添加剂T361，会更加使此种特性彰显出来。添加剂的选择我们参考了回转窑托轮轴瓦专用油(HF-托轮油)配方组成得来的经验，遵从新型、多元、多功能复配原则，最大限度地使磨辊合金中的多种元素在添加剂中都能找到与其对应的活性物质，保证在高温高压条件下形成高强度的化学保护膜，同时通过复配使各种添加剂扬长避短产生协同效应，增强专用油的抗水性、耐温性、剪切性，使专用油有一个相对宽的适应范围。比如我们选择的纳米金刚石、有机硼酸盐复合添加剂不仅能改进润滑油的摩擦系数，也能抗氧、抗磨等。在此基础上我们研制出了LRHC-0101立磨专用润滑油。

在同一台四球试验机上进口立磨油与LRHC-0101立磨专用润滑油实验数据对比：

本发明的质量指标如下表所示：

项目	质量指标
		运动粘度40℃厘斯	196-1100
闪点(开口)℃不低于	230

水份％不大于	痕迹
		机械杂质	无
腐蚀试验(T3铜片，100℃，3h)	合格
		四球试验PB值(Kg)不小于	120

2013年5月下旬，陕西韩城大唐盛龙电厂TRMS43.4矿渣立磨运行出现了故障。应邀我们洛阳市润滑材料研发中心科研人员为该设备进行故障检测，分别取该设备加注进口油后30天，60天，90天样品进行铁谱仪监测，发现该设备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，有多家水泥、电力公司使用了我们研发的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。

综上所述，我公司研发的LRHC-0101立磨专用润滑油，具有良好的黏温性，热稳定性，高温不结焦，而且相对廉价、环保、安全，也正是从根本上解决了立磨由于润滑不良出现故障的问题。

具体实施方式

下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

一种立磨磨辊轴承专用润滑油，各组份的组配重量百分比为：聚亚烷基二醇合成油为53％-57％，聚酯合成油为19％-23％，增粘剂为0.5％-0.7％，纳米金刚石基础浆添加剂为3.0％-3.2％，硼酸盐添加剂T361为2.8％-3.2％，添加剂T406为2.0％-2.5％，抗氧剂T203为0.4％-0.6％，极压抗磨剂T306为0.7％-0.9％，抗氧剂T512为0.6％-0.7％，以上各组份按重量配比之和为100％。

所述立磨磨辊轴承专用润滑油的制造方法，其工艺步骤为：按质量百分比首先将聚亚烷基二醇合成油总质量的50％倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至80℃，接着将预先粉碎好的增粘剂加入反应釜中密闭搅拌2～3小时，至完全消溶，再加入聚酯合成油总质量的60％，搅拌降温至70℃，再加入纳米金刚石基础浆添加剂搅拌消溶1～1.5小时，至充分消溶分散，然后加入剩余质量百分比聚酯合成油搅拌降温至60℃，接着加入剩余质量百分比聚亚烷基二醇合成油搅拌降温至50℃，保持1～2小时，然后依次加入极压抗磨剂T306、抗氧剂T203、添加剂T406、抗氧剂T512、硼酸盐添加剂T361均匀搅拌0.5～1.5小时；

待上述加料搅拌调和步骤完成后，在搅拌的同时，启动循环剪切泵对反应釜中的物料进行全方位的强力循环剪切，使各种物料充分作用耦合完全，1-2个小时，启动冷却系统降温至40-60℃，搅拌、循环剪切泵均停止运转；然后启动真空泵抽出反应釜中物料中的空气，取样化验，包装，制得成品。

实施例2

一种立磨磨辊轴承专用润滑油，各组份的组配重量百分比为：聚亚烷基二醇合成油为54％-59％，聚酯合成油为28％-31％，增粘剂为0.9％-1.2％，纳米金刚石基础浆添加剂为1.5％-1.7％，硼酸盐添加剂T361为2.9％-3.2％，添加剂T406为1％-2％，抗氧剂T203为0.4％-0.5％，极压抗磨剂T306为0.7％-0.8％，抗氧剂T512为0.7％-0.8％，以上各组份按重量配比之和为100％。

所述立磨磨辊轴承专用润滑油的制造方法，其工艺步骤为：按质量百分比首先将聚亚烷基二醇合成油总质量的50％倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至80℃，接着将预先粉碎好的增粘剂加入反应釜中密闭搅拌2～3小时，至完全消溶，再加入聚酯合成油总质量的60％，搅拌降温至70℃再加入纳米金刚石基础浆添加剂搅拌消溶1～1.5小时，至充分消溶分散，然后加入剩余质量百分比聚酯合成油搅拌降温至60℃，接着加入剩余质量百分比聚亚烷基二醇合成油搅拌降温至50℃，保持1～2小时，然后依次加入极压抗磨剂T306、抗氧剂T203、添加剂T406、抗氧剂T512、硼酸盐添加剂T361均匀搅拌0.5～1.5小时；

待上述加料搅拌调和步骤完成后，在搅拌的同时，启动循环剪切泵对反应釜中的物料进行全方位的强力循环剪切，使各种物料充分作用耦合完全，1-2个小时，启动冷却系统降温至40-60℃，搅拌、循环剪切泵均停止运转；然后启动真空泵抽出反应釜中物料中的空气，取样化验，包装，制得成品。

实施例3

一种立磨磨辊轴承专用润滑油，各组份的组配重量百分比为：聚亚烷基二醇合成油为64％-67％，聚酯合成油为25％-27％，增粘剂为0.8％-0.9％，纳米金刚石基础浆添加剂为1.5％-1.7％，硼酸盐添加剂T361为3.0％-3.3％，添加剂T406为1％-2％，抗氧剂T203为0.4％-0.6％，极压抗磨剂T306为0.8％-0.9％，抗氧剂T512为0.6％-0.8％，以上各组份按重量配比之和为100％。

所述立磨磨辊轴承专用润滑油的制造方法，其工艺步骤为：按质量百分比首先将聚亚烷基二醇合成油总质量的50％倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至80℃，接着将预先粉碎好的增粘剂加入反应釜中密闭搅拌2～3小时，至完全消溶，再加入聚酯合成油总质量的60％，搅拌降温至70℃，再加入纳米金刚石基础浆添加剂搅拌消溶1～1.5小时，至充分消溶分散，然后加入剩余质量百分比聚酯合成油搅拌降温至60℃，接着加入剩余质量百分比聚亚烷基二醇合成油搅拌降温至50℃，保持1～2小时，然后依次加入极压抗磨剂T306、抗氧剂T203、添加剂T406、抗氧剂T512、硼酸盐添加剂T361均匀搅拌0.5～1.5小时；

待上述加料搅拌调和步骤完成后，在搅拌的同时，启动循环剪切泵对反应釜中的物料进行全方位的强力循环剪切，使各种物料充分作用耦合完全，1-2个小时，启动冷却系统降温至40-60℃，搅拌、循环剪切泵均停止运转；然后启动真空泵抽出反应釜中物料中的空气，取样化验，包装，制得成品。

实施例4

一种立磨磨辊轴承专用润滑油，各组份的组配重量百分比为：聚亚烷基二醇合成油为53％-56％，聚酯合成油为28％-31％，增粘剂为0.8％-1.1％，纳米金刚石基础浆添加剂为1.5％-1.7％，硼酸盐添加剂T361为3.9％-4.2％，添加剂T406为1％-2％，抗氧剂T203为0.4％-0.5％，极压抗磨剂T306为0.8％-0.9％，抗氧剂T512为0.7％-0.8％，金属减活剂T551为0.6-0.9％，防锈剂T704为0.5-0.9％，以上各组份按重量配比之和为100％。

所述立磨磨辊轴承专用润滑油的制造方法，其工艺步骤为：按质量百分比首先将聚亚烷基二醇合成油总质量的50％倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至80℃，接着将预先粉碎好的增粘剂加入反应釜中密闭搅拌2～3小时，至完全消溶，再加入聚酯合成油总质量的60％，搅拌降温至70℃，再加入纳米金刚石基础浆添加剂搅拌消溶1～1.5小时，至充分消溶分散，然后加入剩余质量百分比聚酯合成油搅拌降温至60℃，接着加入剩余质量百分比聚亚烷基二醇合成油搅拌降温至50℃，保持1～2小时，然后依次加入极压抗磨剂T306、抗氧剂T203、添加剂T406、抗氧剂T512、硼酸盐添加剂T361、金属减活剂T551、防锈剂T704，均匀搅拌0.5～1.5小时；

待上述加料搅拌调和步骤完成后，在搅拌的同时，启动循环剪切泵对反应釜中的物料进行全方位的强力循环剪切，使各种物料充分作用耦合完全，1-2个小时，启动冷却系统降温至40-60℃，搅拌、循环剪切泵均停止运转；然后启动真空泵抽出反应釜中物料中的空气，取样化验，包装，制得成品。

Claims (6)

1.一种立磨磨辊轴承专用润滑油，其特征在于：各组份的组配重量百分比为：聚亚烷基二醇合成油为49％-69％，聚酯合成油为15％-35％，增粘剂为0.5％-1.5％，纳米金刚石基础浆添加剂为1.5％-3.5％，硼酸盐添加剂T361为2.5％-4.5％，添加剂T406为1％-3％，抗氧剂T203为0.4％-0.6％，极压抗磨剂T306为0.7％-0.9％，抗氧剂T512为0.6％-0.8％，金属减活剂T551为0.6-0.9％，防锈剂T704为0.5-0.9％，以上各组份按重量配比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的一种立磨磨辊轴承专用润滑油，其特征在于：所述的聚亚烷基二醇合成油40℃时的运动粘度为220-1100厘斯，开口闪点不低于230℃，粘度指数不小于155，机械杂质不大于0.03％。

3.根据权利要求1所述的一种立磨磨辊轴承专用润滑油，其特征在于：所述的聚酯合成油40℃时的运动粘度为540-770厘斯，开口闪点不低于260℃，粘度指数不小于230。

4.根据权利要求1所述的一种立磨磨辊轴承专用润滑油，其特征在于：所述的增粘剂选用在合成油中消溶后闪点大于250℃的复合聚合物作为增粘剂主料。

5.根据权利要求1所述的一种立磨磨辊轴承专用润滑油，其特征在于：所述的纳米金刚石基础浆添加剂中的纳米金刚石颗粒稳定分散20nm，化滑动摩擦为滚动摩擦，从而减小摩擦系数。

6.一种立磨磨辊轴承专用润滑油的制造方法，其特征在于：其工艺步骤为：按质量百分比首先将聚亚烷基二醇合成油总质量的50％倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至80℃，接着将预先粉碎好的增粘剂加入反应釜中密闭搅拌2～3小时，至完全消溶，再加入聚酯合成油总质量的60％，搅拌降温至70℃，再加入纳米金刚石基础浆添加剂搅拌消溶1～1.5小时，至充分消溶分散，然后加入剩余质量百分比聚酯合成油搅拌降温至60℃，接着加入剩余质量百分比聚亚烷基二醇合成油搅拌降温至50℃，保持1～2小时，然后依次加入极压抗磨剂T306、抗氧剂T203、添加剂T406、抗氧剂T512、硼酸盐添加剂T361、金属减活剂T551、防锈剂T704，均匀搅拌0.5～1.5小时；

待上述加料搅拌调和步骤完成后，在搅拌的同时，启动循环剪切泵对反应釜中的物料进行全方位的强力循环剪切，使各种物料充分作用耦合完全，1-2个小时，启动冷却系统降温至40-60℃，搅拌、循环剪切泵均停止运转；然后启动真空泵抽出反应釜中物料中的空气，取样化验，包装，制得成品。