بلاگ

روانکارهای قابل استفاده در صنایع فولاد

روانکارهای قابل استفاده در صنایع فولاد

روانکاری در یک کارخانه فولاد یکپارچه یک چالش بزرگ است. تجهیزات کارخانه فولاد تحت پارامترهای عملیاتی مختلف کار می‌کنند، از بار سنگین شدید گرفته تا سرعت بسیار بالا، دمای پایین تا دمای بالا، محیط آلوده گرد و غبار گرفته تا محیط اسیدی و مرطوب. بنابراین انتخاب مناسب روان‌کننده برای عملکرد روان در کارخانه‌های فولاد بسیار ضروری است.

بگذارید روند رشد کشور هند را به عنوان نمونه‌ای موفق در زمینه کارخانجات فولاد بررسی کنیم. هند در حال حاضر چهارمین تولیدکننده بزرگ فولاد در جهان است. در سال 2012، هند واردکننده خالص فولاد با گریدهای ویژه شد. شهرنشینی سریع نیروی محرکه رشد صنعت فولاد هند گردید. 

یک کارخانه فولاد یکپارچه از چهار گروه اصلی مانند آهن‌سازی، فولادسازی، نورد و تکمیل و واحدهای کمکی تشکیل شده است. تجهیزات و محیط کار در هر یک از این گروه‌ها به طور قابل توجهی متفاوت است. از این رو الزامات روان‌کننده‌های مورد استفاده نیز متفاوت خواهد بود. گروه آهن‌سازی شامل کارخانجانی مانند اختلاط مواد خام، کارخانه پخت، کوره‌های کک و کوره بلند و غیره است. 

تجهیزات به طور کلی برای کار در محیط گرد و غبار (ساینده) و خورنده با دمای بالا باید بتوانند دوام بیاورند. تجهیزات مورد استفاده برای کاربرد خرد کردن و غربالگری نیز در معرض ضربه بالایی قرار دارند. گروه فولادسازی شامل کارخانه‌هایی مانند کوره های LD، کاستورهای پیوسته و همچنین کارخانه آهک و غیره است. در این شرایط نیز تجهیزات در معرض دمای بسیار بالا، محیط پر گرد و غبار (ساینده) و خورنده هستند. سایر شرایط کار در این گروه مشابه با گروه آهن‌سازی است.

گروه نورد و تکمیل شامل آسیاب نوار گرم، آسیاب نورد سرد، آسیاب میله و آسیاب مرچنت است. تجهیزات در گروه نورد و تکمیل در معرض بارهای ضربه ای بالا، ورود آب و رسوب و دمای بالا به دلیل مجاورت با کوره‌های گرمایش هستند.

در کارخانه های فولاد، اطمینان از عملکرد تجهیزات و شیوه‌های نگهداری بهتر بسیار مهم است که به طور مستقیم بر بهره‌وری و سلامت تجهیزات تأثیر می‌گذارد. روغن‌کاری مناسب می‌تواند مشکلات مختلف تعمیر و نگهداری که منجر به اختلال در عملکرد روان کارخانه‌های فولاد می‌شود را برطرف کند. هزینه روان‌کننده‌ها تنها بخش کوچکی از هزینه تعمیر و نگهداری است. اما روغن‌کاری نامناسب می‌تواند باعث بیش از 30 درصد خرابی‌ها شود. تهیه روانکار با کیفیت برتر ممکن است هزینه یدکی را اندکی افزایش دهد، اما این امر از نظر کار بدون مشکل، کاهش نیاز به قطعات یدکی و هزینه بهینه تعمیر و نگهداری مفید خواهد بود.

هنگام انتخاب روانکار برای تجهیزات کارخانه فولاد، این عوامل باید در نظر گرفته شوند. به طور کلی OEMها نوع و درجه روان‌کننده را بر اساس پارامترهای طراحی، سرعت و بار تجهیزات توصیه می ‌کنند. با این حال، در صورت عدم وجود توصیه OEM یا در صورتی که درجه توصیه شده کارایی نداشته باشد، مجموعه‌ای از کدها باید به عنوان دستورالعمل با در نظر گرفتن عوامل عملیاتی فوق الذکر تهیه و روانکارها را بر اساس آن انتخاب کنید. هنگام انتخاب روانکار برای یک کاربرد، دو جنبه بسیار مهم باید مورد توجه قرار گیرد، یعنی عوامل مربوط به الزامات مهندسی و عوامل مربوط به شرایط خدمات. اکثر الزامات مهندسی با انتخاب ویسکوزیته مناسب روغن (به نام گرید روان‌کننده) برآورده می‌شود، در حالی که الزامات سرویس با انتخاب بسته افزودنی مناسب برای روان‌کننده (به نام نوع روان‌کننده) برآورده می‌گردد. 

برنامه روانکاری چیست و چرا به آن نیاز دارید؟
بیشتر بخوانید

برای اطلاعات بیشتر درباره "برنامه روانکاری چیست و چرا به آن نیاز دارید؟" مقاله فوق را بخوانید.

یک روان‌کننده مانند گریس یا روغن به عنوان رگ حیاتی ماشین‌آلات شما در نظر گرفته می‌شود. به همین دلیل، اجرای روش‌های خوب روغن‌کاری صنعتی کاملاً حیاتی است، به طوری که تضمین می‌کند تجهیزات شما در شرایط درجه یک باقی خواهد ماند و این دقیقاً همان چیزی است که یک برنامه روانکاری خوب برای فعال کردن آن طراحی شده است.

عوامل مربوط به نیازهای مهندسی شامل بار، سرعت، پرداخت سطح، برهم کنش و افزایش دما و غیره است. مشکلات ناشی از شرایط سرویس با انتخاب یک سیستم افزودنی مناسب و روغن پایه مناسب برای روانکار برطرف می‌شود. ترکیبات مختلف افزودنی برای محافظت در برابر زنگ زدگی، اکسیداسیون، خراشیدگی، خوردگی و کف کردن و غیره استفاده می‌شود. 

روغن پایه در کارخانه‌های فولاد در حال حاضر به دلیل پایداری اکسیداسیون بالاتر، پایداری حرارتی و شاخص ویسکوزیته بالا و محتوای گوگرد کمتر در روغن پایه گروه II در مقایسه با گروه اول از گروه I به II تغییر می‌کند. سایر روغن‌های فرموله شده گروه II دارای دمولزپذیری عالی هستند، خاصیتی که یک پارامتر ضروری برای روغن‌های بلبرینگ کارخانه فولاد به شمار می‌رود. اکثر روان‌کننده‌ها مانند روغن هیدرولیک، روغن دنده، روغن گردشی و روغن توربین مورد استفاده در کارخانه فولاد در حال حاضر با روغن پایه گروه II فرموله می‌شوند. 

برخی از تامین‌کنندگان عمده روان‌کننده‌ها در کارخانه های فولاد عبارتند از IOCL، HPCL، BPCL، Shell، Mobil و Quaker Chemicals. انواع مختلفی از روان‌کننده در کارخانه فولاد استفاده می‌شود. برخی موارد عبارتند از روغن هیدرولیک، روغن دنده صنعتی، روغن کمپرسور، روغن بلبرینگ، روغن مرکب، روغن‌های گردشی با قابلیت انجمادپذیری بالا (با و بدون EP)، روغن‌های توربین، سیالات فلزکاری (معدنی، نیمه مصنوعی و مصنوعی- نوع حرارتی و غیره)، ترکیبات سیم‌کشی و دنده باز، روغن‌های میل‌لنگ خودرو، روغن‌های فرآیندی مانند روغن‌های نورد سرد و گرم، روغن‌های ضد زنگ، گریس‌های آسیاب، گریس‌های دما بالا، گریس‌های چند منظوره و روان‌کننده‌های تخصصی فراوری شده با MoS2 یا گرافیت.

تمامی روانکارهای مورد استفاده در کارخانه‌های فولاد را می‌توان در پنج کلاس روان‌کننده ماشین‌آلات، روغن‌های هیدرولیک، سیالات فلزکاری، روان‌کننده‌های خودرو و روغن‌های فرآیندی دسته‌بندی کرد (روغن‌های فرآیندی روغن‌های تخصصی هستند که در فرآیندهای صنعتی مختلف از جمله تولید لاستیک و تایر، فرآوری پلیمر، چسب‌ها، پوشش‌ها و سایر کاربردها استفاده می‌شوند). 

در کارخانه‌های فولاد از انواع سیالات هیدرولیک مانند سیال هیدرولیک ضد سایش، سیالات مقاوم در برابر آتش یا همان نسوز و سیالاتی با پایه آب استفاده می‌شود. روغن‌های هیدرولیک ضد سایش روغن‌های تصفیه شده با ویسکوزیته کم همراه با اصلاح‌کننده اصطکاک و مواد افزودنی ضد زنگ، ضد کف و غیره هستند. سیال های نسوز، امولسیون‌های آب در روغن هستند که از گلیکول، استرهای آلی و استر فسفات برای محافظت در برابر آتش ساخته شده‌اند. . سیالات مبتنی بر آب بالا (95/5) نیز برای کاربردهای مقاوم در برابر آتش استفاده می‌شود.

روان‌کننده‌های فرآیندی در کارخانه‎‌های فولادی شامل روغن های  slushing، روغن‌های نورد، روغن‌هایpickler oil ، روغن قالب و ترکیبات کشش سیم است. روغن‌های اسلاشینگ ضد زنگ، مهار شده و  سبک برای محافظت از ورق هستند. به عبارتی روغن اسلاشینگ که به عنوان روغن پیشگیری از زنگ‌زدگی یا روغن بازدارنده زنگ نیز شناخته می‌شود، نوعی روان‌کننده و پوشش محافظ است که عمدتاً برای محافظت در برابر خوردگی سطوح فلزی، به ویژه فلزات آهنی مانند فولاد و آهن استفاده می‌شود. روغن‌های نورد از روغن مصنوعی، روغن نیمه سنتتیک و چرب ساخته شده‌اند که برای روغن‌کاری رول بایت استفاده می‌شود. روغن‌های پیکلر روان‌کننده‌های تخصصی هستند که در فرآیند تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پیکلینگ یک فرآیند شیمیایی است که رسوب اکسید، زنگ‌زدگی و سایر آلاینده‌های سطحی را از سطوح فولادی، معمولاً با استفاده از محلول اسیدی مانند اسید هیدروکلریک (HCl) یا اسید سولفوریک (H2SO4) حذف می‌کند. روغن‌های Pickler قبل و بعد از پیکلینگ روی سطوح فولادی اعمال می‌شوند تا روان‌کاری، محافظت در برابر خوردگی و حالت‌دهندگی سطح را فراهم کنند. ترکیبات سیم‌کشی صابون‌هایی با پرکننده برای کاربرد کشش سیم هستند. ترکیبات سیم کشی که به عنوان روان‌کننده‌های کشش سیم یا قالب‌های سیم‌کشی نیز شناخته می‌شوند، مواد تخصصی مورد استفاده در فرآیند کشش سیم هستند که یک فرآیند فلزکاری است که برای کاهش قطر میله سیم یا سیم پیچ با کشیدن آن از طریق یک سری کشش استفاده می‌شود. این ترکیبات با کاهش اصطکاک، تولید گرما و سایش روی سیم و قالب‌های کششی، نقش مهمی در تسهیل عملیات کشش سیم دارند و در عین حال باعث بهبود سطح و دقت ابعادی سیم کشیده می‌شوند.

گروه‌های روغن پایه
بیشتر بخوانید

اگر می‌خواهید همه چیز را درباره "گروه‌های روغن پایه"بدانید، مقاله را بخوانید.

تقریباً هر روان‌کننده‌ای که امروزه در کارخانه‌ها استفاده می‌شود بر اساس روغن پایه شناخته می‌شود. دسته روغن پایه مشخص می‌کند روغن از چه چیزی ساخته شده، چگونه تولید می‌شود، و چگونه روانکار با محیط‌های خاصی مانند گرمای شدید برخورد می‌کند.

روانکارهای مورد استفاده در کارخانه‌های فولاد

چالش‌های روانکاری در کارخانه فولاد

رول ورق فولادی از منظر روانکاری تجهیزات تحت شرایط کاری شدید هستند که تهدیدی جدی برای خرابی در روانکاری به شمار می‌روند. پارامترهای حیاتی چنین تجهیزاتی عبارت است از: 

  • سرعت بالا
  • بارهای ضربه‌ای بالا
  • درجه حرارت بالا
  • نفوذ آب خنک‌کننده و رسوب در روان‌کننده
  • مشکل پمپ‌پذیری 
  • افزایش روزافزون سرعت و بار برای بهبود نرخ تولید

برای کاربرد در دمای بالا، یک روغن معدنی بسیار تصفیه شده با ثبات حرارتی با گرید VI بالا باید برای محدوده دمایی زیر 100 درجه سانتی‌گراد استفاده شود. برای دمای بیش از 100 درجه سانتی‌گراد باید از روغن‌های مصنوعی استفاده شود. روغن معدنی و روغن مصنوعی برای چنین کاربردهایی ممکن است با پرکننده MoS2 یا PTFE غنی شوند یا نشوند. گریس پایه خاک رس با پرکننده MoS2 می تواند تا 150 درجه سانتی‌گراد کار کند، در حالی که گریس کمپلکس آلومینیوم را می‌توان زمانی که دمای کار زیر 130 درجه سانتی‌گراد است استفاده کرد. برای کاربرد در دمای بالا یعنی دمای تا 200 درجه سانتی‌گراد کلسیم سولفونات مناسب است. به همین ترتیب گریس‌هایی با روغن ویسکوزیته بالا (ISO – VG – 320/460/680/1000) برای عملیات بارگذاری بالا استفاده می‌شود.

تجهیزات با سرعت بسیار بالا نیاز به روش کاربردی بهبود یافته دارند زیرا دمای کار افزایش می‌یابد. روغن‌کاری مه روغن یا Oil mist lubrication در کاربردهایی با سرعت بالا موثر است. 

برای اعمال نفوذ آب و رسوب، نصب دفلکتور آب و استفاده از درزگیرهای پلیمری موثر باید انجام شود. در سیستم روانکاری روغن، روغن با خاصیت مالش‌پذیری فوق‌العاده باید برای چنین کاربردهایی انتخاب شود. برای از بین بردن خرابی یاتاقان می‌توان از گریس پایه مخلوط (Li-Ca ) لیتیم و کلسیم استفاده کرد. گریس‌های پایه مخلوط لیتیم و کلسیم دارای خاصیت شستشوی عالی آب و پاشش آب هستند که در برابر شستشوی گریس از سطح به دلیل نفوذ رطوبت مقاومت می‌کند. گریس‌هایی با روغن پایه با ویسکوزیته بالا مشکل جدی پمپاژ پذیری را به ویژه در دماهای پایین ایجاد می‌کنند. چنین برنامه‌هایی باید در سیستم‌های کوچک جداگانه ایزوله شوند تا بتوانند پمپاژ در فواصل کوتاه را تامین کنند.

همچنین می‌توان از سیستم گریس چند خطی برای رفع مشکل پمپ‌پذیری در سیستم گریس استفاده کرد. سیستم گریس چند خطی که به عنوان سیستم روانکاری چند خطی یا سیستم روانکاری متمرکز چند خطی نیز شناخته می‌شود، نوعی سیستم روانکاری خودکار است که برای رساندن گریس به چندین نقطه روانکاری در ماشین‌آلات یا تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. بر خلاف روانکارهای تک نقطه‌ای که بر روانکاری یک نقطه روانکاری تمرکز می‌کنند، سیستم‌های گریس چند خطی برای تامین گریس به طور همزمان یا متوالی به چندین نقطه روانکاری از یک پمپ روانکاری متمرکز یا واحد توزیع طراحی شده‌اند.

طول عمر روانکار و عمر تجهیزات در کارخانه های فولادسازی با میزان تمیزی اولیه روغن و میزان مؤثر بودن روش‌ها نسبت مستقیم دارد. به سادگی با استفاده از روغن تمیزتر عمر تجهیزات را می‌توان افزایش داد. از طریق روش‌های تعمیر و نگهداری مشاهده شده است که عمر پمپ را می‌توان با ضریب 50 افزایش داد. تا 90٪ کاهش در خرابی بلبرینگ را می‌توان با برنامه کنترل آلودگی به دست آورد. سیستم سیال هیدرولیک باید با سطح تمیزی NAS 4 یا 5 حفظ شود. جدا از کنترل آلودگی، برنامه پایش وضعیت روان‌کننده می‌تواند ضریب قابلیت اطمینان در تجهیزات را افزایش دهد. همچنین استفاده از یک روان‌کننده در تجهیزات را بدون کاهش کیفیت بهینه می‌کند. برنامه نظارت بر وضعیت روان‌کننده‌ها شامل تجزیه و تحلیل پارامترهای مربوط به عملکرد روان‌کننده‌ها و تجزیه و تحلیل زباله‌های سایش است.

 

منبع

Steel plant lubrication (no date). https://machinerylubricationindia.com/magazine/2015/jan-feb/steel-plant-lubrication/.

سوالات متداول

روغن‌کاری مناسب باعث کاهش تلفات ناشی از اصطکاک در ماشین‌آلات می‌شود که می‌تواند با افزایش میزان توان مورد نیاز برای کارکرد تجهیزاتی مانند موتورها، پمپ ها و نوار نقاله ها باعث صرفه‌جویی در انرژی شود.

 روانکاری ناکافی می‌تواند منجر به افزایش اصطکاک، سایش و تولید گرما در ماشین‌آلات شود که در نتیجه باعث کاهش طول عمر تجهیزات، افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، توقف برنامه‌ریزی نشده و در موارد شدید، خرابی فاجعه‌بار تجهیزات شود.

روان‌کننده‌های مصنوعی مزایایی مانند پایداری حرارتی بهبود یافته، مقاومت بهتر در برابر اکسیداسیون و تخریب، عمر طولانی تجهیزات، افزایش عملکرد در دماهای شدید و کاهش اثرات زیست‌محیطی در مقایسه با روان‌کننده‌های مبتنی بر مواد معدنی معمولی دارند.

درباره رضا نظری

رضا نظری هستم مدیر عامل شرکت اوستا صنعت. کارشناس ارشد MBA تحول دیجیتال از دانشگاه مدیریت صنعتی.

یک نظر در “روانکارهای قابل استفاده در صنایع فولاد

  1. tlover tonet گفت:

    Hello my friend! I want to say that this post is awesome, nice written and include almost all significant infos. I would like to see more posts like this.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *