改進(jìn)耐磨堆焊技術(shù) 提高粉磨系統(tǒng)效率
一、輥面磨損分析
1、磨損產(chǎn)生原因
為改進(jìn)改進(jìn)耐磨堆焊技術(shù)、提高粉磨系統(tǒng)效率,鄭州機(jī)械研究所率先對(duì)輥面磨損進(jìn)行分析。從輥壓機(jī)的工作原理可以看出,物料在兩只輥?zhàn)又g擠壓,輥面產(chǎn)生磨損屬于正常現(xiàn)象,從磨損產(chǎn)生的原因,主要有3個(gè)方面:
(1)耐磨堆焊材料選擇不當(dāng),輥面耐磨性差;
?。?)堆焊工藝不合理,導(dǎo)致輥面堆焊質(zhì)量低,輥面造成剝落;
?。?)物料硬度太高,易磨性差。
2、不同物料對(duì)磨損的影響
由于輥壓機(jī)物料不同,磨損情況差別也很大,一般來(lái)說,生料輥壓機(jī)比水泥輥壓機(jī)磨損較快。同樣的生料輥壓機(jī),不同地區(qū),由于生料不同,輥面磨損也有差距。水泥輥壓機(jī)由于混合材不同,磨損情況也不一樣。
3、物料的不同相應(yīng)堆焊材料的選擇
由于物料的不同,在輥面堆焊中選擇的焊絲也不同,因?yàn)槟壳斑€沒有一種焊絲可以解決所有問題。因此,基于以上原因,鄭州機(jī)械研究所研發(fā)出不同焊絲應(yīng)對(duì)不同物料,主要有兩種:
(1)ZD1、 ZD2、 ZD3、 ZD310適用于一般水泥磨輥壓機(jī)輥面堆焊;
(2) ZD330適用于生料輥壓機(jī)輥面堆焊。
二、輥面堆焊材料
1、水泥輥壓機(jī)輥面堆焊材料
ZD1堆焊層、ZD2堆焊層、ZD3堆焊層以及ZD310堆焊層。ZD1堆焊層具有非常優(yōu)良的韌性和抗裂性,在輥體運(yùn)行過程中,如耐磨堆焊層表面出現(xiàn)較大裂紋,ZD1可以起到很好的保護(hù)作用,使裂紋擴(kuò)展止于ZD1堆焊層,不會(huì)繼續(xù)向輥體擴(kuò)展,對(duì)輥體起到了保護(hù)作用;
ZD2堆焊層具有較高的抗壓強(qiáng)度,對(duì)耐磨層起到了很好的支撐作用,ZD2堆焊層相當(dāng)于輥體與耐磨層之間的一座橋梁,使耐磨層與輥體牢牢的結(jié)合在一起,ZD2堆焊層的良好性能,使輥壓機(jī)擠壓輥在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)掉塊和剝落現(xiàn)象;
ZD3堆焊層具有高韌性與良好耐磨性的綜合性能,其堆焊層硬度在HRC55左右,耐磨性較好;在連續(xù)堆焊過程中ZD3堆焊層無(wú)裂紋,具有較好的抗裂性。ZD3耐磨層的存在,使輥壓機(jī)耐磨結(jié)構(gòu)更加合理和有效;
ZD310耐磨花紋層是直接與物料接觸的部分,其耐磨性的優(yōu)劣直接影響輥體的使用壽命。ZD310耐磨焊絲屬多元合金強(qiáng)化,其堆焊層硬度在HRC60左右,其耐磨性比高鉻鑄鐵堆焊層好,且比高鉻鑄鐵堆焊層的結(jié)合性好,非常適于輥壓機(jī)耐磨花紋層。
2、生料磨輥壓機(jī)堆焊材料
生料輥壓機(jī)堆焊材料比較單一,主要涉及ZD330,但生料輥壓機(jī)堆焊材料需要先用ZD1焊絲打底焊一層,然后用ZD330焊絲堆焊耐磨層。ZD330焊絲為多元合金強(qiáng)化型堆焊材料。堆焊層金屬具有大量的合金碳化物,保證了堆焊金屬具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能和一定的抗沖擊性能及抗剝落性能。ZD330焊絲必須冷焊,即先用ZD1焊絲打底焊一層,焊后保溫、緩冷到室溫后才能堆焊ZD330焊絲。
三、輥面磨損形式
1、輥面磨損形式介紹
輥面磨損形勢(shì)分為:
正常磨損:輥面運(yùn)行初期、物料中沒有鐵塊進(jìn)入的磨損,輥面耐磨層基本磨損完。
輥面局部剝落破壞:物料中混入鐵塊或者輥面反復(fù)在線修復(fù)2~3次以后,隨著焊接次數(shù)的增加,輥面疲勞裂紋就會(huì)產(chǎn)生,輥面磨損會(huì)進(jìn)入該階段。
輥面疲勞破壞:輥面再經(jīng)過局部凹坑補(bǔ)焊1~2次以后,造成輥面局部焊接應(yīng)力越來(lái)越大,整個(gè)輥面隨著焊接次數(shù)的增加,輥面疲勞裂紋會(huì)越來(lái)越多,輥面磨損會(huì)進(jìn)入該階段。
輥面嚴(yán)重破:隨著輥壓機(jī)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),輥面磨損越來(lái)越嚴(yán)重。對(duì)于輥面磨損嚴(yán)重的輥面,強(qiáng)烈建議進(jìn)行離線修復(fù)。
2、不同磨損形式產(chǎn)生的原因
正常磨損產(chǎn)生的原因是輥壓機(jī)運(yùn)行初期,物料中沒有進(jìn)入鐵塊,日常管理比較好,隨著運(yùn)行時(shí)間的增加,輥面發(fā)生的自然磨損。正常磨損比較均勻,輥面沒有局部凹坑、裂紋等缺陷,是輥壓機(jī)使用的最好結(jié)果。
輥面局部剝落破壞產(chǎn)生的原因是物料中進(jìn)入鐵塊,日常管理中沒有使用除鐵器。
輥面疲勞破壞產(chǎn)生的原因主要是在線修復(fù)次數(shù)較多,輥?zhàn)舆\(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),輥?zhàn)幽覆漠a(chǎn)生疲勞破壞。避免疲勞破壞的方法,建議輥?zhàn)邮褂?年~4年要進(jìn)行離線修復(fù)。離線修復(fù)除了把輥面徹底修復(fù)好,順便把油封更換,檢測(cè)軸承是否需要更換。
輥面嚴(yán)重破壞發(fā)生的原因之一是輥面沒有及時(shí)進(jìn)行離線修復(fù);其次是輥面堆焊沒有采用優(yōu)質(zhì)焊絲,或者堆焊工藝不當(dāng),輥面堆焊質(zhì)量差;再次輥?zhàn)幽覆倪x擇不當(dāng),輥?zhàn)幽覆囊话氵x用優(yōu)質(zhì)鍛鋼,而有的公司輥套采用鑄造。
3、復(fù)合輥套的特點(diǎn)及使用效果
復(fù)合輥輥套采用離心鑄造,輥面采用進(jìn)口焊絲堆焊一層耐磨橫條。由于復(fù)合輥輥?zhàn)幽覆脑?,焊接性能極差,磨損后不能堆焊修復(fù),且由于輥?zhàn)幽覆脑?,輥?zhàn)咏?jīng)車加工后,裂紋很深,而且是貫穿性裂紋。對(duì)于這種輥?zhàn)幽覆脑蛟斐傻钠诹鸭y,最好的修復(fù)方法就是更換輥套,把舊輥套清理掉,并把舊輥軸精加工后使用,根據(jù)舊輥軸外徑加工新輥套內(nèi)孔,然后把新輥套舊輥軸采用過盈配合熱裝在一起,并堆焊輥面耐磨層。這為水泥生產(chǎn)帶來(lái)極大不便。較之復(fù)合輥的修復(fù)方式,其上的四種情況相應(yīng)簡(jiǎn)單。
四、輥面修復(fù)方法
1、輥面不同磨損情況及相應(yīng)修復(fù)方法
對(duì)于正常磨損的輥面可以采用下面的修復(fù)工藝:
?。?)用電動(dòng)鋼絲刷清理輥?zhàn)幼钌厦娴囊欢屋伱?,最好用乙炔焰烘烤輥面,通過烘烤,既可以把輥面微裂紋里的粉塵吹出來(lái),也可以起到預(yù)熱輥面的作用。
?。?)用ZD310焊條堆焊輥面耐磨橫條,堆焊高度5mm。
(3)焊完一段后,轉(zhuǎn)動(dòng)輥?zhàn)樱汛傅牧硪欢屋伱孓D(zhuǎn)到上面來(lái),按上述方法繼續(xù)堆焊,直至把整個(gè)輥面焊完。
?。?)堆焊時(shí)注意測(cè)量堆焊的高度,要保證輥?zhàn)拥膱A度,以免輥面不圓而導(dǎo)致輥壓機(jī)的震動(dòng)。
對(duì)于局部剝落的輥面可以采用的修復(fù)工藝:
(1)用電動(dòng)鋼絲刷把輥面凹坑中粉塵清理干凈。
(2)用ZD1焊絲補(bǔ)焊凹坑,留5mm左右的余量堆焊ZD3耐磨層,其余全部用ZD1焊絲補(bǔ)焊。
(3)然后用ZD3焊絲堆焊一層耐磨層5mm。
?。?)耐磨層焊完后,再用ZD310焊絲堆焊耐磨層,耐磨條紋寬度為15∽20mm,高度為5mm左右,間隔為5∽10mm;
對(duì)于疲勞破壞的輥面可以采用的修復(fù)工藝:
(1)用碳弧氣刨對(duì)輥面進(jìn)行徹底清理,輥面待焊部位的殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈,使之露出金屬光澤。
?。?)用ZD1焊絲焊接過渡層,通過過渡層的焊接,使高低不平的輥面形成較平緩的外圓面,以便于緩沖層及耐磨層的焊接。
?。?)用ZD3焊絲焊輥面耐磨層,焊時(shí)注意測(cè)量輥體尺寸及圓度,焊到輥體要求尺寸為止。
?。?)耐磨層焊完后,然后用ZD310 焊絲連續(xù)堆焊耐磨橫條。
對(duì)于嚴(yán)重破壞的輥面,在線堆焊無(wú)法保證修復(fù)質(zhì)量,強(qiáng)烈建議進(jìn)行離線修復(fù),可以采用的修復(fù)工藝:
(1)首先用短電弧切削專用機(jī)床(電熔刨)對(duì)輥面進(jìn)行徹底清理,把輥面殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈,然后進(jìn)行車加工。
?。?)用超聲波探傷儀對(duì)車加工過的輥?zhàn)舆M(jìn)行超聲波探傷,檢查輥體內(nèi)部是否存在疲勞裂紋、疏松組織。特別是對(duì)運(yùn)行多年的輥?zhàn)樱瑢?duì)輥體進(jìn)行超聲波探傷非常有必要。把探傷后輥?zhàn)又卧谧詣?dòng)堆焊變位機(jī)上,輥?zhàn)诱w預(yù)熱到300度左右,待焊。
(3)首先采用ZD1埋弧藥芯焊絲(¢4.0)焊高韌性止裂層;ZD1堆焊層具有非常優(yōu)良的韌性和抗裂性,在輥體運(yùn)行過程中,如耐磨堆焊層表面出現(xiàn)較大裂紋,ZD1可以起到很好的保護(hù)作用,使裂紋擴(kuò)展止于ZD1堆焊層,不會(huì)繼續(xù)向輥體擴(kuò)展,對(duì)輥體起到了保護(hù)作用;
?。?)然后采用ZD2埋弧藥芯焊絲(¢4.0)焊高強(qiáng)度過渡層;ZD2堆焊層具有較高的抗壓強(qiáng)度,對(duì)耐磨層起到了很好的支撐作用,ZD2堆焊層相當(dāng)于輥體與耐磨層之間的一座橋梁,使耐磨層與輥體牢牢的結(jié)合在一起,ZD2堆焊層的良好性能,使輥壓機(jī)擠壓輥在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)掉塊和剝落現(xiàn)象;
?。?)采用ZD3埋弧藥芯焊絲(¢4.0)堆焊表面耐磨堆焊層;ZD3堆焊層具有高韌性與良好耐磨性的綜合性能,其堆焊層硬度在HRC55以上,耐磨性較好;在連續(xù)堆焊過程中ZD3堆焊層無(wú)裂紋,具有較好的抗裂性。ZD3耐磨層的存在,使輥壓機(jī)耐磨結(jié)構(gòu)更加合理和有效;
(6)最后采用ZD310焊絲(¢1.6 ) 堆焊耐磨花紋層;ZD310耐磨花紋層是直接與物料接觸的部分,其耐磨性的優(yōu)劣直接影響輥體的使用壽命。ZD310耐磨焊絲屬多元合金強(qiáng)化,其堆焊層硬度在HRC55-62之間,其耐磨性比高鉻鑄鐵堆焊層好,且比高鉻鑄鐵堆焊層的結(jié)合性好,非常適于輥壓機(jī)耐磨花紋層。
2、輥面及時(shí)維護(hù)對(duì)運(yùn)行成本的影響
輥壓機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,輥面磨損是正?,F(xiàn)象,在使用輥壓機(jī)時(shí),要對(duì)輥面要維護(hù)好,不要等輥面磨損得實(shí)在不能使用了再堆焊。如果耐磨花紋磨損完了,失去了最外面耐磨層的保護(hù),下面的過度層磨損就會(huì)很快,這是對(duì)輥壓機(jī)致命的破壞。對(duì)輥壓機(jī)輥面的及時(shí)堆焊維護(hù)是保證輥壓機(jī)使用壽命的關(guān)鍵。輥面維護(hù)得好,可以大大減少停機(jī)堆焊次數(shù),降低運(yùn)行成本。
輥面磨損到如此情況,用ZD310焊絲及時(shí)補(bǔ)焊耐磨花紋即可,1700*1200輥壓機(jī)輥?zhàn)有迯?fù)費(fèi)用10萬(wàn)元/只,修復(fù)工期2天即可。
如果磨損到這種程度,只能離線修復(fù)了,修復(fù)費(fèi)用至少50萬(wàn)元/只,修復(fù)工期50天。
輥面及時(shí)維護(hù)除了日常維護(hù)之外,還需要離線修復(fù)及時(shí)。在線修復(fù)不需要拆裝輥?zhàn)?,費(fèi)用低,工期短,有的水泥企業(yè)盡量采用在線修復(fù)。其實(shí)輥壓機(jī)輥面的維護(hù)應(yīng)該做到在線與離線相結(jié)合。在線修復(fù)次數(shù)多了,輥面應(yīng)力也隨之增大,如果輥面母材太差,修復(fù)2~3次后就要離線修復(fù)了。
五、優(yōu)質(zhì)耐磨堆焊材料及工藝對(duì)粉磨系統(tǒng)的作用
隨著水泥行業(yè)的高速發(fā)展,耐磨材料與抗磨技術(shù)都得到了長(zhǎng)足進(jìn)步,作為抗磨技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的堆焊技術(shù),越來(lái)越多地應(yīng)用于水泥設(shè)備與備件的制造修復(fù)中。選用優(yōu)質(zhì)堆焊材料及相應(yīng)工藝堆焊修復(fù)的輥壓機(jī)輥?zhàn)?,質(zhì)量穩(wěn)定,在使用過程中不會(huì)因?yàn)檩伱鎰兟涠绊懻Ia(chǎn),為粉磨系統(tǒng)的提升及粉磨效率的提高起到關(guān)鍵作用。相反,如果采用劣質(zhì)的堆焊材料,修復(fù)的輥面質(zhì)量不合格,在生產(chǎn)旺季輥面產(chǎn)生剝落或者嚴(yán)重磨損,將嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。由于輥面質(zhì)量不好,將極大降低磨機(jī)產(chǎn)量,電耗提高,產(chǎn)量降低,為粉磨系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重影響優(yōu)質(zhì)堆焊材料雖然修復(fù)價(jià)格高,但使用質(zhì)量好,性價(jià)比高。選擇優(yōu)質(zhì)堆焊材料離線修復(fù)一次一般可以使用3年左右(期間可能要在線修復(fù)1~2次)再離線修復(fù),使用價(jià)格低廉焊絲可能每年都要離線修復(fù),導(dǎo)致修復(fù)成本加大。建議采用優(yōu)質(zhì)堆焊材料修復(fù)輥壓機(jī)輥?zhàn)印Mㄟ^改進(jìn)耐磨堆焊技術(shù),優(yōu)化輥面質(zhì)量對(duì)粉磨系統(tǒng)效率的提高也很關(guān)鍵。
編輯:陳亞麗
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