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，物料在兩只輥子之間擠壓，輥面產(chǎn)生磨損屬于正?，F(xiàn)象，從磨損產(chǎn)生的原因，主要有3個方面：

　?。?）耐磨堆焊材料選擇不當(dāng)，輥面耐磨性差；

　　（2）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，因為目前還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)對不同物料，主要有兩種：

　?。?）ZD1、 ZD2、 ZD3、 ZD310適用于一般水泥磨輥壓機(jī)輥面堆焊；

　?。?） 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，不會繼續(xù)向輥體擴(kuò)展，對輥體起到了保護(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，輥面疲勞裂紋就會產(chǎn)生，輥面磨損會進(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)力越來越大，整個輥面隨著焊接次數(shù)的增加，輥面疲勞裂紋會越來越多，輥面磨損會進(jìn)入該階段。

　　輥面嚴(yán)重破：隨著輥壓機(jī)運(yùn)行時間的延長，輥面磨損越來越嚴(yán)重。對于輥面磨損嚴(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，輥子運(yùn)行時間較長，輥子母材產(chǎn)生疲勞破壞。避免疲勞破壞的方法，建議輥子使用3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；再次輥子母材選擇不當(dāng)，輥子母材一般選用優(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)合輥輥子母材原因，焊接性能極差，磨損后不能堆焊修復(fù)，且由于輥子母材原因，輥子經(jīng)車加工后，裂紋很深，而且是貫穿性裂紋。對于這種輥子母材原因造成的疲勞裂紋，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

　　對于正常磨損的輥面可以采用下面的修復(fù)工藝：

　?。?）用電動鋼絲刷清理輥子最上面的一段輥面，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，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。

　?。?）焊完一段后，轉(zhuǎn)動輥子，把待焊的另一段輥面轉(zhuǎn)到上面來，按上述方法繼續(xù)堆焊，直至把整個輥面焊完。

　　（4）堆焊時注意測量堆焊的高度，要保證輥子的圓度，以免輥面不圓而導(dǎo)致輥壓機(jī)的震動。

　　對于局部剝落的輥面可以采用的修復(fù)工藝：

　?。?）用電動鋼絲刷把輥面凹坑中粉塵清理干凈。

　?。?）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。

　?。?）然后用ZD3焊絲堆焊一層耐磨層5mm。

　　（4）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，焊時注意測量輥體尺寸及圓度，焊到輥體要求尺寸為止。

　　（4）耐磨層焊完后，然后用ZD310 焊絲連續(xù)堆焊耐磨橫條。

　　對于嚴(yán)重破壞的輥面，在線堆焊無法保證修復(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：

　?。?）首先用短電弧切削專用機(jī)床（電熔刨）對輥面進(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。

　?。?）用超聲波探傷儀對車加工過的輥子進(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。特別是對運(yùn)行多年的輥子，對輥體進(jìn)行超聲波探傷非常有必要。把探傷后輥子支撐在自動堆焊變位機(jī)上，輥子整體預(yù)熱到300度左右，待焊。

　?。?）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，不會繼續(xù)向輥體擴(kuò)展，對輥體起到了保護(hù)作用；

　　（4）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；

　?。?）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、輥面及時維護(hù)對運(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，要對輥面要維護(hù)好，不要等輥面磨損得實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很快，這是對輥壓機(jī)致命的破壞。對輥壓機(jī)輥面的及時堆焊維護(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焊絲及時補(bǔ)焊耐磨花紋即可，1700*1200輥壓機(jī)輥子修復(fù)費用10萬元/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)費用至少50萬元/只，修復(fù)工期50天。

　　輥面及時維護(hù)除了日常維護(hù)之外，還需要離線修復(fù)及時。在線修復(fù)不需要拆裝輥子，費用低，工期短，有的水泥企業(yè)盡量采用在線修復(fù)。其實輥壓機(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)輥子，質(zhì)量穩(wěn)定，在使用過程中不會因為輥面剝落而影響正常生產(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)帶來嚴(yán)重影響優(yōu)質(zhì)堆焊材料雖然修復(fù)價格高，但使用質(zhì)量好，性價比高。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)輥子。通過改進(jìn)耐磨堆焊技術(shù)，優(yōu)化輥面質(zhì)量對粉磨系統(tǒng)效率的提高也很關(guān)鍵。