如何修復(fù)輥壓機輥面的堆焊

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1、安全技術(shù) 如何修復(fù)輥壓機輥面的堆焊 輥壓機自80年月中期問世以來,使這一問題得到緩解。輥壓機與球磨機組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各種粉磨作業(yè)。水泥工業(yè)每天需要粉磨大量的礦物質(zhì)原料及水泥熟料。如何提高粉磨效率、降低粉磨能耗,是很多水泥工孜孜一求的目標。輥壓機在粉磨系統(tǒng)中有以下優(yōu)點: 1、降低電耗,提高磨機產(chǎn) 2、提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量; 3、噪音小。但也有其缺點,輥壓機最大的缺點是輥面磨損嚴峻。輥壓機安裝使用后,一般狀況下連續(xù)運轉(zhuǎn)半年以后,輥面的耐磨花紋磨損就所剩無幾。輥面磨損問題始終困擾著輥壓機優(yōu)越性的發(fā)揮,怎樣提高輥面的耐磨性,增加輥面的使用壽命

2、,一些科研院所、設(shè)計單位進行了大量討論工作。目前已研制出多種藥芯焊絲、焊條,廣泛應(yīng)用于輥壓機輥面的堆焊修復(fù)。   輥壓機輥面的磨損機理 輥壓機是由兩個速度相同,相對運動的輥子組成,物料由輥子上部喂料口卸下,進入輥間的逢隙中,在高壓研磨力的作用下(輥間壓力在50~300MPa之間),物料受到擠壓,受壓物料變成了密實但布滿裂紋的扁平料餅,使物料的易磨性得到明顯改善。 物料在兩個輥面之間相互擠壓和摩擦。從輥壓機的工作狀況可以看出,輥面的磨損類型屬于典型的高應(yīng)力磨料磨損。在磨料磨損過程中,物料顆粒在壓力作用下會使輥面產(chǎn)生彈性和塑性變形,從而在輥面亞表層不同深處會形成循環(huán)壓應(yīng)力和拉應(yīng)力,當循環(huán)

3、應(yīng)力超過輥子材料的疲憊強度時,在表面層將引發(fā)裂紋。在循環(huán)載荷作用下,亞表層的塑性變形連續(xù)進展,在離開表面肯定深度的位置也將萌生裂紋,并逐步擴展。 表面層裂紋的擴展方向是與外加應(yīng)力成45角,經(jīng)過兩三個晶粒后,即轉(zhuǎn)向與應(yīng)力垂直的方向。而亞表層處萌生的裂紋擴展方向是平行與表面,或與表面成10~20的角。當裂紋擴展后,使裂紋以上的材料斷裂剝落,這種現(xiàn)象就是疲憊磨損。綜上所述,輥子的磨損機理是輥面的高應(yīng)力磨料磨損和輥面亞表層的疲憊磨損共同作用的結(jié)果。用碳弧氣刨在磨損比較嚴峻的輥面上刨出幾道槽檢查裂紋狀況,結(jié)果發(fā)覺輥子深處有許多層狀裂紋,較淺的距輥面約10mm,較深的距輥面約20~30mm,局部深

4、達50~60mm,并且多數(shù)裂紋都沿輥子周向延綿不斷。從刨掉的料塊來看,下表面呈植物年輪狀,一圈沿著一圈向外擴展。由此也可看出,輥子的破壞形式是高應(yīng)力磨料磨損及疲憊磨損的綜合表現(xiàn)。   堆焊修復(fù)材料的選擇 從輥子的破壞形式來分析,選擇的堆焊材料不僅耐磨性好,而且要具備較高的韌性和抗疲憊性。在以往的輥面修復(fù)中,水泥廠多采納高Cr鑄鐵型耐磨焊條,此類焊條焊后組織主要為鑄鐵型基體上分布大塊碳化物,含C量在3%以上,堆焊層硬度在HRC60左右,具有良好的耐磨性能,但其結(jié)合性、抗裂性和抗疲憊性差,在輥面上堆焊一層就會消失交叉裂紋。在輥體運行過程中,由于應(yīng)力的影響,很簡單消失大面積剝落,這就是造成

5、幾乎每月一修的緣由。同時堆焊層的交叉裂紋,易延長至輥子母體,使輥面消失大量缺陷,直接影響輥體質(zhì)量,長期下去,很可能造成整個輥體報廢。 在輥壓機技術(shù)的引進和國產(chǎn)化過程中,鄭州機械討論所與專業(yè)制造輥壓機的企業(yè)洛陽礦山機器廠和唐山水泥機械廠合作,經(jīng)過分析輥壓機輥面的磨損機理、通過大量的耐磨試驗,對材料進行深化討論及性能對比,研制生產(chǎn)ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列埋弧堆焊無縫藥芯焊絲、CO2氣愛護焊絲及ZD3、 ZD310、TM65焊條,完全替代進口產(chǎn)品。ZD1的特點是韌性好,作為止裂層焊在最下面。ZD2強度高,可反抗較高的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力,起到很好的緩沖作用,可作為緩沖層使用。ZD3為

6、輥面耐磨材料,堆焊層金屬主要成分是C、Cr、Mo、W、V、Ni、Nb等,堆焊后組織為馬氏體+殘余奧氏體+針狀貝氏體+少量碳化物,焊接工藝良好,抗裂性能優(yōu)良,冷焊、多層焊效果好。焊層硬度HRC355,可作為耐磨層焊在ZD2上面。ZD310屬于高合金堆焊材料,耐磨性能優(yōu)于ZD3。其焊層硬度為HRC55~59。主要作為輥面的耐磨花紋處理。TM65焊條適用于受猛烈磨粒磨損及中等沖擊磨損部件的修復(fù),主要用于輥面的耐磨花紋及立磨磨盤、磨輥的修復(fù)。 Ab Xg0H2642 四、輥壓機輥面的焊接工藝:;A 1、對于運轉(zhuǎn)時間比較長,輥面磨損特別嚴峻,經(jīng)過幾次現(xiàn)場堆焊后,輥面上已有裂紋、凹坑等嚴峻

7、缺陷的輥壓機,由于修復(fù)工作量較大,建議拆下來用埋弧自動焊大修,大修后的輥子使用壽命與新輥子相當。假如沒有備用輥子,也可以在現(xiàn)場修復(fù)。為了不影響正常生產(chǎn),建議在水泥淡季時修復(fù),最好采納CO2氣愛護焊接工藝,氣愛護焊的工作效率是手工電弧焊的3~5倍,可以短期內(nèi)完成修復(fù)工作,相應(yīng)的修復(fù)工藝為(工藝1): ①、去除輥面殘留硬層及裂紋。用碳弧氣刨對輥面進行徹底清理,輥面待焊部位的殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理潔凈,使之露出金屬光澤。②、用ZD1焊絲焊接過渡層,通過過渡層的焊接,使凹凸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。 ③、用ZD2焊絲焊接緩沖層,這是一種高強

8、度、中等硬度的堆焊材料,具有良好的抗疲憊性和結(jié)合性,同時又具有肯定的抗磨性能,在輥體和耐磨層之間起到了很好的橋梁作用。良好的緩沖層材料選擇及焊接,是保證耐磨層平安有效運行的重要前提。 ④、用ZD3焊絲焊輥面耐磨層,焊時留意測量輥體尺寸及圓度,焊到輥體要求尺寸為止。 ⑤、耐磨層焊完后,然后用ZD310焊絲連續(xù)焊橫紋。焊接挨次如圖2所示: 有的水泥廠沒有 CO2氣愛護焊機,也可用直流焊機,用手工電弧焊,用GM1、ZM、ZD3、ZD310焊條分別取代ZD1、ZD2、ZD3、ZD310焊絲。這種焊接方式效果不如焊絲,效率也低,在有氣愛護焊機的狀況下不宜采納。 2、有的水

9、泥廠輥壓機輥面的耐磨花紋是菱形加硬質(zhì)點(如圖3),運轉(zhuǎn)肯定的時間后,硬質(zhì)點及菱形花紋基本全部磨損掉,從輥面的切線方向觀看,輥面中間一般要凹下去10mm左右。對于這種只是耐磨花紋磨損,輥面也沒有凹坑等嚴峻缺陷時,可以采納下面的修復(fù)工藝(工藝2): ③、焊完一段后,轉(zhuǎn)動輥壓機,把待焊的另一段輥面轉(zhuǎn)到上面來,按上述方法連續(xù)堆焊。依次類推,直至把整個輥面焊完。 1、堆焊時留意測量堆焊的高度,要保證輥子的圓度,以免輥面不圓而導(dǎo)致輥壓機的震驚。 2、用電動鋼絲刷或毛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

10、。 3、先用TM55焊條沿著原來殘留的菱形耐磨花紋堆焊,然后用ZD310焊條在菱形耐磨花紋中間堆焊硬質(zhì)點。 假如有條件,也可以采納CO2氣愛護焊接工藝,用ZD310焊絲取代TM55、ZD310焊條。由于CO2氣愛護焊接工藝工作效率比較高,所以這種焊接工藝特殊適用于停機時間比較短的狀況。 l;~,j]O vaX2642 3、假如輥面的耐磨花紋全部磨損掉,而且由于物料中的耐熱鋼等沒有除潔凈而導(dǎo)致輥面消失凹坑等重要缺陷,可以采納下面的修復(fù)工藝(工藝3): ①、用電動鋼絲刷或毛刷清理輥面凹坑里的粉塵,用ZD1焊絲打底焊。 ②、用ZD2焊絲補焊凹坑,留78mm左右

11、的余量堆焊ZD3耐磨層,其余全部用ZD2焊絲補焊。 ③、用ZD3焊絲把凹坑補焊平。 ④、按上述方法把輥面上全部凹坑補焊完后,再用ZD310焊絲或TM55、ZD310焊條按工藝2堆焊耐磨花紋。   使用效果 按以上幾種修復(fù)工藝堆焊的輥壓機,依據(jù)不同的水泥廠使用狀況來看,拆下來采納埋弧自動焊大修的輥面使用效果最好,輥子使用壽命均在6000小時以上,有的已突破10000小時(如山東某水泥廠)。根據(jù)工藝1、工藝2在水泥廠現(xiàn)場修復(fù)的輥面使用效果次之,但使用壽命也能保證在半年以上,特殊是按工藝2修復(fù)的輥面,既節(jié)約焊接材料,修復(fù)時間又短,使用效果也不錯。如鄭州某水泥廠、江蘇某監(jiān)獄水

12、泥廠分別使用ф1202100及ф1202150輥壓機粉磨水泥熟料。在輥面耐磨花紋還沒有完全磨損掉完時,按工藝2修復(fù)。一對輥面僅用焊條200公斤,48小時(兩臺焊機同時焊)完成修復(fù)任務(wù)。根據(jù)工藝3現(xiàn)場修復(fù)的輥面使用效果最不抱負,如浙江某水泥廠,同樣是ф1202100輥壓機,也是粉磨水泥熟料,堆焊修復(fù)時磨損相當嚴峻,根據(jù)工藝3現(xiàn)場修復(fù)。各種焊條用了近500公斤,修復(fù)工期用了140個小時。不僅鋪張焊接材料,工期也長,影響水泥廠的正常生產(chǎn),使用效果反而不如工藝2的效果。所以建議水泥廠在使用輥壓機時,對輥面要維護好,不要等輥面磨損得實在不能使用了再堆焊。假如耐磨花紋磨損完了,失去了最外面耐磨層的愛護,下面的過度層磨損得更快,這是對輥壓機致命的破壞。對輥壓機輥面的準時堆焊維護是保證輥壓機使用壽命的關(guān)鍵。輥面維護得好,可以大大削減停機堆焊次數(shù),為正常生產(chǎn)供應(yīng)了保證,充分發(fā)揮輥壓機在粉磨系統(tǒng)中的優(yōu)越性。 第 5 頁 共 5 頁

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