輥壓機(jī)輥面修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

    江蘇*水泥廠水泥粉磨系統(tǒng)采用德國KHD（洪堡）公司生產(chǎn)、目前亞洲大的RP-Z170/180輥壓機(jī)，配套國產(chǎn)Φ4.2m×13m球磨機(jī)和SKS3250高效選粉機(jī)，組成聯(lián)合粉磨工藝。2004年8月正式投產(chǎn)，運(yùn)行初期產(chǎn)能效果顯著，但使用2個(gè)月后，輥壓機(jī)輥面磨損剝落嚴(yán)重，輥面磨損失圓后輥壓機(jī)功率波動幅度加大，從新輥的幾十kWh波動到后期的幾百kWh，做功效率下降，系統(tǒng)P·Ⅱ52.5級水泥產(chǎn)量從新輥的210t/h降低到170t/h.輥面坑洞還造成循環(huán)量加大，增加外循環(huán)提升機(jī)負(fù)荷，甚至出現(xiàn)多次輥隙沖料壓死外循環(huán)提升機(jī)的狀況。針對輥壓機(jī)輥面磨損問題，曾嘗試多種修復(fù)方案，多家公司采用進(jìn)口焊絲修復(fù)試驗(yàn)，均告失敗。2006年8月鄭州機(jī)械研究所終于解決了這一難題。

　　輥面磨損原因及焊材選擇物料在兩個(gè)輥面之間相互擠壓和摩擦，從輥壓機(jī)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。特別是輥壓機(jī)輥?zhàn)又睆竭_(dá)1700mm，輥面轉(zhuǎn)速較快（輥面速度：1.8m/s），物料對輥面的沖擊、磨損更大，物料循環(huán)通過量也比較大（1300t/h）的情況下，要求輥面既有較高的硬度，以保證耐磨性，又要一定的韌性，以滿足輥面抗剝落性、抗疲勞性。要達(dá)到以上要求，就要求堆焊輥面的焊絲材質(zhì)必須具備良好的抗剝落能力、較高的硬度和韌性。

　　在以往的輥面修復(fù)過程中，采用進(jìn)口焊絲，修復(fù)后使用1個(gè)月橫條大面積脫落，輥面經(jīng)多次焊接后大量橫向交錯(cuò)微裂紋向輥套內(nèi)部延展，又降低了輥套壽命，由此形成惡性循環(huán)，多次修復(fù)后造成輥套開裂報(bào)廢。

　　輥壓機(jī)輥面經(jīng)過進(jìn)口焊絲多次堆焊修復(fù)失敗后，決定考慮使用鄭州機(jī)械研究所自行研制生產(chǎn)的ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列CO2氣體保護(hù)藥芯焊絲。

　　2006年8月鄭州機(jī)械研究所用自行研制生產(chǎn)的ZD系列藥芯焊絲及相關(guān)工藝，派4名焊工現(xiàn)場修復(fù)輥壓機(jī)動輥輥面寬度為300mm的整個(gè)圓周（如圖1）。

　　圖1、Φ1700×1800mm輥壓機(jī)輥面修復(fù)前磨損情況輥面其余部位還使用進(jìn)口焊絲堆焊，修復(fù)工藝如下：

　　1.去除輥面殘留硬層及裂紋。用碳弧氣刨對輥面堆焊部位進(jìn)行徹底清理，把殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈，并打磨使之露出金屬光澤。

　　2.堆焊打底層。用ZD1焊絲堆焊，通過底層的焊接，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。

　　3.用ZD2焊絲焊接緩沖層。ZD2焊絲是一種高強(qiáng)度、中等硬度的堆焊材料，具有良好的抗疲勞性和結(jié)合性，同時(shí)又具有一定的抗磨性能，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，是保證耐磨層安全有效運(yùn)行的重要前提。

　　4.用ZD3焊絲堆焊耐磨層。堆焊時(shí)注意測量輥體尺寸及圓度，焊到輥體要求尺寸為止。

　　5.后堆焊耐磨橫條。耐磨層焊完后，用ZD310焊絲堆焊橫條。

　　以上焊接工藝采用CO2氣體保護(hù)藥芯焊絲（Φ1.6mm）半自動堆焊，焊前不需對輥面進(jìn)行預(yù)熱，堆焊工藝比較簡單，而進(jìn)口焊絲要求輥面預(yù)熱到150℃以上。

　　按照以上工藝現(xiàn)場修復(fù)的輥壓機(jī)輥面正常運(yùn)轉(zhuǎn)1個(gè)多月后，輥面只有微量磨損，沒有出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。而用進(jìn)口焊絲同時(shí)修復(fù)的部位則出現(xiàn)剝落現(xiàn)象（如圖2，圖中右邊為ZD系列焊絲修復(fù)的輥面，左邊為進(jìn)口焊絲修復(fù)的輥面）。運(yùn)行4個(gè)月后，輥面磨損均勻，橫條高度還有3mm左右。

　　圖2、Φ1700×1800mm輥壓機(jī)輥面修復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)1個(gè)多月后磨損情況新輥套堆焊有了此次成功合作經(jīng)驗(yàn)，2006年11月，Φ1700×1800mm輥壓機(jī)動輥輥套再次委托鄭州機(jī)械研究所整體堆焊。由于動輥輥套是德國KHD（洪堡）公司提供給嘉新京陽公司的，輥體的堆焊原計(jì)劃采用洪堡公司提供的焊絲，在德國焊接專家指導(dǎo)下堆焊。如果委托給鄭州機(jī)械研究所，必須征求德國KHD（洪堡）公司的意見。為此，德國焊接專家專程來到京陽公司，檢查由鄭州機(jī)械研究所現(xiàn)場修復(fù)的輥面使用情況，又到鄭州機(jī)械研究所考察堆焊車間，對該所的技術(shù)優(yōu)勢、堆焊工藝、堆焊設(shè)備的配置等條件非常滿意，完全符合洪堡公司的堆焊要求。在輥?zhàn)佣押钙陂g，德國焊接專家與鄭州機(jī)械研究所有關(guān)技術(shù)人員一起交流，全程跟蹤堆焊工藝及焊接材料的使用，對該所自行研制生產(chǎn)的ZD系列藥芯焊絲及相關(guān)工藝非常認(rèn)可。

　　Φ1700×1800mm輥套堆焊工藝嘉新京陽水泥有限公司輥壓機(jī)原裝輥套材質(zhì)不詳，此前定輥、動輥輥套在堆焊過程中各有一次軸向水平裂紋貫穿而報(bào)廢先例。對于本次輥套整體焊接，鄭州機(jī)械研究所首先分析化驗(yàn)輥套母材材質(zhì)，制定了詳盡的施工方案，確保取得好的焊接效果。具體焊接工藝如下：

　　1.把輥?zhàn)樱ㄝ佪S和輥套已裝配）放在自動轉(zhuǎn)臺，用超聲波探傷儀對輥軸及輥套進(jìn)行超聲波探傷（如圖3），確認(rèn)合格后，把輥?zhàn)宇A(yù)熱到一定溫度，待焊。

　　圖3、Φ1700×1800mm輥壓機(jī)動輥輥套堆焊前進(jìn)行超聲波探傷2.首先用ZD1埋弧藥芯焊絲（Φ4.0mm）打底堆焊止裂層。ZD1焊絲是堆焊輥壓機(jī)的專用高韌性止裂過渡層材料，堆焊金屬具有極好的抗裂性能和抗沖擊韌性。能夠有效阻止輥面的焊接裂紋和疲勞裂紋向輥體延伸、發(fā)展，有效保護(hù)輥體不受損壞。

　　3.再用ZD2埋弧藥芯焊絲（Φ4.0mm）堆焊過渡層。ZD2焊絲是堆焊輥壓機(jī)擠壓輥專用高強(qiáng)度支撐過渡層材料，堆焊金屬具有較高的抗壓強(qiáng)度和良好的抗沖擊韌性。作為耐磨堆焊系列材料中的過渡層，能夠有效對輥面的高硬度耐磨層提供支撐，抵抗高達(dá)130MPa的擠壓力。

　　4.用ZD3埋弧藥芯焊絲（Φ4.0mm）堆焊耐磨層。

　　5.后用ZD310藥芯焊絲（Φ1.6mm）堆焊耐磨橫條。ZD310焊絲是耐磨花紋層堆焊專用材料，具備優(yōu)異的抗剝落、抗磨損性能（如圖4）。

　　圖4、Φ1700×1800mm輥壓機(jī)動輥輥套整體堆焊后效果圖使用效果整體堆焊后的動輥于2007年1月2日投入使用。在使用過程中，輥壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)量也有所增加。輥面磨損輕微，而且比較均勻（如圖5）。而同期使用進(jìn)口焊絲堆焊的定輥輥面兩側(cè)300mm寬耐磨橫條已全部脫落，表明ZD系列藥芯焊絲已可以完全取代進(jìn)口焊絲。且價(jià)格相對進(jìn)口焊絲低得多，性價(jià)比優(yōu)勢顯著。

　　圖5、Φ1700×1800mm輥壓機(jī)動輥輥套使用近8個(gè)月后效果圖總結(jié)1.輥壓機(jī)生產(chǎn)過程中必須高度重視輥面磨損引起的設(shè)備振動。經(jīng)常性、持續(xù)性的過載振動將使傳動系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)測的嚴(yán)重后果。2.輥面快速磨損后輥壓機(jī)系統(tǒng)將喪失其節(jié)能優(yōu)勢。由于多次維修等原因造成的輥壓機(jī)停機(jī)，將會干擾正常的生產(chǎn)并使輥壓機(jī)節(jié)省的費(fèi)用再次花掉。3.提高輥壓機(jī)工作的可靠性，特別是提高輥面的荷載工作時(shí)間，才能保證輥壓機(jī)系統(tǒng)持續(xù)高產(chǎn)低能耗。4.鄭州機(jī)械研究所自行研制生產(chǎn)的ZD系列藥芯焊絲，現(xiàn)場修復(fù)工藝簡單可行，焊前不用預(yù)熱輥體。而進(jìn)口焊絲要求輥體堆焊前預(yù)熱到175±25℃，工藝復(fù)雜，施工現(xiàn)場很難達(dá)到這種要求，特別是在冬季。而且價(jià)格昂貴，使用效果不理想。ZD系列藥芯焊絲在RP-Z170/180輥壓機(jī)上的成功應(yīng)用意義重大，解決了大型輥壓機(jī)輥面易剝落、耐磨性差的難題，為國內(nèi)同樣使用德國KHD（洪堡）公司輥壓機(jī)的水泥企業(yè)提供了修復(fù)經(jīng)驗(yàn)。生產(chǎn)修復(fù)次數(shù)的減少將大幅提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少維修成本，更為凸現(xiàn)輥壓機(jī)在粉磨領(lǐng)域節(jié)能低耗的優(yōu)勢。

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