立磨磨輥堆焊焊絲的選擇探究及實(shí)踐應(yīng)用

孫宗安

【摘 要】 作為立磨的主要工作部件——磨輥，其表面磨損后的技術(shù)性修復(fù)，亦已提到了行業(yè)生產(chǎn)與規(guī)模裝備的重要性日程上來了，本文擬就此問題談?wù)劰P者在實(shí)踐中得到的一些見解。

【關(guān)鍵詞】 修復(fù) 焊絲 磨損

1 現(xiàn)階段立磨磨輥堆焊用焊絲的狀況

當(dāng)前，新型干法水泥生產(chǎn)行業(yè)使用立磨的狀況已較為成熟與普遍，無論是生料還是煤粉制備，立磨已具備了取代管磨的地位，針對水泥粉磨而言，立磨亦已展現(xiàn)出了“鋒芒初露”的跡象。與此同時(shí)，作為立磨的主要工作部件——磨輥，其表面磨損后的技術(shù)性修復(fù)，亦已提到了行業(yè)生產(chǎn)與規(guī)模裝備的重要性日程上來了。本文擬就此問題談?wù)劰P者在實(shí)踐中得到的一些見解，不足之處懇請與行業(yè)專家商榷之。

目前市場上堆焊修復(fù)立磨磨輥的焊絲品種比較多，有國產(chǎn)的，也有進(jìn)口的。其中代表性的國外牌號有162、266、A43、CN—O、HC—O、143、100等；國內(nèi)代表性的焊絲品牌有DT603、DT605、DT645、stellite100、103、911、WD61、WD64、H101、H901等等。

焊絲按其主要化學(xué)成分劃分，大致可分成三類：①普通高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，不含或含其他元素很少）；②含鈮高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，還含有6%左右的鈮元素）；③其他復(fù)合高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，還含有一定量的W、Mo、V等非鈮元素）。

為比較這些焊絲的使用性能，本文在以上3種類型焊絲中各選1種使用較廣泛的焊絲進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)用對比。3種焊絲的牌號及化學(xué)成分見表1。

2 試驗(yàn)研究

2.1 硬度試驗(yàn)

按照GB2564—89《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法》進(jìn)行堆焊層硬度檢測試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

2.2 磨損試驗(yàn)

耐磨性試驗(yàn)采用濕砂橡膠輪三體磨料磨損試驗(yàn)。

試驗(yàn)描述：磨損介質(zhì)是70目的石英砂和水的混合物，水和石英砂的質(zhì)量分別為1kg和1.5kg，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)橡膠輪攪動(dòng)石英砂和水，在試塊與橡膠輪接觸的表面上形成磨損，最后通過稱量一定時(shí)間或轉(zhuǎn)數(shù)的磨損失重來衡量耐磨性。

試驗(yàn)參數(shù)：試驗(yàn)機(jī)型號MLS—23，橡膠輪硬度：邵爾硬度85，試驗(yàn)載荷49N，試塊尺寸57×25.5×15（mm），試塊數(shù)目3，每遍轉(zhuǎn)數(shù)6000r，轉(zhuǎn)速240r/min。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

3 磨損機(jī)理分析

這3種焊絲堆焊層均屬于高鉻鑄鐵系列，金相照片見圖1。

高鉻鑄鐵的金相組織為一次碳化物+奧氏體或馬氏體基體。高鉻鑄鐵中的碳化物為六方棱柱形，垂直于堆焊層表面，在堆焊層表面上看到的為六方形（上述金相照片均為堆焊層上表面照片），側(cè)面上看到的為細(xì)長條形。在金相照片中看到的六方形顆粒為碳化物，其他區(qū)域是基體，基體中也含有二次碳化物。

高鉻鑄鐵的耐磨性主要依靠碳化物的種類、分布和面積比。碳化物的硬度都高于基體的硬度，在耐磨過程中碳化物起耐磨骨架作用，保護(hù)基體，基體又對碳化物起到支撐作用。

圖1a中明顯可見到六方形碳化鉻顆粒。

圖1b中除了有六方形碳化鉻顆粒外，白色多邊形的顆粒為碳化鈮顆粒。碳化鈮顆粒為菱形、星形、十字形等，與碳化鉻顆粒獨(dú)立存在、互不相溶。在其他成分基本不變的情況下，鈮的加入對耐磨性的提高不明顯，研究結(jié)論證實(shí)，加入鈮后，耐磨性提高了16.9%。筆者曾研究對比過CN—O和KSW626焊絲的耐磨性，CN—O耐磨性比KSW625提高了約22%，但相對于焊絲成本的增加來說，仍算是得不償失。

圖1c是在普通高鉻鑄鐵型焊絲的基礎(chǔ)上，基于對鈮在高鉻鑄鐵中的存在形式和作用機(jī)理的研究，添加了其他合金元素。該元素的作用機(jī)理明顯與鈮不同，該元素存在于碳化鉻中，也存在于基體中，沒有明顯的富集現(xiàn)象。其不僅強(qiáng)化了碳化物，也強(qiáng)化了基體，因此，DT645焊絲的耐磨性更高。而且按照目前的合金元素市場價(jià)格來看，成本亦低于CN—O。

4 實(shí)際使用效果

我們選擇DT645焊絲，針對某型立磨磨輥，在某廠進(jìn)行了現(xiàn)場堆焊修復(fù)。采用KSW626和DT645焊絲堆焊后磨輥的磨損情況分別見圖2和圖3。

圖2為09年11月下旬拍攝，為KSW626焊絲堆焊后粉磨67000t物料的磨損情況，修復(fù)此狀態(tài)下整臺磨輥，采用DT645焊絲，堆焊用絲量1211kg。圖3為2010年4月下旬所攝，為用DT645焊絲堆焊后粉磨110000t物料的磨損情況，修復(fù)此狀態(tài)下整臺磨輥，采用KSW626焊絲，堆焊用絲量1048kg。其后，繼續(xù)粉磨76480t物料后，又進(jìn)行了堆焊修復(fù)，用絲量1060kg。對粉磨物料單位噸耗進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)對比，數(shù)據(jù)見表4。

可見，采用DT645焊絲，單位噸耗相當(dāng)于KSW626焊絲的60%左右。以一臺年產(chǎn)量為30萬噸粉磨能力的立磨為例，如果采用KSW626焊絲，每年堆焊量大約為4770kg，需要堆焊5次。而采用DT645焊絲后，每年堆焊量大約為2850kg，只需要進(jìn)行3次堆焊。此外，我們在另一水泥生產(chǎn)廠家采用DT645焊絲與CN—O進(jìn)行了粉磨礦渣的耐磨性對比，數(shù)據(jù)見表5。從表中也可見采用DT645焊絲進(jìn)行堆焊，經(jīng)濟(jì)效益也比使用CN—O焊絲高。

參考文獻(xiàn)：

[1]田大標(biāo).鈮在高鉻鑄鐵堆焊層中存在的狀態(tài)[J].中國表面工程.endprint

【摘 要】 作為立磨的主要工作部件——磨輥，其表面磨損后的技術(shù)性修復(fù)，亦已提到了行業(yè)生產(chǎn)與規(guī)模裝備的重要性日程上來了，本文擬就此問題談?wù)劰P者在實(shí)踐中得到的一些見解。

【關(guān)鍵詞】 修復(fù) 焊絲 磨損

1 現(xiàn)階段立磨磨輥堆焊用焊絲的狀況

當(dāng)前，新型干法水泥生產(chǎn)行業(yè)使用立磨的狀況已較為成熟與普遍，無論是生料還是煤粉制備，立磨已具備了取代管磨的地位，針對水泥粉磨而言，立磨亦已展現(xiàn)出了“鋒芒初露”的跡象。與此同時(shí)，作為立磨的主要工作部件——磨輥，其表面磨損后的技術(shù)性修復(fù)，亦已提到了行業(yè)生產(chǎn)與規(guī)模裝備的重要性日程上來了。本文擬就此問題談?wù)劰P者在實(shí)踐中得到的一些見解，不足之處懇請與行業(yè)專家商榷之。

目前市場上堆焊修復(fù)立磨磨輥的焊絲品種比較多，有國產(chǎn)的，也有進(jìn)口的。其中代表性的國外牌號有162、266、A43、CN—O、HC—O、143、100等；國內(nèi)代表性的焊絲品牌有DT603、DT605、DT645、stellite100、103、911、WD61、WD64、H101、H901等等。

焊絲按其主要化學(xué)成分劃分，大致可分成三類：①普通高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，不含或含其他元素很少）；②含鈮高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，還含有6%左右的鈮元素）；③其他復(fù)合高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，還含有一定量的W、Mo、V等非鈮元素）。

為比較這些焊絲的使用性能，本文在以上3種類型焊絲中各選1種使用較廣泛的焊絲進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)用對比。3種焊絲的牌號及化學(xué)成分見表1。

2 試驗(yàn)研究

2.1 硬度試驗(yàn)

按照GB2564—89《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法》進(jìn)行堆焊層硬度檢測試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

2.2 磨損試驗(yàn)

耐磨性試驗(yàn)采用濕砂橡膠輪三體磨料磨損試驗(yàn)。

試驗(yàn)描述：磨損介質(zhì)是70目的石英砂和水的混合物，水和石英砂的質(zhì)量分別為1kg和1.5kg，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)橡膠輪攪動(dòng)石英砂和水，在試塊與橡膠輪接觸的表面上形成磨損，最后通過稱量一定時(shí)間或轉(zhuǎn)數(shù)的磨損失重來衡量耐磨性。

試驗(yàn)參數(shù)：試驗(yàn)機(jī)型號MLS—23，橡膠輪硬度：邵爾硬度85，試驗(yàn)載荷49N，試塊尺寸57×25.5×15（mm），試塊數(shù)目3，每遍轉(zhuǎn)數(shù)6000r，轉(zhuǎn)速240r/min。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

3 磨損機(jī)理分析

這3種焊絲堆焊層均屬于高鉻鑄鐵系列，金相照片見圖1。

高鉻鑄鐵的金相組織為一次碳化物+奧氏體或馬氏體基體。高鉻鑄鐵中的碳化物為六方棱柱形，垂直于堆焊層表面，在堆焊層表面上看到的為六方形（上述金相照片均為堆焊層上表面照片），側(cè)面上看到的為細(xì)長條形。在金相照片中看到的六方形顆粒為碳化物，其他區(qū)域是基體，基體中也含有二次碳化物。

高鉻鑄鐵的耐磨性主要依靠碳化物的種類、分布和面積比。碳化物的硬度都高于基體的硬度，在耐磨過程中碳化物起耐磨骨架作用，保護(hù)基體，基體又對碳化物起到支撐作用。

圖1a中明顯可見到六方形碳化鉻顆粒。

圖1b中除了有六方形碳化鉻顆粒外，白色多邊形的顆粒為碳化鈮顆粒。碳化鈮顆粒為菱形、星形、十字形等，與碳化鉻顆粒獨(dú)立存在、互不相溶。在其他成分基本不變的情況下，鈮的加入對耐磨性的提高不明顯，研究結(jié)論證實(shí)，加入鈮后，耐磨性提高了16.9%。筆者曾研究對比過CN—O和KSW626焊絲的耐磨性，CN—O耐磨性比KSW625提高了約22%，但相對于焊絲成本的增加來說，仍算是得不償失。

圖1c是在普通高鉻鑄鐵型焊絲的基礎(chǔ)上，基于對鈮在高鉻鑄鐵中的存在形式和作用機(jī)理的研究，添加了其他合金元素。該元素的作用機(jī)理明顯與鈮不同，該元素存在于碳化鉻中，也存在于基體中，沒有明顯的富集現(xiàn)象。其不僅強(qiáng)化了碳化物，也強(qiáng)化了基體，因此，DT645焊絲的耐磨性更高。而且按照目前的合金元素市場價(jià)格來看，成本亦低于CN—O。

4 實(shí)際使用效果

我們選擇DT645焊絲，針對某型立磨磨輥，在某廠進(jìn)行了現(xiàn)場堆焊修復(fù)。采用KSW626和DT645焊絲堆焊后磨輥的磨損情況分別見圖2和圖3。

圖2為09年11月下旬拍攝，為KSW626焊絲堆焊后粉磨67000t物料的磨損情況，修復(fù)此狀態(tài)下整臺磨輥，采用DT645焊絲，堆焊用絲量1211kg。圖3為2010年4月下旬所攝，為用DT645焊絲堆焊后粉磨110000t物料的磨損情況，修復(fù)此狀態(tài)下整臺磨輥，采用KSW626焊絲，堆焊用絲量1048kg。其后，繼續(xù)粉磨76480t物料后，又進(jìn)行了堆焊修復(fù)，用絲量1060kg。對粉磨物料單位噸耗進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)對比，數(shù)據(jù)見表4。

可見，采用DT645焊絲，單位噸耗相當(dāng)于KSW626焊絲的60%左右。以一臺年產(chǎn)量為30萬噸粉磨能力的立磨為例，如果采用KSW626焊絲，每年堆焊量大約為4770kg，需要堆焊5次。而采用DT645焊絲后，每年堆焊量大約為2850kg，只需要進(jìn)行3次堆焊。此外，我們在另一水泥生產(chǎn)廠家采用DT645焊絲與CN—O進(jìn)行了粉磨礦渣的耐磨性對比，數(shù)據(jù)見表5。從表中也可見采用DT645焊絲進(jìn)行堆焊，經(jīng)濟(jì)效益也比使用CN—O焊絲高。

參考文獻(xiàn)：

[1]田大標(biāo).鈮在高鉻鑄鐵堆焊層中存在的狀態(tài)[J].中國表面工程.endprint

【摘 要】 作為立磨的主要工作部件——磨輥，其表面磨損后的技術(shù)性修復(fù)，亦已提到了行業(yè)生產(chǎn)與規(guī)模裝備的重要性日程上來了，本文擬就此問題談?wù)劰P者在實(shí)踐中得到的一些見解。

【關(guān)鍵詞】 修復(fù) 焊絲 磨損

1 現(xiàn)階段立磨磨輥堆焊用焊絲的狀況

當(dāng)前，新型干法水泥生產(chǎn)行業(yè)使用立磨的狀況已較為成熟與普遍，無論是生料還是煤粉制備，立磨已具備了取代管磨的地位，針對水泥粉磨而言，立磨亦已展現(xiàn)出了“鋒芒初露”的跡象。與此同時(shí)，作為立磨的主要工作部件——磨輥，其表面磨損后的技術(shù)性修復(fù)，亦已提到了行業(yè)生產(chǎn)與規(guī)模裝備的重要性日程上來了。本文擬就此問題談?wù)劰P者在實(shí)踐中得到的一些見解，不足之處懇請與行業(yè)專家商榷之。

目前市場上堆焊修復(fù)立磨磨輥的焊絲品種比較多，有國產(chǎn)的，也有進(jìn)口的。其中代表性的國外牌號有162、266、A43、CN—O、HC—O、143、100等；國內(nèi)代表性的焊絲品牌有DT603、DT605、DT645、stellite100、103、911、WD61、WD64、H101、H901等等。

焊絲按其主要化學(xué)成分劃分，大致可分成三類：①普通高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，不含或含其他元素很少）；②含鈮高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，還含有6%左右的鈮元素）；③其他復(fù)合高鉻鑄鐵型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，還含有一定量的W、Mo、V等非鈮元素）。

為比較這些焊絲的使用性能，本文在以上3種類型焊絲中各選1種使用較廣泛的焊絲進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)用對比。3種焊絲的牌號及化學(xué)成分見表1。

2 試驗(yàn)研究

2.1 硬度試驗(yàn)

按照GB2564—89《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法》進(jìn)行堆焊層硬度檢測試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

2.2 磨損試驗(yàn)

耐磨性試驗(yàn)采用濕砂橡膠輪三體磨料磨損試驗(yàn)。

試驗(yàn)描述：磨損介質(zhì)是70目的石英砂和水的混合物，水和石英砂的質(zhì)量分別為1kg和1.5kg，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)橡膠輪攪動(dòng)石英砂和水，在試塊與橡膠輪接觸的表面上形成磨損，最后通過稱量一定時(shí)間或轉(zhuǎn)數(shù)的磨損失重來衡量耐磨性。

試驗(yàn)參數(shù)：試驗(yàn)機(jī)型號MLS—23，橡膠輪硬度：邵爾硬度85，試驗(yàn)載荷49N，試塊尺寸57×25.5×15（mm），試塊數(shù)目3，每遍轉(zhuǎn)數(shù)6000r，轉(zhuǎn)速240r/min。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

3 磨損機(jī)理分析

這3種焊絲堆焊層均屬于高鉻鑄鐵系列，金相照片見圖1。

高鉻鑄鐵的金相組織為一次碳化物+奧氏體或馬氏體基體。高鉻鑄鐵中的碳化物為六方棱柱形，垂直于堆焊層表面，在堆焊層表面上看到的為六方形（上述金相照片均為堆焊層上表面照片），側(cè)面上看到的為細(xì)長條形。在金相照片中看到的六方形顆粒為碳化物，其他區(qū)域是基體，基體中也含有二次碳化物。

高鉻鑄鐵的耐磨性主要依靠碳化物的種類、分布和面積比。碳化物的硬度都高于基體的硬度，在耐磨過程中碳化物起耐磨骨架作用，保護(hù)基體，基體又對碳化物起到支撐作用。

圖1a中明顯可見到六方形碳化鉻顆粒。

圖1b中除了有六方形碳化鉻顆粒外，白色多邊形的顆粒為碳化鈮顆粒。碳化鈮顆粒為菱形、星形、十字形等，與碳化鉻顆粒獨(dú)立存在、互不相溶。在其他成分基本不變的情況下，鈮的加入對耐磨性的提高不明顯，研究結(jié)論證實(shí)，加入鈮后，耐磨性提高了16.9%。筆者曾研究對比過CN—O和KSW626焊絲的耐磨性，CN—O耐磨性比KSW625提高了約22%，但相對于焊絲成本的增加來說，仍算是得不償失。

圖1c是在普通高鉻鑄鐵型焊絲的基礎(chǔ)上，基于對鈮在高鉻鑄鐵中的存在形式和作用機(jī)理的研究，添加了其他合金元素。該元素的作用機(jī)理明顯與鈮不同，該元素存在于碳化鉻中，也存在于基體中，沒有明顯的富集現(xiàn)象。其不僅強(qiáng)化了碳化物，也強(qiáng)化了基體，因此，DT645焊絲的耐磨性更高。而且按照目前的合金元素市場價(jià)格來看，成本亦低于CN—O。

4 實(shí)際使用效果

我們選擇DT645焊絲，針對某型立磨磨輥，在某廠進(jìn)行了現(xiàn)場堆焊修復(fù)。采用KSW626和DT645焊絲堆焊后磨輥的磨損情況分別見圖2和圖3。

圖2為09年11月下旬拍攝，為KSW626焊絲堆焊后粉磨67000t物料的磨損情況，修復(fù)此狀態(tài)下整臺磨輥，采用DT645焊絲，堆焊用絲量1211kg。圖3為2010年4月下旬所攝，為用DT645焊絲堆焊后粉磨110000t物料的磨損情況，修復(fù)此狀態(tài)下整臺磨輥，采用KSW626焊絲，堆焊用絲量1048kg。其后，繼續(xù)粉磨76480t物料后，又進(jìn)行了堆焊修復(fù)，用絲量1060kg。對粉磨物料單位噸耗進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)對比，數(shù)據(jù)見表4。

可見，采用DT645焊絲，單位噸耗相當(dāng)于KSW626焊絲的60%左右。以一臺年產(chǎn)量為30萬噸粉磨能力的立磨為例，如果采用KSW626焊絲，每年堆焊量大約為4770kg，需要堆焊5次。而采用DT645焊絲后，每年堆焊量大約為2850kg，只需要進(jìn)行3次堆焊。此外，我們在另一水泥生產(chǎn)廠家采用DT645焊絲與CN—O進(jìn)行了粉磨礦渣的耐磨性對比，數(shù)據(jù)見表5。從表中也可見采用DT645焊絲進(jìn)行堆焊，經(jīng)濟(jì)效益也比使用CN—O焊絲高。

參考文獻(xiàn)：

[1]田大標(biāo).鈮在高鉻鑄鐵堆焊層中存在的狀態(tài)[J].中國表面工程.endprint