磨煤機磨輥套及磨盤襯板的改進

郭 瑜

（臨縣煤炭糾察隊， 山西 呂梁 033200）

引言

磨輥套和磨盤襯板是磨煤機的基本原件，屬于消耗型原件，磨煤機原件耐磨性的提高，以及損耗程度的減少是影響磨煤機工作效率高低的關(guān)鍵因素，因此我們應(yīng)該加強研究，進一步對磨輥套和磨盤襯板進行改進，以此提高磨煤機的經(jīng)濟性能。

1 磨煤機的工作原理

磨煤機的工作原理是將成塊的煤通過打壓、敲擊、研磨來磨成粉末，供煤粉爐使用。在煤塊研磨的過程，使煤塊被不斷打壓敲碎，煤的表面積不斷增加的過程。要增加新的表面積，必須克服固體分子間的結(jié)合力，因而需消耗能量[1]。圖1為磨煤機的工作原理圖。磨煤機分為高速磨煤機、低速磨煤機以及中速磨煤機三種，轉(zhuǎn)速分別為500～1500 r/min、15～25 r/min、50～300 r/min。

圖1 磨煤機工作原理圖

2 磨煤機磨輥套的改進

2.1 輥套傳熱原理

磨煤機的磨輥套主要用途是傳熱，因此十分容易損壞，磨輥套外面需要與空氣交換熱量，內(nèi)部需要與冷卻水交換熱量，因此輥套經(jīng)常發(fā)生塑性形變，與輥芯為熱傳導(dǎo)的技術(shù)?？茖W(xué)家傅立葉曾用公式表示溫度場與熱流場的聯(lián)系，q=-kgradT，其中q為熱流導(dǎo)向，gradT為溫度梯度，T為導(dǎo)熱系數(shù)，負號表示熱流導(dǎo)向的方向始終與溫度梯度相反[2]。在普通的分量計算中，有更多分量形式：

2.2 輥套受損力學(xué)分析

輥套受損主要是因為輥套出現(xiàn)裂痕，或者混套的局部出現(xiàn)坍陷現(xiàn)象，無法正常使用，輥套在工作的過程中，每轉(zhuǎn)動一個周期，就要經(jīng)歷一次加熱以及冷卻，因此輥套產(chǎn)生塑形形變，長此以往，極易出現(xiàn)輥套疲勞狀態(tài)，專業(yè)的角度講叫“裂紋萌生時期”[3]，輥套從最初開始使用到最終報廢，這段時間叫做輥套的使用壽命，我們用N來表示，裂紋萌生期的應(yīng)力循環(huán)力數(shù)為Ni，裂紋擴展應(yīng)力的循環(huán)系數(shù)為Np，那么輥套的使用壽命就可以這樣表示：

2.3 磨輥輥套材料的改進

磨煤機輥套的原始材料為FCW6，也就是我們俗話說的高鉻鑄鐵（w（Cr）＞20%）。從 1995年開始，我國鍋爐中這類原件的使用壽命平均為一年左右，為了不影響工作運行，響應(yīng)每年的安全生產(chǎn)檢修要求，常常輥套還未達到最大使用壽命就提前更換，因此耗資巨大，損失嚴重。從1999年開始，我國逐漸對輥套進行國產(chǎn)化改革，將原材料高鉻鑄鐵，更換為碳化鉻，將主體材料換為碳化鉻，并且以鎳或者鎳合金相粘合，這樣就形成一種新的更加耐磨、耐高溫、防腐蝕、防氧化的高硬度金屬。這種新型國產(chǎn)化材料的硬度（HRA）可以達到80～90，因此有效延長了磨煤機輥套的使用年限。碳化鉻的焊絲成分表如下頁表1：

使用這種材質(zhì)修復(fù)的磨輥，硬度（HRA）會超過60，磨輥套的磨損程度也低于20 mm/a，經(jīng)過國產(chǎn)化改良的磨輥套的使用年限為兩年左右，是之前進口材料使用年限的一倍，因此每年都節(jié)約很多成本，為磨煤機的經(jīng)濟效益帶來了改善。

表1 碳化鉻焊絲成分表 %

3 磨盤襯板的改進

磨盤襯板是用來保護筒體，使筒體免受研磨體和物料直接沖擊和磨擦，同時也可利用不同形式的襯板來調(diào)整研磨體的運動狀態(tài)，以增強研磨體對物料的粉碎作用，有助于提高磨機的粉磨效率，增加產(chǎn)量，降低金屬消耗[4]。自從輥套受到了國產(chǎn)化改良后，我們對磨盤襯板也開始了改良研究。

3.1 磨盤襯板使用情況

原磨盤襯板型號為RP1043，這一款磨盤襯板一個是由扇形的磨盤襯板堆積組成的錐狀體，該磨盤襯板的組成元素如表2所示：

表2 RP1043磨盤襯板的組成元素 %

由表2可以看出，國產(chǎn)改良后的磨盤襯板去除了原進口襯板中的鎳含量，提高了錳元素和鉻元素含量，進一步強化了磨盤襯板的耐磨性，同時降低了碳元素含量，增加鐵元素含量，保有襯板的剛性，保證并延長了襯板的使用壽命。

3.2 襯板形狀對比

襯板外側(cè)為燕尾槽，內(nèi)側(cè)為梭型體，中間的平面有一定的傾斜角度，經(jīng)過一段時間使用的磨盤襯板周身會有一定程度的坑洼，因為使用過程中會對磨盤襯板造成一定程度的磨損。其中的窄條襯板是為了防止物料被磨輥卷走，減少煤粉的損耗，增加磨煤機研磨煤塊的效率。原進口襯板與改良后的襯板對比圖如圖2所示：

從4中可以看出，原進口磨盤襯板在使用一段時間后就側(cè)偏有比較嚴重的磨損情況發(fā)生，經(jīng)過國產(chǎn)改良后在一定程度上減輕了磨盤襯板側(cè)面的磨損情況，因此在形狀方面，磨盤襯板也得到了很好的改良。

圖2 改進前后襯板結(jié)構(gòu)

老化和硬化而失去緩沖作用，受沖擊厚度變?。ㄔ瓉砻繅K厚125 mm，現(xiàn)在只有120 mm），使磨輥的活動量變大，磨輥位置中心產(chǎn)生偏移（如果支架中心偏移較大，可以從磨輥空氣密封的間隙看出來，兩側(cè)空氣密封間隙會不一樣大），這是造成拉伸桿及螺栓頻繁斷裂的原因。通過人力轉(zhuǎn)動磨盤一周后，測量磨輥襯板端部卡塊到磨盤擋料圈邊緣的距離，差值在±5 mm以內(nèi)，可以認為磨輥的位置正確，否則需要進行調(diào)整，直到調(diào)整到位置正確為止。

4 結(jié)語

磨煤機的主要配件為輥套以及磨盤襯板，原進口的磨煤機中磨輥套以及磨盤襯板的使用年限為一年左右，而改進后的磨輥套以及磨盤襯板的使用年限為兩年，使用年限增長的同時，原件費用卻是進口原件費用的一半，因此，改進后的磨輥套以及磨盤襯板每年可以節(jié)約80萬元左右的費用，給生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運行帶來了保障。

（編輯：王海絳）