水泥廠輥壓機(jī)輥面的耐磨堆焊修復(fù)技術(shù)應(yīng)用分析

姚宦軍

摘要：輥壓機(jī)與球磨機(jī)能夠構(gòu)成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)和半終粉磨系統(tǒng)，并在各種粉磨作業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。輥壓機(jī)主要缺陷在于輥面磨損較為嚴(yán)重，需要積極采取耐磨堆焊修復(fù)的方法，才能確保輥壓機(jī)性能得到發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)耐磨性的提升，也能為實(shí)際生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。本文將對(duì)輥壓機(jī)輥面磨損機(jī)理進(jìn)行分析，然后結(jié)合水泥廠輥壓機(jī)工作情況，介紹了其輥面耐磨堆焊修復(fù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水泥廠;輥壓機(jī)輥面;耐磨堆焊修復(fù)技術(shù)

水泥廠每日磨粉量巨大，包括礦物質(zhì)原料、水泥熟料等，要想提升粉磨的速度，減少生產(chǎn)中的能耗，是水泥工作者必須關(guān)注的問題。在輥壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通常不間斷工作超過(guò)6個(gè)月，輥面耐磨花紋磨損基本上在90%以上。如何解決輥面磨損過(guò)于嚴(yán)重的情況，確保輥壓機(jī)的性能得到有效體現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)輥面耐磨性，增加輥面使用壽命是我們需要重點(diǎn)研究的課題。

1.輥壓機(jī)輥面磨損機(jī)理

兩個(gè)輥面對(duì)物料進(jìn)行擠壓與摩擦，分析輥壓機(jī)工況能夠發(fā)現(xiàn)，輥面磨損類型是一種高應(yīng)力磨料磨損。磨料磨損期間，物料顆粒受到壓力作用后，將導(dǎo)致輥面形成彈性與塑性形變，輥面亞表層深度不一樣的地方，將產(chǎn)生循環(huán)壓應(yīng)力與拉應(yīng)力，在這些作用力超出輥?zhàn)硬牧掀趶?qiáng)度后，容易出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。受到循環(huán)載荷作用后，亞表層塑性變形將進(jìn)一步延伸，部分區(qū)域由于離開表面容易出現(xiàn)裂紋，再不斷擴(kuò)展[1]。從裂紋發(fā)展趨勢(shì)上看，與外加應(yīng)力呈45°角，通過(guò)多個(gè)晶粒后，為轉(zhuǎn)向與應(yīng)力垂直的方向。亞表層出現(xiàn)裂紋發(fā)展趨勢(shì)后，與表面處于平行狀態(tài)，或與表面為10°到20°的角。隨著裂紋的進(jìn)一步延伸，超過(guò)裂紋的材料容易斷裂剝落，即出現(xiàn)疲勞磨損的現(xiàn)象，

由此可見，分析輥?zhàn)幽p的原因可知，主要由高應(yīng)力磨料磨損與亞表層疲勞磨損等所致。通過(guò)碳弧氣刨，在輥面存在磨損的地方形成多道槽，并對(duì)裂紋進(jìn)行細(xì)致檢查，能夠觀察到輥?zhàn)由钐幋嬖谳^多的層狀裂紋，較淺的地方與輥面的距離達(dá)10 mm，區(qū)域深度過(guò)大，與距輥面距離達(dá)20～30mm，個(gè)別地方深為50～60mm，很多裂紋沿輥?zhàn)又芟蜓由?。由刨掉料塊分析可知，下表面為植物年輪狀，一圈沿著一圈不斷朝外部擴(kuò)展。

2.輥壓機(jī)輥面的耐磨堆焊修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

2.1確定堆焊材料

長(zhǎng)期以來(lái)，輥壓機(jī)輥面修復(fù)中焊條一般選用高輅鑄鐵型耐磨堆焊焊條，其堆焊層組織由馬氏體、殘余奧氏體和碳化物等構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)是抗磨料磨損性能較好，缺點(diǎn)是韌性、塑性等很差，在抗低周疲勞性磨損方面，該組織效果不好，容易發(fā)生裂紋、剝離等現(xiàn)象。

在耐磨性方面，貝氏體由于高硬度的馬氏體。結(jié)合輥壓機(jī)工況，對(duì)ZD3型耐磨堆焊焊條與焊絲，通常在手工焊、埋弧自動(dòng)焊中應(yīng)用，在輥?zhàn)又圃炫c修復(fù)堆焊中應(yīng)用較多。分析堆焊金屬成份可知，主要由鉻、鉬、鎢、釩和硼等構(gòu)成，堆焊層組織則包括馬氏體、殘余奧氏體和貝氏體等構(gòu)成。由輥壓機(jī)輥面磨損特性可知，采用該組織形態(tài)，相比于高輅鑄鐵型的材料，ZD3型焊條焊接工藝性能好，能夠?qū)崿F(xiàn)交直流兩用，提高了抗裂效果。同時(shí)在冷焊與多層焊的過(guò)程中也可以避免發(fā)生裂紋，焊層硬度在HRC58-60的范圍。

2.2耐磨堆焊修復(fù)工藝

對(duì)輥壓機(jī)檢修來(lái)說(shuō)，間隔一般不長(zhǎng)，通常對(duì)輥?zhàn)硬扇〔徊鹦督鉀Q措施，并選用手工堆焊方法。輥?zhàn)佑?7號(hào)鑄鋼構(gòu)成，調(diào)質(zhì)硬度，相比于耐磨堆焊層硬度差非常大。對(duì)母材與耐磨層來(lái)說(shuō)，必須有堆焊過(guò)渡層，避免裂紋向母材延伸，否則將對(duì)輥體造成破壞。

具體來(lái)說(shuō)，水泥廠輥壓機(jī)的耐磨堆焊修復(fù)技術(shù)流程如下：1）通過(guò)氣刨處理輥面剩下的硬層，防止后續(xù)堆焊過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。2）通過(guò)氣刨在輥面上形成多道槽，對(duì)層狀裂紋深度與走向進(jìn)行檢查，在裂紋較淺的地方拋掉超過(guò)裂紋的輥?zhàn)?，確保裂紋能夠被充分消除。針對(duì)層狀裂紋較深的情況，3）道槽形成后，通過(guò)J506焊條堆焊過(guò)渡層，并采取輥體圓度修整的方法。4）當(dāng)輥體溫度為100℃后，再堆焊耐磨層，通過(guò)ZD3焊條堆焊2到3層。要想輥?zhàn)映叽绶舷嚓P(guān)規(guī)定，部分區(qū)域可以堆焊五層左右，可以解決裂紋問題。5）當(dāng)堆焊硬層滿足相關(guān)規(guī)定的情況，要通過(guò)ZD3焊條對(duì)輥面堆焊人字紋，保證物料破碎率實(shí)現(xiàn)提升。

此外，水泥廠輥壓機(jī)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)耐磨花紋磨損，而輥面無(wú)凹坑等問題的情況，在修復(fù)過(guò)程中可以采取以下工藝。1）借助電動(dòng)鋼絲刷或毛刷對(duì)輥?zhàn)由蠈虞伱孢M(jìn)行全面的處理，并選擇乙炔焰對(duì)輥面進(jìn)行烘烤，利用這種方法，能夠?qū)⑤伱嫖⒘鸭y里的粉塵全部清理干凈，并讓輥面得到預(yù)熱。2）借助TM55焊條沿著剩余的菱形耐磨花紋堆焊，再選擇ZD310焊條在菱形耐磨花紋中間堆焊硬質(zhì)點(diǎn)[2]。3）每段焊完后，將輥壓機(jī)保持工作狀態(tài)，將需要焊的其他段輥面轉(zhuǎn)到上面來(lái)，采取這種方法繼續(xù)堆焊。如此一來(lái)，確保將所有輥面都處理完畢。4）堆焊過(guò)程中要關(guān)注測(cè)量堆焊高度，確保輥?zhàn)訄A度符合標(biāo)準(zhǔn)，防止引起震動(dòng)等現(xiàn)象。

如果有條件，還應(yīng)該引入CO2氣保護(hù)焊接技術(shù)，用ZD310焊絲取代TM55、ZD310焊條。由于這項(xiàng)技術(shù)工作能夠保持高效狀態(tài)，因此在焊接過(guò)程中可以有效應(yīng)對(duì)停機(jī)時(shí)間短等狀況。輥?zhàn)犹幚砗筮M(jìn)行工作，60天后再查看其情況，輥面無(wú)剝落情況，僅人字紋存在較小的磨損，較以往耐磨焊條可以取得更好效果，在水泥碾壓機(jī)修復(fù)中應(yīng)用，能夠保證輥?zhàn)舆B續(xù)工作約1年，有利于將輥壓機(jī)效能最大限度發(fā)揮出來(lái)。

3.結(jié)語(yǔ)

總之，水泥廠使用輥壓機(jī)的過(guò)程中，必須做好輥面維護(hù)工作，在輥面磨損的無(wú)法工作前進(jìn)行堆焊。若是耐磨花紋磨損嚴(yán)重，將無(wú)法得到耐磨層的作用，而過(guò)渡層磨損速度也會(huì)變快，對(duì)輥壓機(jī)帶來(lái)較大程度的破壞。因此，要及時(shí)開展輥壓機(jī)輥面的堆焊維護(hù)工作，才能實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)的安全與穩(wěn)定性提升。因此要充分應(yīng)用耐磨堆焊修復(fù)技術(shù)，提高輥面處理效果，有效降低停機(jī)堆焊次數(shù)，確保日常生產(chǎn)的正常進(jìn)行，也讓輥壓機(jī)在水泥廠粉磨系工作中的各項(xiàng)得到體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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