輥壓機輥面修復(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)、目前亞洲最大的RP-Z170/180輥壓機，配套國產(chǎn)Φ4.2m×13m球磨機和SKS3250高效選粉機，組成聯(lián)合粉磨工藝。2004年8月正式投產(chǎn)，運行初期產(chǎn)能效果顯著，但使用2個月后，輥壓機輥面磨損剝落嚴(yán)重，輥面磨損失圓后輥壓機功率波動幅度加大，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)提升機負荷，甚至出現(xiàn)多次輥隙沖料壓死外循環(huán)提升機的狀況。針對輥壓機輥面磨損問題，曾嘗試多種修復(fù)方案，多家公司采用進口焊絲修復(fù)試驗，均告失敗。2006年8月鄭州機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。特別是輥壓機輥子直徑達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，采用進口焊絲，修復(fù)后使用1個月橫條大面積脫落，輥面經(jīng)多次焊接后大量橫向交錯微裂紋向輥套內(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)后造成輥套開裂報廢。
輥壓機輥面經(jīng)過進口焊絲多次堆焊修復(fù)失敗后，決定考慮使用鄭州機械研究所自行研制生產(chǎn)的ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列CO2氣體保護藥芯焊絲。
2006年8月鄭州機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)輥壓機動輥輥面寬度為300mm的整個圓周（如圖1）。
圖1、Φ1700×1800mm輥壓機輥面修復(fù)前磨損情況輥面其余部位還使用進口焊絲堆焊，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行的重要前提。
4.用ZD3焊絲堆焊耐磨層。堆焊時注意測量輥體尺寸及圓度，焊到輥體要求尺寸為止。
5.最后堆焊耐磨橫條。耐磨層焊完后，用ZD310焊絲堆焊橫條。
以上焊接工藝采用CO2氣體保護藥芯焊絲（Φ1.6mm）半自動堆焊，焊前不需對輥面進行預(yù)熱，堆焊工藝比較簡單，而進口焊絲要求輥面預(yù)熱到150℃以上。
按照以上工藝現(xiàn)場修復(fù)的輥壓機輥面正常運轉(zhuǎn)1個多月后，輥面只有微量磨損，沒有出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。而用進口焊絲同時修復(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，左邊為進口焊絲修復(fù)的輥面）。運行4個月后，輥面磨損均勻，橫條高度還有3mm左右。
圖2、Φ1700×1800mm輥壓機輥面修復(fù)運轉(zhuǎn)1個多月后磨損情況新輥套堆焊有了此次成功合作經(jīng)驗，2006年11月，Φ1700×1800mm輥壓機動輥輥套再次委托鄭州機械研究所整體堆焊。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，檢查由鄭州機械研究所現(xiàn)場修復(fù)的輥面使用情況，又到鄭州機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。在輥子堆焊期間，德國焊接專家與鄭州機械研究所有關(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)工藝非常認可。
Φ1700×1800mm輥套堆焊工藝嘉新京陽水泥有限公司輥壓機原裝輥套材質(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廢先例。對于本次輥套整體焊接，鄭州機械研究所首先分析化驗輥套母材材質(zhì)，制定了詳盡的施工方案，確保取得最好的焊接效果。具體焊接工藝如下：
1.把輥子（輥軸和輥套已裝配）放在自動轉(zhuǎn)臺，用超聲波探傷儀對輥軸及輥套進行超聲波探傷（如圖3），確認合格后，把輥子預(yù)熱到一定溫度，待焊。
圖3、Φ1700×1800mm輥壓機動輥輥套堆焊前進行超聲波探傷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焊絲是堆焊輥壓機擠壓輥專用高強度支撐過渡層材料，堆焊金屬具有較高的抗壓強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130MPa的擠壓力。
4.用ZD3埋弧藥芯焊絲（Φ4.0mm）堆焊耐磨層。
5.最后用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，輥壓機運轉(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口焊絲。且價格相對進口焊絲低得多，性價比優(yōu)勢顯著。
圖5、Φ1700×1800mm輥壓機動輥輥套使用近8個月后效果圖總結(jié)1.輥壓機生產(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停機，將會干擾正常的生產(chǎn)并使輥壓機節(jié)省的費用再次花掉。3.提高輥壓機工作的可靠性，特別是提高輥面的荷載工作時間，才能保證輥壓機系統(tǒng)持續(xù)高產(chǎn)低能耗。4.鄭州機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)場很難達到這種要求，特別是在冬季。而且價格昂貴，使用效果不理想。ZD系列藥芯焊絲在RP-Z170/180輥壓機上的成功應(yīng)用意義重大，解決了大型輥壓機輥面易剝落、耐磨性差的難題，為國內(nèi)同樣使用德國KHD（洪堡）公司輥壓機的水泥企業(yè)提供了修復(fù)經(jīng)驗。生產(chǎn)修復(fù)次數(shù)的減少將大幅提高系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率，減少維修成本，更為凸現(xiàn)輥壓機在粉磨領(lǐng)域節(jié)能低耗的優(yōu)勢。
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