改進(jìn)耐磨堆焊技術(shù) 提高粉磨系統(tǒng)效率

一、輥面磨損分析

　　1、磨損產(chǎn)生原因

　　為改進(jìn)耐磨堆焊技術(shù)、提高粉磨系統(tǒng)效率，鄭州機(jī)械研究所率先對(duì)輥面磨損進(jìn)行分析。從輥壓機(jī)的工作原理可以看出，物料在兩只輥?zhàn)又�間擠壓，輥面產(chǎn)生磨損屬于正常現(xiàn)象，從磨損產(chǎn)生的原因，主要有3個(gè)方面：

　　（1）耐磨堆焊材料選擇不當(dāng)，輥面耐磨性差；

　　（2）堆焊工藝不合理，導(dǎo)致輥面堆焊質(zhì)量低，輥面造成剝落；

　　（3）物料硬度太高，易磨性差。

　　2、不同物料對(duì)磨損的影響

　　由于輥壓機(jī)物料不同，磨損情況差別也很大，一般來說，生料輥壓機(jī)比水泥輥壓機(jī)磨損較快。同樣的生料輥壓機(jī)，不同地區(qū)，由于生料不同，輥面磨損也有差距。水泥輥壓機(jī)由于混合材不同，磨損情況也不一樣。

　3、物料的不同相應(yīng)堆焊材料的選擇

　　由于物料的不同，在輥面堆焊中選擇的焊絲也不同，因?yàn)槟壳斑�沒有一種焊絲可以解決所有問題。因此，基于以上原因，鄭州機(jī)械研究所研發(fā)出不同焊絲應(yīng)對(duì)不同物料，主要有兩種：

　　（1）ZD1、 ZD2、 ZD3、 ZD310適用于一般水泥磨輥壓機(jī)輥面堆焊；

　　（2）ZD330適用于生料輥壓機(jī)輥面堆焊。

　1、水泥輥壓機(jī)輥面堆焊材料

　　ZD1堆焊層、ZD2堆焊層、ZD3堆焊層以及ZD310堆焊層。ZD1堆焊層具有非常優(yōu)良的韌性和抗裂性，在輥體運(yùn)行過程中，如耐磨堆焊層表面出現(xiàn)較大裂紋，ZD1可以起到很好的保護(hù)作用，使裂紋擴(kuò)展止于ZD1堆焊層，不會(huì)繼續(xù)向輥體擴(kuò)展，對(duì)輥體起到了保護(hù)作用；

　　ZD2堆焊層具有較高的抗壓強(qiáng)度，對(duì)耐磨層起到了很好的支撐作用，ZD2堆焊層相當(dāng)于輥體與耐磨層之間的一座橋梁，使耐磨層與輥體牢牢的結(jié)合在一起，ZD2堆焊層的良好性能，使輥壓機(jī)擠壓輥在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)掉塊和剝落現(xiàn)象；

　　ZD3堆焊層具有高韌性與良好耐磨性的綜合性能，其堆焊層硬度在HRC55左右，耐磨性較好；在連續(xù)堆焊過程中ZD3堆焊層無裂紋，具有較好的抗裂性。ZD3耐磨層的存在，使輥壓機(jī)耐磨結(jié)構(gòu)更加合理和有效；

ZD310耐磨花紋層是直接與物料接觸的部分，其耐磨性的優(yōu)劣直接影響輥體的使用壽命。ZD310耐磨焊絲屬多元合金強(qiáng)化，其堆焊層硬度在HRC60左右，其耐磨性比高鉻鑄鐵堆焊層好，且比高鉻鑄鐵堆焊層的結(jié)合性好，非常適于輥壓機(jī)耐磨花紋層。

　　2、生料磨輥壓機(jī)堆焊材料

　　生料輥壓機(jī)堆焊材料比較單一，主要涉及ZD330，但生料輥壓機(jī)堆焊材料需要先用ZD1焊絲打底焊一層，然后用ZD330焊絲堆焊耐磨層。ZD330焊絲為多元合金強(qiáng)化型堆焊材料。堆焊層金屬具有大量的合金碳化物，保證了堆焊金屬具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能和一定的抗沖擊性能及抗剝落性能。ZD330焊絲必須冷焊，即先用ZD1焊絲打底焊一層，焊后保溫、緩冷到室溫后才能堆焊ZD330焊絲。

　二、輥面磨損形式

　　1、輥面磨損形式介紹

　　輥面磨損形勢(shì)分為：

　　正常磨損：輥面運(yùn)行初期、物料中沒有鐵塊進(jìn)入的磨損，輥面耐磨層基本磨損完。

　　輥面局部剝落破壞：物料中混入鐵塊或者輥面反復(fù)在線修復(fù)2～3次以后，隨著焊接次數(shù)的增加，輥面疲勞裂紋就會(huì)產(chǎn)生，輥面磨損會(huì)進(jìn)入該階段。

　　輥面疲勞破壞：輥面再經(jīng)過局部凹坑補(bǔ)焊1～2次以后，造成輥面局部焊接應(yīng)力越來越大，整個(gè)輥面隨著焊接次數(shù)的增加，輥面疲勞裂紋會(huì)越來越多，輥面磨損會(huì)進(jìn)入該階段。

　　輥面嚴(yán)重破：隨著輥壓機(jī)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，輥面磨損越來越嚴(yán)重。對(duì)于輥面磨損嚴(yán)重的輥面，強(qiáng)烈建議進(jìn)行離線修復(fù)。

2、不同磨損形式產(chǎn)生的原因

　　正常磨損產(chǎn)生的原因是輥壓機(jī)運(yùn)行初期，物料中沒有進(jìn)入鐵塊，日常管理比較好，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，輥面發(fā)生的自然磨損。正常磨損比較均勻，輥面沒有局部凹坑、裂紋等缺陷，是輥壓機(jī)使用的最好結(jié)果。

　　輥面局部剝落破壞產(chǎn)生的原因是物料中進(jìn)入鐵塊，日常管理中沒有使用除鐵器。

　　輥面疲勞破壞產(chǎn)生的原因主要是在線修復(fù)次數(shù)較多，輥?zhàn)舆\(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，輥?zhàn)幽覆漠a(chǎn)生疲勞破壞。避免疲勞破壞的方法，建議輥?zhàn)邮褂?span>3年~4年要進(jìn)行離線修復(fù)。離線修復(fù)除了把輥面徹底修復(fù)好，順便把油封更換，檢測(cè)軸承是否需要更換。

　　輥面嚴(yán)重破壞發(fā)生的原因之一是輥面沒有及時(shí)進(jìn)行離線修復(fù)；其次是輥面堆焊沒有采用優(yōu)質(zhì)焊絲，或者堆焊工藝不當(dāng)，輥面堆焊質(zhì)量差；再次輥?zhàn)幽覆倪x擇不當(dāng)，輥?zhàn)幽覆囊话氵x用優(yōu)質(zhì)鍛鋼，而有的公司輥套采用鑄造。

　3、復(fù)合輥套的特點(diǎn)及使用效果

　　復(fù)合輥輥套采用離心鑄造，輥面采用進(jìn)口焊絲堆焊一層耐磨橫條。由于復(fù)合輥輥?zhàn)幽覆脑�因，焊接性能極差，磨損后不能堆焊修復(fù)，且由于輥?zhàn)幽覆脑�因，輥�(zhàn)咏?jīng)車加工后，裂紋很深，而且是貫穿性裂紋。對(duì)于這種輥?zhàn)幽覆脑�因造成的疲勞裂紋，最好的修復(fù)方法就是更換輥套，把舊輥套清理掉，并把舊輥軸精加工后使用，根據(jù)舊輥軸外徑加工新輥套內(nèi)孔，然后把新輥套舊輥軸采用過盈配合熱裝在一起，并堆焊輥面耐磨層。這為水泥生產(chǎn)帶來極大不便。較之復(fù)合輥的修復(fù)方式，其上的四種情況相應(yīng)簡(jiǎn)單。

三、輥面修復(fù)方法

　　1、輥面不同磨損情況及相應(yīng)修復(fù)方法

　　對(duì)于正常磨損的輥面可以采用下面的修復(fù)工藝：

　　（1）用電動(dòng)鋼絲刷清理輥?zhàn)幼钌厦娴囊欢屋伱妫�最好用乙炔焰烘烤輥面，通過烘烤，既可以把輥面微裂紋里的粉塵吹出來，也可以起到預(yù)熱輥面的作用。

　　（2）用ZD310焊條堆焊輥面耐磨橫條，堆焊高度5mm。

　　（3）焊完一段后，轉(zhuǎn)動(dòng)輥?zhàn)樱�把待焊的另一段輥面轉(zhuǎn)到上面來，按上述方法繼續(xù)堆焊，直至把整個(gè)輥面焊完。

　　（4）堆焊時(shí)注意測(cè)量堆焊的高度，要保證輥?zhàn)拥膱A度，以免輥面不圓而導(dǎo)致輥壓機(jī)的震動(dòng)。

　對(duì)于局部剝落的輥面可以采用的修復(fù)工藝：

　　（1）用電動(dòng)鋼絲刷把輥面凹坑中粉塵清理干凈。

　　（2）用ZD1焊絲補(bǔ)焊凹坑，留5mm左右的余量堆焊ZD3耐磨層，其余全部用ZD1焊絲補(bǔ)焊。

　　（3）然后用ZD3焊絲堆焊一層耐磨層5mm。

　　（4）耐磨層焊完后，再用ZD310焊絲堆焊耐磨層，耐磨條紋寬度為15∽20mm，高度為5mm左右，間隔為5~10mm；

　對(duì)于疲勞破壞的輥面可以采用的修復(fù)工藝：

　　（1）用碳弧氣刨對(duì)輥面進(jìn)行徹底清理，輥面待焊部位的殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈，使之露出金屬光澤。

　　（2）用ZD1焊絲焊接過渡層，通過過渡層的焊接，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ZD3焊絲焊輥面耐磨層，焊時(shí)注意測(cè)量輥體尺寸及圓度，焊到輥體要求尺寸為止。

　　（4）耐磨層焊完后，然后用ZD310 焊絲連續(xù)堆焊耐磨橫條。

對(duì)于嚴(yán)重破壞的輥面，在線堆焊無法保證修復(fù)質(zhì)量，強(qiáng)烈建議進(jìn)行離線修復(fù)，可以采用的修復(fù)工藝：

　　（1）首先用短電弧切削專用機(jī)床（電熔刨）對(duì)輥面進(jìn)行徹底清理，把輥面殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈，然后進(jìn)行車加工。

　　（2）用超聲波探傷儀對(duì)車加工過的輥?zhàn)舆M(jìn)行超聲波探傷，檢查輥體內(nèi)部是否存在疲勞裂紋、疏松組織。特別是對(duì)運(yùn)行多年的輥?zhàn)樱瑢?duì)輥體進(jìn)行超聲波探傷非常有必要。把探傷后輥?zhàn)又�撐在自�?dòng)堆焊變位機(jī)上，輥?zhàn)诱�體預(yù)熱到300度左右，待焊。

　　（3）首先采用ZD1埋弧藥芯焊絲（￠4.0）焊高韌性止裂層；ZD1堆焊層具有非常優(yōu)良的韌性和抗裂性，在輥體運(yùn)行過程中，如耐磨堆焊層表面出現(xiàn)較大裂紋，ZD1可以起到很好的保護(hù)作用，使裂紋擴(kuò)展止于ZD1堆焊層，不會(huì)繼續(xù)向輥體擴(kuò)展，對(duì)輥體起到了保護(hù)作用；

　　（4）然后采用ZD2埋弧藥芯焊絲（￠4.0）焊高強(qiáng)度過渡層；ZD2堆焊層具有較高的抗壓強(qiáng)度，對(duì)耐磨層起到了很好的支撐作用，ZD2堆焊層相當(dāng)于輥體與耐磨層之間的一座橋梁，使耐磨層與輥體牢牢的結(jié)合在一起，ZD2堆焊層的良好性能，使輥壓機(jī)擠壓輥在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)掉塊和剝落現(xiàn)象；

　　（5）采用ZD3埋弧藥芯焊絲（￠4.0）堆焊表面耐磨堆焊層；ZD3堆焊層具有高韌性與良好耐磨性的綜合性能，其堆焊層硬度在HRC55以上，耐磨性較好；在連續(xù)堆焊過程中ZD3堆焊層無裂紋，具有較好的抗裂性。ZD3耐磨層的存在，使輥壓機(jī)耐磨結(jié)構(gòu)更加合理和有效；

　　（6）最后采用ZD310焊絲（￠1.6 ） 堆焊耐磨花紋層；ZD310耐磨花紋層是直接與物料接觸的部分，其耐磨性的優(yōu)劣直接影響輥體的使用壽命。ZD310耐磨焊絲屬多元合金強(qiáng)化，其堆焊層硬度在HRC55-62之間，其耐磨性比高鉻鑄鐵堆焊層好，且比高鉻鑄鐵堆焊層的結(jié)合性好，非常適于輥壓機(jī)耐磨花紋層。