我公司產(chǎn)品在立磨磨輥在線堆焊耐磨修復(fù)中的應(yīng)用
2014-9-17 16:11:42 點擊：
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立磨的優(yōu)點和發(fā)展史
立磨是一種理想的大型粉磨設(shè)備，廣泛應(yīng)用于水泥、電力、冶金、化工、非金屬礦等行業(yè)。它集破碎、干燥、粉磨、分級輸送于一體，生產(chǎn)效率高，可將塊狀、顆粒狀及粉狀原料磨成所要求的粉狀物料。
第一臺立磨是20世紀(jì)20年代德國研制出來的。有人說，它的粉磨原理類似于我們祖先碾磨糧食的磨，其采用料床粉磨原理粉磨物料，克服了球磨機(jī)粉磨機(jī)理的諸多缺陷，具有粉磨效率高、電耗低(比球磨機(jī)節(jié)電20%-30%)，烘干能力大，允許入磨物料粒度大，粉磨工藝流程簡單，占地面積小，土建費(fèi)用低，噪音低，磨損小，壽命長，操作容易等優(yōu)點。
我公司生產(chǎn)的立磨磨輥修復(fù)堆焊焊絲廣泛應(yīng)用于在線堆焊耐磨修復(fù)和離磨離線堆焊耐磨修復(fù)。
堆焊修復(fù)耐磨技術(shù)在史密斯立磨中的應(yīng)用
一．立磨磨輥、磨盤襯板磨損修復(fù)
立磨磨輥本體和耐磨襯板在使用過程中，一旦出現(xiàn)配合間隙，將會使本體與襯板之間磨損加劇，加之熱風(fēng)和水泥顆粒對配合面的不斷沖刷，導(dǎo)致溝槽的產(chǎn)生，致使本體與襯板之間發(fā)生沖擊碰撞，嚴(yán)重時使得襯板產(chǎn)生裂紋甚至斷裂，機(jī)器損壞，特別是減速機(jī)的損壞，造成惡性事件。
該類問題一旦發(fā)生，一般修復(fù)方法難以解決，更換費(fèi)用高昂。以下是立磨堆焊耐磨修復(fù)技術(shù)該問題的部分案例：
二． 立磨磨輥軸承室磨損修復(fù)
立磨磨輥軸承的裝配要求比較嚴(yán)格，企業(yè)一般采用將軸承放在干冰中冷卻的方式裝配。軸承和軸承室之間一旦出現(xiàn)間隙，將會影響軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致軸承發(fā)熱，嚴(yán)重時將會導(dǎo)致軸承燒灼現(xiàn)象。立磨堆焊耐磨修復(fù)技術(shù)具有快速、簡便易于操作的特性，很多情況下可以現(xiàn)場修復(fù)。
三． 立磨減速機(jī)滲漏治理
立磨減速機(jī)滲漏不但影響機(jī)器的外形美觀，而且浪費(fèi)油品，給設(shè)備的維修維護(hù)造成很大的麻煩，現(xiàn)場對滲漏進(jìn)行治理，操作簡便，治理效果好。除了上述，立磨堆焊耐磨修復(fù)技術(shù)還在眾多水泥生產(chǎn)企業(yè)其它設(shè)備展開了廣泛應(yīng)用，不但為企業(yè)節(jié)約了維修資金，最重要的是為企業(yè)節(jié)省了停機(jī)停產(chǎn)時間，是企業(yè)可信賴的合作伙伴。
備注：丹麥?zhǔn)访芩构窘榻B
丹麥?zhǔn)访芩构?882年成立于丹麥?zhǔn)锥几绫竟�，至今已有一百余年，是世界上歷史最悠久的專營水泥工廠全套生產(chǎn)機(jī)械裝備，從事整條水泥生產(chǎn)線工程設(shè)計與水泥新工藝、新技術(shù)、新裝備研發(fā)，為全球客戶提供全面技術(shù)服務(wù)以及配套售后服務(wù)的大型跨國集團(tuán)公司�，F(xiàn)今史密斯公司除了在哥本哈根設(shè)有總部以外，還分別在美國和印度設(shè)有設(shè)計與研發(fā)的分部。此外在丹麥、美國、德國、英國、巴西、墨西哥、瑞士、意大利、中國等國家均擁有獨(dú)資或合作的水泥裝備制造廠。在世界各國設(shè)有史密斯公司代表處24個。史密斯公司的主營業(yè)務(wù)除水泥工業(yè)外，還有FFE礦業(yè)公司�，F(xiàn)有全球員工約6500人，其中哥本哈根總部近2000人。
在史密斯公司成立以來的一百余年間，已經(jīng)為世界各國提供了各種類型和型號的水泥窯系統(tǒng)近2000套，生料、水泥和煤粉的磨機(jī)約5600臺。上世紀(jì)九十年代后期開始，史密斯公司在世界水泥裝備領(lǐng)域的市場份額一直占有50%以上，在中國進(jìn)口水泥裝備中的市場份額約為70%，是當(dāng)今世界上最大的同時也是第一流的全套水泥裝備供應(yīng)商之一，引領(lǐng)現(xiàn)代水泥工業(yè)技術(shù)裝備的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
修復(fù)工藝方案的確定
1)夾送輥的構(gòu)造及失效機(jī)理
夾送輥是CSP生產(chǎn)線后部卷取機(jī)械的重要組成部件之一，其作用為在開始卷取時咬入帶鋼，使帶鋼頭部向下彎曲并沿導(dǎo)板方向順利地進(jìn)入卷桶，并建立卷取操作所需的張力。上夾送輥為空心輥焊接結(jié)構(gòu)，下輥為實心；上、下夾送輥均為硬質(zhì)耐磨表面，冷卻方式均為外水冷卻方式。
熱連軋夾送輥承受400℃以上鋼帶高速沖撞和甩尾打擊，而且輥子與鋼帶之間相對速度差時有發(fā)生，因此夾送輥損壞失效行為主要為磨損、粘鋼和局部小塊剝落。其中粘鋼是由于相對速度差引起的粘著磨損。
2)堆焊修復(fù)工藝方法比較及選擇
選擇科學(xué)的堆焊方法極其重要，主要考慮幾個方面的因素：夾送輥的質(zhì)量要求、基體金屬的冶金性能、耐磨堆焊合金層的形成、工藝操作技巧及修復(fù)成本。
(1)選用耐磨合金焊條，手工堆焊，生產(chǎn)時間較長，保溫不好，易出現(xiàn)氣孔、夾渣，隨著堆焊厚度的增加，焊條頭較多，浪費(fèi)大，成本增高。
(2)選用明弧焊堆焊，不僅成本高，而且明弧焊絲在焊后一般硬度及耐磨度均偏低，難以確保夾送輥的使用壽命。
(3)采用管狀藥芯焊絲埋弧堆焊，焊絲藥芯成分可根據(jù)輥面技術(shù)要求調(diào)整，埋弧堆焊焊道成形好，夾渣較少，成本較低，但易出現(xiàn)氣孔。根據(jù)以上分析，最終使用管狀藥芯焊絲，采用埋弧堆焊的工藝方法。
3)堆焊修復(fù)材料的比較及選擇
夾送輥堆焊材料應(yīng)選擇具有較高的硬度和較好的塑韌性，抗磨料磨損性能好，輥面易生成較致密且附著性好的氧化物薄膜，在國外，此類堆焊材料大多為Cr-Mo型低合金鋼和Cr13型馬氏體-鐵素體型不銹鋼，堆焊層硬度一般控制在53HRC+2HRC。
研究對比國內(nèi)外堆焊輥的相關(guān)資料如下：若選擇日本神戶制鋼所或美國麥凱公司生產(chǎn)的夾送輥專用焊絲，焊劑價格高昂，而且相對配套的各種設(shè)備要求高，工藝方法要求嚴(yán)格，若選擇與國內(nèi)知名焊材生產(chǎn)廠家共同研發(fā)藥芯焊絲，不僅價格便宜，而且適應(yīng)目前國內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)備來操作，工藝方法簡單易行，為此根據(jù)選擇焊材思路及國外焊材主體成分資料與上海焊材廠家一起反復(fù)研究，經(jīng)多次試驗最終確定了焊絲焊劑成分及合理配比。
4)確定修復(fù)工藝路線
根據(jù)焊接材料及工藝方法的最終確定工藝路線為：夾送輥粗加工-超聲波探傷-預(yù)熱-管狀焊絲堆焊-焊后熱處理-精加工-堆焊金屬表面硬度檢驗-超聲波探傷-動平衡實驗-裝機(jī)使用。
堆焊修復(fù)過程
1)輥子表面的準(zhǔn)備處理
輥子表面所有氧化物和疲勞金屬層(邊緣上的冷變形)，都必須用適當(dāng)方法去除，以保證有較好的表面進(jìn)行堆焊，如準(zhǔn)備不當(dāng)，會引起氣孔，稀釋率高，涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度差。采用機(jī)械切削的方法去除輥子在使用過程中形成的疲勞層及缺陷，根據(jù)現(xiàn)場磨損狀況調(diào)整加工要求，直到去掉所有的疲勞層及局部缺陷。
2)探傷
對輥子進(jìn)行全面的著色和超聲波探傷，根據(jù)檢測報告采取相應(yīng)措施。
(1)在輥子焊前、機(jī)加工前對輥頸、輥身進(jìn)行超聲波和探傷，以判別輥子的修復(fù)價值。
(2)對車削后輥面進(jìn)行探傷檢測，檢查疲勞層、裂紋等缺陷是否已徹底清除，(此工序可能反復(fù)進(jìn)行)，直到輥子的修復(fù)前狀態(tài)符合探傷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
(3)對堆焊層是否存在裂紋、夾渣和氣孔等缺陷進(jìn)行探傷檢測；對輥頸重新檢測，檢查在輥面堆焊加工過程中對輥頸部位是否產(chǎn)生影響，并出具報告，隨產(chǎn)品一起交付用戶單位。
3)熱處理
針對夾送輥在堆焊過程中的預(yù)熱、中間及最終熱處理的需要，熱處理爐在保證爐膛容積、熱處理功率及溫度控制等方面應(yīng)達(dá)到大型輥類熱處理工序使用要求。
(1)預(yù)熱 輥子預(yù)熱對保護(hù)金屬不引起開裂和變形是一個十分重要的因素，恰當(dāng)?shù)念A(yù)熱可使輥子堆焊前充分地膨脹，這樣在焊接結(jié)束后，焊層與基體的變形、應(yīng)力為最小，設(shè)計預(yù)熱溫度為400℃，保溫2h.。
(2)層間溫度控制 在堆焊過程中，用氧乙炔火焰或電加熱板對輥子進(jìn)行加熱保溫，層間溫度控制在280～300℃范圍內(nèi)。
(3)焊后回火 輥身堆焊后加熱到560℃，保溫一段時間后隨爐冷卻至室溫�；鼗鹛幚砗�，消除焊接產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
(4)埋弧堆焊 為恢復(fù)輥身尺寸及相應(yīng)的力學(xué)性能，堆焊是整個夾送輥修復(fù)工藝中最直接影響輥子材質(zhì)、尺寸、形狀、內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵工序，通
過使用兩臺MZ-1000埋弧焊機(jī)和大型焊接轉(zhuǎn)胎實施焊接，連續(xù)焊接長達(dá)7～8天(每天24h)，節(jié)約2～2.5t堆焊材料。
堆焊過程中，加強(qiáng)現(xiàn)場檢測工作，通過量具、儀器、儀表的使用，時刻掌握影響焊接質(zhì)量的各類因素，如溫度、電壓、電流、送絲速度及輥子旋轉(zhuǎn)速度等等。
通過有效的控制，嚴(yán)格執(zhí)行工藝參數(shù)，使同時使用的兩臺埋弧焊機(jī)處于幾乎相同的工作參數(shù)條件下，確保焊層的統(tǒng)一性能。還通過精確計算材料用量，在同一根輥子上使用某廠家同一批號的焊絲，保證材質(zhì)均勻性，取得較好的焊接效果。
4）焊接參數(shù)
電壓：28～34V；電流：500～600A；焊絲伸出長度：28～31mm；輥子線速度：500～700mm/min；導(dǎo)前距：50mm層間溫度：280～300℃；送絲速度：0.2r/s；輥道搭界率：50%。
質(zhì)量檢驗
(1)對輥身分六點進(jìn)行輥身直徑尺寸檢測，符合圖紙尺寸。
(2)對輥面按A，B，C，D四條母線進(jìn)行硬度檢測，相鄰母線間剖面夾角為90°，每條母線上測10點硬度值，硬度值均為大于51HRC，小于54HRC。
(3)經(jīng)過由資質(zhì)探傷檢測單位對輥身按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探傷，確認(rèn)輥面堆焊層中沒有超標(biāo)缺陷及裂紋性缺陷。
(4)按圖紙要求請專業(yè)廠家對夾送輥做減重法動平衡試驗，達(dá)到G16級。
使用效果
大幅度降低了輥耗，提高了軋機(jī)產(chǎn)量、作業(yè)率及產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到了進(jìn)口輥使用前標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了夾送輥修復(fù)前的預(yù)期目的，2004年～2005年公司共修復(fù)4套夾送輥，累計過鋼量260萬t。
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