一、前言:
随着辊压机在水泥行业的推广应用,为水泥生产带来应有的贡献,特别是在提高磨机产量,降低电耗方面,起到非常积极的作用。但辊压机在使用过程中,辊面经常磨损,修复辊面是每个使用辊压机的水泥厂都要面临的问题。有的采用辊压机生产厂家的修复方案,购买厂家推荐的焊接材料。有的委托辊压机厂家修复。而辊压机生产企业工作重点是生产辊压机,在辊面修复方面不太重视。郑州机械研究所在耐磨堆焊方面积累了几十年的工作经验,认真分析辊压机辊面的磨损机理,研制了zd系列药芯焊丝。针对辊压机的不同运行阶段及辊面的不同磨损状况,制定了相应的修复工艺。本文结合河南同力水泥有限公司辊压机的实际情况,介绍辊面的修复方法。
二、修复工艺:
河南同力水泥有限公司2000t/d水泥熟料生产线的水泥粉磨系统是由koppern辊压机(引进德国,型号:92/10-5v 850 dg1e,规格:∮1000mm×850mm)、球磨机(∮4.2m×11m)和o-sepa选粉机(n=2000)组成的辊压机预粉磨系统,设计生产能力为110t/h,于1998年11月投产。辊压机运行初期,效果很好,磨机台时产量超过可达150t/h,主电机运行电流在28-32a,系统压力165-180bar,工作辊缝20-23mm。随着辊压机的运行时间的延长,辊面会出现一下几种磨损状况:
辊面磨损状况一:正常磨损
辊面运行初期磨损主要是正常磨损,辊面耐磨层基本磨损完。对于这种只是耐磨花纹磨损,辊面也没有凹坑等严重缺陷时,可以采用下面的修复工艺:
1、用电动钢丝刷或毛刷清理辊子最上面的一段辊面,最好用乙炔焰烘烤辊面,通过烘烤,既可以把辊面微裂纹里的粉尘吹出来,也可以起到预热辊面的作用。
2、用zd310焊条堆焊辊面耐磨层,堆焊高度在5mm左右。
3、焊完一段后,转动辊压机,把待焊的另一段辊面转到上面来,按上述方法继续堆焊。依次类推,直至把整个辊面焊完。
4、堆焊时注意测量堆焊的高度,要保证辊子的圆度,以免辊面不圆而导致辊压机的震动。
如果有条件,也可以采用co2气保护焊接工艺,用zd310焊丝。由于co2气保护焊接工艺工作效率比较高,所以这种焊接工艺特别适用于停机时间比较短的情况。
辊面磨损状况二:辊面局部剥落破坏
辊面反复修复3~5次以后,随着焊接次数的增加,辊面疲劳裂纹就会产生,辊面磨损会进入第二阶段——辊面局部剥落破坏。
如果辊面出现掉大块现象(图1),可以采用下面的修复工艺:
1、用电动钢丝刷或毛刷把辊面凹坑中的粉尘清理干净。
2、 用zd1焊丝补焊凹坑,留5mm左右的余量堆焊zd3耐磨层,其余全部用zd1焊丝补焊。
3、然后用zd3焊丝堆焊一层耐磨层,厚度为5mm。
4、耐磨层焊完后,再用zd310焊丝堆焊耐磨层,耐磨条纹宽度为15∽20mm,高度为5mm左右,间隔为5∽10mm;
由于辊面焊接应力加大,局部凹坑补焊平整后,其他部位可能又会出现凹坑。河南同力水泥有限公司的辊压机自2006年开始,辊子辊面出现大面积磨损,耐磨花纹破坏严重,局部出现掉块,形成凹坑。辊压机挤压效果急剧下降,电流一直在22a以下,系统压力120-140bar,工作辊缝14-18mm,系统震动加剧,加速了双齿形联轴器的不正常磨损,喂料稳重仓不稳,经常冲料,导致小仓提升机电流增高而跳停,极大地影响了磨机的稳定,台时也明显下降120t/h以下,此时的辊面出现新的磨损状况。
辊面磨损状况三:辊面疲劳破坏
辊面出现掉块严重缺陷的辊压机,由于修复工作量较大,建议在水泥生产淡季时修复,最好采用co2气保护焊接工艺,气保护焊的工作效率是手工电弧焊的3∽5倍,焊丝的利用是焊条的1.5倍。可以短期内完成修复工作,相应的修复工艺为:
1、去除辊面残留硬层及裂纹。用碳弧气刨对辊面进行彻底清理,辊面待焊部位的残留硬层、裂纹、粉尘、铁锈等都要清理干净,使之露出金属光泽。
2、用zd1焊丝焊接过渡层,通过过渡层的焊接,使高低不平的辊面形成较平缓的外圆面,以便于缓冲层及耐磨层的焊接。
3、用zd3焊丝焊辊面耐磨层,焊时注意测量辊体尺寸及圆度,焊到辊体要求尺寸为止。
4、耐磨层焊完后,然后用zd310 焊丝连续堆焊横纹。
如果水泥厂没有 co2气保护焊机,也可用直流焊机,用手工电弧焊,用zm、zd3、zd310焊条分别取代zd1、zd2、zd3、zd310焊丝。这种焊接方式效果不如焊丝,效率也低,在有气保护焊机的情况下不宜采用。
辊面磨损状况四:辊面严重破坏
由于在线修复的焊接工艺条件的限制,修复效果往往不能达到更高的要求,在线修复一般使用半年时间。对于辊面磨损严重的辊面,强烈建议进行离线修复。河南同力水泥有限公司的辊压机辊子于2007年10月份在郑州机械研究所进行离线修复的。
离线修复工艺如下:
1、用短电弧(电熔刨)切削专用机床对辊面进行彻底清理,把辊面残留硬层、裂纹、粉尘、铁锈等都要清理干净,然后打磨出金属光泽。如图2;
图2 短电弧切削车床
2、用超声波探伤仪对清理过的辊子进行超声波探伤,检查辊体内部是否存在疲劳裂纹、疏松组织。特别是对运行多年的辊子,对辊体进行超声波探伤非常有必要。如图3;
3、用zd1焊丝堆焊打底层,通过打底层的焊接,使高低不平的辊面形成较平缓的外圆面,以便于过度层及耐磨层的焊接;然后采用zd3药芯焊丝堆焊表面耐磨堆焊层;
4、 最后采用zd310焊丝(φ1.6)堆焊耐磨花纹层,如图4。
图4 离线修复的辊压机辊子效果图
修复过程中对辊体进行整体消除焊接应力热处理,彻底消除辊体的焊接应力,恢复辊体的强韧性。经过恢复性大修后的辊体完全可以与新辊体相媲美,耐磨性能甚至优于新辊体。恢复性大修可以保证辊体长期安全的运行,修复后的辊体耐磨性能可以保证辊体运行8000小时以上。
采用离线修复工艺为江苏某台泥修复的ф1700х1800辊压机(德国洪堡公司生产),从2007年元月投入使用,截至到2009年3月,已经累计使用两年多,磨损均匀,使用效果良好,至今没有补焊过。如图5
三、结束语
辊压机在不同的运转阶段,辊面的磨损状况是不同的,使用厂家要结合辊面的实际磨损情况,采用上述不同修复工艺对辊面进行及时的保护性修复,是非常必要的。为了降低修复辊面对正常生产带来的影响,建议购买备用辊子,在辊面进行几次在线修复后,把旧棍子拆下来进行一次离线修复。利用离线修复辊面的机会,对轴承、油封等部位进行彻底检查,排除隐患,以免在水泥生产旺季以上部位出问题影响生产。