輥壓機(jī)輥面剝落的解決辦法

  輥壓機(jī)自20世紀(jì)80年代問世以來，目前已廣泛應(yīng)用于各種粉磨作業(yè)。輥壓機(jī)是由2個速度相同、相對轉(zhuǎn)動的輥?zhàn)咏M成。物料由輥?zhàn)由喜课沽峡谛断?，進(jìn)入輥間的逢隙中，在高壓研磨力的作用下，物料受到擠壓，受壓物料變成了密實(shí)但充滿裂紋的扁平料餅，使物料的易磨性得到明顯改善。兗礦集團(tuán)有限公司水泥廠2000年安裝使用第一臺Ф1000×300的小型輥壓機(jī)，用于粉磨生料。安裝使用后，確實(shí)起到了提高磨機(jī)產(chǎn)量、降低電耗的作用。但輥壓機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輥面磨損非常嚴(yán)重。由于對輥面的磨損機(jī)理不是太熟悉，就用一般的耐磨堆焊焊條對磨損后的輥面進(jìn)行堆焊修復(fù)。輥?zhàn)有迯?fù)后使用不久，堆焊部位就產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，剝落后產(chǎn)生的凹坑比堆焊修復(fù)前還深，輥壓機(jī)的擠壓效果更加不理想，產(chǎn)量明顯降低。

  1  輥面磨損機(jī)理及堆焊修復(fù)材料的選擇

  為了解決輥壓機(jī)輥面剝落問題，我廠與鄭州機(jī)械研究所合作共同分析輥面磨損機(jī)理。物料在兩個輥面之間相互擠壓和摩擦，從輥壓機(jī)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。這就要求輥面堆焊材料具有較高的硬度和韌性。從輥?zhàn)拥钠茐男问絹矸治觯x擇的堆焊材料不僅耐磨性好，而且要具備較高的硬度、韌性和抗疲勞性。在以往的輥面修復(fù)中，我廠多采用高鉻鑄鐵型耐磨焊條，此類焊條焊后組織主要為鑄鐵型基體上分布大塊碳化物，含C量在3%以上，堆焊層硬度在HRC60左右，具有良好的耐磨性能，但其結(jié)合性、抗裂性和抗疲勞性差，在輥面上堆焊一層就會出現(xiàn)交錯裂紋。在輥體運(yùn)行過程中，由于應(yīng)力的影響，很容易出現(xiàn)大面積剝落。同時堆焊層的交錯裂紋，易延伸至輥?zhàn)幽阁w，使輥面出現(xiàn)大量缺陷，直接影響輥體質(zhì)量，長期下去，很可能造成整個輥體報(bào)廢。

  在輥壓機(jī)技術(shù)的引進(jìn)和國產(chǎn)化過程中，鄭州機(jī)械研究所與專業(yè)制造輥壓機(jī)的企業(yè)合作，經(jīng)過分析輥壓機(jī)輥面的磨損機(jī)理、通過大量的耐磨實(shí)驗(yàn)，對材料進(jìn)行深入研究及性能對比，研制生產(chǎn)了ZD1、ZD2、ZD3、ZD310 系列埋弧堆焊藥芯焊絲、CO₂氣保護(hù)焊絲及ZD3、ZD310、TM65焊條，完全可以替代進(jìn)口焊絲、焊條。

  2  輥壓機(jī)輥面的堆焊工藝

  由于我廠輥壓機(jī)輥面以前用普通CR鑄鐵型耐磨焊條現(xiàn)場堆焊修復(fù)過，如果再次修復(fù)輥面，必須把原來的殘留硬層清理干凈才可以堆焊，否則還會產(chǎn)生剝落現(xiàn)象。整個輥面清理后，堆焊工作量比較大，如果用堆焊焊條修復(fù)，工期太長，影響我廠正常生產(chǎn)。為了提高堆焊效率，減少修復(fù)工期，我廠采用CO₂氣保護(hù)焊絲現(xiàn)場堆焊。CO₂氣保護(hù)焊絲的堆焊效率是焊條的3～5倍，焊絲的利用率是焊條的1.5倍，所以用焊絲堆焊既可縮短堆焊工期，減少停機(jī)時間，又可以降低堆焊成本。具體修復(fù)工藝如下：

  （1）去除輥面殘留硬層及裂紋。用碳弧氣刨對輥面進(jìn)行徹底清理，輥面殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈，使之露出金屬光澤。

  （2）首先用ZD1焊絲打底堆焊止裂層。作為輥壓機(jī)耐磨堆焊系列材料中第一層過渡層，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(hù)輥體不受損壞。

  （3）用ZD2焊絲焊接緩沖層，這是一種高強(qiáng)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，是保證耐磨安全有效運(yùn)行的重要前提。

  （4）再用ZD3焊絲堆焊耐磨層。ZD3焊絲是堆焊輥壓機(jī)擠壓輥的高硬度、高韌性輥面耐磨堆焊材料，堆焊金屬具有較高的焊接硬度和良好的抗裂性能。堆焊層硬度在HRC 55，由于堆焊金屬中含有大量的合金屬元素，堆焊金屬具有優(yōu)異的抗磨粒磨損和抗擠壓磨損的綜合性能。

  （5）最后用ZD310焊絲堆焊耐磨花紋層。ZD310焊絲是輥壓機(jī)輥面耐磨花紋層堆焊專用材料，屬多元高合金強(qiáng)化，其堆焊層硬度在HR59～62之間。由于焊絲中含有大量的合金元素，堆焊層具有優(yōu)異的耐磨損性能。

  3  使用效果

  按上述工藝堆焊修復(fù)的輥壓機(jī)輥面，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)半年后分析輥面磨損情況，沒有發(fā)現(xiàn)以前出現(xiàn)的剝落掉塊現(xiàn)象，只是單純的磨損。固定輥磨損較重，耐磨花紋磨損掉近2/3，活動輥磨損較輕，花紋磨損掉不到1/3，等花紋基本磨損完時，再用ZD310焊絲堆焊耐磨花紋層即可，因?yàn)閆D310焊絲具有可反復(fù)堆焊性能。我廠自從用ZD系列焊絲現(xiàn)場焊復(fù)輥壓機(jī)輥面以來，成功解決了輥面的剝落問題?？紤]到我廠輥壓機(jī)有備用輥?zhàn)?，就把以前拆下的舊輥?zhàn)铀偷洁嵵輽C(jī)械研究所進(jìn)行再生性大修，該單位具有專業(yè)的輥?zhàn)佑裁媲謇怼㈩A(yù)熱、埋弧自動堆焊、保溫等裝置，修復(fù)后的輥?zhàn)酉喈?dāng)于新輥?zhàn)?，使用壽命可以達(dá)到8000h，為我廠輥壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了可靠保障，充分發(fā)揮了輥壓機(jī)在粉磨系統(tǒng)中的優(yōu)越性。

  目前我廠又安裝了2臺Ф1200×450的輥壓機(jī)，分別用于粉磨生料和水泥熟料。這不僅因?yàn)檩亯簷C(jī)具有提產(chǎn)降耗的作用，關(guān)鍵還在于我廠已成功地解決了輥面剝落問題。