利用實驗立磨科學選擇堆焊立磨磨輥磨盤的焊絲

  1 前言

  國外發(fā)達國家在90年代中后推廣了硬面堆焊修復技術(shù)，既節(jié)省了資金，又提高了工件本身的使用壽命。公司立足技術(shù)發(fā)展前沿，在1999年將該技術(shù)率先引入國內(nèi)，并首先在礦渣磨上成功推廣，隨后對水泥生料磨的磨輥磨盤進行堆焊修復，壽命超過了新品鑄件，經(jīng)受住了實踐的檢驗。

  但大型立磨是水泥制粉系統(tǒng)的咽喉。由于工作介質(zhì)是鋼渣、砂巖、石灰石和頁巖等，硬度十分高，在破碎和研磨過程中，磨盤、磨輥等工件受到磨損和沖擊。如果堆焊操作不當，或是焊絲選擇不合適，將嚴重影響正常生產(chǎn)。因此北京陽光威爾焊接技術(shù)有限公司利用進口的實驗立磨(圖1)，采集不同水泥公司的原料；購買國內(nèi)外幾種流行的焊絲，制作了多只堆焊磨輥和磨盤；進行了多組磨料實驗，以鎳硬4鑄件為基礎(chǔ)，最終選擇了修復立磨磨輥磨盤的藥芯焊絲。

  2 磨機的磨損機理

  磨機的磨損主要是物料對磨輥及磨盤的摩擦損耗而產(chǎn)生的三體磨料磨損。因此，磨輥磨盤的磨損方式主要是物料中的硬質(zhì)顆粒對其表面造成的梨溝塑變，使金屬表面產(chǎn)生顯微切削和碳化物的破碎、剝落。典型的立磨磨輥磨盤磨損后的情況如圖2。

  3  實驗磨機的工作情況

  3.1 設(shè)備

  由德國進口的實驗立磨如圖1所示.利用不同藥芯焊絲堆焊制作的部分磨輥磨盤如圖2-圖6。

  磨輥外經(jīng)為，磨盤為，基體材料為NI Hard IV 冷硬鑄鐵。其典型的化學成分如表1。

  表1鑄件基體典型的化學成分%

  3.2 實驗磨機的工作描述

  用戶提供有代表性物料1～2噸，并將不同種物料分別破碎到試驗粒度待用。按實際工礦的配比要求，把不同種物料分別稱重，充分混勻。將混勻的物料放入料倉中。將碾磨比壓調(diào)整到與工業(yè)磨機相同后，開啟試驗系統(tǒng)。啟動密封機、主風機、輔助風機、熱風爐烘磨直到磨后溫度達到100。調(diào)整主風機擋板，使風量達到試驗要求。啟動給料系統(tǒng)，手動調(diào)整磨內(nèi)壓差達到試驗規(guī)定后切換到自動調(diào)整系統(tǒng)，同時啟動計時，并定時取樣稱重篩分。做好試驗記錄。調(diào)整分離器轉(zhuǎn)數(shù)，直到滿足產(chǎn)品細度要求，并將試驗物料全部磨完。按操作規(guī)定關(guān)機，拆磨清洗輥套、盤襯，烘干后稱重。

  整理試驗數(shù)據(jù)，編寫試驗報告。報告的主要內(nèi)容是提供工業(yè)磨機的規(guī)格型號、單位功耗和不同耐磨材質(zhì)的使用壽命。

  4 堆焊焊絲的選擇

  利用合作單位國外進口的實驗立磨(見圖1)的試驗數(shù)據(jù)，最終從5種進口的和2種國產(chǎn)的焊絲中選中了韓國生產(chǎn)的直徑2.8mm的OA CN-O焊絲(其焊接金屬化學成分見表2)。

  圖2 -圖6中是公司制作的部分直徑為—的磨輥，磨盤，基體均為NI Hard IV 冷硬鑄鐵，上堆焊不同的焊絲。對5種進口的和3種國產(chǎn)的堆焊水泥立磨磨輥磨盤的焊絲進行了實物制作和磨料實驗。綜合耐磨性及韌性等指標，最終確認使用某公司生產(chǎn)的直徑2.8mm的OA CN-O 和OA HC-O藥芯焊絲.其實驗細節(jié)和數(shù)據(jù)見表3。

  表3 磨料磨損實驗數(shù)據(jù)

  由表3可見，采用OA HC-O焊絲堆焊磨輥,磨高爐渣實驗數(shù)據(jù)中是硬鎳4的1.7倍壽命；OA CN-O焊絲壽命更高，為3.2倍。

  大生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)表明，實際提高壽命的數(shù)據(jù)并沒有實驗立磨上得出的結(jié)果完全一致：采用OA HC-O焊絲堆焊磨輥，磨高爐渣實驗數(shù)據(jù)中是硬鎳鑄件的1.2倍壽命左右，OA CN-O焊絲壽命為硬鎳鑄件1.7倍左右。這可能是因為生產(chǎn)立磨通常承受沖擊以及受各種不同的因素影響，而實驗立磨原料粒度均勻，沒有沖擊，工作環(huán)境不象實際立磨那么惡劣所致。

  由表可見，焊絲OA CN-O 表現(xiàn)最佳， 國內(nèi)2表現(xiàn)最差。堆焊中發(fā)現(xiàn)國內(nèi)2焊絲焊接中飛濺很大，而且使用中出現(xiàn)剝落。 水泥立磨是大型水泥企業(yè)的重中之重,而磨輥磨盤又是立磨的心臟。因此在選擇堆焊修復的焊絲時應慎之又慎，不能信口決定或拈手即來，應有科學實驗的基礎(chǔ)和實踐的經(jīng)驗，否則會出現(xiàn)大面積剝落或是耐磨性差等問題，造成長時間停產(chǎn)或損壞設(shè)備的重大事故。

  將實驗選擇的藥芯焊絲用于堆焊水泥立磨和水渣立磨磨輥磨盤，自2001年以來已經(jīng)取得了突破性的效果。上海某建材廠已經(jīng)使用相同焊絲在線堆焊修復磨輥磨盤7年，為立磨順行提供了有效的保障。到目前為止唐龍公司、建龍公司和華新水泥、哈爾濱水泥、太原德龍公司、塔牌水泥、海螺水泥等超過80家水泥和水渣立磨廠家一直在使用相同藥芯焊絲，還有鞍鋼實業(yè)堆焊公司、義烏星耀威爾有限公司、珠海威爾堆焊有限公司、沈重、上海石洞口堆焊有限公司、首鋼長白機械廠等多家專業(yè)堆焊公司多年來使用OA CN-O用于水泥和水渣立磨磨輥和磨盤的堆焊修復，一直未更換過品牌。但是對不同的立磨和不同的原材料和工況條件，公司利用實驗立磨試驗對焊絲成分微調(diào)，確保最大限度地滿足不同用戶的實際需要。

  采用科學的方法,選擇合適的焊絲,并對不同的原料條件,對焊絲成分微調(diào),是公司過去成功的技術(shù)基礎(chǔ)和保證。

  5 結(jié)論

  每一個廠家都希望停工檢修周期越長越好，但是由于目前的備件壽命都較短，所以更換頻繁，浪費許多時間，造成停產(chǎn)和利潤損失。公司采用藥芯焊絲明弧焊接工藝修復立磨部件,技術(shù)上處于領(lǐng)先水平。實驗優(yōu)選的硬面修復用OA CN－O的性能要優(yōu)于其它同類產(chǎn)品。它能產(chǎn)生硬質(zhì)合金NbC提供極高的硬度，又具有足夠的韌性。這種沉淀物在堆焊層內(nèi)緊密的均勻分布，使被研磨材料穿透母體非常困難，因而具有較高的抗磨性。使用OACN－O的部件壽命是新的鎳冷硬鑄件的1.7倍以上，同時修復成本只是更換新部件的1/2左右。

  應有科學實驗的基礎(chǔ)和實踐的經(jīng)驗，選擇合適的焊絲,并對不同的原料條件,對焊絲成分微調(diào), 是公司過去成功的技術(shù)基礎(chǔ)和保證.

  利用實驗立磨選擇確定實際立磨堆焊藥芯焊絲是行之有效的科學方法。對不同的立磨和原料條件，焊絲成分也應相應調(diào)整。