【水泥人網】??? 隨著輥壓機在水泥粉磨中的推廣應用,生產輥壓機的企業也越來越多。20世紀80年代中期輥壓機從德國引進時,國內只有中信重機等3家單位生產輥壓機,到目前為止,生產輥壓機的單位多達10多家。規格型號從早期的Ф1000×300發展到目前的Ф1700×1800。隨著輥壓機的增多,輥面修復市場也越來越大,從事輥壓機輥面修復的單位早期只有鄭州機械研究所,目前發展到不少于5家單位,就連以前從事立磨磨輥修復的單位也紛紛加入輥壓機輥面修復中來。由于對輥壓機輥面磨損機理不熟悉,再加上焊接材料選擇不當,很容易造成修復后輥面剝落、不耐磨等缺陷。
由于水泥行業焊接專業技術人員較少,在輥面修復過程中,往往會造成以下誤區。
誤區1:輥面堆焊修復后,硬度越高越耐磨
輥壓機主要由兩個輥子(定輥和動輥)和一套產生高壓的液壓系統所構成。從輥壓機的工作狀況可以看出,輥面的磨損類型屬于典型的高應力磨料磨損。這就要求輥面具有較高的硬度和韌性。從輥子的破壞形式來分析,選擇的堆焊材料不僅耐磨性好,而且要具備較高的韌性和抗疲勞性。目前絕大部分從事輥壓機輥面修復的單位采用高鉻鑄鐵型耐磨焊絲(焊條),一是因為高鉻鑄鐵型耐磨焊絲成本低,水泥企業容易接受,二是因為高鉻鑄鐵型耐磨焊絲硬度高,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H R C 60以上,具有良好的耐磨性能。但其結合性、抗裂性和抗疲勞性差,在輥面上堆焊一層就會出現交錯裂紋。在輥體運行過程中,由于應力的影響,很容易出現大面積剝落。同時堆焊層的交錯裂紋,易延伸至輥子母體,使輥面出現大量缺陷,直接影響輥體質量。
鄭州機械研究所以分析輥壓機輥面的磨損機理為基礎,通過大量的耐磨實驗,對材料進行深入研究及性能對比,研制生產Z D 1、Z D 2、Z D 3、Z D 310系列藥芯焊絲。Z D 1的特點是韌性好,作為止裂層焊在最下面;Z D 2強度高,可抵抗較高的拉應力和壓應力,起到很好的緩沖作用,可作為緩沖層使用;Z D 3為輥面耐磨材料,堆焊層金屬主要成分是C 、C r 、M o 、W 、V 、N i 、N b 等,堆焊后組織為馬氏體+殘余奧氏體+針狀貝氏體+少量碳化物,焊接工藝良好,抗裂性能優良,冷焊、多層焊效果好;Z D 310屬于高合金堆焊材料,耐磨性能優于Z D 3,主要作為輥面的耐磨花紋處理。使用Z D 系列藥芯焊絲堆焊修復后的輥面硬度一般在H R C 55~59,該所研制的T N 65焊條硬度高達H R C 66,但該焊條韌性不好,不宜在輥面修復中應用。在輥面修復過程中,不能盲目追求輥面硬度,否則將會造成輥面剝落。
誤區2:進口焊絲比國產焊絲好
目前國內有許多水泥企業使用進口輥壓機,如臺泥句容、江西亞東等,使用的輥壓機為德國洪堡公司原裝進口的,目前是國內最大型號,輥子最大直徑達1700m m ,輥子工作面寬度達1700m m 。按照德國洪堡公司的要求,輥面修復均使用進口焊絲,但修復后輥面質量不太好。臺泥句容水泥幾乎每月都要對輥面進行局部修復,每月要用5萬元左右的焊絲(進口焊絲價格比較貴),而且進口焊絲堆焊修復時要對輥體進行預熱。
該公司輥壓機輥面經過用進口焊絲多次堆焊修復失敗后,決定考慮使用鄭州機械研究所自行研制的Z D 系列藥芯焊絲進行補焊。2006年8月鄭州機械研究所派4名焊工用自行研制的Z D 系列藥芯焊絲及相關工藝,現場修復輥壓機動輥輥面寬度為300m m 的整個圓周,其余部分還用進口焊絲。修復后連續運轉一段時間后,用Z D 系列藥芯焊絲修復的輥面只有微量磨損,沒有出現剝落現象。而用進口焊絲同時修復的部位則出現剝落現象。下圖中右邊為Z D 系列焊絲修復的輥面,左邊為進口焊絲修復的輥面。通過對比實驗,該公司對Z D 系列焊絲有了初步認識。2006年11月,該公司把輥壓機輥套委托給鄭州機械研究所整體堆焊。堆焊后于2007年元月2號投入使用,目前已經連續使用3年多,輥面磨損均勻。目前使用進口輥壓機的水泥企業,如江西亞東、山東臨沂中聯、重慶拉法基等,均與鄭州機械研究所合作。實踐證明Z D 系列藥芯焊絲已可以完全取代進口焊絲。且價格相對進口焊絲低得多,性價比優勢顯著。
誤區3:自動焊比半自動焊效果好
目前有的公司采用自動焊接對輥面進行在線修復,焊接時用傳動裝置讓輥子轉動,焊槍在輥面正上方進行自動焊接。在線修復的輥面在修復前要用碳弧氣刨清理輥面裂紋、疲勞層等,由于輥面疲勞深度不同,清理深度也不同,輥面可能形成凸凹不平外圓面。如果輥面有局部裂紋,清理時輥面有可能產生局部凹坑。自動堆焊時焊絲與輥面之間的距離(即焊距)隨著凸凹不平的輥面而變化,焊縫不均勻,容易造成夾渣等焊接缺陷。
鄭州機械研究所在線修復時采用半自動焊接,離線修復時采用全自動焊接,離線修復按照以下工序:
1.輥子軸承及軸承座拆卸;
2.用短電弧切削專用機床對輥面殘留耐磨層及疲勞裂紋進行清理;
3.對清理后的輥子進行車加工,加工后對輥體進行超聲波探傷,確保輥體沒有內在缺陷;
4.把加工好的輥子裝在自動焊接工裝上,用天然氣對輥子進行預熱;
5.采用Z D 系列埋弧藥芯焊絲(Ф4.0)對輥面進行堆焊修復;
6.對修復好的輥子安裝軸承及軸承座。
從以上工序可以看出,通過對輥子的車加工,輥面堆焊時焊距均勻,在焊接過程中就不會產生焊接缺陷。