輥壓機已廣泛用于水泥工業(yè)的水泥及生料的粉磨，是繼窯外預(yù)分解工藝技術(shù)之后的又一重大技術(shù)進步。它的應(yīng)用，不僅降低電耗，還提高磨機產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量。但其擠壓輥輥面磨損問題常常影響正常生產(chǎn)，一直備受開發(fā)商和用戶重視。

　　擠壓輥輥面的磨損為高應(yīng)力磨損，其抗磨性能取決于輥面耐磨材料的硬度、韌性以及花紋形式。輥面的耐磨材料要求與中間層材料的相容性好，硬度高，具有良好的堆焊與補焊性能。恰當(dāng)?shù)妮伱婊y形式有助于延長輥面的使用壽命和提高擠壓效率，但會增加制造成本和維修成本。本文僅就輥壓機輥面耐磨花紋的形式及選擇進行介紹。

　　1  輥面耐磨花紋的形式

　　擠壓輥輥面有溝槽輥面和光滑輥面兩種。前者為本文討論的帶花紋的輥面，后者盡管制造成本和維修成本低卻很少被使用，其根本原因是：光滑輥面的咬合角小，擠壓后的料餅較薄，產(chǎn)量低；在喂料量不穩(wěn)定時，更易引起擠壓輥負荷超限。這也是溝槽輥面受到歡迎的原因。

　　自1985年德國洪堡（KHD）公司研制出第一臺輥壓機以來，制造商在溝槽輥面耐磨花紋（以下簡稱耐磨花紋）的形式上不斷創(chuàng)新，目前已達十余種。常見的有：與環(huán)向平行的豎條紋、與軸向平行的橫條紋、菱形加硬質(zhì)點耐磨花紋、菱形無硬質(zhì)點耐磨花紋、圓點形質(zhì)點耐磨花紋、鋸齒形耐磨花紋、“人”字形耐磨花紋、短棒狀耐磨花紋等等（圖1）。

　　2  耐磨花紋對輥子運行的影響

　　2.1  耐磨花紋的作用

　　耐磨花紋對輥壓機生產(chǎn)運行有以下幾個作用：對物料的咬合角大，可增加輥子的扒料力度，提高擠壓效率；能有效形成料餅，提高輥體耐磨性；磨損首先從花紋開始，對輥體進行有效地保護。

　　2.2  國內(nèi)輥壓機或輥子制造商對耐磨花紋的選擇

　　鄭州機械研究所認為，采用橫條紋（圖1a）具有許多顯著的優(yōu)點。首先，操作工藝簡單，人為影響因素減少；其次，用作耐磨花紋焊接的材料大都耐磨性很好，但抗裂性稍差，花紋焊層上或多或少地存在裂紋，采用橫條花紋，裂紋行走方向單一，均為橫向裂紋，裂紋止于橫條，不會延伸至輥體，花紋之間不交錯，裂紋不會相互延伸交叉，輥面應(yīng)力小，輥面運行過程中裂紋不會對輥體造成破壞，不會出現(xiàn)輥體剝落掉塊現(xiàn)象；第三，在進行局部維修中，工藝簡單，只需對磨損嚴(yán)重的花紋進行處理，而不會影響其他部位花紋的使用。采用菱形花紋，耐磨花紋相對面積增加，對耐磨性的提高有好處，存在的問題是堆焊層交錯相連，裂紋縱橫交錯，受各方向應(yīng)力影響，裂紋會延至母體，雖然這種花紋形式有好的扒料作用，形成的料餅效果好，但由于裂紋多，走向復(fù)雜，在輥壓機高應(yīng)力作用下容易出現(xiàn)剝落，局部出現(xiàn)剝落后，由于裂紋影響到輥體，且重新修復(fù)菱形條又與原先菱形條橫縱交叉，對母體影響更大。整體修復(fù)后使用，一旦出現(xiàn)剝落，就止不住，以至于一個月一修，維修量特別大。短棒狀和點狀不易形成料墊，對輥體保護不足。鋸齒狀花紋工藝復(fù)雜，對設(shè)備及人員要求很高，不利于推廣及現(xiàn)場操作[1]。

　　HFCG輥壓機耐磨花紋形式為菱形加硬質(zhì)點耐磨花紋（圖1b）。合肥院認為，輥面花紋形式對輥面耐磨壽命的影響較大。眾所周知，磨損的產(chǎn)生須同時具備兩個要素，即壓力和相對滑動。粉碎物料所需的壓力是由被粉碎物料的性能所決定，不可改變，減小物料在擠壓過程中與輥面的相對滑動，是減小磨損、延長輥面壽命的有效途徑。國內(nèi)早期使用的“人”字形花紋雖然能夠阻止物料的圓周方向滑動，但并未制約對物料在擠壓過程中的軸向滑動，尤其在擠壓物料顆粒較小如生產(chǎn)礦渣水泥時，兩“人”之間的磨損較嚴(yán)重。因此，目前在HFCG系列輥壓機輥面上廣泛采用“棱”形花紋中間加硬質(zhì)點的耐磨表面，取得了良好的使用效果，圖3為不同花紋形式的磨輥表面磨損情況；圖4為在大連華能-小野田水泥有限公司RPV100-63型輥壓機使用HFCG型耐磨輥套的情況[3] 。

　　成都利君公司的輥壓機輥面花紋則選擇了鋸齒形耐磨花紋。筆者推測這種花紋可能類似下文所要談到的貝氏體冷硬鑄鐵輥套的表面花紋。

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　　2.3  國外制造商對耐磨花紋的選擇

　　德國洪堡（KHD）公司為多特蒙德水泥廠2號輥壓機提供的輥子輥面見圖5，屬圓點形質(zhì)點耐磨花紋，由于是用硬質(zhì)合金小圓柱鑲嵌在輥面上，又稱作“柱釘裝甲”或“格子裝甲”花紋，這是2001年底正在使用的輥子。這種輥子表面柱釘間會有物料自動形成料墊，對柱釘間的耐磨層起到保護作用。這就是所謂的帶料襯的輥面。

　　從1992年該輥壓機投入運行的十年里，共更換了六副輥子。這期間共生產(chǎn)了340萬t礦渣粉。前兩副輥子采用的是硬質(zhì)表面輥套，盡管進行了中修，但實際使用壽命分別只有5900h和4250h。

　　1995年2月，靜輥換裝了新開發(fā)的柱釘裝甲，而動輥采用堆焊柱釘。這種堆焊柱釘在使用了2500h后就不得不更換，而此時柱釘裝甲的磨損量極小。在運轉(zhuǎn)了5900h后，由于輥套出現(xiàn)裂紋，所以整副輥子就提前替換了。鑒于這些試驗，第四副輥子完全采用柱釘裝甲。采用這種方案后，輥子的使用壽命達到了11000h，而且不需要中間檢修。

　　由于滾子軸承損壞，采用同樣方案的第五副輥子在僅運轉(zhuǎn)了6700h后就于1999年10月被換掉。由于表面只有輕微磨損，所以在更換了滾子軸承后，這副輥子作為備用滾子儲存起來了。第六副輥子的靜輥在使用了10600h后軸承出現(xiàn)了新的損傷，便用備用輥替換了。截至2002年5月初，動輥已經(jīng)運轉(zhuǎn)了13000h，靜輥運轉(zhuǎn)了9100h。

　　這一實例證明，柱釘裝甲與堆焊柱釘相比，前者壽命長。與前面介紹的耐磨橫條紋或菱形加硬質(zhì)點耐磨花紋相比，堆焊柱釘?shù)氖褂脡勖彩禽^短的。

　　圖6為斯威根姆水泥廠采用的克虜伯-鮑里休斯公司提供的貝氏體冷硬鑄鐵輥套的表面，通常堆焊連續(xù)的Z字形焊紋，即鋸齒形耐磨花紋。新輥子焊紋的高度取決于輥子的尺寸，一般為3mm～5mm。根據(jù)要求，原始焊紋的密度可以不同或中間可以插入焊紋。焊接焊紋由富鉻、含碳材料及其他的碳化物元件組成。這副輥子運轉(zhuǎn)了大約16200h。實現(xiàn)這種效果的先決條件是恰當(dāng)?shù)闹行薹椒?，增加維修次數(shù)就會延長使用壽命。這種輥子易遭受沖刷磨損，耐磨花紋極易被磨蝕（圖7）。

　　還有一種六方形Hexadur裝甲的典型表面（圖8），由德國魁伯恩公司制造，其在多特蒙德水泥廠1號輥壓機上使用達到了17 200 h。從圖8可以看出，該表面的特征是在整個六邊形厚度上基本是均勻磨損，六邊形柱釘間的接縫也會由物料形成防磨保護的料墊。

　　丹麥?zhǔn)访芩构驹谀湍セy上也作過大量的探索工作，從螺旋形到“人”字形，再到傾斜交叉紋理（類似菱形加硬質(zhì)點耐磨花紋）。傾斜交叉紋理是其傾斜交叉堆焊層工藝的表面特征。

　　3  結(jié)束語

　　以上說明，輥壓機擠壓輥輥面的耐磨性不僅取決于輥面耐磨材料的材質(zhì)，還受耐磨花紋形式的影響，所以國內(nèi)外制造商都在深入研究和廣泛實踐，以期獲得更加耐磨、效率更高、使用壽命更長的輥面結(jié)構(gòu)，包括耐磨花紋形式的設(shè)計與選擇。