冀東水泥灤縣有限責(zé)任公司目前擁有日產(chǎn)4000噸熟料生產(chǎn)線二條，每條生產(chǎn)線配備兩臺(tái)生料立磨，一線立磨是由日本宇部（UBE）公司和西德萊歇公司通過(guò)技術(shù)合作而制造的宇部萊歇磨，即UM46-4型立磨;二線立磨是由河北冀東水泥集團(tuán)裝備研發(fā)中心研發(fā)，盾石機(jī)械制造有限責(zé)任公司制造的JLM3-46.4立式磨機(jī)。

  本文主要就生料立磨輥套炸裂的原因及預(yù)防措施，和大家進(jìn)行一下討論。

  筆者公司生料立磨所使用輥套全部為錐型輥套每個(gè)磨4只，輥套炸裂多發(fā)于建廠初期和輥套磨損至大頭總厚度的53%以后，輥套材質(zhì)全部為Cr20Mo2Ni1，磨輥中徑全部為1450mm，配套使用的磨盤(pán)直徑全部為4600mm。一線UM46-4磨輥套大頭厚度為178mm，小頭厚度為63mm，輥重5.45噸， 磨盤(pán)轉(zhuǎn)速26.86r/min。二線JLM3-46.4磨輥套大頭厚度為246mm，小頭厚度為147mm，輥重8.42噸，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速26.78r/min。目前一線、二線的輥套損耗量分別為，4g/t和3.5g/t。

  入磨物料配比如下：

      物料混樣易磨性為15.65kW/t。

  筆者公司一線、二線生料立磨80微米細(xì)度控制在17%時(shí)的臺(tái)時(shí)分別為440t/h、515t/h，電耗為21.5kwh/t、20.8kwh/t。

  磨輥炸裂原因分析與預(yù)防措施如下：

  1、升降溫過(guò)程中步進(jìn)過(guò)快炸裂。磨輥內(nèi)外溫度急劇上升或下降，造成磨輥輥套急劇膨脹或收縮，熱應(yīng)力過(guò)大造成輥套炸裂，材質(zhì)密度與磨損不均時(shí)更加容易造成多個(gè)輥套同時(shí)炸裂的情況發(fā)生。升溫造成的炸裂，運(yùn)轉(zhuǎn)后也不容易被發(fā)現(xiàn)，但由于輥套已經(jīng)炸裂裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)大是必然的，所以輥套必定會(huì)與輥軸發(fā)生相對(duì)異常的滑動(dòng)，最后磨盤(pán)、磨輥和磨輥軸這三者之間就會(huì)產(chǎn)生輕微異振，還有就是磨輥回油溫度也會(huì)有一定程度的上升。降溫造成炸裂時(shí)，一般炸縫不會(huì)超過(guò)2mm，且炸縫寬幅不會(huì)超過(guò)30mm，發(fā)現(xiàn)與判斷都比較直觀。以上情況的發(fā)生主要是由于，磨機(jī)在開(kāi)停機(jī)前后磨機(jī)出入口風(fēng)溫調(diào)節(jié)過(guò)快或現(xiàn)場(chǎng)人員急于進(jìn)入磨內(nèi)所造成的。

  預(yù)防措施為強(qiáng)化操作把握好步進(jìn)時(shí)間，升降溫一般以出口溫度80℃為基準(zhǔn)，夏季升降溫每分鐘步進(jìn)0.4-0.6℃最為適宜，由于夏季環(huán)境溫度相對(duì)較高，50℃以下就可以進(jìn)入磨內(nèi)了，升溫到80℃以上就可以開(kāi)機(jī)了，過(guò)程用時(shí)大約1小時(shí)。冬季升降溫每分鐘步進(jìn)不能大于0.5℃，由于冬季環(huán)境溫度低，磨輥外表溫度雖然已經(jīng)降低，但磨輥內(nèi)部溫度并沒(méi)有下降至測(cè)點(diǎn)溫度，所以出口20℃以下才可以進(jìn)入磨內(nèi)了，升溫80℃以上才可以開(kāi)機(jī)，過(guò)程用時(shí)大約1.5-2小時(shí)左右，必要時(shí)可增加保溫時(shí)間。盡量在立磨觀察門(mén)處加裝一個(gè)10mm以上厚門(mén)簾，在進(jìn)入磨內(nèi)時(shí)減少冷風(fēng)的摻入。開(kāi)停磨前后需要認(rèn)真確認(rèn)各噴水泵閥門(mén)的有效性，是否向磨內(nèi)漏水，噴水管道上必需設(shè)置放水閥門(mén)且能夠適時(shí)開(kāi)啟。

  2、磨內(nèi)進(jìn)入異物碾壓炸裂。當(dāng)硬度較大的金屬材質(zhì)東西進(jìn)入磨內(nèi)或磨內(nèi)部件脫落，到達(dá)磨輥剪切面前的厚度大于料層厚度時(shí)，就有可能把輥套擱炸。還有一種比較難發(fā)現(xiàn)的碾壓炸裂，就是金屬進(jìn)入磨內(nèi)經(jīng)過(guò)碾壓后并沒(méi)有及時(shí)排出，而是卡在了擋料圈內(nèi)圈或基座上，如果進(jìn)磨檢查沒(méi)有能夠及時(shí)清除的話這種情況就相當(dāng)危險(xiǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磨機(jī)會(huì)存在周期性異常振動(dòng)，最后磨輥各種應(yīng)力疊加后大于了它能承受的機(jī)械應(yīng)力，輥套就會(huì)炸裂。其次還有一種碾壓炸裂就是粉磨物料顆粒過(guò)大造成的，當(dāng)物料直徑大于磨輥中徑5.51%的物料在20%以上時(shí)，粉磨效率大幅下降的同時(shí)磨機(jī)還會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)，周而復(fù)始造成輥套炸裂。這種擱炸的輥套除了物料原因以外，炸裂的磨輥大頭上都會(huì)有明顯的掉角或擦痕，且傷痕較新。

  預(yù)防措施主要是維護(hù)完善金屬探測(cè)儀與除鐵設(shè)備。目前生產(chǎn)的金屬探測(cè)儀已經(jīng)完全能夠勝任探測(cè)工作了，但由于存在一些誤報(bào)警問(wèn)題，可能人為的就會(huì)把精度調(diào)低最后造成失效。除鐵器的安裝高度一般都存在問(wèn)題，往往都會(huì)高于說(shuō)明書(shū)上的80-120mm，就算高度能夠達(dá)到也會(huì)有因皮帶料厚問(wèn)題造成作用不佳的現(xiàn)象發(fā)生，所以盡量安裝自卸式除鐵器在運(yùn)料皮帶的機(jī)頭，并且平行于物料的落料軌跡，這樣就解決了除鐵距離問(wèn)題了。有一種方法在阻止大塊進(jìn)入磨內(nèi)的同時(shí)也可以清除部分鐵塊，方法就是縮小下料口600mm見(jiàn)方以后再在物料落料軌跡至漏子殼體200-300mm處加裝一個(gè)80mm以上槽鋼，由于金屬密度較大會(huì)有一部分停留在用來(lái)縮口的臺(tái)口上，大塊物料會(huì)卡在安裝的槽鋼上。對(duì)于擋料圈或基座卡金屬的問(wèn)題，就必需增強(qiáng)崗位的認(rèn)識(shí)程度了，其次就是可以在擋料圈基座上設(shè)計(jì)相應(yīng)的導(dǎo)角以防卡鐵。

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  3、安裝維護(hù)不當(dāng)、磨況不穩(wěn)炸裂。這種炸裂情況主要出現(xiàn)在輥套的初始安裝、一次復(fù)緊、二次復(fù)緊和實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，其次就是磨輥軸承損壞輥套無(wú)法進(jìn)行摩擦旋轉(zhuǎn)而炸裂的，不過(guò)這種情況非常少。由于輥套與輥軸（輪轂）是間隙配合，但有時(shí)候?qū)σb配的磨輥輥套進(jìn)行加熱出發(fā)點(diǎn)是有助于快速安裝，往往加熱溫度過(guò)高（80℃以上）后，輥套與輥軸就會(huì)存在較大的溫差，最后造成應(yīng)力釋放輥套炸裂。安裝完輥套緊固T型螺栓時(shí)需要緊固力矩均勻，不管是運(yùn)行8小時(shí)以后第一次復(fù)緊還是運(yùn)行24小時(shí)以后的二次復(fù)緊，如果緊固力矩不均都會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后造成應(yīng)力過(guò)于集中炸裂。如果更換新輥套后未及時(shí)對(duì)機(jī)械定位鎖和擋料圈等進(jìn)行調(diào)整的話，輥套也會(huì)因撞擊定位鎖和料層不穩(wěn)振動(dòng)而炸裂。

  預(yù)防措施主要是規(guī)范流程。安裝輥套時(shí)不要用加熱法進(jìn)行安裝，控制好安裝精度就可以了。復(fù)緊輥套時(shí)盡量使用力矩扳手緊固每個(gè)螺栓至說(shuō)明書(shū)中的1800Nm，此時(shí)需要注意的是每個(gè)螺絲桿上的墊片是不是蝶形彈簧，蝶形彈簧墊片有助于T型螺栓的拉緊。如果單獨(dú)更換一個(gè)磨輥的輥套擋料圈基本上不用進(jìn)行調(diào)整，只要對(duì)定位鎖位置進(jìn)行調(diào)整就可以了，但如果更換兩個(gè)或以上的磨輥就需要同時(shí)調(diào)整擋料圈和各輥的定位鎖了，擋料圈的調(diào)節(jié)范圍需要視粉磨的物料顆粒與易磨性而定。它的高度沒(méi)有一個(gè)百分百準(zhǔn)確的公式，基本上和調(diào)節(jié)窯火嘴的性質(zhì)差不多，這個(gè)高度調(diào)節(jié)的依據(jù)我個(gè)人認(rèn)為就是作出臺(tái)時(shí)、電耗和殼體振動(dòng)的分布趨勢(shì)圖，以電耗為中心線，找到電耗最低振動(dòng)最小的那個(gè)數(shù)值就可以了，不要一味的追求臺(tái)時(shí)。定位鎖的調(diào)節(jié)必需要及時(shí)，它是用機(jī)械限位調(diào)節(jié)磨輥與磨盤(pán)的間隙的，所以間隙大了當(dāng)出口溫度升高料層變薄時(shí)就會(huì)有撞擊現(xiàn)象出現(xiàn)，當(dāng)間隙調(diào)整過(guò)小時(shí)就會(huì)出現(xiàn)磨輥磨盤(pán)相撞的情況。這個(gè)間隙最好控制在15±3mm之間，盡量低但還不能接觸到磨盤(pán)，所以輥定位鎖調(diào)節(jié)完畢之后好把輥降至下降頂在定位鎖上，打開(kāi)磨盤(pán)慢轉(zhuǎn)看有沒(méi)有磨輥磨盤(pán)相撞的地方，如果有要以磨盤(pán)最高點(diǎn)為基準(zhǔn)再次進(jìn)行調(diào)節(jié)。日常維護(hù)中還需要定期檢查液壓系統(tǒng)，如液壓泵的加壓卸壓頻率、氮?dú)饽覊毫?、升降輥時(shí)間等。如果液壓泵加載過(guò)于頻率，說(shuō)明磨況也不會(huì)穩(wěn)到哪里去，不是泵的哪個(gè)換向閥有問(wèn)題了、先導(dǎo)閥線圈得電異常了、氮?dú)饽矣袉?wèn)題了就是擋料圈高度調(diào)節(jié)錯(cuò)了。氮?dú)饽覊毫梢猿渲烈簤焊追答亯毫χ凶罡邏毫Φ?5%與反饋壓力中最低壓力的20%之和。

  4、質(zhì)量問(wèn)題造成炸裂。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的炸裂主要由三個(gè)主要原因引起，材質(zhì)選擇不當(dāng)、鑄造過(guò)程缺陷和成品尺寸偏差等。輥套的主要化學(xué)成份有，Cr-20%、C-2.5%、Mo-1.6%、Mn-1%、Ni-1%、Si-1%等如果元素選擇過(guò)量或不足就會(huì)使輥套壽命大相徑庭。鑄造過(guò)程主要分這幾步，根據(jù)客戶(hù)圖紙制作模型、確定輥套澆鑄元素、熔煉澆鑄、落砂、整體探傷、正火、回火、車(chē)床加工、超聲波探傷、最后形成成品，這個(gè)過(guò)程是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)。成品出廠時(shí)一般對(duì)內(nèi)徑的安裝接觸面檢驗(yàn)的非常嚴(yán)格，但對(duì)外部磨損面的檢驗(yàn)就相對(duì)簡(jiǎn)單多了，驗(yàn)貨也只是選擇4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行一下測(cè)量，我見(jiàn)到過(guò)一個(gè)厚度相差20mm的輥套，這樣的輥套安裝后會(huì)引起振動(dòng)致使其它部件一起損壞。

  輥套選型中的一些想法。由于此輥套鑄造后不需要再進(jìn)行堆焊就可以使用了，所以和20SiMn 、20MnSi的鑄造還是有較大區(qū)別的。其元素選擇主要是加C量的比例，Si、Mn之和、Cu+Ni之和及有害元素P 、S 的含量，從源頭上控制掉塊和斷裂的因素，這個(gè)比例如果得到優(yōu)化整個(gè)輥套的硬度及韌性都會(huì)得到提升，硬度一般控制在HRC58-62，過(guò)高也會(huì)造成輥套炸裂。鑄造過(guò)程中客戶(hù)給出的圖紙，有時(shí)是經(jīng)過(guò)改良的，如加大了輥套的內(nèi)腔、加厚了輥套厚度等，這時(shí)需要注意的是內(nèi)腔是否過(guò)大，過(guò)大會(huì)造成機(jī)械變形和開(kāi)裂，加厚后輥軸與磨盤(pán)夾角改變后磨盤(pán)與磨輥的粉磨區(qū)會(huì)變小得不償失。澆鑄時(shí)基本上都是采用高溫出爐，低溫澆注的方法。因?yàn)樵谠黾酉⊥恋耐瑫r(shí)提高出爐溫度也可以有利于夾雜物的徹底熔化、熔渣上浮，便于清渣和除氣，減少夾渣和氣孔缺陷；采用較低的澆注溫度，則有利于降低金屬液中的氣體溶解度、液態(tài)收縮量和高溫金屬液對(duì)型腔表面的烘烤，避免產(chǎn)生氣孔、粘砂和縮孔等缺陷。正火、回火過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)是鑄件的淬透性，可以采取雙重回火取得高淬透率。如果局部淬透性較低，鑄件的韌性、硬度、壽命都會(huì)大打折扣。輥套內(nèi)外圓不同心的問(wèn)題出現(xiàn)相對(duì)較少，但也是客觀存在的，對(duì)于這種問(wèn)題盡量控制在5-8mm以?xún)?nèi)，它引起的振動(dòng)很難修正。

  結(jié)論：每個(gè)輥套的炸裂都是有其獨(dú)特的原因的，其中本人比較反感的原因是磨損至后期自然炸裂，這是不太科學(xué)的。只要我們從源頭把控好輥套的制作、使用、維護(hù)中的每個(gè)細(xì)節(jié)，輥套突然炸裂基本不會(huì)出現(xiàn)。同一種磨型的輥套使用壽命，間接的體現(xiàn)了磨機(jī)工藝調(diào)節(jié)的水平。