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ZD系列藥芯焊絲在進(jìn)口輥壓機(jī)輥面 離線修復(fù)中的成功應(yīng)用

鄭州機(jī)械研究所 王欣 李軍偉 尼軍杰 · 2015-06-12 11:13

  一、概述

  句容臺(tái)泥水泥有限公司生產(chǎn)線采用國際最先進(jìn)的新型干法窯外分解技術(shù)。水泥粉磨系統(tǒng)采用德國KHD(洪堡)公司生產(chǎn)、目前亞洲最大的RP-Z170/180輥壓機(jī),配套國產(chǎn)Φ4.2m×13m球磨機(jī)+SKS3250高效選粉機(jī),組成聯(lián)合粉磨工藝。2004年8月1日正式投產(chǎn),運(yùn)行初期產(chǎn)能效果顯著,但使用2個(gè)月后,輥壓機(jī)輥面磨損剝落嚴(yán)重,產(chǎn)量急速下降,還由此引發(fā)一系列重大設(shè)備故障。針對(duì)輥壓機(jī)輥面磨損問題,曾嘗試多種修復(fù)方案,由南方多家公司采用進(jìn)口焊絲修復(fù)試驗(yàn),均告失敗。直至2006年8月與鄭州機(jī)械研究所合作,終于解決這一難題。

  二、輥面磨損原因及焊材選擇

  在南方某公司A和公司B修復(fù)輥壓機(jī)輥面均告失敗后,為了解決輥壓機(jī)輥面剝落、磨損問題,句容臺(tái)泥水泥有限公司與鄭州機(jī)械研究所合作共同分析輥面磨損機(jī)理。輥壓機(jī)是由兩個(gè)速度相同、相對(duì)運(yùn)動(dòng)的輥?zhàn)咏M成,物料在兩個(gè)輥?zhàn)又g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高應(yīng)力磨料磨損。特別是輥壓機(jī)輥?zhàn)又睆竭_(dá)1700mm,輥面線速度較快(輥面速度:1.8m/s),物料對(duì)輥面的沖擊、磨損更大,物料循環(huán)通過量也比較大(1300t/h)的情況下,要求輥面既有較高的硬度,以保證耐磨性,又要一定的韌性,以滿足輥面抗剝落性、抗疲勞性。要達(dá)到以上要求,就要求堆焊輥面的焊絲材質(zhì)必須具備良好的抗剝落能力、較高的硬度和韌性。

  在以往的輥面修復(fù)過程中,采用進(jìn)口NiCrMo22作為過渡層打底層,HARDFACE 167NB-O作為耐磨層,F(xiàn)LUXOFIL 56S焊接邊角,F(xiàn)LUXOFIL 66作為堆焊耐磨橫條。該橫條與耐磨層結(jié)合力、抗裂性很差,使用一個(gè)月橫條大面積脫落,輥面經(jīng)多次焊接后大量橫向交錯(cuò)微裂紋向輥套內(nèi)部延展,又降低了輥套壽命,由此形成惡性循環(huán),多次修復(fù)后造成輥套開裂報(bào)廢。

  輥壓機(jī)輥面經(jīng)過進(jìn)口焊絲多次堆焊修復(fù)失敗后,決定考慮使用鄭州機(jī)械研究所自行研制生產(chǎn)的ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列CO2氣體保護(hù)藥芯焊絲。為了驗(yàn)證ZD系列CO2氣體保護(hù)藥芯焊絲的優(yōu)越性,2006年8月鄭州機(jī)械研究所用自行研制生產(chǎn)的ZD系列藥芯焊絲及相關(guān)工藝,修復(fù)輥壓機(jī)動(dòng)輥輥面磨損比較嚴(yán)重的部位(如圖1),即寬度為300mm的整個(gè)圓周。輥面其余部位還使用進(jìn)口焊絲堆焊。采用半自動(dòng)堆焊輥面,焊前不需對(duì)輥面進(jìn)行預(yù)熱,堆焊工藝比較簡單,而進(jìn)口焊絲要求輥面預(yù)熱到150℃以上,現(xiàn)場施工比較麻煩。

  輥壓機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)多月后,用ZD系列CO2氣體保護(hù)藥芯焊絲修復(fù)的輥面只有微量磨損,沒有出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。而用進(jìn)口焊絲同時(shí)修復(fù)的部位則出現(xiàn)剝落現(xiàn)象(如圖2,圖中右邊為ZD系列焊絲修復(fù)的輥面,左邊為進(jìn)口焊絲修復(fù)的輥面)。運(yùn)行四個(gè)月后,輥面磨損均勻,橫條高度還有3mm左右。

 三、新輥套堆焊

  有了此次成功合作經(jīng)驗(yàn),臺(tái)泥(句容)水泥有限公司對(duì)鄭州機(jī)械研究所研制的ZD系列藥芯焊絲有了初步了解。為了進(jìn)一步了解ZD系列藥芯焊絲的優(yōu)越性,2006年11月,臺(tái)泥(句容)水泥有限公司再次委托鄭州機(jī)械研究所對(duì)輥壓機(jī)動(dòng)輥輥套整體堆焊。由于動(dòng)輥輥套是德國KHD(洪堡)公司提供給臺(tái)泥(句容)水泥有限公司的,輥體的堆焊原計(jì)劃采用洪堡公司提供的焊絲,在德國焊接專家指導(dǎo)下堆焊。如果委托給鄭州機(jī)械研究所,必須征求德國KHD(洪堡)公司的意見。為此,德國焊接專家專程到鄭州機(jī)械研究所考察堆焊車間,對(duì)鄭州機(jī)械研究所的技術(shù)優(yōu)勢、堆焊工藝、堆焊設(shè)備的配置等條件非常滿意,完全符合洪堡公司的堆焊要求。在輥?zhàn)佣押钙陂g,德國焊接專家與鄭州機(jī)械研究所有關(guān)技術(shù)人員一起交流,全程跟蹤堆焊工藝及焊接材料的使用,對(duì)鄭州機(jī)械研究所自行研制生產(chǎn)的ZD系列藥芯焊絲及相關(guān)工藝,非常認(rèn)可。

  四、輥套堆焊工藝

  句容臺(tái)泥水泥有限公司輥壓機(jī)原裝輥套材質(zhì)不詳,此前定輥、動(dòng)輥輥套在堆焊過程中各有一次軸向水平裂紋貫穿而報(bào)廢先例。對(duì)于本次輥套整體焊接,鄭州機(jī)械研究所首先分析化驗(yàn)輥套母材材質(zhì),制定了詳盡的施工方案,確保取得最好的焊接效果。具體焊接工藝如下:

  1、把輥?zhàn)臃旁谧詣?dòng)轉(zhuǎn)臺(tái),用超聲波探傷儀對(duì)輥軸及輥套進(jìn)行超聲波探傷(如圖3),確認(rèn)合格后,把輥?zhàn)宇A(yù)熱到一定溫度,待焊。

  2、用ZD1埋弧藥芯焊絲(Φ4.0)打底堆焊止裂層。

  3、再用ZD2埋弧藥芯焊絲(Φ4.0)堆焊過渡層。

  4、再用ZD3埋弧藥芯焊絲(Φ4.0)堆焊耐磨層。

  5、最后用ZD310藥芯焊絲(Φ1.6)堆焊耐磨橫條。(如圖4)。

  五、使用效果

  整體堆焊后的動(dòng)輥于2007年元月1號(hào)安裝完畢,元月2號(hào)投入使用。運(yùn)行半年后輥面磨損輕微,而且比較均勻,沒有出現(xiàn)進(jìn)口輥壓機(jī)輥面剝落現(xiàn)象(如圖5)。

  該輥?zhàn)舆\(yùn)行至2008年4月份,輥面依然完好,而定輥(原裝進(jìn)口)磨損的不能使用,于2008年4月17號(hào)更換定輥(如圖6)。更換后兩只輥?zhàn)油瑫r(shí)運(yùn)行,運(yùn)行到2010年2月28號(hào),停機(jī)觀察輥面磨損情況,發(fā)現(xiàn)動(dòng)輥磨損輕微,如果物料中沒有耐熱鋼等對(duì)輥面造成局部劃痕,輥面使用效果非常好(如圖6),而比動(dòng)輥晚安裝將近一年半的定輥(原裝進(jìn)口)磨損比較嚴(yán)重(如圖7)。

 六、結(jié)語

  雖然德國洪堡公司原裝進(jìn)口的定輥比用ZD系列藥芯焊絲堆焊的動(dòng)輥晚用一年多(動(dòng)輥于2007年1月1號(hào)安裝,而定輥于2008年4月17號(hào)安裝),從實(shí)際運(yùn)行效果可以看出,動(dòng)輥磨損程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于定輥。用ZD系列藥芯焊絲堆焊的動(dòng)輥已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行3年多,輥面還基本完好,大大超出當(dāng)時(shí)質(zhì)保時(shí)間8000小時(shí),既為句容臺(tái)泥水泥有限公司帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益,又為鄭州機(jī)械研究所帶來良好的口碑。自從該公司輥壓機(jī)輥面使用效果良好,國內(nèi)其他使用洪堡公司輥壓機(jī)的水泥企業(yè),比如亞東水泥、龍巖三德等均把輥壓機(jī)輥?zhàn)游薪o鄭州機(jī)械研究所修復(fù),使用效果非常好。而且ZD系列藥芯焊絲,在線修復(fù)工藝簡單可行,焊前不用預(yù)熱輥體。而進(jìn)口焊絲要求輥體堆焊前預(yù)熱到175±25℃,工藝復(fù)雜,施工現(xiàn)場很難達(dá)到這種要求,特別是在冬季。而且價(jià)格昂貴,使用效果不理想。ZD系列藥芯焊絲在RP-Z170/180輥壓機(jī)上的成功應(yīng)用意義重大,解決了大型輥壓機(jī)輥面易剝落、耐磨性差的難題,為國內(nèi)同樣使用德國KHD(洪堡)公司輥壓機(jī)的水泥企業(yè)提供了修復(fù)經(jīng)驗(yàn)。生產(chǎn)修復(fù)次數(shù)的減少將大幅提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率,減少維修成本,更為凸現(xiàn)輥壓機(jī)在粉磨領(lǐng)域節(jié)能低耗的優(yōu)勢。

編輯:陳宗勤

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2024-11-27 13:11:48