辊压机辊面 堆焊、维护与保养

辊压机辊面堆焊、维护与保养

作者：王欣黄智泉张永生单位：郑州机械研究所辊压机自20世纪80年代中期问世以来，已广泛应用于各种粉磨作业。辊压机在水泥粉磨系统中有以下优点：降低粉磨电耗，提高磨机产量；提高水泥产品质量；噪音小。但也有其缺点，其最大的缺点是辊面磨损问题。有些厂家的辊压机运行一段时间以后，就处于经常维修状态，令厂家十分头痛。

1辊压机的运行特点

辊压机是由2个运动速度相同的辊子组成，物料由辊子上部喂料口卸下，进入辊间的逢隙中，在高压研磨力(辊间压力在5 0～300MPa之间)的作用下，物料受到挤压，受压物料变成了密实但充满裂纹的扁平料饼，使物料的易磨性得到明显改善。辊压原理如图1所示。

2辊压机辊面堆焊保养技术

目前在国内外辊压机制造中，常用的辊体材料多为Cr、w、Mo、V合金、45号钢等锻件，国外也有采用铸件的。但铸件不如锻件使用效果好。

长期以来，对辊压机辊面保养技术的研究，国内外均进行了大量的工作。其中，整体铸造式、堆焊式、硬质合金柱钉式等方法就是不同时期的研究成果。整体铸造式属于早期技术，目前已不多用；硬质合金柱钉式则因其对物料中的异物过于敏感或造价过于昂贵而难于推广使用。从对耐磨性、对工况的适应性以及使用、维护的方便性等诸多因素考虑，目前认为堆焊方法效果最好。堆焊成功的关键在于合理设计辊面的耐磨材质和花纹形式以及制定辊面局部和整体的现场修复工艺。目前国内外常用的辊面耐磨花纹形式如图2--0所示。

辊压机辊面的磨损为高应力磨损，其耐磨效果决定于辊面耐磨材料的表面硬度及韧性。

辊压机辊面修复包括局部修复和全面修复。局部修复需根据损伤深度确定修复层。修复耐磨层前应对表面水泥灰和辊面疲劳层进行清理，补焊材料应与原辊体有良好的相容性和良好的冷焊效果，同时应焊过渡层，以避免焊接应力太大，破坏原辊体。局部修复一般采用焊条或CO：气保护焊丝等进行堆焊。整体修复是指对辊体局部反复修复5～8次后，由于母体反复承受高压挤压应力作用，焊接微裂纹不断扩展，辊体会产生一定厚度的疲劳层，用碳弧气刨在磨损比较严重的辊面上刨出几道槽检查裂纹情况，会发现辊子深处有很多层状裂纹，较浅的距辊面约10 mm，较深的距辊面约20～30 mlTl，局部深达50～60 mlil，并且多数裂纹都沿辊子周向延伸。从刨掉的料块来看，下表面呈植物年轮状，一圈沿着一圈向外扩展。由此也可看出，辊子的破坏形式是高应力磨料磨损及疲劳磨损的综合表现。此时若再直接补焊，易产生层间脱落，故需对辊体疲劳层进行彻底修理后进行耐磨堆焊整体修复，同时配合适当的热处理。疲劳层的清理一般采用碳弧气刨或电熔刨，用砂轮打磨表面，用车床车圆，彻底清理可能存在的增碳层，然后采用埋弧堆焊的方法进行修复。无论局部或整体修复，辊体的圆度误差和两辊直径误差都不能太大，否则会引起辊压机水平振动和两挤压辊不均匀载荷加大。

3选择花纹不同对辊子运行的影响

对辊面进行花纹处理，有以下几个优点：增加辊子扒料力度，提高挤压效率；辊面有效形成料饼，提高辊体耐磨性；磨损首先从花纹开始，对辊体是一个有效的保护。

从我们长期的应用发现，采用横条纹具有许多显著的优点。首先，操作工艺简单，人为影响因素减少；其次，用作耐磨花纹焊接的材料大都耐磨性很好，但抗裂性稍差，花纹焊层上或多或少地存在裂纹，采用横条花纹，裂纹行走方向单一，均为横向裂纹，裂纹止于横条，不会延伸至辊体，花纹之间不交错，裂纹不会相互延伸交叉，辊面应力小，辊面运行过程裂纹不会对辊体造成破坏，不会出现辊体剥落掉块现象；同时在进行局部维修中，工艺简单，只需对磨损严重的花纹进行处理，而不会影响其他部位花纹的使用。采用菱形花纹，耐磨花纹相对面积增加，对耐磨性的提高有好处，存在的问题是堆焊层交错相连，裂纹纵横交错，受各方向应力影响，裂纹会延至母体。虽然这种花纹形式有好的扒料作

用，形成的料饼效果好，但由于裂纹多，走向复杂，在辊压机高应力作用下容易出现剥落，局部出现剥落后，由于裂纹影响到辊体，且重新修复菱形条又与原先菱形条纵横交叉，对母体影响更大，经常导致的结果是整体修复后，使用过程中一旦出现剥落，就止不住，以至于一月一修，维修量特别大。短棒状和点状不易形成料垫，对辊体保护不足；锯齿状花纹工艺复杂，对设备及人员要求很高，不利于推广及现场操作。

综合我们的实际经验及研究结果，我们认为对辊面进行横条纹处理是最简便易行的方法。

4对辊压机辊面的要求

辊压机挤压辊要求辊面有很高的硬度，一般要求HRC≥55，而且对表面裂纹的数量及分布都是有比较严格限制的，以免裂纹在高应力反复作用下扩展、连网。同时在辊体运行中，不允许出现局部或大面积剥落、掉块现象。因此，对挤压辊用堆焊材料及其工艺有很高的要求。

5堆焊修复材料的选择

根据辊压机的工况及辊面磨损情况，决定材料必须硬度、耐磨性及韧性相结合。同时硬层材料不易堆焊过厚，否则在高应力作用下易剥落。这就需要在母体与硬层之间堆焊过渡层材料，在辊体径向形成硬度递增的梯度，提高辊体堆焊层的结合。

在辊压机技术的引进和国产化过程中，郑州机械研究所与专业制造辊压机的企业——洛阳矿山机器厂合作，经过分析辊压机辊面的磨损机理，通过大量的耐磨实验，对材料进行深人研究及I生能对比，研制生产出了ZD系列埋弧堆焊药芯焊丝、C02气保护药芯焊丝及焊条。

目前我们采用一ZD系列埋弧焊丝对辊子进行新辊制造及旧辊再生性堆焊修复，采用ZD系列C02气保护焊丝或焊条进行现场局部辊体的维修。良好的材料性能配合适宜的焊接工艺，取得了良好的效果。一Z1-)1韧性好，作为止裂层，堆焊在最底层，与母材相连；ZD2强度高，可抵抗较高的拉应力和压应力，起到很好的缓冲作用，作为缓冲层材料，堆焊在ZDl上面；ZD3为辊面堆焊材料，焊接工艺良好，抗裂性优良，同时也具有良好的抗磨损性能，堆焊层硬度大于HRC55，辊面保证不裂，该材料具有了耐磨性及良好韧性的有效结合，非常适于辊压机高应力工况，7I)3 10属于高合金堆焊材料，耐磨性能优异，作为花纹堆焊材料，HRC硬度在57～62之间，花纹上面会出现少量细小裂纹，但由于ZD3良