关于水泥厂辊压机辊面的耐磨堆焊修复研究

2019.24科学技术创新关于水泥厂辊压机辊面的耐磨堆焊修复研究

左天龙

（永城煤电集团汇龙水泥有限公司，河南商丘476600）

辊压机，又名挤压磨、辊压磨，是国际80年代中期发展起来的新型水泥节能粉磨设备，具有替代能耗高、效率低球磨机预粉磨系统，并且降低钢材消耗及噪声的功能，适用于新厂建设，也可用于老厂技术改造。

1水泥厂辊压机辊面耐磨堆焊修复应用的重要性

辊压机的主要应用效果，是可以与球磨机配套，

大大降低水泥厂进行生产的电能消耗，提高磨机的生产数量。运用辊压机，

水泥厂可以进行破碎生料和熟料的生产工作，发挥出磨机的整体运行

效能。但是，在机器运行的过程当中，

辊子的磨损问题，一直严重影响着设备的正常运转，影响磨机的优势发挥。解决这个问题，

是水泥厂辊压机设备升级与管理过程当中的重要问题之一。本研究主要基于郑州水泥厂购置的海安建材机械厂生产的HFM411000-300辊压机，针对其耐磨堆焊材料和焊接工艺的应用，

对水泥厂辊压机辊子的修复堆焊技术进行系统分析[1]。

2水泥厂辊压机辊面面临的设备问题

辊压机作为一种主要的磨消材料，可以应对高耗能的磨削损

耗，辊子对物料产生的挤压力，在短时间内可以达到3000kn ，这就

保障进入到辊压机当中的物料，可以在短时间内被磨消，

，避免长时间的磨削，对物料的物理性能与化学性能造成负面的影响。物料进入到辊子之后，由于表面性质的不同，可能会在辊子表面发生一些少许的滑动。尤其是，一些表面带有颗粒性物质的材料，在进入

到辊压机辊面之后，会形成一种比较强烈的坑压作用，

导致物料颗粒从材料当中挤出，发生塑性变形。这些物质在发生变形之后，

由于不规则的破碎，形成应力松弛，对辊压机的辊面形成了磨削伤

害。当物料在辊面形成多次变化，

硬度达到一定标准之后，就会形成一种扁平状磨削脱落现象，这种现象会导致辊压机的辊面受到

不正常的磨损，在应力疲劳强度过高的作用下，

对辊压机的辊面造成伤害。

从上述分析可以看出，辊压机辊面的磨损，

属于在高耗能材料的多次磨损下，发生的一种塑性磨损和韧性磨损，这种磨损是在长期的低周疲劳情况下发生的，因而，这种磨损具有一定的物理强度，处理起来难度比较高，同时，这种磨损是在多次循环之后造成

的，因而，对单次循环的损耗分析，

很难进行精确的参数把握。3耐磨堆焊技术在辊压机辊面修复中的应用

郑州水泥厂采用的HFM413000/100号水泥辊压机，

主要是用于破碎石灰石。这种型号的辊压机在出厂之前，

已经堆焊了一层耐磨材料。通常，设备在运行6个月之后，辊面的硬面层会出现一些

斑驳的脱落现象，运行9个月之后，斑驳现象扩大，会出现大面积的硬性材料脱落现象，从而导致物料破碎的有效性下降，影响石灰石

破碎的产量，最终影响水泥厂的生产质量。针对这种现象，

郑州市水泥厂采用了堆焊修复技术，对辊压机表面的硬面层进行修复。

3.1充分的数据采集与分析

3.1.1初期修复技术

辊压机辊面硬面层大面积脱落之后，郑州水泥厂初期，采用了

耐磨焊条补焊技术，来对硬面层进行修复，

但是，在补焊之后，辊压机运行15天，又开始出现了小面积的剥落现象，20天之后，

发展为二次大面积脱落，修补的效果很不理想。由于掉落的速度比较快，

技术人员不得不每个月，都要进行一次辊面补焊施工，

这不仅会导致整个辊压机的停车作业，影响工厂的生产效率提升，

也消耗了大量的人力、物力和财力，造成修复工作的效益下降。技术人员针对

这种现象，进行了相关的技术原因分析。通过研究发现，

造成这种现象，主要是由于堆焊硬层的硬度，

与辊压机硬面层的塑性、韧性无法匹配，长期的磨压作用，导致辊压机辊面已经由于低周疲劳现象的存在，无法与堆焊硬层的硬度相匹配。这种直接的堆焊条焊接

技术，会造成辊压机辊面，迅速的产生裂纹，

并在短时间内，受到挤压作用的情况下，导致裂纹扩大，

从而造成裂缝扩大，硬面层有时甚至从辊压机辊面上直接剥落下来。而且，

这些硬面材料在破碎的过程当中，还会对堆焊层造成二次伤害，

甚至影响辊体母材。如果长时间使用这种技术，对辊压机的辊明进行修补，

很可能造成整体辊机报废，郑州水泥厂历史上，曾发生过两次这样的现象。

3.1.2气刨检验技术的应用技术人员用气刨工具，在辊压机表面开了几道槽，检查裂纹情况，结果发现，辊压机辊面深处，有多处超过十毫米的深度较深的裂纹，这些裂纹呈横向分布，并向辊子周围绵延不断。这种裂纹的产

生，就是由于这种直接的堆焊技术应用，

导致设备的硬度与堆焊表面材质的硬度不匹配。在疲劳磨损的作用下，硬面材料表面的裂

纹，逐渐向锟压机辊面的深处进行扩散，

形成了对辊压机表面的二次伤害。针对这种现象，技术人员选用了高韧性、

高耐磨性的新型高强度材料，对辊压机辊面进行修补[2]。

3.2研制新型焊接材料

技术人员结合了以往修复过程当中的失败经验，成功自制了ZD3型号的耐磨堆焊焊条和焊丝，这种材料相对于传统的焊接材料相比，主要有以下几方面的优势：

3.2.1传统的辊面修复焊条，多为铸铁形耐磨堆焊焊条，

由马氏体———残余奥氏体———碳化物等成分组成。新型焊条在成分上具有更高的韧性和塑性。同时，抗磨耐磨程度与传统的材料相比毫不逊色，甚至更为卓越。

3.2.2对于抗低周疲劳磨损材料来说，这种新型材料物理性能更佳，不易产生裂纹，也不易发生剥离。

3.2.3技术人员主要采用手工焊和埋弧自动焊的方式，对这种

新型ZD3型耐磨堆焊焊条和焊丝，进行焊接处理。

这种焊条相对于传统的辊压机辊面焊接来说，

是一种专门研制的焊接材摘要：辊子的磨损问题是影响空辊机正常运行的重要问题之一。基于此，

主要分析了水泥厂辊压机辊面的耐磨堆焊修复技术应用重要性。其次分析水泥厂辊压机辊面面临的设备问题，

最后针对这些问题，分析应用耐磨堆焊技术对水泥厂辊压机辊面进行维修的有效对策。

关键词：水泥厂；辊压机辊面；耐磨堆焊修复中图分类号:TG455文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)24-0167-02（转下页）167--