立磨磨辊堆焊中的应用

  一、前言

  随着立磨在水泥行业的推广应用，对磨辊和磨盘的耐磨性提出了越来越高的要求。目前国内部分使用的是进口的立磨磨机，如德国的莱歇公司、伯力鸠斯公司、非凡公司、丹麦史密斯、日本宇部公司、神户制钢等，一部分则使用的是国产立磨磨机，如中信重工机械股份有限公司、成都建筑材料工业设计研究院、天津水泥工业设计研究院、沈阳重型机械公司等。立磨磨辊由于其恶劣的工作条件造成辊面磨损严重，因此，在制造磨机时，立磨磨辊辊套及磨盘衬板一般采用整体耐磨合金铸造（高铬铸铁或镍硬铸铁）或复合耐磨堆焊的方法制造，以期提高辊体及磨盘的耐磨性和使用寿命。由于整体铸造的磨辊存在辊体本身脆性大，堆焊修复比较困难等缺点，国内外多家公司在制造大型立磨磨辊及磨盘时已开始倾向于采用复合耐磨堆焊的方法，即：辊体基体采用韧性良好的低碳钢和低合金钢，表面堆焊耐磨材料进行有效防护。这样既可以保证工件表面具有优良的耐磨性，又可使辊体具有良好的综合机械性能，不存在开裂或断裂的危险。另外，这种钢机体的工件可进行多次堆焊，大大减少设备的备件成本。因此，复合耐磨堆焊是目前的一种发展趋势。

  二、磨辊常用焊接材料类型及特点

  在立磨磨辊堆焊工程中，焊丝的质量决定了堆焊后磨辊的使用寿命。目前用于立磨堆焊的焊丝均为高铬合金铸铁类药芯焊丝，根据不同工况的要求，以及对耐磨性的不同要求，高铬合金铸铁类药芯焊丝的合金类型主要有三种，见表一所示。1＃号为普通高铬铸铁类型，用于工况较好，磨损不是特别严重的场合；2＃为高铌高铬铸铁类型，用于工况较恶劣、磨损较严重的场合；3＃为复合型多元合金高铬铸铁类型，用于工况较恶劣、磨损较严重的场合；

  表一   立磨用药芯焊丝合金类型

  三、ZD-O系列药芯焊丝的堆焊应用

  郑州机械研究所是国内耐磨堆焊专家，在辊压机辊子堆焊、修复方面始终领先于同行。国内生产辊压机的企业，如中信重工、天津院、成都院、江苏海建等，生产的辊压机辊子要么使用郑州机械研究所研制的药芯焊丝自行堆焊，要么直接委托郑州机械研究所堆焊。使用辊压机的水泥企业，绝大部分也把辊压机辊子修复委托给郑州机械研究所。由于辊压机辊子堆焊后使用效果良好，质量稳定，深得广大客户的信任，有些水泥企业使用的立磨也准备让郑州机械研究所堆焊。郑州机械研究所的优势是焊丝的研发，除了研制的ZD系列药芯焊丝在辊压机辊面堆焊中取得成功外，经过多年科研努力，研制的ZD-O系列磨辊堆焊材料，成功取代进口焊丝，应用于中信重工机械股份有限公司（原洛矿）开发的LGM5024原料立磨磨辊堆焊中。虽然焊接材料优势明显，但郑州机械研究所生产车间不是太大，辊压机辊子就把车间占满了。由于车间受限，本来不打算堆焊立磨磨辊的，在许多水泥企业要求之下，郑州机械研究所堆焊了几家水泥企业的立磨磨辊，河南豫龙同力的PLYS57/28立磨磨辊新辊制造及离线修复、TRMP53.41立磨磨辊的新辊制造及离线修复，河南天瑞水泥的ATOX50立磨磨辊磨盘离线修复，江苏联合水泥UBE50.4新辊制造及离线修复等，均取得良好使用效果。

  平阴山水水泥有限公司生料立磨采用日本宇部公司生产的，共计2台，每台立磨有4只磨辊和一套磨盘。在使用过程中，磨辊堆焊修复经常发生，期间使用过多家公司堆焊的辊子，使用效果一直不稳定。

  由于该公司辊压机辊面修复一直委托给郑州机械研究所，质量稳定可靠，该公司购买的辊压机备用辊子也是郑州机械研究所生产的。由于该公司的立磨磨辊在堆焊过程中，质量不稳定，于2011年购买1只郑州机械研究所生产的立磨磨辊，于2011年7月安装使用。该立磨其他3只辊子还是其他公司堆焊的，使用3个月后，辊面几乎没有磨损（如图1），使用一年后，辊面磨损比较轻（如图2）。而其他辊子使用3个月后磨损情况如图3。

  图1：使用3个月后磨损情况

  图2：使用  12个月后磨损情况

  图3：某公司为平阴山水修复的辊子使用3个月后磨损情况

  该辊子使用到2012年9月份，总计连续使用14个月，由于其他3只辊子磨损较重，全部更换下来。从对比后的使用效果来看，ZD-O具有非常优良的耐磨性能。

  四、 结论

  郑州机械研究所通过研究不同立磨磨辊的磨损机理及不同物料对磨辊的磨损情况，相继开发出ZD901-O、ZD902-O、ZD903-O系列药芯焊丝，通过对比试验，耐磨性能不断提高，堆焊的立磨磨辊使用寿命也比同行堆焊的辊子有所提高。为了增加立磨磨辊的使用寿命，特别是矿渣立磨磨辊磨损更加严重，为了满足立磨的使用要求，郑州机械研究所的科研人员正在研发更耐磨的ZD904-O药芯焊丝，在不远的将来，就会投入市场。我们相信，随着焊丝的不断研发，矿渣立磨磨辊的使用寿命会进一步提高。