0、引言
蘇州某公司2 500 t/d熟料新型干法生產(chǎn)線年產(chǎn)水泥100多萬(wàn)噸。水泥粉磨采用CLF140-65輥壓機(jī)配Ø3.8 m×12 m球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，該輥壓機(jī)與國(guó)內(nèi)其他廠家生產(chǎn)的輥壓機(jī)相比有以下優(yōu)勢(shì)：首先液壓系統(tǒng)采用可靠的航空液壓技術(shù)，性能穩(wěn)定；其次有完備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。輥壓機(jī)在粉磨系統(tǒng)中有以下優(yōu)點(diǎn)：降低電耗，提高磨機(jī)產(chǎn)量；提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量；噪音小。在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)初期，兩臺(tái)輥壓機(jī)在水泥生產(chǎn)中確實(shí)發(fā)揮了作用，但隨著輥壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)，輥面磨損加劇，輥面磨損問(wèn)題始終困擾著輥壓機(jī)優(yōu)越性的發(fā)揮。
1、輥壓機(jī)輥面的磨損機(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，物料由輥?zhàn)由喜课沽峡谛断拢M(jìn)入輥間的縫隙中，在高壓研磨力的作用下（輥問(wèn)壓力在50～300 MPa之間），物料受到擠壓，受壓物料變成了密實(shí)但充滿裂紋的扁平料餅，使物料的易磨性得到明顯改善。
從輥壓機(jī)的工作狀況可以看出，輥面的磨損類型屬于典型的高應(yīng)力磨料磨損。在磨料磨損過(guò)程中，物料顆粒在壓力作用下會(huì)使輥面產(chǎn)生彈性和塑性變形，從而在輥面亞表層不同深處會(huì)形成循環(huán)壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，當(dāng)循環(huán)應(yīng)力超過(guò)輥?zhàn)硬牧系钠趶?qiáng)度時(shí)，表面層將引發(fā)裂紋。在循環(huán)載荷作用下，亞表層的塑性變形繼續(xù)發(fā)展，在離開(kāi)表面一定深度的位置也將產(chǎn)生裂紋，并逐步擴(kuò)展。表面層裂紋的擴(kuò)展方向是與外加應(yīng)力成45°角，經(jīng)過(guò)兩三個(gè)晶粒后，即轉(zhuǎn)
向與應(yīng)力垂直的方向。而亞表層處萌生的裂紋擴(kuò)展方向是平行于表面，或與表面成10°～20°的角。當(dāng)裂紋擴(kuò)展后，使裂紋以上的材料斷裂剝落，這種現(xiàn)象就是疲勞磨損。概括地說(shuō)，輥?zhàn)拥哪p機(jī)理是輥面的高應(yīng)力磨料磨損和輥面亞表層的疲勞磨損共同作用的結(jié)果。用碳弧氣刨在磨損比較嚴(yán)重的輥面上刨出幾道溝槽檢查裂紋情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)輥?zhàn)由钐幱泻芏鄬訝盍鸭y，較淺的距輥面約10 mm,較深的距輥面約20 - 30 mm，局部深達(dá)50～60 mm，并且多數(shù)
裂紋都沿輥?zhàn)訄A周延綿不斷。從刨掉的料塊來(lái)看，下表面呈植物年輪狀，一圈沿著一圈向外擴(kuò)展。由此也可看出，輥?zhàn)拥钠茐男问绞歉邞?yīng)力磨料磨損及疲勞磨損的綜合表現(xiàn)。
2、輥壓機(jī)輥面磨損形式及修復(fù)材料的選擇
兩臺(tái)輥壓機(jī)于2005年投入使用。運(yùn)轉(zhuǎn)初期，粉磨系統(tǒng)正常，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量高達(dá)120t/h轉(zhuǎn)大約2000 h后，輥面嚴(yán)重磨損。當(dāng)時(shí)輥壓機(jī)生產(chǎn)廠家許諾輥面壽命8000h，在質(zhì)量保證期內(nèi)，廠家用進(jìn)口焊條現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊輥面，效果不理想。后來(lái)對(duì)1號(hào)輥壓機(jī)免費(fèi)更換一對(duì)輥?zhàn)樱湍バ阅苓�是沒(méi)有橫條補(bǔ)焊一遍。使用一個(gè)多月后，1號(hào)輥壓機(jī)輥面中部出現(xiàn)洼陷現(xiàn)象，造成輥縫中間大，兩邊小，輥?zhàn)訅毫π。a(chǎn)量低。2號(hào)輥壓機(jī)由南方某公司現(xiàn)場(chǎng)堆焊修復(fù)，把原來(lái)的堆焊層全部清理掉，重新堆焊耐磨層。使用一段時(shí)間后，輥面開(kāi)始出現(xiàn)局部剝落現(xiàn)象。
從兩臺(tái)輥壓機(jī)輥?zhàn)拥钠茐男问絹?lái)分析，1號(hào)輥壓機(jī)輥面選擇的堆焊材料硬度太低，耐磨性不好，才造成耐磨橫條使用一個(gè)多月就磨損很嚴(yán)重。相反，2號(hào)輥壓機(jī)選擇的堆焊材料硬度太高，耐磨性雖然好，但由于硬度高，韌性就差，沒(méi)有良好的抗剝落能力。從輥壓機(jī)的磨損機(jī)理分析，輥面堆焊材料不僅要有較好的耐磨性，而且要具備較高的韌性和抗疲勞性。
鄭州機(jī)械研究所自行研制生產(chǎn)的ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列C02氣體保護(hù)藥芯焊絲，綜合考慮了四種材料的優(yōu)越性。ZDI的特點(diǎn)是韌性好，作為止裂層焊在最下面。ZD2強(qiáng)度高，可抵抗較高的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，起到很好的緩沖作用，可作為緩沖層使用。ZD3為輥面耐磨材料，可作為耐磨層焊在ZD2上面。ZD310屬于高合金堆焊材料，硬度、耐磨性能均優(yōu)于7D3焊絲，主要作為輥面的耐磨花紋層。焊接順序見(jiàn)下圖。
3、輥壓機(jī)輥面的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工藝
3.1 1號(hào)輥壓機(jī)輥面的修復(fù)工藝
對(duì)于1號(hào)輥壓機(jī)，輥面耐磨層硬度不高，裂紋也比較少，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)。如果把堆焊層全部清理掉重新堆焊，雖然修復(fù)效果好，但修復(fù)周期長(zhǎng)，成本高。為了降低修復(fù)成本，采用直接堆焊的簡(jiǎn)單方案：
(1)用毛刷去除輥面粉塵等雜物；
(2)用ZD1焊絲把輥面中間洼陷部位補(bǔ)焊平整；
(3)用m310焊絲連續(xù)堆焊耐磨橫紋。
堆焊后輥面平整，輥縫均勻。
3.2 2號(hào)輥壓機(jī)輥面的修復(fù)工藝
對(duì)于2號(hào)輥壓機(jī)，由于輥面剝落嚴(yán)重，裂紋較深，如果直接堆焊，會(huì)因輥面焊接基礎(chǔ)不牢固，堆焊后輥面再次剝落也是難免的。為了徹底解決輥面磨損、剝落問(wèn)題，必須對(duì)輥面進(jìn)行再生性修復(fù)，修復(fù)工藝如下：
(1)用碳弧氣刨對(duì)輥面進(jìn)行徹底清理，把輥面殘留硬層、裂紋，粉塵、鐵銹等都要清理干凈，然后打磨出金屬光澤。
(2)用ZD1焊絲堆焊打底層，通過(guò)打底層的焊接，使高低不平的輥面形成較平緩的外圓面，以便于過(guò)度層及耐磨層的焊接。
(3)用ZD2焊絲焊接過(guò)渡層，這是一種高強(qiáng)度，中等硬度的堆焊材料，具有良好的抗疲勞性和結(jié)合性，同時(shí)又具有一定的抗磨性能，在輥體和耐磨層之間起到了很好的橋梁作用。良好的緩沖層材料選擇及焊接，是保證耐磨層安全有效長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的重要前提。
(4)用7D3焊絲焊輥面耐磨層，堆焊時(shí)注意測(cè)量輥體尺寸及圓度，焊到輥體要求尺寸為止。
(5)耐磨層堆焊完后，用ZD310焊絲連續(xù)堆焊耐磨橫條（如圖3）。
4、使用效果
鄭州機(jī)械研究所是在2006年9月初對(duì)1號(hào)輥壓機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊的，使用到2007年3月，已經(jīng)半年有余，輥面還能正常使用。2號(hào)輥壓機(jī)是2007年3月現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的，該輥壓機(jī)曾經(jīng)讓南方某公司修復(fù)過(guò)，輥面剝落較深。本次修復(fù)，輥面清理高達(dá)50～60 mm，雖然清理量較大，但焊接質(zhì)量非常好，不僅恢復(fù)到輥?zhàn)釉瓉?lái)的尺寸，而且輥?zhàn)訄A度也能保證。對(duì)于輥面的耐磨性，我們也比較有信心，因?yàn)椴捎猛瑯硬牧霞肮に囆迯?fù)山水集團(tuán)使用的CLF140-65輥壓機(jī)，已累計(jì)使用—年多，輥面壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)新輥?zhàn)拥氖褂脡勖?br />
5、結(jié)束語(yǔ)
雖然現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的輥?zhàn)邮褂眯Ч己茫羰墙?jīng)過(guò)反復(fù)修復(fù)了多次，我們建議把輥?zhàn)硬鹣麓笮蕖］伱娆F(xiàn)場(chǎng)堆焊不利于焊接應(yīng)力的消除，堆焊次數(shù)多了，焊接應(yīng)力也逐步增大。拆下大修，焊前把輥?zhàn)宇A(yù)熱到一定溫度，焊后再消除焊接應(yīng)力，使修復(fù)后的輥?zhàn)踊謴?fù)到新輥?zhàn)拥男阅堋］亯簷C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間久了，輥?zhàn)虞S承需要檢查，油封老化需要更換。不定期更換油封，由于密封效果不好，水泥粉塵有可能進(jìn)入軸承內(nèi)部，磨損軸承位，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致軸承報(bào)廢。拆下來(lái)的輥?zhàn)硬捎寐窕∽詣?dòng)焊絲堆焊，輥面使用效果更好，壽命不低于8000h。拆下的輥?zhàn)硬粌H可以修復(fù)輥面，也可以修復(fù)磨損的軸承位、軸端等部位，順便檢查軸承、更換油封。
在輥壓機(jī)使用過(guò)程中，對(duì)輥面的維護(hù)非常關(guān)鍵，輥面耐磨層磨損后要及時(shí)補(bǔ)焊。根據(jù)輥面磨損狀況不同，采用不同的修復(fù)方案。輥面磨損是正常的，但要避免輥面剝落，所以在選擇堆焊材料時(shí)，一定要謹(jǐn)慎。輥面維護(hù)得好，可以減少修復(fù)次數(shù)；選材得當(dāng)，可以提高修復(fù)效果，降低修復(fù)成本。
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