水泥厂辊压机辊面的耐磨堆焊修复技术应用分析

姚宦军

摘要：辊压机与球磨机能够构成联合粉磨系统和半终粉磨系统，并在各种粉磨作业中应用非常广泛。辊压机主要缺陷在于辊面磨损较为严重，需要积极采取耐磨堆焊修复的方法，才能确保辊压机性能得到发挥，实现耐磨性的提升，也能为实际生产创造有利条件。本文将对辊压机辊面磨损机理进行分析，然后结合水泥厂辊压机工作情况，介绍了其辊面耐磨堆焊修复要点。

关键词：水泥厂;辊压机辊面;耐磨堆焊修复技术

水泥厂每日磨粉量巨大，包括矿物质原料、水泥熟料等，要想提升粉磨的速度，减少生产中的能耗，是水泥工作者必须关注的问题。在辊压机运行过程中，通常不间断工作超过6个月，辊面耐磨花纹磨损基本上在90%以上。如何解决辊面磨损过于严重的情况，确保辊压机的性能得到有效体现，并实现辊面耐磨性，增加辊面使用寿命是我们需要重点研究的课题。

1.辊压机辊面磨损机理

两个辊面对物料进行挤压与摩擦，分析辊压机工况能够发现，辊面磨损类型是一种高应力磨料磨损。磨料磨损期间，物料颗粒受到压力作用后，将导致辊面形成弹性与塑性形变，辊面亚表层深度不一样的地方，将产生循环压应力与拉应力，在这些作用力超出辊子材料疲劳强度后，容易出现裂纹的现象。受到循环载荷作用后，亚表层塑性变形将进一步延伸，部分区域由于离开表面容易出现裂纹，再不断扩展[1]。从裂纹发展趋势上看，与外加应力呈45°角，通过多个晶粒后，为转向与应力垂直的方向。亚表层出现裂纹发展趋势后，与表面处于平行状态，或与表面为10°到20°的角。随着裂纹的进一步延伸，超过裂纹的材料容易断裂剥落，即出现疲劳磨损的现象，

由此可见，分析辊子磨损的原因可知，主要由高应力磨料磨损与亚表层疲劳磨损等所致。通过碳弧气刨，在辊面存在磨损的地方形成多道槽，并对裂纹进行细致检查，能够观察到辊子深处存在较多的层状裂纹，较浅的地方与辊面的距离达10 mm，区域深度过大，与距辊面距离达20～30mm，个别地方深为50～60mm，很多裂纹沿辊子周向延伸。由刨掉料块分析可知，下表面为植物年轮状，一圈沿着一圈不断朝外部扩展。

2.辊压机辊面的耐磨堆焊修复技术应用

2.1确定堆焊材料

长期以来，辊压机辊面修复中焊条一般选用高辂铸铁型耐磨堆焊焊条，其堆焊层组织由马氏体、残余奥氏体和碳化物等构成。优点是抗磨料磨损性能较好，缺点是韧性、塑性等很差，在抗低周疲劳性磨损方面，该组织效果不好，容易发生裂纹、剥离等现象。

在耐磨性方面，贝氏体由于高硬度的马氏体。结合辊压机工况，对ZD3型耐磨堆焊焊条与焊丝，通常在手工焊、埋弧自动焊中应用，在辊子制造与修复堆焊中应用较多。分析堆焊金属成份可知，主要由铬、钼、钨、钒和硼等构成，堆焊层组织则包括马氏体、残余奥氏体和贝氏体等构成。由辊压机辊面磨损特性可知，采用该组织形态，相比于高辂铸铁型的材料，ZD3型焊条焊接工艺性能好，能够实现交直流两用，提高了抗裂效果。同时在冷焊与多层焊的过程中也可以避免发生裂纹，焊层硬度在HRC58-60的范围。

2.2耐磨堆焊修复工艺

对辊压机检修来说，间隔一般不长，通常对辊子采取不拆卸解决措施，并选用手工堆焊方法。辊子由67号铸钢构成，调质硬度，相比于耐磨堆焊层硬度差非常大。对母材与耐磨层来说，必须有堆焊过渡层，避免裂纹向母材延伸，否则将对辊体造成破坏。

具体来说，水泥厂辊压机的耐磨堆焊修复技术流程如下：1）通过气刨处理辊面剩下的硬层，防止后续堆焊过程中出现裂纹。2）通过气刨在辊面上形成多道槽，对层状裂纹深度与走向进行检查，在裂纹较浅的地方抛掉超过裂纹的辊子，确保裂纹能够被充分消除。针对层状裂纹较深的情况，3）道槽形成后，通过J506焊条堆焊过渡层，并采取辊体圆度修整的方法。4）当辊体温度为100℃后，再堆焊耐磨层，通过ZD3焊条堆焊2到3层。要想辊子尺寸符合相关规定，部分区域可以堆焊五层左右，可以解决裂纹问题。5）当堆焊硬层满足相关规定的情况，要通过ZD3焊条对辊面堆焊人字纹，保证物料破碎率实现提升。

此外，水泥厂辊压机在使用中经常出现耐磨花纹磨损，而辊面无凹坑等问题的情况，在修复过程中可以采取以下工艺。1）借助电动钢丝刷或毛刷对辊子上层辊面进行全面的处理，并选择乙炔焰对辊面进行烘烤，利用这种方法，能够将辊面微裂纹里的粉尘全部清理干净，并让辊面得到预热。2）借助TM55焊条沿着剩余的菱形耐磨花纹堆焊，再选择ZD310焊条在菱形耐磨花纹中间堆焊硬质点[2]。3）每段焊完后，将辊压机保持工作状态，将需要焊的其他段辊面转到上面来，采取这种方法继续堆焊。如此一来，确保将所有辊面都处理完毕。4）堆焊过程中要关注测量堆焊高度，确保辊子圆度符合标准，防止引起震动等现象。

如果有条件，还应该引入CO2气保护焊接技术，用ZD310焊丝取代TM55、ZD310焊條。由于这项技术工作能够保持高效状态，因此在焊接过程中可以有效应对停机时间短等状况。辊子处理后进行工作，60天后再查看其情况，辊面无剥落情况，仅人字纹存在较小的磨损，较以往耐磨焊条可以取得更好效果，在水泥碾压机修复中应用，能够保证辊子连续工作约1年，有利于将辊压机效能最大限度发挥出来。

3.结语

总之，水泥厂使用辊压机的过程中，必须做好辊面维护工作，在辊面磨损的无法工作前进行堆焊。若是耐磨花纹磨损严重，将无法得到耐磨层的作用，而过渡层磨损速度也会变快，对辊压机带来较大程度的破坏。因此，要及时开展辊压机辊面的堆焊维护工作，才能实现辊压机的安全与稳定性提升。因此要充分应用耐磨堆焊修复技术，提高辊面处理效果，有效降低停机堆焊次数，确保日常生产的正常进行，也让辊压机在水泥厂粉磨系工作中的各项得到体现。

参考文献

[1]左天龙.关于水泥厂辊压机辊面的耐磨堆焊修复研究[J].科学技术创新，2019（24）：167-168.

[2]宫建格，李建宗.辊压机系统日常检查维护的整体思路[J].科技风，2019（31）：157.