立磨磨輥、磨盤襯板磨損修復(fù)經(jīng)驗談
2011-02-12 00:00
國內(nèi)外廠家制造的立磨投入生產(chǎn)并取得良好的節(jié)能效果，立磨工藝技術(shù)和裝備水平也隨之不斷提高，水泥工業(yè)使用立磨可以磨制煤粉、水泥、生料、水泥礦渣粉和預(yù)碎水泥熟料。按其粉磨產(chǎn)品可以分為煤磨、生料磨、水泥磨、礦渣磨、預(yù)碎磨。因粉磨物料的粒度、水分形態(tài)和易磨性的差異及產(chǎn)品的技術(shù)要求不同，立磨結(jié)構(gòu)有多種型式，立磨在使用中其易磨損件受到物料的磨蝕，如：磨盤、磨輥襯板噴口環(huán)殼體內(nèi)壁選粉機(jī)、立軸風(fēng)葉內(nèi)置選粉機(jī)的出口風(fēng)管等，但最為嚴(yán)重的是磨盤、磨輥襯板工作表面的磨損失效，包括均勻磨損不均勻，磨損剝落和碎裂等表現(xiàn)型式。
磨盤、磨輥襯板因磨損失效導(dǎo)致的形狀改變使立磨的粉磨效率下降引起產(chǎn)量降低和產(chǎn)品質(zhì)量的變化，進(jìn)行修復(fù)是必要的，修復(fù)有易磨件的整體更換或工作表面堆焊。否則，因粉磨效率的降低會使電耗上升。另外還要把握好修復(fù)的時機(jī)，要兼顧修復(fù)的費(fèi)用和電耗上升發(fā)生的費(fèi)用二者間的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)經(jīng)驗，修復(fù)的時機(jī)把握和工作方法的選擇是有科學(xué)性的。
1 及時維修的重要性
當(dāng)磨輥及磨盤襯板產(chǎn)生磨損嚴(yán)重時，磨機(jī)產(chǎn)量會下降，而產(chǎn)量的下降則表示浪費(fèi)了能源。以丹麥?zhǔn)访芩笰tox50立磨為例，電輸出有用功率約為4 000kWh（不含立磨主電機(jī)、選粉機(jī)、進(jìn)料泵等電動機(jī)功率），即每小時要用電約4 000kWh，折合人民幣約為2 00元，一年電耗則約在1 500萬元左右。若效率下降10%，則一年因電耗損失約150萬元，同時也是電能的極大浪費(fèi)。所以如果單純以節(jié)能考量，則磨損越少越早，維修越節(jié)能。然而拆換磨輥及磨盤襯板是一個耗時耗力的工程，且牽涉到因停機(jī)而造成的停產(chǎn)損失，其實二者是同樣重要的。另因前者是隱形的（電費(fèi)是整廠合計），雖然此電耗可以單獨(dú)核算，但大部分企業(yè)僅注意到拆換費(fèi)用，而往往忽略了電能浪費(fèi)所發(fā)生的費(fèi)用，所以筆者以此數(shù)據(jù)來舉例說明及時修復(fù)的重要性。
2 拆換費(fèi)用的內(nèi)容
（1） 更換備品費(fèi)用
更換物有兩種選擇：新品或者舊品硬面再生堆焊修復(fù)，前者的費(fèi)用隨更換次數(shù)累積而增加。而后者因面堆焊是以堆焊量計價，且堆焊后的使用壽命比新品較長些，故費(fèi)用會隨著更換次數(shù)而遞減。
（2） 拆換人工費(fèi)用
此費(fèi)用仍會隨更換次數(shù)的增加而劇增。但如采取在線堆焊修復(fù)則無此費(fèi)用。
（3） 停產(chǎn)損失
停產(chǎn)損失視拆換所需時間或在線修復(fù)所需時間而定。由于每停產(chǎn)一天將損失幾十萬，如果單獨(dú)為了維修磨輥或磨盤襯板而停機(jī)，其費(fèi)用是可想而知的，通常必須配合全廠大修來停機(jī)，最好是在大修期限內(nèi)完成磨輥及磨盤襯板的更換或修復(fù)，而且這是決定磨輥或磨盤襯板是否可以采取在線堆焊修復(fù)的考量重點。一般來說，生料磨和水泥磨由于其堆焊量很大，需要幾十天才能完成堆焊修復(fù)。如果采取在線施工，則停產(chǎn)損失費(fèi)用會相對來說節(jié)省不少。
3 磨損部件風(fēng)險性
3.1 新品—高鉻鑄鐵
以高鉻鑄鐵為材質(zhì)鑄造新品為目前最常用的方法。通常其碳含量約為3%，鉻含量約為21%，此二者在高溫下生成Cr7C3嵌埋在鐵基奧氏體或馬氏體中，形成一種非常耐磨的結(jié)構(gòu)組織，其洛氏硬度HRC約為56，高鉻鑄鐵最大的風(fēng)險就是斷裂的問題。斷裂的主要原因 ：一是硬度過高。當(dāng)碳及鉻的含量越高則硬度也會越高且越耐磨，但斷裂的可能性也增高，二是硬度的均勻問題。當(dāng)高鉻鑄鐵澆鑄后并以熱處理的方法來提高其硬度時，如果硬度的均勻度差異太大時（一般維氏硬度HV差不能＞30）會產(chǎn)生斷裂，所以隨著物件體積增大，均勻度也越來越難控制，斷裂的可能性也就越大。這也就是目前國內(nèi)如LM56.2-2或UM50.4磨輥斷裂時有所聞的一種原因。
3.2 新品—鑄造+堆焊
以中碳鋼為材質(zhì)鑄造預(yù)留磨耗部分，再以硬面焊材實施硬面堆焊，此種方法完全沒有斷裂的風(fēng)險。而且因為硬面堆焊的耐磨層硬度較高HRC約為60（一般含碳量約為5%，含鉻量約為27%，）且Cr7C3金相組織較佳，所以相對于新品高鉻鑄鐵耐磨。這種方法最大的風(fēng)險就是耐磨層的剝落產(chǎn)生的情況。一是耐磨層與母材中碳鋼剝離；二是耐磨層之間剝離。一般耐磨層越厚剝落的可能性越高，剝落勢必造成停機(jī)，損失巨大，若要想做到耐磨且不剝落取決于以下因素：焊絲的選擇、施工工藝、員工敬業(yè)精神、這三者同等重要，如疏忽其中之一均會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
3.3 硬面再生焊補(bǔ)
將磨損后的磨輥及磨盤襯板以硬面焊絲或焊條，堆焊修復(fù)至原始尺寸。此法由于具有較耐磨且低成本的優(yōu)勢。目前，已廣泛地被廠家采用。
實施硬面再生焊補(bǔ)的方法有兩種：
（1） 在線施工
無須拆下磨損后的磨輥或磨盤襯板，將堆焊設(shè)備在現(xiàn)場架設(shè)實施堆焊修復(fù)。這種方法優(yōu)點是無須拆換，所以可以省下部分拆換費(fèi)用。缺點是如果工作量太大，停機(jī)的時間會加長，使得停產(chǎn)損失增加，在線施工工作條件不理想。且對磨損后的母材無法做全面的檢查，加大了斷裂（包括施工中及運(yùn)轉(zhuǎn)中）的可能性、風(fēng)險很大，筆者認(rèn)為最好不要采用。一般用在不得已的情況下：如表面剝落或礦渣磨（因其磨損較快，且磨耗增加效率下降會很快，焊補(bǔ)周期短，且工作量不大）。
（2） 離線施工
將磨損后的磨輥或磨盤襯板拆下來，運(yùn)輸?shù)蕉押钙髽I(yè)工廠實施堆焊修復(fù)，此法的缺點是磨輥或磨盤襯板必須拆下，增加了拆換費(fèi)用。這種方法優(yōu)點很多。
無論多大的堆焊工作量，離線施工都不會影響停機(jī)時間，也不會造成任何多余的損失。磨損后的磨輥或磨盤襯板拆下來后可以詳細(xì)檢查母材是否存在裂紋，以減少斷裂的風(fēng)險性。
離線施工的品質(zhì)可以得到保證，施工中根據(jù)原圖尺寸，以全面的施工工藝及技術(shù)為基礎(chǔ)，保證磨輥或磨盤襯板的真圓度和平衡性，避免在使用過程中因震動過大而導(dǎo)致磨機(jī)損壞的情況發(fā)生。同時也能節(jié)省電耗。
由于耐磨層的拉力強(qiáng)度很小，也就是說耐磨層最主要是耐磨的功能，所以當(dāng)磨損后的母材強(qiáng)度難以支撐粉磨運(yùn)轉(zhuǎn)時的壓力和平面剪切力時，雖然焊補(bǔ)至原尺寸。但在使用中也會有斷裂的風(fēng)險存在且由于堆焊時產(chǎn)生了局部加熱，而局部加熱會使高鉻鑄鐵母材斷裂的可能性增加。所以在施工時，選擇正確的工藝和充分考慮環(huán)境條件是十分重要的，在選材配料和加工時應(yīng)預(yù)先規(guī)避這樣的風(fēng)險。
綜上所述，磨輥及磨盤襯板磨損修復(fù)只是筆者的一己之見，無論采取何種方式關(guān)鍵取決企業(yè)對時機(jī)、風(fēng)險、費(fèi)用的綜合考慮。企業(yè)必須對磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時間、產(chǎn)品產(chǎn)量、物料的性能、耗電量做詳細(xì)記錄。并對襯板的磨損進(jìn)行監(jiān)視和測量，據(jù)此結(jié)合上述情況做出分析，以設(shè)備管理的預(yù)檢修或是當(dāng)今推行的設(shè)備健康管理模式的思路，優(yōu)化出磨損部件的修復(fù)周期和方法。以節(jié)能降耗為前提，取得事半功倍的效果。
注： 原文來自水泥人網(wǎng)<<立磨磨輥、磨盤襯板磨損修復(fù)>>。
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