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立磨磨辊、磨盘衬板磨损的修复方法

来源:www.glhongcheng.com  作者:桂林鸿程 时间2015-06-19 10:04

磨盘、磨辊衬板因磨损失效导致的形状改变使立磨的粉磨效率下降引起产量降低和产品质量的变化,进行修复是必要的,修复有易磨件的整体更换或工作表面堆焊。否则,因粉磨效率的降低会使电耗上升。另外还要把握好修复的时机,要兼顾修复的费用和电耗上升发生的费用二者间的经济性,根据经验,修复的时机把握和工作方法的选择是有科学性的。

  1  及时维修的重要性

  当磨辊及磨盘衬板产生磨损严重时,磨机产量会下降,而产量的下降则表示浪费了能源。以丹麦史密斯Atox50立磨为例,电输出有用功率约为4 000kWh(不含立磨主电机、选粉机、进料泵等电动机功率),即每小时要用电约4 000kWh,折合人民币约为2 00元,一年电耗则约在1 500万元左右。若效率下降10%,则一年因电耗损失约150万元,同时也是电能的极大浪费。所以如果单纯以节能考量,则磨损越少越早,维修越节能。然而拆换磨辊及磨盘衬板是一个耗时耗力的工程,且牵涉到因停机而造成的停产损失,其实二者是同样重要的。另因前者是隐形的(电费是整厂合计),虽然此电耗可以单独核算,但大部分企业仅注意到拆换费用,而往往忽略了电能浪费所发生的费用,所以笔者以此数据来举例说明及时修复的重要性。

  2  拆换费用的内容

  (1)   更换备品费用

  更换物有两种选择:新品或者旧品硬面再生堆焊修复,前者的费用随更换次数累积而增加。而后者因面堆焊是以堆焊量计价,且堆焊后的使用寿命比新品较长些,故费用会随着更换次数而递减。

  (2)   拆换人工费用

  此费用仍会随更换次数的增加而剧增。但如采取在线堆焊修复则无此费用。

  (3)    停产损失

  停产损失视拆换所需时间或在线修复所需时间而定。由于每停产一天将损失几十万,如果单独为了维修磨辊或磨盘衬板而停机,其费用是可想而知的,通常必须配合全厂大修来停机,最好是在大修期限内完成磨辊及磨盘衬板的更换或修复,而且这是决定磨辊或磨盘衬板是否可以采取在线堆焊修复的考量重点。一般来说,生料磨和水泥磨由于其堆焊量很大,需要几十天才能完成堆焊修复。如果采取在线施工,则停产损失费用会相对来说节省不少。

  3   磨损部件风险性

  3.1   新品—高铬铸铁

  以高铬铸铁为材质铸造新品为目前最常用的方法。通常其碳含量约为3%,铬含量约为21%,此二者在高温下生成Cr7C3嵌埋在铁基奥氏体或马氏体中,形成一种非常耐磨的结构组织,其洛氏硬度HRC约为56,高铬铸铁最大的风险就是断裂的问题。断裂的主要原因 :一是硬度过高。当碳及铬的含量越高则硬度也会越高且越耐磨,但断裂的可能性也增高,二是硬度的均匀问题。当高铬铸铁浇铸后并以热处理的方法来提高其硬度时,如果硬度的均匀度差异太大时(一般维氏硬度HV差不能>30)会产生断裂,所以随着物件体积增大,均匀度也越来越难控制,断裂的可能性也就越大。这也就是目前国内如LM56.2-2或UM50.4磨辊断裂时有所闻的一种原因。

  3.2    新品—铸造+堆焊

  以中碳钢为材质铸造预留磨耗部分,再以硬面焊材实施硬面堆焊,此种方法完全没有断裂的风险。而且因为硬面堆焊的耐磨层硬度较高HRC约为60(一般含碳量约为5%,含铬量约为27%,)且Cr7C3金相组织较佳,所以相对于新品高铬铸铁耐磨。这种方法最大的风险就是耐磨层的剥落产生的情况。一是耐磨层与母材中碳钢剥离;二是耐磨层之间剥离。一般耐磨层越厚剥落的可能性越高,剥落势必造成停机,损失巨大,若要想做到耐磨且不剥落取决于以下因素:焊丝的选择、施工工艺、员工敬业精神、这三者同等重要,如疏忽其中之一均会产生严重的后果。

  3.3    硬面再生焊补

  将磨损后的磨辊及磨盘以硬面焊丝或焊条,堆焊修复至原始尺寸。此法由于具有较耐磨且低成本的优势。目前,已广泛地被厂家采用。

  实施硬面再生焊补的方法有两种:

  (1) 在线施工

  无须拆下磨损后的磨辊或磨盘衬板,将堆焊设备在现场架设实施堆焊修复。这种方法优点是无须拆换,所以可以省下部分拆换费用。缺点是如果工作量太大,停机的时间会加长,使得停产损失增加,在线施工工作条件不理想。且对磨损后的母材无法做全面的检查,加大了断裂(包括施工中及运转中)的可能性、风险很大,笔者认为最好不要采用。一般用在不得已的情况下:如表面剥落或矿渣磨(因其磨损较快,且磨耗增加效率下降会很快,焊补周期短,且工作量不大)。

  (2) 离线施工

  将磨损后的磨辊或磨盘衬板拆下来,运输到堆焊企业工厂实施堆焊修复,此法的缺点是磨辊或磨盘衬板必须拆下,增加了拆换费用。这种方法优点很多。

  无论多大的堆焊工作量,离线施工都不会影响停机时间,也不会造成任何多余的损失。磨损后的磨辊或磨盘衬板拆下来后可以详细检查母材是否存在裂纹,以减少断裂的风险性。

  离线施工的品质可以得到保证,施工中根据原图尺寸,以全面的施工工艺及技术为基础,保证磨辊或磨盘衬板的真圆度和平衡性,避免在使用过程中因震动过大而导致磨机损坏的情况发生。同时也能节省电耗。

  由于耐磨层的拉力强度很小,也就是说耐磨层最主要是耐磨的功能,所以当磨损后的母材强度难以支撑粉磨运转时的压力和平面剪切力时,虽然焊补至原尺寸。但在使用中也会有断裂的风险存在且由于堆焊时产生了局部加热,而局部加热会使高铬铸铁母材断裂的可能性增加。所以在施工时,选择正确的工艺和充分考虑环境条件是十分重要的,在选材配料和加工时应预先规避这样的风险。

  综上所述,磨辊及磨盘衬板磨损修复只是笔者的一己之见,无论采取何种方式关键取决企业对时机、风险、费用的综合考虑。企业必须对磨机的运转时间、产品产量、物料的性能、耗电量做详细记录。并对衬板的磨损进行监视和测量,据此结合上述情况做出分析,以设备管理的预检修或是当今推行的设备健康管理模式的思路,优化出磨损部件的修复周期和方法。以节能降耗为前提,取得事半功倍的效果。

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