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水泥磨系統(tǒng)輥壓機(jī)輥面的磨損與修復(fù)

0 引言
    江蘇臺泥（句容）水泥有限公司5 250 t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線水泥粉磨系統(tǒng)采用MPS5000BC立磨+2臺Φ4.2 m×12.5 m球磨機(jī)的“一托二”工藝。由于實(shí)際產(chǎn)量達(dá)6 700 t/d熟料，水泥粉磨能力匹配不足，需對水泥磨進(jìn)行改造。改造方案為：增加RP20-170/180的輥壓機(jī)和Φ4.2 m×12.5 m的球磨機(jī)，采用以輥壓機(jī)預(yù)粉磨、球磨機(jī)終粉磨的粉磨系統(tǒng)。
 
    該系統(tǒng)存在的最大難題是輥壓機(jī)輥面的磨損。當(dāng)輥面完好時(shí)，物料會受到充分的擠壓，形成的料餅量多，輥壓機(jī)主電機(jī)功率穩(wěn)定在1 100 kW左右，此時(shí)預(yù)粉磨效果非常好，PII52.5水泥產(chǎn)量可達(dá)230 t/h。輥面磨損后，輥縫間隙變大，通過輥壓機(jī)的物流量變大，且由于輥面凹凸不平，料子受到的擠壓力變小且不均勻，料餅不均勻，料餅厚度大且松散，顆粒料多，預(yù)粉磨效果差，主電機(jī)功率只有600～800 kW，PII52.5水泥產(chǎn)量僅有150 t/h。

1 輥面磨損原因
    （1）輥面材質(zhì)。輥面材質(zhì)耐磨性不夠，則磨損快，使用壽命短，預(yù)粉磨效果就差。

    （2）物料的易磨性。水泥配料的原料由熟料、石膏、混合材（石灰石）組成，尤其熟料的易磨性影響著輥面的磨損。如過燒料、黃心料、飛沙料較多或冷卻效果差的熟料，其易磨性差；當(dāng)入磨熟料溫度高時(shí)，易磨性更差。如果使用易磨性差的熟料，輥壓機(jī)的輥面磨損加劇，造成經(jīng)常性的停機(jī)補(bǔ)焊。

    （3）物料粒度。物料過大會加劇輥面的磨損，我廠有時(shí)會因熟料破碎機(jī)篦條磨損，熟料顆粒變大，石膏、礦山石灰石破碎機(jī)篦條磨損物料顆粒變大，加大了輥面的磨損。

    （4）金屬硬物進(jìn)入輥壓機(jī)。當(dāng)物料中存在金屬時(shí)，皮帶上的除鐵器首先將其除掉，但如果效果不好，或金屬探測器不靈敏，部分金屬異物進(jìn)入輥壓機(jī)，會導(dǎo)致輥面磨損或者碰傷。

2 減少輥壓機(jī)輥面磨損的措施
    （1）輥面采用新型耐磨材料，保證耐磨性。

    （2）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，及時(shí)檢查輥面的磨損情況，在磨損量不太大時(shí)就補(bǔ)焊。

    （3）生產(chǎn)工藝上，加強(qiáng)生料配料和熟料煅燒操作，減少過燒料、黃心料、飛沙料等易磨性差的熟料，強(qiáng)化熟料冷卻效果，降低熟料溫度，提高熟料易磨性。

    （4）加強(qiáng)物料粒度控制，控制熟料、石膏及輔材的粒徑在1 mm～40 mm之間。

    （5）確保除鐵器、金屬探測器、外排料閥正常工作，以免金屬硬物進(jìn)入輥壓機(jī)。

    （6）強(qiáng)調(diào)入輥壓機(jī)的物料粒度分布的均勻性。應(yīng)杜絕以下現(xiàn)象：由于回粉的細(xì)粉量大，進(jìn)入稱重倉后易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使物料顆粒分布不均勻；喂料不穩(wěn)，當(dāng)稱重倉料位低或波動時(shí)，特別是剛喂料或有金屬異物時(shí)，會造成輥壓機(jī)喂料不穩(wěn)，主電機(jī)功率波動大；壓力不穩(wěn)。要想獲得理想的粉碎效果，必須保證合適穩(wěn)定的研磨壓力，壓力不穩(wěn)，不僅使物料得不到有效的擠壓，而且會造成系統(tǒng)振動，輥面沖擊較大。目前我廠輥壓機(jī)研磨壓力正常在90～110 bar之間。根據(jù)物料和系統(tǒng)情況，調(diào)整研磨壓力。

    （7）生產(chǎn)實(shí)踐表明，輥壓機(jī)入物料中細(xì)粉量對輥壓機(jī)粉磨效果影響極大，但物料粒徑太大（超過45 mm）會加劇輥面磨損，預(yù)先使得細(xì)或粗料排出，輥壓機(jī)預(yù)粉磨效果更顯著。

3 輥壓機(jī)輥面修方式的改進(jìn)（以動輥為例）
3.1 改進(jìn)前的情況
    （1）動輥的磨損較大，改進(jìn)前，采取KHD提供的堆焊材料和焊接參數(shù)，見表1。

    （2）所有焊接材料使用焊接保護(hù)氣體，混合氣體“M21-DIN32526”， 所有需修補(bǔ)預(yù)熱區(qū)域要預(yù)熱到175 ±25 ℃；

    （3）改進(jìn)前的抗磨性能嚴(yán)重不足，導(dǎo)致每月都要進(jìn)行頻繁地修理。使用約3月的情況如圖1。    

3.2 改進(jìn)后的輥面堆焊修復(fù)工藝
3.2.1 動輥之輥面各層采用堆焊新材料的作用和性能（表2）

3.2.2 動輥之輥面耐磨層堆焊施工的注意事項(xiàng)
    （1）輥面焊前必須清除輥體積料、耐磨層殘?jiān)偷撞苛鸭y。疲勞層裂紋必須清除徹底。

 

    （2）輥面翻新堆焊修復(fù)，必須預(yù)熱至250～300 ℃，焊后緩冷8～12 h以上。

    （3）焊材采用：埋弧焊藥芯焊絲ZD1、ZD2采用HJ431焊劑，焊前焊劑H431應(yīng)烘干250℃×1 h；ZD3采用107焊劑，焊前焊劑應(yīng)焊干300℃×1 h。

    （4）改進(jìn)后，采用專業(yè)堆焊廠焊接，焊接為24 h連續(xù)作業(yè)；定輥堆焊溫度、速度及焊絲更換均記錄。堆焊和退火工藝如圖2。

3.2.3 動輥輥面耐磨堆焊施工的過程
    堆焊焊接溫度：260 ℃，現(xiàn)場持續(xù)溫火加熱，保溫好，受熱比較均勻，經(jīng)現(xiàn)場測量，堆焊部位溫度達(dá)到260 ℃左右，其它點(diǎn)一般在200～250 ℃之間；焊接電流600 A，電壓35 V；焊接速度：定輥每圈速度17分42秒（每層約48 h）。焊接前外徑為1667 mm，焊接后控制在1 709 mm。焊絲使用及焊層厚：ZD1 9 mm、ZD2 4 mm、ZD3 4 mm～5 mm、ZD310 5.5 mm。經(jīng)過與現(xiàn)場確認(rèn)，要求焊完后菱形紋要高出邊緣1 mm～2 mm。堆焊層材料與厚度見圖3。

 

3.2.4 輥壓機(jī)的動輥之輥面磨損硬度檢查數(shù)據(jù)
    在圓周上隨機(jī)抽取三條橫紋，測試洛氏硬度，結(jié)果如表3。

 

4 修復(fù)效果
    （1）動輥堆焊后的效果見圖4，根據(jù)生產(chǎn)的需要，該動輥于2007年1月安裝使用。
    （2）動輥之輥面運(yùn)轉(zhuǎn)到2007年4月時(shí)，輥面無明顯的磨損，效果較好，見圖5。
    （3）動輥之輥面運(yùn)轉(zhuǎn)至2007年8月，輥面磨損仍相對穩(wěn)定，無嚴(yán)重磨損跡象，見圖6。
    （4）動輥之輥面運(yùn)轉(zhuǎn)至2009年6月，輥面磨損仍相對完好，磨損量為4 mm～6 mm，見圖7。

 

    目前，動輥輥面已經(jīng)在線使用近兩年半，磨損仍然較小，使用效果較好，超過預(yù)期的使用壽命，節(jié)約維修和維護(hù)成本約500～600萬元以上，同時(shí)大大提高了輥壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率，達(dá)到輥壓機(jī)輥面耐磨性目標(biāo)，可以說明輥面耐磨性能已經(jīng)與設(shè)備生產(chǎn)正常使用要求相互匹配。