張立國(guó)

煤磨磨輥的堆焊修復(fù)

Surfacing Wilding Electrode Repair of Coal Roller in Mill

張立國(guó)

江蘇嘉新京陽(yáng)水泥6700t/d熟料生產(chǎn)線的煤磨采用的是MPS200K輥磨，產(chǎn)能為30～40t/h，功率為500kW，設(shè)備外形如圖1所示。原始進(jìn)口的磨輥輥胎壽命在12個(gè)月，且輥面磨損較嚴(yán)重,每年的更換工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在磨輥磨損后期，煤磨粉磨效率急劇下降，造成煤磨單位電耗大幅上升。更換為耐磨堆焊磨輥后，磨輥的使用壽命有了大幅提高。

1 煤磨磨輥工作面的磨損情況

磨內(nèi)部有三個(gè)磨輥組，在磨盤(pán)上方成正三角形均勻分布，通過(guò)壓力框架對(duì)磨輥施加壓力，實(shí)際生產(chǎn)中觀察到輥胎面磨損是由外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步加重，磨損情況如圖2和表1所示。

煤磨磨輥輥胎面的磨損以及三輥磨損量的差異，原因分析如下:

（1）原煤入料分布不均，使煤磨的磨輥受料位置不同，三個(gè)磨輥各自的輥面磨損量程度上會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的差別，一般生產(chǎn)運(yùn)行中不去考慮。

（2）原煤中矸石等雜質(zhì)含量的變化也是磨輥面磨損不均勻的原因之一，矸石等雜質(zhì)含量越高，磨輥面的磨損越烈，加上有些難磨的雜物更加劇了磨損。

（3）從煤磨磨輥面磨損圖表看，編號(hào)在4～8之間，磨輥面磨損較大，說(shuō)明此處為磨輥面的主要做功區(qū)域，磨損較大，因此此處合理有效的工作面會(huì)影響磨機(jī)的單位電耗。

（4）在磨盤(pán)中心向外的煤炭在研磨區(qū)域煤粉粒度由大變小、煤粉顆粒由粗變細(xì)，造成煤磨磨輥面的外側(cè)磨損較大，因此煤粉細(xì)粉對(duì)磨輥工作面的磨損和沖刷更為嚴(yán)重。

2 磨輥采用進(jìn)口輥胎部件在使用周期內(nèi)的電耗變化

如表2和圖4中所示，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的推移，煤磨磨輥面的磨損量幾乎成正比例遞增。

圖5為煤磨磨輥面磨損情況與煤粉單位電耗的關(guān)系。

通過(guò)圖表可以看出，煤磨磨輥面的磨損后期是9.5個(gè)月后，煤磨的單位煤粉電耗也急劇升高至11～12kWh/t以上，此時(shí)對(duì)應(yīng)的磨損量約為42mm，磨輥面磨損后期磨損量約為42～62mm，這個(gè)時(shí)期煤磨設(shè)備系統(tǒng)總累計(jì)耗電量持續(xù)增長(zhǎng)，理論上應(yīng)該給予及時(shí)更換，結(jié)果與實(shí)際操作相符合。

表1 更換下來(lái)的煤磨磨輥?zhàn)罱K的磨損情況，mm

3 煤磨磨輥面的磨損量與生產(chǎn)操作情況的分析

煤磨磨輥面磨損量的規(guī)律為“中間大，兩頭小”（如圖6所示），造成這種情況的原因可能有：原煤中的灰分和石英成分，石英含量是磨損的主要原因，氣流和細(xì)煤粉也是影響磨輥面外側(cè)磨損較重的原因，磨輥面的波形紋，應(yīng)該是由振動(dòng)引起的，一般磨輥直徑越大波形紋越大；另外，磨輥磨損過(guò)程中產(chǎn)生的有規(guī)律的波形紋路，與磨機(jī)的磨輥直徑和磨機(jī)的振動(dòng)頻率可能有關(guān)，這一點(diǎn)有待在今后的實(shí)際操作中再予驗(yàn)證。

4 磨輥面磨損的修復(fù)

根據(jù)磨輥面的磨損情況，我們采用了KSW系列耐磨焊絲進(jìn)行耐磨堆焊處理。將磨損后的磨輥襯板以硬面焊絲堆焊修復(fù)至原始尺寸，磨輥表面硬度在HRC58～62之間，且磨輥面堆焊層硬度分布均勻。

根據(jù)磨輥面的磨損狀況和使用環(huán)境,選擇KSW-266焊絲硬面修復(fù)，焊材選擇的參數(shù)和性能見(jiàn)表3。

采用KSW266焊絲堆焊焊接磨輥面時(shí)的電流控制規(guī)范，焊材一般選用規(guī)格為Φ2.8mm（表4）。

在煤磨磨輥面堆焊施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制堆焊層間溫度，在堆焊施工過(guò)程中使堆焊層的層間溫度不高于120℃，周圍環(huán)境采取必要的保溫措施，同時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訜岜Ｗo(hù)，控制磨輥整體的冷卻速度。

（1）磨輥面堆焊修復(fù)或者新制輥套的作業(yè)過(guò)程和施工步驟

輥面清洗→輥體秤重→堆焊面著色探傷→輥面磨耗測(cè)量→上堆焊機(jī)工作臺(tái)→輥面焊補(bǔ)第一道→檢測(cè)焊道牢固性→焊補(bǔ)第一面、檢測(cè)牢固性→進(jìn)行堆焊至輥面原尺寸或者要求的尺寸→下堆焊機(jī)工作臺(tái)→整修外觀→堆焊面的硬度、尺寸、探傷測(cè)試和檢查→整體防銹處理→預(yù)安裝測(cè)試，輥面上漆后再檢驗(yàn)尺寸→稱重，包裝。

表2 磨輥磨損量情況與煤粉單位電耗的關(guān)系表

表3 磨輥面堆焊焊材化學(xué)成分，%

表4 堆焊控制規(guī)范

表5 磨輥堆焊面硬度測(cè)試檢查記錄，HRC

表6 煤磨磨輥每月磨損量與煤粉單位電耗對(duì)比表

表7 煤磨磨輥進(jìn)口新品備件與堆焊件成本效益對(duì)比表

（2）關(guān)于堆焊磨輥面的硬度檢查測(cè)試情況

在磨輥輥胎的任意區(qū)域隨機(jī)選取三等份的三個(gè)區(qū)域A、B、C，檢查磨輥輥面的上、中、下（或者左、中、右）三個(gè)位置的硬度值，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量三次取平均值來(lái)確定，輥面硬度分布數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

（3）在整個(gè)煤磨磨輥的輥面堆焊修復(fù)過(guò)程中，要注意相關(guān)質(zhì)量檢查文件的編號(hào)、取得、整理、歸檔工作，包含評(píng)估、檢查的輥胎體探傷測(cè)試和尺寸測(cè)量工作、磨輥面堆焊實(shí)施過(guò)程、中間問(wèn)題的記錄、最后的磨輥面硬度、安裝位置探傷檢查測(cè)試都要有照片和文字記錄，并注明相應(yīng)的時(shí)間、操作人員、質(zhì)量檢查人員等信息，以便于質(zhì)量追蹤。完成修復(fù)的磨輥見(jiàn)圖7。

5 采用KSW266焊絲堆焊煤磨磨輥輥胎的使用情況

在水泥生產(chǎn)線的實(shí)際使用中，我們對(duì)煤磨的磨輥磨損情況做了測(cè)量、預(yù)估（見(jiàn)表6），在磨輥輥面磨損的過(guò)程中，磨損量相對(duì)穩(wěn)定，平均約為2.5mm，使得月平均磨損量大為減少，延長(zhǎng)了磨損初期、穩(wěn)定磨損期、磨損中期，在這些低電耗的使用時(shí)期，月平均煤粉單位電耗的變化開(kāi)始減慢，而且幅度相對(duì)平緩，起到節(jié)約電力的作用（見(jiàn)圖8）。

6 煤磨磨輥進(jìn)口新品備件與堆焊件成本效益比較

煤磨磨輥進(jìn)口周期一般至少需要半年，輥胎的進(jìn)口費(fèi)用也非常可觀，我們對(duì)煤磨輥胎購(gòu)置費(fèi)用、使用壽命、煤粉總產(chǎn)量、煤粉單位電耗做了統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表7。

通過(guò)表7可以看出，磨輥胎的堆焊件較進(jìn)口件可減少購(gòu)置費(fèi)用31萬(wàn)元,噸煤電力平均單耗下降到9.8kWh/t，節(jié)約電力 0.5kWh，相當(dāng)于20萬(wàn)元以上，綜合節(jié)約費(fèi)用51萬(wàn)以上。

7 煤磨磨輥堆焊使用的效果分析

實(shí)際煤磨磨輥堆焊件使用周期一般18～24個(gè)月，但由于實(shí)際大修周期可能與磨輥的周期有些不同，有時(shí)會(huì)在18個(gè)月時(shí)就提前更換，對(duì)磨損的統(tǒng)計(jì)會(huì)造成一些影響，但是經(jīng)過(guò)2003～2007年的兩次拆換使用后，證實(shí)了耐磨性非常穩(wěn)定，未發(fā)生脫落或異常過(guò)度磨損的情況，為煤磨進(jìn)一步增產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）采用KSW系列硬面堆焊焊絲可大大延長(zhǎng)磨輥的磨損周期，相對(duì)增加磨機(jī)在低電耗的使用周期，節(jié)約運(yùn)行總電量，保證全系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少設(shè)備拆換修理費(fèi)用。

（2）煤磨磨輥面的堆焊修復(fù)有效利用了舊磨輥輥胎和襯板，減少了新品采購(gòu)和舊品的處理費(fèi)用，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

（3）磨輥輥胎的更換應(yīng)在磨損后期及時(shí)更新，避免磨機(jī)在高電耗磨損期間運(yùn)行。

（4）文中單位電耗數(shù)值僅為對(duì)該生產(chǎn)線系統(tǒng)的實(shí)際統(tǒng)計(jì)，它與煤磨產(chǎn)量、運(yùn)轉(zhuǎn)率、原煤的易磨性都有關(guān)系，由于每個(gè)水泥、電力工廠系統(tǒng)電量計(jì)量都存在差別，此項(xiàng)數(shù)據(jù)分析僅供參考。

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呂 光