梁 睿 吳玉軍 顧其良

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)設(shè)備檢修中心,山東271104)

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采用修復(fù)再制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)燒結(jié)機(jī)臺車循環(huán)利用

梁 睿 吳玉軍 顧其良

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)設(shè)備檢修中心,山東271104)

對燒結(jié)機(jī)臺車的損壞原因進(jìn)行分析，制定了采用修復(fù)再制造技術(shù)，從整體檢測、裂紋清理、焊接試驗(yàn)、工裝制作、焊接等幾個(gè)方面對燒結(jié)臺車的修復(fù)措施，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)機(jī)臺車的循環(huán)利用。

燒結(jié)機(jī)臺車；焊接；修復(fù)再制造

1 問題現(xiàn)狀

燒結(jié)機(jī)臺車是燒結(jié)機(jī)非常重要的部件，燒結(jié)機(jī)就是由鋪設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)上的封閉軌道和在軌道上連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一系列燒結(jié)機(jī)臺車組成。臺車造價(jià)昂貴，數(shù)量多，為了保證燒結(jié)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，每年萊蕪鋼鐵集團(tuán)都要花費(fèi)大量的維修費(fèi)用，其中燒結(jié)臺車的維修費(fèi)用占燒結(jié)機(jī)總額的50%～60%左右。

目前萊蕪鋼鐵集團(tuán)共有燒結(jié)機(jī)7臺(105 m23臺、265 m23臺、400 m21臺)。根據(jù)2006年以來統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，7臺燒結(jié)機(jī)臺車備件的年損耗約為204.7萬元。

2 診斷分析

根據(jù)臺車備件損耗統(tǒng)計(jì)，找出造成燒結(jié)機(jī)臺車損壞的原因。

(1)臺車在整個(gè)工作過程中直接與燒結(jié)的物料進(jìn)行接觸，受到長時(shí)間熱的反復(fù)作用，還承受本身的自重、篦條的重量、燒結(jié)礦的重量及抽風(fēng)負(fù)壓的作用，產(chǎn)生很大的熱疲勞，使臺車很容易出現(xiàn)車體裂紋故障。臺車主梁出現(xiàn)裂紋會造成主梁無法正常支撐篦條，致使篦條排列失穩(wěn)，無法保證原密封性，產(chǎn)生燒結(jié)礦掉落、泄漏等情況。

(2)萊鋼的幾臺燒結(jié)機(jī)均不同程度存在跑偏故障。因跑偏，臺車在運(yùn)行中擠壓軌道、滑道，造成車輪損壞頻繁，軌道磨損嚴(yán)重，每年需更換一到兩次。而滑道磨損，又造成出油嘴大部分堵塞、脫落，臺車運(yùn)行時(shí)潤滑不良，加大了運(yùn)行阻力，反過來又加劇了滑道磨損。每年在更換臺車車輪、滑道、軌道、油板上的消耗達(dá)180萬元以上，而因維修、更換臺車、滑道等設(shè)備造成的停機(jī)多達(dá)10天以上，直接影響了生產(chǎn)。

3 措施制定

采用修復(fù)再制造技術(shù)對105 m2燒結(jié)機(jī)臺車進(jìn)行試修復(fù)。臺車主體為專用球墨鑄鐵，目測可見裂紋3條～4條，裂紋長度為380 mm左右，主梁厚度為60 mm，裂紋為貫穿性裂紋，如圖1所示。

燒結(jié)機(jī)臺車修復(fù)的主要技術(shù)難點(diǎn)在于主梁專用球墨鑄鐵基體的焊接，球墨鑄鐵由于其本身材料特性決定了它的焊接性能極差，這需要焊前進(jìn)行改性處理，同時(shí)嚴(yán)格控制焊接工藝。其次焊接時(shí)須對主梁形變進(jìn)行控制，確保主梁的間距不變，修復(fù)后可以正常承擔(dān)篦條和燒結(jié)礦物。

3.1 整體檢測

臺車經(jīng)過長時(shí)間的使用后，主體尺寸會出現(xiàn)不同程度的變形。在檢測平臺上使用游標(biāo)高度尺(0～800 mm)、大型游標(biāo)卡尺(0～1 000 mm)和平尺(1 500 mm)進(jìn)行檢測，對照圖紙確認(rèn)臺車除裂紋外其他尺寸有無變化，是否超標(biāo)。檢測示意圖如圖2所示。

圖1 裂紋現(xiàn)狀

Figure 1 Present situation of crack

圖2 臺車檢測示意圖

Figure 2 Schematic diagram of trolley detection

臺車置于檢測平臺上，拆除篦條后在每條主梁上取三點(diǎn)，測量主梁上側(cè)面高度、主梁厚度和主梁平整度。

3.2 無損檢測

清理臺車表面的銹蝕，對臺車主梁進(jìn)行滲透檢測，確認(rèn)所有裂紋缺陷，并統(tǒng)計(jì)數(shù)量和尺寸。

3.3 實(shí)驗(yàn)分析

在臺車主體上取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，通過成分檢測，確認(rèn)臺車的材質(zhì)，同時(shí)進(jìn)行金相組織及顯微硬度等綜合檢測。

3.4 裂紋清理

使用機(jī)械磨削的方法進(jìn)行裂紋位置的清理，避免熱熔工藝對基體造成二次熱損傷，結(jié)合滲透檢測進(jìn)行裂紋深度的檢測，對裂紋周圍的疲勞失效位置進(jìn)行疲勞層的去除，確保無裂紋缺陷殘留。裂紋清理徹底后，進(jìn)行焊接坡口的制作。貫穿性的大裂紋開雙面U形坡口，打磨去除尖角，消除應(yīng)力集中的位置，其他局部裂紋開單面U形坡口，如圖3所示。

3.5 焊接實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上確定焊接材料(包括打底層和填充層)，并根據(jù)焊接材料特性及臺車主梁的力學(xué)性能要求，預(yù)定焊接工藝。在臺車上選取中等裂紋位置進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，開U形坡口后進(jìn)行打底層改性處理，然后無損檢測有無裂紋，接著按照工藝進(jìn)行填充層的焊接。熱處理結(jié)束后，以2 mm為間隔進(jìn)行逐層打磨檢測，直至母材內(nèi)部5 mm。在焊接位置切塊進(jìn)行金相分析，同時(shí)進(jìn)行焊接冶金熔合性能、微觀金相組織、焊縫區(qū)域硬度過度等全面檢測，確定焊接材料，優(yōu)化焊接工藝。整個(gè)過程無裂紋出現(xiàn)，融合良好，硬度適中，視為工藝和焊材均合格。

圖3 裂紋清理

Figure 3 Crack cleaning

3.6 工裝制作

由于臺車主梁基體材質(zhì)的特性決定，焊接時(shí)需保證預(yù)熱、緩冷等工藝，需根據(jù)主梁的形狀、位置，制作專用的工裝設(shè)備，保證焊接的溫度需求，同時(shí)進(jìn)行主梁尺寸的檢測、調(diào)整。

裂紋位置焊接過程中，在裂紋兩側(cè)距離大于600 mm的位置分別使用安裝在施工平臺上的百分表進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，實(shí)時(shí)檢測焊接過程中的變形量，調(diào)整焊接順序和焊接位置，如圖4所示。

圖4 檢測焊接變形量

Figure 4 Detection of welding deformation

3.7 焊接

采用保養(yǎng)焊接技術(shù)，惰性氣體保護(hù)焊接。焊前對坡口基體材質(zhì)實(shí)施改性處理，改善基體的焊接性能。焊接過程中控制焊接量，及時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力處理，減少殘余應(yīng)力，保證焊接質(zhì)量。焊接分為打底焊接及主體填充焊接。根據(jù)焊接的層次不同，選擇不同的焊接材料。打底層選取高結(jié)合強(qiáng)度的特種焊材，保證焊材和基體的成分、強(qiáng)度合理過渡，具有高的結(jié)合強(qiáng)度。填充層使用高強(qiáng)韌性的焊材，焊接過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控焊接位置的溫度，嚴(yán)格控制層間溫升，避免局部過熱產(chǎn)生脆硬組織，逐層逐道進(jìn)行實(shí)時(shí)去應(yīng)力處理，減少焊接應(yīng)力，保證焊接質(zhì)量。

3.8 焊后處理

焊接完成后按既定焊接工藝要求，進(jìn)行焊接區(qū)域的焊后熱處理，消除殘余焊接應(yīng)力，穩(wěn)定焊接位置的微觀組織。冷卻后粗打磨，滲透檢測，確保無焊接缺陷殘留。

3.9 機(jī)械加工

焊縫檢測合格后，臺車主梁焊接位置，按照圖紙要求進(jìn)行機(jī)械加工，恢復(fù)技術(shù)要求的尺寸精度和工差要求。

4 改善效果

燒結(jié)機(jī)臺車堆焊再制造修復(fù)后，使用壽命得到了延長，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期的效果。

編輯 李韋螢

The Repairing and Remanufacturing Technology to Realize the Recycling Utilization of Sintering Machine Trolley

Liang Rui, Wu Yujun, Gu Qiliang

The damage reason of sintering machine trolley has been analyzed. The repair measures for sintering trolley by repairing and remanufacturing technology have been made from the following aspects such as integral testing, crack cleaning, welding test, tooling fabrication, welding and so on to realize the recycling utilization of sintering machine trolley.

sintering machine trolley; welding; repairing and remanufacturing

2016—09—02

TD464

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