利用實驗立磨科學(xué)選擇堆焊立磨磨輥磨盤的焊絲

  1 前言

  國外發(fā)達(dá)國家在90年代中后推廣了硬面堆焊修復(fù)技術(shù)，既節(jié)省了資金，又提高了工件本身的使用壽命。公司立足技術(shù)發(fā)展前沿，在1999年將該技術(shù)率先引入國內(nèi)，并首先在礦渣磨上成功推廣，隨后對水泥生料磨的磨輥磨盤進(jìn)行堆焊修復(fù)，壽命超過了新品鑄件，經(jīng)受住了實踐的檢驗。

  但大型立磨是水泥制粉系統(tǒng)的咽喉。由于工作介質(zhì)是鋼渣、砂巖、石灰石和頁巖等，硬度十分高，在破碎和研磨過程中，磨盤、磨輥等工件受到磨損和沖擊。如果堆焊操作不當(dāng)，或是焊絲選擇不合適，將嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。因此北京陽光威爾焊接技術(shù)有限公司利用進(jìn)口的實驗立磨(圖1)，采集不同水泥公司的原料；購買國內(nèi)外幾種流行的焊絲，制作了多只堆焊磨輥和磨盤；進(jìn)行了多組磨料實驗，以鎳硬4鑄件為基礎(chǔ)，最終選擇了修復(fù)立磨磨輥磨盤的藥芯焊絲。

  2 磨機(jī)的磨損機(jī)理

  磨機(jī)的磨損主要是物料對磨輥及磨盤的摩擦損耗而產(chǎn)生的三體磨料磨損。因此，磨輥磨盤的磨損方式主要是物料中的硬質(zhì)顆粒對其表面造成的梨溝塑變，使金屬表面產(chǎn)生顯微切削和碳化物的破碎、剝落。典型的立磨磨輥磨盤磨損后的情況如圖2。

  3  實驗?zāi)C(jī)的工作情況

  3.1 設(shè)備

  由德國進(jìn)口的實驗立磨如圖1所示.利用不同藥芯焊絲堆焊制作的部分磨輥磨盤如圖2-圖6。

  磨輥外經(jīng)為，磨盤為，基體材料為NI Hard IV 冷硬鑄鐵。其典型的化學(xué)成分如表1。

  表1鑄件基體典型的化學(xué)成分%

  3.2 實驗?zāi)C(jī)的工作描述

  用戶提供有代表性物料1～2噸，并將不同種物料分別破碎到試驗粒度待用。按實際工礦的配比要求，把不同種物料分別稱重，充分混勻。將混勻的物料放入料倉中。將碾磨比壓調(diào)整到與工業(yè)磨機(jī)相同后，開啟試驗系統(tǒng)。啟動密封機(jī)、主風(fēng)機(jī)、輔助風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐烘磨直到磨后溫度達(dá)到100。調(diào)整主風(fēng)機(jī)擋板，使風(fēng)量達(dá)到試驗要求。啟動給料系統(tǒng)，手動調(diào)整磨內(nèi)壓差達(dá)到試驗規(guī)定后切換到自動調(diào)整系統(tǒng)，同時啟動計時，并定時取樣稱重篩分。做好試驗記錄。調(diào)整分離器轉(zhuǎn)數(shù)，直到滿足產(chǎn)品細(xì)度要求，并將試驗物料全部磨完。按操作規(guī)定關(guān)機(jī)，拆磨清洗輥套、盤襯，烘干后稱重。

  整理試驗數(shù)據(jù)，編寫試驗報告。報告的主要內(nèi)容是提供工業(yè)磨機(jī)的規(guī)格型號、單位功耗和不同耐磨材質(zhì)的使用壽命。

  4 堆焊焊絲的選擇

  利用合作單位國外進(jìn)口的實驗立磨(見圖1)的試驗數(shù)據(jù)，最終從5種進(jìn)口的和2種國產(chǎn)的焊絲中選中了韓國生產(chǎn)的直徑2.8mm的OA CN-O焊絲(其焊接金屬化學(xué)成分見表2)。

  圖2 -圖6中是公司制作的部分直徑為—的磨輥，磨盤，基體均為NI Hard IV 冷硬鑄鐵，上堆焊不同的焊絲。對5種進(jìn)口的和3種國產(chǎn)的堆焊水泥立磨磨輥磨盤的焊絲進(jìn)行了實物制作和磨料實驗。綜合耐磨性及韌性等指標(biāo)，最終確認(rèn)使用某公司生產(chǎn)的直徑2.8mm的OA CN-O 和OA HC-O藥芯焊絲.其實驗細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)見表3。

  表3 磨料磨損實驗數(shù)據(jù)

  由表3可見，采用OA HC-O焊絲堆焊磨輥,磨高爐渣實驗數(shù)據(jù)中是硬鎳4的1.7倍壽命；OA CN-O焊絲壽命更高，為3.2倍。

  大生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)表明，實際提高壽命的數(shù)據(jù)并沒有實驗立磨上得出的結(jié)果完全一致：采用OA HC-O焊絲堆焊磨輥，磨高爐渣實驗數(shù)據(jù)中是硬鎳鑄件的1.2倍壽命左右，OA CN-O焊絲壽命為硬鎳鑄件1.7倍左右。這可能是因為生產(chǎn)立磨通常承受沖擊以及受各種不同的因素影響，而實驗立磨原料粒度均勻，沒有沖擊，工作環(huán)境不象實際立磨那么惡劣所致。

  由表可見，焊絲OA CN-O 表現(xiàn)最佳， 國內(nèi)2表現(xiàn)最差。堆焊中發(fā)現(xiàn)國內(nèi)2焊絲焊接中飛濺很大，而且使用中出現(xiàn)剝落。 水泥立磨是大型水泥企業(yè)的重中之重,而磨輥磨盤又是立磨的心臟。因此在選擇堆焊修復(fù)的焊絲時應(yīng)慎之又慎，不能信口決定或拈手即來，應(yīng)有科學(xué)實驗的基礎(chǔ)和實踐的經(jīng)驗，否則會出現(xiàn)大面積剝落或是耐磨性差等問題，造成長時間停產(chǎn)或損壞設(shè)備的重大事故。

  將實驗選擇的藥芯焊絲用于堆焊水泥立磨和水渣立磨磨輥磨盤，自2001年以來已經(jīng)取得了突破性的效果。上海某建材廠已經(jīng)使用相同焊絲在線堆焊修復(fù)磨輥磨盤7年，為立磨順行提供了有效的保障。到目前為止唐龍公司、建龍公司和華新水泥、哈爾濱水泥、太原德龍公司、塔牌水泥、海螺水泥等超過80家水泥和水渣立磨廠家一直在使用相同藥芯焊絲，還有鞍鋼實業(yè)堆焊公司、義烏星耀威爾有限公司、珠海威爾堆焊有限公司、沈重、上海石洞口堆焊有限公司、首鋼長白機(jī)械廠等多家專業(yè)堆焊公司多年來使用OA CN-O用于水泥和水渣立磨磨輥和磨盤的堆焊修復(fù)，一直未更換過品牌。但是對不同的立磨和不同的原材料和工況條件，公司利用實驗立磨試驗對焊絲成分微調(diào)，確保最大限度地滿足不同用戶的實際需要。

  采用科學(xué)的方法,選擇合適的焊絲,并對不同的原料條件,對焊絲成分微調(diào),是公司過去成功的技術(shù)基礎(chǔ)和保證。

  5 結(jié)論

  每一個廠家都希望停工檢修周期越長越好，但是由于目前的備件壽命都較短，所以更換頻繁，浪費(fèi)許多時間，造成停產(chǎn)和利潤損失。公司采用藥芯焊絲明弧焊接工藝修復(fù)立磨部件,技術(shù)上處于領(lǐng)先水平。實驗優(yōu)選的硬面修復(fù)用OA CN－O的性能要優(yōu)于其它同類產(chǎn)品。它能產(chǎn)生硬質(zhì)合金NbC提供極高的硬度，又具有足夠的韌性。這種沉淀物在堆焊層內(nèi)緊密的均勻分布，使被研磨材料穿透母體非常困難，因而具有較高的抗磨性。使用OACN－O的部件壽命是新的鎳?yán)溆茶T件的1.7倍以上，同時修復(fù)成本只是更換新部件的1/2左右。

  應(yīng)有科學(xué)實驗的基礎(chǔ)和實踐的經(jīng)驗，選擇合適的焊絲,并對不同的原料條件,對焊絲成分微調(diào), 是公司過去成功的技術(shù)基礎(chǔ)和保證.

  利用實驗立磨選擇確定實際立磨堆焊藥芯焊絲是行之有效的科學(xué)方法。對不同的立磨和原料條件，焊絲成分也應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。