耐磨堆焊材料在我国水泥工业中的应用
耐磨堆焊材料在我国水泥工业中的应用
魏建军
潘 健黄智泉
许 健
王 欣
张永生
(郑州机械研究所 特种焊接材料研究室, 郑州 450052)
摘 要总结了我国水泥工业设备磨损失效的基本情况分析了关键大型设备的使用工况和磨损机理详细介绍了几
种设备部件的耐磨堆焊修复材料和堆焊工艺及其应用分析表明耐磨堆焊材料用于水泥设备再制造对节能节材保护环境
促进循环经济发展具有重要意义
关键词耐磨堆焊水泥应用 中图分类号
TG455
文献标识码
A 文章编号: 1007?9289(2006)03?0009?05
The Application of Hardfacing Material in Chinese Cement Industry
WEI Jian-jun
PAN Jian
HUANG Zhi-quan
XU Jian
WANG Xin
ZHANG Yong-sheng
( Welding material department of ZRIME Zhengzhou 450052 )
Abstract: The failure situation of equipment in the cement industry was outlined. Working condition and wear mechanism of the key large-scale equipment were analyzed. The hardfacing material, process and application in some equipment’s components were introduced particularly. The results showed that using hardfacing material in remanufacturing of cement equipment has important significance for saving energy, reducing material, protecting environment and accelerating recycle of economy.
Key words: hardfacing; cement; application
0 引 言
水泥工业是我国的基础工业也是我国工业行业在国际竞争中具有资源优势劳动力优势市场优势技术优势等综合优势的一个行业有着良好
的发展前景
随着我国成为世界水泥生产第一大
国对与水泥生产相关的各个行业的技术水平也提出了更高的要求水泥生产有其特殊性其生产过程由矿石制成水泥要经过矿石破碎
矿石粉磨
煅烧熟料粉磨等多道工序每一道工序的粉磨工作都要由耐磨材料来完成因此一个国家耐磨材料的生产应用水平直接决定了这个国家的水泥生产技术水平据不完全统计我国水泥行业2005年生产水泥约10亿吨按综合金属磨耗100 g/t
计每年我国水泥行业磨耗掉的耐磨材料达到10万吨这些磨损不但造成了巨大的经济损失而且部件的频繁更换严重影响和制约了水泥的生产如何减少
收稿日期2006?03?30修回日期2006?04?27
作者简介
魏建军(1965–)
男(汉)
河南遂平人
研究员
硕士
这些磨损增加部件的使用寿命
提高设备利用率在水泥行业实施绿色再制造
促进循环经济发展
是耐磨堆焊科研工作者不可推卸的责任
循环经济和绿色再制造的基本特征就
是资源的有效和循环的利用就是把传统的以资源消耗实现增长的模式转变为依靠资源循环来实现发展的模式就是资源减量化再利用再制造和再循环其公式可以归纳为
资源产品
废弃物
再生资源
产品良好耐磨堆焊维修技术不但可
以使已磨损报废的部件实现
废弃物
再生资源
产品的转变而且可以做到修复后再生产品比新产品更加价廉物美以目前的技术水平在报废的各类
耐磨材料中
可堆焊修复再生的部分按10 %
计每年需要各类耐磨堆焊材料10 000 t 以上由
此可见耐磨堆焊技术在水泥行业的市场潜力是十
分巨大的
水泥生产规模的大型化带动了水泥生产设备的大型化
发展
2 500 t/d
5 000 t/d
10 000 t/d 水
泥生产线以成为目前水泥工业的主流生产线这些
第19卷 第3期 中 国 表 面 工 程 V ol.19 No.32006年6月 CHINA SURFACE ENGINEERING June. 2006
10 中 国 表 面 工 程 2006年
生产线中的关键大型设备如锤式破碎机立式
磨辊压机排粉风机对辊破碎机等部件磨损破坏严重更换造价高依靠表面耐磨堆焊的方法进行部件的表面予防护堆焊和已磨损部件的耐磨堆焊修复可以显著增加设备的使用寿命降低更换部件的成本为企业带来巨大的经济效益为国家可持续发展做出
贡献
1 在立磨磨辊及磨盘堆焊方面的应用
立磨又称中速磨已有近百年发展历史前期由于受耐磨材料性能所
限
只能用于粉磨软质物
如煤石膏等在20 世纪70年代随着新型干法水泥技术的飞速发展立磨以其集粉磨烘干和选粉于一
体运行经济的特点被广泛用于水泥原料粉磨目前
5 000 t/d 以上水泥生产线生料磨大多采
用大型立式磨由于大型水泥厂原料立磨在剧烈磨损冲击的工况下运行制造综合技术高国内大部分使用的是进口的立磨磨机磨损严重的立磨磨辊辊套及磨盘衬板一般采用整体耐磨合金铸造高铬铸铁或镍硬铸铁或复合耐磨堆焊的方法制造用整体耐磨合金铸造的磨辊及磨盘虽然有着较好的耐
磨性
但存在两个
问题
(1) 辊体成本较
高磨损到一定尺寸后整个辊
体就要报废虽然可采用堆焊方式修复但只可修
复2
3
次
(2) 辊体本身脆
性大容易出
现辊体断裂
开
裂现象一旦出现这种情况会严重影响设备的运
行安
全
(3) 由于考虑到辊体
的加工性能铸造流动性
和辊体的塑性储备辊体材料的选择受到限制无
法进一步提高辊体的耐磨性能
国外多家公司在制造大型立磨磨辊及磨盘时已采用复合耐磨堆焊的方法即辊体基体采用韧性良好的低碳钢和低合金钢表面堆焊耐磨材料进行有效防护由于堆焊金属具有组织均匀晶粒细密耐磨性能提高空间大等特点这样既可以保证工件表面具有优良的耐磨性又可使辊体具有良好的综合机械性能不存在断裂的危险另外这种钢基体的工件可反复进行堆焊这样可大大减少设
备的备件成本
立磨磨辊辊套及磨盘衬板承受着剧烈的低应力磨粒磨损要求堆焊材料含有大量的合金碳化物
以抵抗磨损同时由于辊套及磨盘的有效使用厚度达到120 mm
左右
这么大的厚度全部堆焊上高
硬度含有大量的合金碳化物的耐磨堆焊材料其抗剥落性能必须依靠特殊工艺来实
现
针对立
磨的工况
采用
MD621
MD611
MD601系列埋弧堆焊药芯焊丝和DH621
DH611DH601明弧堆焊药芯焊丝较为合适其堆焊金属中含有大量的细密均布的合金碳化物硬质点这些硬质点保证了堆焊金属具有优良的耐磨粒磨损性能该系列焊丝堆焊时产生均匀密布的应力释放裂纹保证了堆焊层即使在高铬铸铁或镍硬铸铁基体上堆焊也能达到结合性能良好不产生
剥落现象堆焊金属焊态硬度在60 HRC
以上
其中621焊丝
为高碳高铌型合金体系专用于矿渣立磨磨辊的堆焊611601焊丝可根据物料情况选用生料立磨以选用611为好煤立磨选用601更为合算图
1图2分别是堆焊修复磨辊和衬板的现场
照片
图1 高铬合金铸铁生料立磨磨辊的修复堆焊 Fig.1 Repairing welding roller of high chromium alloy cast iron for vertical raw material mill
图2 莱歇立磨磨盘衬板的修复堆焊
Fig.2 Repairing welding scaleboard in Loesche vertical mill
由于
MD621MD611MD601埋弧堆焊药芯
焊丝
堆焊效率高
焊缝成型美观堆焊质量稳
定
没有弧光和焊接烟雾等优点且埋弧堆焊设备技术早已成熟且价格低廉方便使用因此对于专业厂新的钢基体辊套的制造堆焊或拆卸下来的旧辊