CN103894262B

CN103894262B - 一种风扇磨煤机及其使用的防磨打击板

Info

Publication number: CN103894262B
Application number: CN201410103306.XA
Authority: CN
Inventors: 柴豫; 李国斌
Original assignee: DALIAN HANDUN INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: DALIAN HANDUN INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: CN103894262A

Abstract

本发明公开了一种风扇磨煤机使用的防磨打击板，在打击板的出口侧基板面焊接有耐磨条，耐磨条为基层板和覆层构成的复合板材，其中，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层；所述覆层的主要成份为：B:1.3～1.5%、C：0.4～0.5%、Ti：3～4%、Ni：1.5～2.5%、Mn：6～8%、Fe：84～86%。本发明优点：1、降低磨煤机的检修成本；2、减少停机时间，提高设备运转率；3、减少磨耗造成的设备产能降低及耗电增加的损失；4、降低磨耗破损落料而污染环境及增加清料维修的成本；5、相比其他耐磨材料寿命将提高一倍；6、没有改变现有的生产方式；7、提高了制造打击轮的效率。根据上述打击板的结构，本发明还提供了一种风扇磨煤机。

Description

一种风扇磨煤机及其使用的防磨打击板

技术领域

本发明涉及一种风扇磨煤机，更具体地说，涉及风扇式磨煤机风扇磨盘中防磨打击板的改进。

背景技术

风扇式磨煤机是火电厂比较先进的一种制粉设备，它同时具有粉碎、干燥和输送煤粉的三大功能，与目前大量使用的球磨机相比，具有投资小、占地面积小、操作灵活，维修方便、工作效率高、噪音低以及耗电量少等优点。风扇式磨煤机的结构包括冲击轮（又称风扇磨盘，如图1和2所示），主要由叶轮和冲击板（又称打击板）组成，现有技术的冲击板由锰钢耐磨材料制造，并便于调换。

由于风扇式磨煤机原设计为磨制褐煤，而我国电厂所用的煤种繁多，有烟煤和贫煤，加之除铁、除矿石不严格及煤炭中有相当部分高硬度的SIO₂，AL₂O₃等，这些硬质点对打击板产生严重的的磨损，使其寿命仅300-600小时，从而造成更换频繁，不仅大量消耗金属材料（如按型风扇式磨煤机计算,一年要消耗2500吨钢铁材料，价值450万元），造成备件供应紧张,检修量增大,制粉效率降低而且容易造成事故（东北地区某电厂1998年1年内曾连续发生两起打击轮破裂事故）等一系列问题。长期以来，国外用于磨制优质褐煤，磨损问题不突出，而且寿命一般都在2000-3000小时以上，材质以高猛钢为主。我国由于磨制劣质烟煤，磨损严重。

为了增加打击板（也称冲击板的的耐磨性），中国专利“风扇磨煤机的防磨打击板”（专利号CN00212052.6，公开号CN2428699）公开了一种风扇磨煤机的改进技术，其结构打击板由基体、过渡层和耐磨层构成，采用新的焊接工艺措施对打击板的受磨损面整体堆焊，厚度ａ为8～10mm，其中一端的堆焊层呈倒三角形，厚度ｂ为8～30mm。

问题在于，该专利的耐磨层是通过堆焊形成的一个堆焊层，其耐磨性依赖于焊接材料，同时耐磨层的厚度直接影响了耐磨性，特别影响了制造打击板的效率，进而影响冲击轮的整体制造。而且，耐磨焊条堆焊耐磨部件，堆焊厚度一般为15mm，易开裂、破损。

此外，如果将现有技术广泛使用的耐磨板直接用作打击板，存在如下问题：

1、许多高锰钢制作的耐磨部件，由于不能受到足够的冲击，无法提高其表面硬度，所以在细磨料磨损中达不到耐磨效果。

2、耐磨铸铁制作的耐磨部件，韧性不好，易断裂。

3、碳化钨碳化钛等硬质合金耐磨部件，很难对其进行再加工，安装方式受限，不能对其机加工和焊接，其高压烧结的制造工艺决定其尺寸做不了太大，耗能大且易碎。

4、耐磨焊条堆焊耐磨部件，堆焊厚度一般为15mm，易开裂、破损。

发明内容

为了提高打击板使用寿命，降低金属消耗及降低成本，改善劳动条件，本发明提供了一种新型耐磨材料的打击板，可以有效提高打击板耐磨度和使用寿命，尤其能够提高打击板的安装效率，使得风扇磨煤机整机的制造效率得到提高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种风扇磨煤机使用的防磨打击板，所述打击板本体内侧位于打击面的边缘出口处开设宽80～100mm槽口后利用耐磨焊条以焊接方式镶嵌有耐磨条。其中，耐磨焊条选用现有技术打击板中使用的耐磨焊条即可。而本发明涉及的耐磨条为基层板和覆层构成的复合板材，其中，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层。所述覆层的成份为：

B:1.3～1.5%

C：0.4～0.5%

Ti：3～4%

Ni：1.5～2.5%

Mn：6～8%

Fe：84～86%。

优选方式下，覆层成份：

B:1.5%

C：0.5%

Ti：4%

Ni：2%

Mn：7%

Fe：85%。

优选方式下，所述打击板本体位于所述耐磨条的背侧间隔80～100mm开设塞焊孔，通过塞焊方式焊接至所述耐磨条的基层板；所述耐磨条的正面覆层及内侧埋于延伸至所述打击板本体打击面上的堆焊层中。

一种优选实施方式中，所述耐磨条较所述打击板本体打击面高出5mm，从而进一步增加此处的耐磨性能；而所述堆焊层位于所述打击板本体打击面处厚度10mm，位于所述耐磨条覆层处厚度5mm。此外，优选方式下，所述耐磨条的覆层厚度15～25mm，基层板厚度10～15mm。

根据上述描述，本发明还提供了一种风扇磨煤机，包括冲击轮，冲击轮上安装有打击板，打击板本体内侧位于打击面的边缘出口处开设宽80～100mm槽口后利用耐磨焊条以焊接方式镶嵌有耐磨条；所述耐磨条为基层板和覆层构成的复合板材，其中，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层；所述覆层的成份为：

B:1.3～1.5%

C：0.4～0.5%

Ti：3～4%

Ni：1.5～2.5%

Mn：6～8%

Fe：84～86%。

优选方式为：

B:1.5%

C：0.5%

Ti：4%

Ni：2%

Mn：7%

Fe：85%。

一种优选实施方式中，所述耐磨条较所述打击板本体打击面高出5mm，从而进一步增加此处的耐磨性能；而所述堆焊层位于所述打击板本体打击面处厚度10mm，位于所述耐磨条覆层处厚度5mm。此外，优选方式下，所述耐磨条的覆层厚度15-25mm，基层板厚度10-15mm。

本发明通过超重力燃烧合成装置制造一种陶瓷相和金属相复合的耐磨板材，从而使得复合板材兼具耐磨性能和焊接性能。主要用于风扇式磨煤机的风扇磨盘中，位于冲击板易磨损处通过焊接固定使用。本发明通过普通碳钢板基层的焊接固定，使得陶瓷相的耐磨层发挥出耐磨优势。在普通碳钢板基层的一面可以进行任意的机械加工，如焊接、打孔等，保证安装匹配。而本发明产品有良好的韧性，在高冲击力作用下仍能保证材料的完整性和耐磨性。

本发明涉及的耐磨条，较现有技术的耐磨材料有如下优势：

1、相比高锰钢，本发明耐磨材料在细磨料磨损中有巨大优势，其维氏硬度最大可达1000，而高锰钢在400～500左右。

2、相比耐磨铸铁耐磨材料，本发明耐磨材料硬度大，且韧性好。

3、相比碳化钨碳化钛等硬质合金，本发明耐磨材料有很大的可加工性，焊接性，尺寸可以做大，可生产直径200mm圆形产品，以及边长150mm方形产品，对于方形产品可以任意拼接出更大块，由于制造工艺是在超重力下自蔓延反应，所以其耗能小，无污染。

4、相比耐磨焊条堆焊，本发明耐磨材料厚度更厚，厚度可达40mm，且不易开裂破损。

综上，本发明涉及的耐磨条相比传统耐磨材料寿命将提高一倍，材料的适用范围广，应用局限性小，提高了材料硬度，解决了现有耐磨材料加工性、焊接性不好的问题。

此外，本发明经过研究表明打击板的磨损实质是以撞击磨损为主。产生的宏观磨损形貌主要与煤粒大小，气流运动撞击时的速度、角度有关。微观磨损反应表面金属流失的机理：即煤粒撞击金属表面形成撞击坑，并推挤金属形成翻皮，在大量煤粒多次撞击下翻皮形成许多微观裂纹，最后形成磨削，脱离金属板。本发明申请人生产的耐磨材料为铁基碳化钛硼化钛，以超重力燃烧合成装置为载体进行自蔓延反应形成双金属复合耐磨材料。复合材料上部分为超级耐磨材料，厚度可达到40mm；下部分为普通碳钢，厚度10mm左右上下两层完全融合一体，硬度可达到HV1000（传统的堆焊方法只能达到HV630），韧性良好，易焊接。经测试表明顺气流方向，打击板板面越靠近打击板出口侧磨损越严重（如图3所示），离边缘80-100mm处，磨损最为严重，因此，在打击板出口侧基板面焊接上耐磨条，其长度可根据基板长度任意调整，宽度80mm，厚度35mm，其余磨损较轻的部分全部焊上耐磨焊条。由于耐磨材料的硬度可达HV850，所以可以有效的缓解打击板出口处的磨损。经过实践测试相比传统耐磨材料效果提高1倍。

本发明安装了耐磨条的打击轮打击板，具有如下优点：

1、降低磨煤机的检修成本

2、减少停机时间，提高设备运转率

3、减少磨耗造成的设备产能降低及耗电增加的损失

4、降低磨耗破损落料而污染环境及增加清料维修的成本

5、相比其他耐磨材料寿命将提高一倍

6、没有改变现有的生产方式

7、提高了制造打击轮的效率。

附图说明

图1是本发明风扇磨煤机冲击轮的结构示意图。

图2是图1所示风扇磨煤机冲击轮的侧视结构示意图。

图3是图1中A处打击板的放大结构示意图。

图4是图3所示打击板的背侧投影结构示意图。

具体实施方式

为了制备本发明的打击板和磨煤机，本发明首先提供了一种用于制备耐磨条的耐磨材料——铁基碳化钛硼化钛耐磨材料，以超重力燃烧合成装置为载体进行自蔓延反应形成双金属复合耐磨材料。配比好的原料预装在转子的两端的模具内，转子转速加速度高达1000g，引燃模具内的材料进行反应，整个反应过程均在真空状态下进行，耐磨材料熔合在钢板上，使产品形成分层。

本发明耐磨材料为复合材料，上部分覆层为陶瓷相的超级耐磨材料，厚度15～25mm；下部分为基层板，选用普通碳钢，厚度10～15mm左右，上下两层完全融合一体，硬度可达到HV700-1000，韧性良好，由于底层为普通碳钢，所以容易焊接且焊接效果良好。其中，陶瓷相的超级耐磨材料主要成份：

B:1.3～1.5%

C：0.4～0.5%

Ti：3～4%

Ni：1.5～2.5%

Mn：6～8%

Fe：84～86%。

优选方式为：

B:1.5%

C：0.5%

Ti：4%

Ni：2%

Mn：7%

Fe：85%。

金属复合材料，一面是以陶瓷相和金属相为主体的耐磨材料，一面是普通金属，材料的两面紧密结合在一起，保证了在金属一面可以进行任意的机械加工，如焊接、打孔等，保证安装匹配。该产品有良好的韧性，在高冲击力作用下仍能保证材料的完整性和耐磨性。

利用上述耐磨材料，本发明改进了风扇磨煤机使用的防磨打击板，如图3和4所示，在现有技术打击板本体4的出口侧基板面焊接有上述材质的耐磨条2。图中，标号1为堆焊层、标号3为塞焊孔，标号5为角焊缝。此外，如图3所示，耐磨条的正面覆层及内侧埋于延伸至所述打击板本体打击面上的堆焊层中。优选方式，耐磨条较打击板本体打击面高出5mm，从而进一步增加此处的耐磨性能。图中，堆焊层1位于打击板本体打击面处厚度10mm，位于耐磨条覆层处厚度5mm。

耐磨条为基层板和覆层构成的复合板材，其中，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层；所述覆层的主要成份为：B:1.3～1.5%、C：0.4～0.5%、Ti：3～4%、Ni：1.5～2.5%、Mn：6～8%、Fe：84～86%。所述覆层厚度15～25mm；所述基层板厚度10～15mm。

在上述打击板的基础上，本发明提供了一种风扇磨煤机，包括冲击轮，冲击轮上安装有打击板，所述打击板的出口侧基板面焊接有耐磨条，所述耐磨条为基层板和覆层构成的复合板材，其中，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层；所述覆层的主要成份为：B:1.3～1.5%、C：0.4～0.5%、Ti：3～4%、Ni：1.5～2.5%、Mn：6～8%、Fe：84～86%。所述覆层厚度15-25mm；所述基层板厚度10-15mm。

此外，现有的燃烧合成技术已将广泛用于制备多种先进陶瓷材料。超重力燃烧合成装置也已经为人们所利用，如文献《超重力燃烧合成钛基陶瓷复合材料》、《超重力熔铸快速致密化技术装备YAG陶瓷材料的研究》、《超重力辅助燃烧合成熔渗梯度Ni（WC-Ni）硬质合金复合材料》、《NiO-1Al体系绝热温度的数值计算与试验验证》等都有所记载。自蔓延高温合成主要特点是利用化学反应自身放热维持反应进行。与传统的高温固相反应相比，燃烧合成不仅反应迅速、制备周期短，而且充分利用反应放热，不需要外部热源维持供热，因而能够大幅度减少能耗、降低成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种风扇磨煤机使用的防磨打击板，其特征在于，打击板本体(4)内侧位于打击面的边缘出口处开设宽80～100mm槽口后利用耐磨焊条以焊接方式镶嵌有耐磨条(2)；

所述耐磨条为基层板和覆层构成的复合板材，其中，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层；

所述覆层的成份为：

B:1.3～1.5％

C：0.4～0.5％

Ti：3～4％

Ni：1.5～2.5％

Mn：6～8％

Fe：84～86％。

2.根据权利要求1所述风扇磨煤机使用的防磨打击板，其特征在于，所述打击板本体(4)位于所述耐磨条(2)的背侧间隔80～100mm开设塞焊孔(3)，通过塞焊方式焊接至所述耐磨条(2)的基层板；

所述耐磨条(2)的正面覆层及内侧埋于延伸至所述打击板本体(4)打击面上的堆焊层(1)中。

3.根据权利要求2所述风扇磨煤机使用的防磨打击板，其特征在于，所述耐磨条(2)较所述打击板本体(4)打击面高出5mm；

所述堆焊层(1)位于所述打击板本体(4)打击面处厚度10mm，位于所述耐磨条(2)覆层处厚度5mm。

4.根据权利要求1～3任一所述风扇磨煤机使用的防磨打击板，其特征在于，所述耐磨条(2)的覆层厚度15～25mm，基层板厚度10～15mm。

5.根据权利要求4所述风扇磨煤机使用的防磨打击板，其特征在于，所述耐磨条(2)的覆层成份：

B:1.5％

C：0.5％

Ti：4％

Ni：2％

Mn：7％

Fe：85％。

6.一种风扇磨煤机，包括冲击轮，所述冲击轮上安装有打击板，其特征在于，打击板本体(4)内侧位于打击面的边缘出口处开设宽80～100mm槽口后利用耐磨焊条以焊接方式镶嵌有耐磨条(2)；

所述覆层的成份为：

B:1.3～1.5％

C：0.4～0.5％

Ti：3～4％

Ni：1.5～2.5％

Mn：6～8％

Fe：84～86％。

7.根据权利要求6所述风扇磨煤机，其特征在于，所述打击板本体(4)位于所述耐磨条(2)的背侧间隔80～100mm开设塞焊孔(3)，通过塞焊方式焊接至所述耐磨条(2)的基层板；

所述耐磨条(2)正面覆层及内侧埋于延伸至所述打击板本体(4)打击面上的堆焊层(1)中。

8.根据权利要求7所述风扇磨煤机，其特征在于，所述耐磨条(2)较所述打击板本体(4)打击面高出5mm，所述堆焊层(1)位于所述打击板本体(4)打击面处厚度10mm，位于所述耐磨条(2)覆层处厚度5mm。

9.根据权利要求6～8任一所述风扇磨煤机，其特征在于，所述耐磨条(2)的覆层厚度15～25mm，基层板厚度10～15mm。

10.根据权利要求9所述风扇磨煤机，其特征在于，所述耐磨条(2)的覆层成份：

B:1.5％

C：0.5％

Ti：4％

Ni：2％

Mn：7％

Fe：85％。