CN104002090B

CN104002090B - 大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法

Info

Publication number: CN104002090B
Application number: CN201410226475.2A
Authority: CN
Inventors: 郑坚平
Original assignee: Welding Technology Co Ltd Of Zhejiang Crea-Union Information & Technology Co Ltd
Current assignee: Welding Technology Co Ltd Of Zhejiang Crea-Union Information & Technology Co Ltd
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: CN104002090A

Abstract

大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法，包括以下步骤：a、手工气刨去除硬面层及疲劳层40mm深度；b、采用焊材一，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接，焊层厚度为25mm；c、采用焊材二，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接，焊层厚度为7mm；d、采用焊材三，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接，焊层厚度为3mm；e、采用焊材四，丝径∮2.8mm，明弧自保护焊接直条花纹层。本发明创造使得挤压辊辊面修复能达到新品一样使用寿命。

Description

大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法

技术领域

本发明创造涉及水泥粉磨设备领域，具体涉及一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法。

背景技术

大型辊压机挤压辊指辊面直径1.6米、辊面长度1.2米以上，在线修复指在水泥厂生产线挤压辊上直接修复的方式。

辊压机是由两个相向旋转的挤压辊组成，其中一个为固定辊，另一个为活动辊，接受液压系统传递的挤压力，并可以在机架的内腔做水平活动。挤压辊由两台电机分别驱动，物料由机架上部的加料装置均匀地喂入，在旋转挤压辊的作用下被带入两辊之间形成粉碎腔，并受到强大的挤压作用。随着物料的下沉，料床之间的空隙越来越小，挤压的强度越来越大，直至辊缝的最窄处，压力强度达到最大值，粉碎后的物料，被挤压成料饼的形状而卸出。在整个粉碎过程中，物料被封闭在一个狭小的空间内，挤压力迫使物料之间相互作用，直至断裂、压碎、压实；被挤压过的物料细粉含量很高，而且在物料颗粒上存在大量微裂纹，其易磨性得以改善，这对下一步的粉磨极为有利。活动挤压辊的挤压力是通过物料料床传递给固定辊的，不存在球磨机那样的无效碰撞和摩擦，大部分能量都用在物料粉碎上，因而能量利用率很高，这是该设备节能、高产的主要原因。

辊压机及挤压粉磨技术的应用日趋成熟，其高效节能的特点已得到充分体现，辊压机挤压粉磨主要工作部件的两个挤压辊，从九十年代的直径1米、1.2米小型化逐步向1.4米、1.5米甚至1.6米、1.8米大型化发展，随着大型辊压机生产线建成，生产效率成倍提高，而生产成本显著下降，因此随着工艺系统和挤压辊可靠性的提高，大型辊压机无论在国际还是国内都已成为新建建材水泥生产线，尤其是大型建材水泥生产线粉磨系统的优选方案之一。

但随着辊压机的长时间运行使用，其主要部件挤压辊辊面大面积疲劳，硬面花纹层磨损严重，几乎形不成料垫，甚至出现大块剥落及凹坑，因此挤压辊辊面在线修复至原新品状态是必须的，通过辊面在线修复的实施，可以实现企业产品的技术升级，为企业其它产品的技术升级提供示范，最终实现产品占领更大的市场份额，提高企业产品的竞争力及利润，同时也给建材水泥行业厂家降低生产成本，提高生产效率，节约备件费用作出贡献，可带来显著的社会效益。同时依据国家鼓励提倡产业导向，需采用先进设备技术和新型材料达到产品升级、企业转型，因此，辊面在线修复的实施非常必要，也具有重要意义。

发明内容

本发明创造所要解决的技术问题是：提供一种在原挤压辊辊面上修复并能达到新品一样使用寿命，即耐磨性能好并且生产过程符合节能环保要求的一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法。

一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法，主要步骤：1.手工气刨去除硬面层及疲劳层。2.用焊材一的二氧化碳气体保护焊焊接打底层。3.用另二种焊材（焊材二、焊材三）的二氧化碳气体保护焊焊接硬面层。4、用焊材四的自保护明弧焊焊接直条花纹层。

本发明创造的技术解决方案：一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、手工气刨去除硬面层及疲劳层40mm深度；

b、采用焊材一，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接，焊层厚度为25mm；焊材一化学成分的重量百分比为：C：0.03-0.12%，Si：0.2-1.2%，Mn：0.5-1.6%，Cr：0-0.5%，Ni：0.2-1.0%，其余为Fe；

焊接工艺参数为：气体流量：10-20L/min，焊接速度：350-450mm/min，干伸长度：25-30mm，焊接电压：30-31V，焊接电流：320-350A；

c、采用焊材二，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接，焊层厚度为7mm；焊材二化学成分的重量百分比为：C：0.2-0.5%，Si：0.4-1.2%，Mn：0.5-1.6%，Cr：5.0-8.5%，Mo：0.8-1.5%，V:0.2-0.8%，其余为Fe；

焊接工艺参数：气体流量：10-20L/min，焊接速度：350-450mm/min，干伸长度：25-30mm，焊接电压：30-31V，焊接电流：320-350A；

d、采用焊材三，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接，焊层厚度为3mm；焊材三化学成分的重量百分比为：C：1.0-2.0%，Si：0.5-1.5%，Mn：0.5-1.5%，Cr：8.0-9.5%，Nb：8.0-9.5%，W:1.2-2.5%，其余为Fe；

e、采用焊材四，丝径∮2.8mm，明弧自保护焊接直条花纹层：直条花纹层宽度为20-22mm、焊层厚度为5-7mm、直条间距为6-8mm，均布辊面；焊材四化学成分的重量百分比为：C：4.8-6.0%，Si：0.5-2.5%，Mn：0.5-1.5%，Cr：18-25%，Nb：5.0-7.0%，V:0.2-0.8%，其余为Fe；

焊接工艺参数：焊接速度：210mm/min，干伸长度：25-30mm，焊接电压：30-31V，焊接电流：450-500A。

所述的焊材一焊接后在辊面上的熔敷金属力学性能：σ_0.2：710MPa，σ_b：820MPa，δ：25%，-18℃A_KV：110J，焊材一400倍金相组织为贝氏体；所述的焊材二焊接后在辊面上的熔敷金属硬度为HRC48-50，焊材二400倍金相组织为马氏体+少量残余奥氏体+少量弥散碳化物；所述的焊材三焊接后在辊面上的熔敷金属硬度HRC56-58，100倍金相组织为共晶+少量残余奥氏体+少量一次碳化物；所述的焊材四焊接后在辊面上的熔敷金属硬度HRC58-62，100倍金相组织为初晶合金碳化物+共晶，其中初晶合金碳化物属（Cr,Fe）₇C₃+NbC型呈弥散分布。

本发明创造使得挤压辊辊面修复，并能达到新品一样使用寿命，即耐磨性能好，并且生产过程符合节能环保要求。

说明附图

图1为修复后挤压辊辊面主视结构示意图；

图2为修复后挤压辊辊面左视结构示意图图；

图3为焊材一400倍金相组织图；

图4为焊材二400倍金相组织图；

图5为焊材三100倍金相组织图；

图6为焊材四100倍金相组织图；

图7为磨粒磨损结果曲线图；其中：方块表示焊材四，三角形表示焊材三，圆点表示焊材二；

图8-1为焊接电压变化对焊缝形状的影响的名称说明图，图8-2为焊接电压变化对焊缝形状的影响图，图8-3为焊接电压变化对焊缝形状的影响曲线图，其中：B—熔宽H—熔深a—余高；

图9-1为焊接电流变化对焊缝形状的影响图，9-2为焊接电流变化对焊缝形状的影响曲线图，其中：B—熔宽H—熔深a—余高。

具体实施方式

一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤（适用于辊面直径∮1.6米及以上的大型辊压机挤压辊，以辊面直径∮1.6米为例）：

1、手工气刨去除硬面层及疲劳层40mm深度，使得挤压辊辊面直径为∮1520mm；

2、采用焊材一，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接至工艺尺寸挤压辊辊面直径为∮1570mm（焊层厚度为25mm）；焊材一化学成分的重量百分比为：C：0.03-0.12%，Si：0.2-1.2%，Mn：0.5-1.6%，Cr：0-0.5%，Ni：0.2-1.0%，其余为Fe；

焊接后在辊面上焊材一的熔敷金属力学性能：σ_0.2：710MPa，σ_b：820MPa，δ：25%，-18℃A_KV：110J；焊接后在辊面上焊材一400倍金相组织为贝氏体，如图3；

3、采用焊材二，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接至工艺尺寸挤压辊辊面直径为∮1584mm（焊层厚度为7mm）；焊材二化学成分的重量百分比为：C：0.2-0.5%，Si：0.4-1.2%，Mn：0.5-1.6%，Cr：5.0-8.5%，Mo：0.8-1.5%，V:0.2-0.8%，其余为Fe；

焊接后在辊面上的焊材二熔敷金属硬度为HRC48-50；焊接后在辊面上的焊材二400倍金相组织为马氏体+少量残余奥氏体+少量弥散碳化物，如图4；

4、采用焊材三，丝径∮1.6mm，二氧化碳气体保护焊，用螺旋圆周自动焊接至工艺尺寸∮1590mm（焊层厚度为3mm）；焊材三化学成分的重量百分比为：C：1.0-2.0%，Si：0.5-1.5%，Mn：0.5-1.5%，Cr：8.0-9.5%，Nb：8.0-9.5%，W:1.2-2.5%，其余为Fe；

焊接后在辊面上的焊材三熔敷金属硬度HRC56-58；焊接后在辊面上的焊材三100倍金相组织为共晶+少量残余奥氏体+少量一次碳化物，如图5；

5、采用焊材四，丝径∮2.8mm，明弧自保护焊接直条花纹层：直条花纹层宽度为20-22mm、焊层厚度为5-7mm、直条间距为6-8mm，均布辊面；焊材四化学成分的重量百分比为：C：4.8-6.0%，Si：0.5-2.5%，Mn：0.5-1.5%，Cr：18-25%，Nb：5.0-7.0%，V:0.2-0.8%，其余为Fe；

焊接后在辊面上的焊材四熔敷金属硬度HRC58-62；焊接后在辊面上的焊材四100倍金相组织为初晶合金碳化物+共晶，其中初晶合金碳化物属（Cr,Fe）₇C₃+NbC型呈弥散分布，如图6。

采用上述工艺条件的依据：

焊材二、三、四耐磨性特征采用磨粒磨损试验机测试，磨粒磨损试验结果如下：

从线性图（图7）中可以看出，焊材三、焊材四在1000～3000转时，磨损量相差不大，磨损量相差最大为0.011克，随着磨损转数的增多，磨损量的差异开始显现，9000转时磨损量相差最大为0.069克，焊材三磨损量是焊材四的0.251/0.182=1.38倍，焊材二与焊材三、焊材四至始至终磨损量相差都比较大，焊材二与焊材四磨损量相差最大为0.113克，3000转时为0.14/0.082=1.71倍，9000转时为0.295/0.182=1.62倍，由此可以看出，随着磨损时间延长，磨损辊体温度的升高，焊材四的红硬性最好，磨损量最小，耐磨性也最好，焊材三的红硬性、磨损量、耐磨性次之。所以将焊材四放在最外层。

二氧化碳气体保护焊具有成本低、抗氢气孔能力强等特点，经测试当气体流量在10-20L/min时，焊道不产生氢气孔，当气体流量小于10L/min时焊道会出现氢气孔，大于20L/min时则气体浪费。

焊接电压变化对焊缝形状的影响如图8所示，焊接电压增高，焊缝熔宽显著增加而熔深和余高将略有减小，当焊接电压在30-31V时，焊缝成型最佳。

焊接电流变化对焊缝形状的影响如图9所示，焊接电流与焊缝熔深成正比，电流越大，熔深越深，且焊接电流大小选择与焊材丝径大小有关，焊材丝径∮1.6mm的焊接电流在320-350A时焊缝成型及熔深最佳，焊材丝径∮2.8mm的焊接电流在450-500A时焊缝成型及熔深最佳。

干伸长度（即焊材从导电嘴中外伸的长度）特征：此长度最佳距离为25-30mm，当干伸长度大于此距离时，焊接电流明显下降，使电弧不稳定，当干伸长度小于此距离时，导电嘴等耗材又及易烧损。

以上的生产方法已成功在浙江红狮水泥股份（集团）有限公司、南方水泥（集团）有限公司的∮1.6米*1.4米、∮1.8米*1.6米、∮1.6米*1.2米等大型辊压机挤压辊上修复试用，充分满足了水泥生产厂家对辊压机挤压辊使用寿命的需求，且市场前景十分广阔，并具有较高的投资回报率，社会效益和经济效益明显。按照浙江红狮水泥股份（集团）有限公司现有的1.6米以上辊压机15台测算，如不修复而更换辊套每年所需备件费用达2000多万元，如修复则每年的修复费用只有700万左右，相对于每年可为浙江红狮水泥股份（集团）有限公司节约此类备件费用约1300万左右，对于我公司来说，仅此一家的大型挤压辊修复，可为公司增加销售约700万元，上交税金约80万元，产生利润约170万元，如推广至其它国内集团公司，可为社会节约和综合利用生产资源，且具有节能减排的重大效果，并增加社会人员就业和社会稳定，所以具有广阔的社会效益和经济效益。

Claims

1.一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、手工气刨去除硬面层及疲劳层40mm深度；

2.如权利要求1所述的一种大型辊压机挤压辊辊面在线修复方法，其特征在于，所述的焊材一焊接后在辊面上的熔敷金属力学性能：σ_0.2：710MPa，σ_b：820MPa，δ：25%，-18℃A_KV：110J，焊材一400倍金相组织为贝氏体；所述的焊材二焊接后在辊面上的熔敷金属硬度为HRC48-50，焊材二400倍金相组织为马氏体+少量残余奥氏体+少量弥散碳化物；所述的焊材三焊接后在辊面上的熔敷金属硬度HRC56-58，100倍金相组织为共晶+少量残余奥氏体+少量一次碳化物；所述的焊材四焊接后在辊面上的熔敷金属硬度HRC58-62，100倍金相组织为初晶合金碳化物+共晶，其中初晶合金碳化物属（Cr,Fe）₇C₃+NbC型呈弥散分布。