CN111036347A - 一种中速磨煤机复合堆焊辊套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及堆焊辊套，更具体的说是一种中速磨煤机复合堆焊辊套，包括铸造配体、堆焊过渡层和堆焊硬度层，所述铸造配体和堆焊硬度层之间设置有堆焊过渡层，铸造配体的铸造材质为ZG20CrSiMnTiRe，可以不限制次数地进行修复堆焊，解决了改造前复合磨辊辊套堆焊只能堆焊三次的限制；堆焊硬度层为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材堆焊在堆焊过渡层上形成，保证实现无缺陷焊接，耐磨效果更为显著；堆焊过渡层上堆焊堆焊硬度层可以释放掉其所产生的应力，避免复合磨辊辊套在使用中出现破损及裂纹现象，堆焊硬度层使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明涉及堆焊辊套，更具体的说是一种中速磨煤机复合堆焊辊套。
背景技术
磨煤机是火力发电厂的重要设备之一，而磨煤机磨辊又是磨煤机的关键部件，磨辊的耐磨性能直接影响到制粉的作业率、煤粉质量、磨辊消耗和生产成本。
磨辊是碾磨煤粉的部件，磨辊是在较高的温度下运行的，要承受较大的碾磨压力以及因较大石子煤、黄铁矿、铁块等带来的巨大冲击力。这就要求磨辊一方面要具有良好的高温耐磨性；另一方面还要具有一定的抗冲击性。磨辊的失效形式主要是物料对磨辊的摩擦损耗而产生的三体磨料磨损。利用电镜和金相组织分析可知，随着物料中杂质含量的增加，对磨辊表面形成的磨沟增多且明显变宽，因此，物料中杂质的硬度对中速磨辊磨损有重要的影响，不同物料对金属的磨损程度不同，磨辊的寿命也就不同。
国内外都对改进磨辊材料、延长使用寿命进行了大量的工作。但是，任何磨辊材料，在制粉工况条件下，都有较为严重的磨损，磨辊在一定程度的磨损范围内，仍能正常工作，当磨损达到某一限度后，外圆过小即报废。我国火力发电厂的磨煤机磨辊大都采用高铬合金钢、高铬铸铁等高碳高铬材料制成，它们在一定温度下具有较好的耐磨性，故在国内各发电厂应用较广泛。但在磨煤过程中会受到周期性的应力和不定期的冲击力。磨煤机磨辊辊套会不断磨损，如果进行整体更换耗资较大。因此中速磨煤机磨辊辊套磨损后常采用堆焊的方法修复。但是在磨辊辊套的修复过程中或修后短期内易出现磨辊辊套破损及断裂现象，而且整体常规铸造磨辊辊套在堆焊修复时容易产生加工应力，这种加工应力无法消除，超过三次堆焊后本体就有可能出现断裂，对锅炉的安全稳定运行造成一定的影响。反复堆焊可以避免浪费，节约材料和费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种中速磨煤机复合堆焊辊套，可以对磨辊辊套进行反复堆焊，延长磨辊使用寿命。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种中速磨煤机复合堆焊辊套，包括辊套胎体、堆焊过渡层和堆焊硬度层，所述辊套胎体和堆焊硬度层之间设置有堆焊过渡层，辊套胎体的铸造材质为ZG20CrSiMnTiRe。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套，所述ZG20CrSiMnTiRe的化学成份含量为：0.16％-0.4％的C ，0.6％-1.4％的Mn，0.4％-1.2％的Si，≤0.04％的P，≤0.04％的S，≤0.5％的Cr，≤0.3％的Ni，≤0.4％的Ti，≤0.2％的Cu，≤0.04％的Re。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套，所述堆焊过渡层为打底焊丝堆焊在辊套胎体上形成。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套，所述堆焊过渡层的堆焊层数为1-10层。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套，所述堆焊硬度层为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材堆焊在堆焊过渡层上形成。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套，所述高铬钼镍钒硼稀土合金焊材的化学成份含量为：3.0％-7.0％的C，0.5％-2.0％的Mn，0.5％-3.0％的Si，18％-40％的Cr，0.5％-3.5％的Mo，≤1.0％的Ni，≤1.0％的V，≤0.5％的B，其他平衡。
本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套的有益效果为：
本发明一种中速磨煤机复合堆焊辊套，采用ZG20CrSiMnTiRe材质铸造辊套胎体，可以不限制次数地进行修复堆焊，解决了改造前复合磨辊辊套堆焊只能堆焊三次的限制；堆焊硬度层为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材堆焊在堆焊过渡层上形成，保证实现无缺陷焊接，耐磨效果更为显著；堆焊过渡层上堆焊堆焊硬度层可以释放掉其所产生的应力，避免复合磨辊辊套在使用中出现破损及裂纹现象，堆焊硬度层使用寿命较长。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的中速磨煤机复合堆焊辊套整体结构示意图一；
图2是本发明中速磨煤机复合堆焊辊套整体的结构示意图二。
图中：辊套胎体1；堆焊过渡层2；堆焊硬度层3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一：
下面结合图1-2说明本实施方式，一种中速磨煤机复合堆焊辊套，包括辊套胎体1、堆焊过渡层2和堆焊硬度层3，所述辊套胎体1和堆焊硬度层3之间设置有堆焊过渡层2，辊套胎体1的铸造材质为ZG20CrSiMnTiRe，可以不限制次数地进行修复堆焊，解决了改造前复合磨辊辊套堆焊只能堆焊三次的限制；堆焊硬度层3为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材堆焊在堆焊过渡层2上形成，保证实现无缺陷焊接，耐磨效果更为显著；堆焊过渡层2上堆焊堆焊硬度层3可以释放掉其所产生的应力，避免复合磨辊辊套在使用中出现破损及裂纹现象，堆焊硬度层3使用寿命较长。
具体实施方式二：
下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述ZG20CrSiMnTiRe的化学成份含量为：0.16％-0.4％的C ，0.6％-1.4％的Mn，0.4％-1.2％的Si，≤0.04％的P，≤0.04％的S，≤0.5％的Cr，≤0.3％的Ni，≤0.4％的Ti，≤0.2％的Cu，≤0.04％的Re；
ZG20CrSiMnTiRe，成分如下表所示：
具体实施方式三：
下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式二作进一步说明，所述堆焊过渡层2为打底焊丝堆焊在辊套胎体1上形成；打底焊丝可以是现有技术中常见的打底焊丝；复合堆焊辊套的堆焊过渡层2上进行堆焊硬度层3堆焊时可以释放掉其所产生的应力，避免复合磨辊辊套在使用中出现破损及裂纹现象，堆焊硬度层3使用寿命长，达到这样技术效果的原因主要在于以下几方面：
堆焊过渡层2材料与辊套胎体1及堆焊硬度层3材料的熔融性都较好，而且塑性好辊套胎体1不直接与堆焊硬度层3材料接触，高铬镍钼钒硼稀土合金焊材与辊套胎体1之间会产生较大应力集中，进而产生开裂和剥离，而高铬镍钼钒硼稀土合金焊材与堆焊过渡层2材料焊接融合良好，可以保证焊接质量，实现耐磨堆焊层材料不龟裂、不开裂、不断裂，实现无限次堆焊重复使用的技术效果；
低温堆焊，强制冷却，控制层间温度≤90℃，减少热应力；
通过以上措施可以释放掉在焊接时产生的应力，从而避免复合磨辊辊套在使用中因为磨辊胎体及堆焊硬度层内部应力过大而引起的破损及开裂现象，增加使用寿命，降低堆焊修复成本。
具体实施方式四：
下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式三作进一步说明，所述堆焊过渡层2的堆焊层数为1-10层。
具体实施方式五：
下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式四作进一步说明，所述堆焊硬度层3为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材堆焊在堆焊过渡层2上形成；堆焊过渡层2材料与辊套胎体1材料和堆焊硬度层3材料的熔融性都较好，更容易释放焊接应力，而且塑性好；增加堆焊过渡层2后，使辊套胎体1不直接与堆焊硬度层3接触，高铬钼镍钒硼稀土合金焊材与堆焊过渡层2焊接融合良好，可以保证焊接质量，实现磨煤机辊套耐磨堆焊层材料不龟裂、不开裂、不断裂，实现无限次堆焊重复使用的技术效果。
具体实施方式六：
下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式五作进一步说明，所述高铬钼镍钒硼稀土合金焊材的化学成份含量为：3.0％-7.0％的C，0.5％-2.0％的Mn，0.5％-3.0％的Si，18％-40％的Cr，0.5％-3.5％的Mo，≤1.0％的Ni，≤1.0％的V，≤0.5％的B，其他平衡；因为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材中含C量高，同时含有大量的Cr和Mo，堆焊层组织一般为奥氏体、马氏体、共晶碳化物和过共晶碳化物。由于铬、钼碳化物硬度超高、同时材料中加入适量稀土元素后使得焊材基体具备高硬度同时韧性良好，细化材料晶格组织的同时可以弥散强化基体材料，解决了高硬度材料的低韧性问题，所以合金焊材具有极高的耐磨性；高铬钼镍钒硼稀土合金焊材中Mn、Si元素有时效加工硬化作用，提高焊接冷却硬化稳定性能和细化组织等功效，在很大程度又提高了耐磨损性能；另外，高铬钼镍钒硼稀土合金焊材中含的B元素，在焊接条件下，可以和焊丝中的Cr、Fe反应生成超硬硼化物，硼化物的硬度可以高达1800-2600Hv，能有效抵抗磨料的碾磨及碾压切削运动，提高基体综合耐磨性能，减少合金磨损，最大限度地提高了堆焊硬度层的耐磨性能。
高铬镍钼钒硼稀土合金焊材稀土含量Re≤0.25%,除此之外成分如下表：
具体实施方式七：
下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一至六作进一步说明；复合堆焊辊套的制作步骤如下；
步骤一：辊套胎体1加工工艺
配体材质：ZG20CrSiMnTiRe；
辊套胎体1铸造工艺
A.造型工艺
铸造采用砂型铸造工艺，水玻璃砂、树脂砂或者金属型等造型工艺；
B.熔炼工艺
采用中频炉、工频炉熔炼，出炉温度≥1500℃，浇铸温度≤1600℃；
C.浇铸后保温，同时去应力退火处理。
步骤二：辊套胎体1热处理工艺
退火处理：常温状态以（60-80℃）/h速度升温到650℃，保温4h后，随炉冷却到常温。
步骤三：辊套堆焊层工艺
清理辊套胎体1、检测胎体表面情况，对表面进行着色探伤、检查是否存在裂纹；
检查无问题后将辊套胎体1安装到相应的辊套工装上并焊接防变形性固定装置，定位牢固防止滑落。在焊接前先使用抹布沾松香水将辊套胎体1待堆焊加工表面油污擦掉，再用电动钢丝铁刷抛光毛坯表面至呈现金属光泽。
1、在焊接时如辊套胎体低于15℃时，应预热到20-60℃ 时再焊接；
2、过渡层焊丝
堆焊过渡层2焊接参数：电压30-31V；电流425-445A ；焊接线速度0.7-0.9m/min；焊丝干伸30mm；X轴步进8-10mm；层间温度≤90℃；
堆焊过渡层2焊接质量要求：在焊接过渡层时，需要用除渣器对其焊道进行除渣处理和部分消除应力作用，过渡层不允许有龟裂；
堆焊过渡层2打底焊接层数：1-10层。
3、堆焊硬度层3采用高铬钼镍钒硼稀土合金焊丝
硬度层焊接参数：实际电压（V）：30～32；实际电流（A）：450～500；焊接线速度1.0-1.5m/min；焊丝干伸30mm；X轴步进7-9mm；层间温度≤90℃；
堆焊硬度层3焊接质量要求：同一焊层的后一焊道应覆盖前一焊道的30%-40%,后一焊层的焊道应依次排列在前一焊层的两焊道之间；
堆焊硬度层焊接层数：根据实际设计要求而定。
4、在堆焊完成后对表面堆焊层进行局部焊补或打磨掉飞溅物。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种中速磨煤机复合堆焊辊套，包括辊套胎体（1）、堆焊过渡层（2）和堆焊硬度层（3），其特征在于：所述辊套胎体（1）和堆焊硬度层（3）之间设置有堆焊过渡层（2），辊套胎体（1）的铸造材质为ZG20CrSiMnTiRe。
2.根据权利要求1所述的一种中速磨煤机复合堆焊辊套，其特征在于：所述ZG20CrSiMnTiRe的化学成份含量为：0.16％-0.4％的C ，0.6％-1.4％的Mn，0.4％-1.2％的Si，≤0.04％的P，≤0.04％的S，≤0.5％的Cr，≤0.3％的Ni，≤0.4％的Ti，≤0.2％的Cu，≤0.04％的Re。
3.根据权利要求1所述的一种中速磨煤机复合堆焊辊套，其特征在于：所述堆焊过渡层（2）为打底焊丝堆焊在辊套胎体（1）上形成。
4.根据权利要求3所述的一种中速磨煤机复合堆焊辊套，其特征在于：所述堆焊过渡层（2）的堆焊层数为1-10层。
5.根据权利要求1所述的一种中速磨煤机复合堆焊辊套，其特征在于：所述堆焊硬度层（3）为高铬钼镍钒硼稀土合金焊材堆焊在堆焊过渡层（2）上形成。
6.根据权利要求5所述的一种中速磨煤机复合堆焊辊套，其特征在于：所述高铬钼镍钒硼稀土合金焊材的化学成份含量为：3.0％-7.0％的C，0.5％-2.0％的Mn，0.5％-3.0％的Si，18％-40％的Cr，0.5％-3.5％的Mo，≤1.0％的Ni，≤1.0％的V，≤0.5％的B，其他平衡。
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