郑州机械研究所在耐磨堆焊行业经典案例分析

  郑州机械研究所是研究机械工业基础技术、基本工艺的多专业综合研究所，是中央直属大型科技企业，已有五十多年的科研工作历史。在耐磨堆焊行业始终处于国内领先地位，目前与国内500多家水泥企业及10多家辊压机、立磨制造企业建立良好的合作关系。堆焊修复辊压机辊子、立磨磨辊2000多台，下面列举2个典型案例进行分析。

  案例一：句容台泥辊压机辊子修复

  句容台泥水泥有限公司生产线采用国际最先进的新型干法窑外分解技术。水泥粉磨系统采用德国KHD（洪堡）公司生产、目前亚洲最大的RP-Z170/180辊压机，运行初期产能效果显著，但使用2个月后，辊压机辊面磨损剥落严重，产量急速下降。针对辊压机辊面磨损问题，曾尝试多种修复方案，由南方多家公司采用进口焊丝修复试验，均告失败。直至2006年8月与郑州机械研究所合作，终于解决这一难题。

  针对句容台泥辊子整体焊接，郑州机械研究所首先分析化验辊套母材材质，制定了详尽的施工方案，确保取得最好的焊接效果。具体焊接工艺如下：

  1、把辊子放在自动转台，用超声波探伤仪对辊轴及辊套进行超声波探伤（如图1），确认合格后，把辊子预热到一定温度，待焊。

图1、堆焊前进行超声波探伤图

图2、动辊整体堆焊后效果图

  2、用ZD1埋弧药芯焊丝（Φ4.0）打底堆焊止裂层。

  3、再用ZD2埋弧药芯焊丝（Φ4.0）堆焊过渡层。

  4、再用ZD3埋弧药芯焊丝（Φ4.0）堆焊耐磨层。

  5、最后用ZD310药芯焊丝（Φ1.6）堆焊耐磨横条。（如图2）。

  使用效果

  堆焊后的辊子于2007年元月1号安装完毕，元月2号投入使用。运行半年后辊面磨损轻微，而且比较均匀，没有出现进口辊压机辊面剥落现象（如图3）。

图3、动辊使用半年后磨损情况

图4、更换定辊现场

  该辊子运行至2008年4月份，辊面依然完好，而定辊（原装进口）磨损的不能使用，于2008年4月17号更换定辊（如图4）。更换后两只辊子同时运行，运行到2010年2月28号，停机观察辊面磨损情况，发现动辊磨损轻微，辊面使用效果非常好（如图5），而比动辊晚安装将近一年半的定辊（原装进口）磨损比较严重（如图6）。

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图5、动辊使用3年多后磨损情况

图6、进口定辊使用1年多后磨损情况

  结论

  虽然德国洪堡公司原装进口的定辊比用ZD系列药芯焊丝堆焊的动辊晚用一年多（动辊于2007年1月1号安装，而定辊于2008年4月17号安装），从实际运行效果可以看出，动辊磨损程度远远好于定辊。用ZD系列药芯焊丝堆焊的动辊已经连续运行3年多，辊面还基本完好，大大超出当时质保时间8000小时，既为句容台泥水泥有限公司带来可观的经济效益，又为郑州机械研究所带来良好的口碑（详见附件：辊子使用情况说明）。自从该公司辊压机辊面使用效果良好，国内其他使用洪堡公司辊压机的水泥企业，比如亚东水泥、龙岩三德等均把辊压机辊子委托给郑州机械研究所修复，使用效果非常好。ZD系列药芯焊丝在RP-Z170/180辊压机上的成功应用意义重大，解决了大型辊压机辊面易剥落、耐磨性差的难题，为国内同样使用德国KHD（洪堡）公司辊压机的水泥企业提供了修复经验。生产修复次数的减少将大幅提高系统的运转率，减少维修成本，更为凸现辊压机在粉磨领域节能低耗的优势（附：辊子使用情况说明）。

  案例二：平阴山水立磨磨辊修复

  平阴山水水泥有限公司生料立磨采用日本宇部公司生产的，共计2台，每台立磨有4只磨辊和一套磨盘。在使用过程中，磨辊堆焊修复经常发生，期间使用过多家公司堆焊的辊子，使用效果一直不稳定。

  该公司辊压机辊面修复一直委托给郑州机械研究所，质量稳定可靠。由于该公司的立磨磨辊在堆焊过程中，质量不稳定，于2011年购买1只郑州机械研究所生产的立磨磨辊，于2011年7月安装使用。该立磨其他3只辊子还是其他公司堆焊的，使用3个月后，辊面几乎没有磨损（如图1），使用一年后，辊面磨损比较轻(如图2)。而其他辊子使用3个月后磨损情况如图3。

图1：使用3个月后磨损情况

图2：使用  12个月后磨损情况

图3：某公司为平阴山水修复的辊子使用3个月后磨损情况

  该辊子使用到2012年9月份，总计连续使用14个月，由于其他3只辊子磨损较重，全部更换下来。从对比后的使用效果来看，ZD-O具有非常优良的耐磨性能。

  结论

  郑州机械研究所通过研究不同立磨磨辊的磨损机理及不同物料对磨辊的磨损情况，相继开发出ZD901-O、ZD902-O、ZD903-O系列药芯焊丝，通过对比试验，耐磨性能不断提高，堆焊的立磨磨辊使用寿命也比同行堆焊的辊子有所提高。为了增加立磨磨辊的使用寿命，特别是矿渣立磨磨辊磨损更加严重，为了满足立磨的使用要求，郑州机械研究所的科研人员正在研发更耐磨的ZD904-O药芯焊丝，在不远的将来，就会投入市场。我们相信，随着焊丝的不断研发，矿渣立磨磨辊的使用寿命会进一步提高。