付金強楊 威

1. 葛洲壩集團水泥有限公司，湖北 荊門 448000；2. 鄭州機械研究所，河南 鄭州 450001

MLS立磨磨輥的堆焊修復技術

付金強1楊 威2

1. 葛洲壩集團水泥有限公司，湖北 荊門 448000；2. 鄭州機械研究所，河南 鄭州 450001

MLS立磨磨輥系分瓣式結構，是采用液壓傳動提升壓力框架來整體提升3只磨輥。設計開發(fā)MLS類型立磨離線堆焊的安裝胎具，實現(xiàn)該類磨輥離線堆焊；設計開發(fā)的MLS類型立磨在線堆焊用彎槍，可提高在線堆焊中焊槍安裝的效率，提高在線堆焊施工進度。離線堆焊的要點為切割、補焊；在線堆焊中主要是補焊。MLS類立磨磨輥的分瓣式結構決定其適宜在線堆焊。MLS類型立磨堆焊修復的案例再次驗證了ZD90X-O系列耐磨堆焊焊絲具有良好的耐磨性。

MLS立磨 磨輥 堆焊 離線 在線 焊材

0 引言

MLS類型的立磨常見的型號有MLS3123、MLS3424、MLS3626（及其加強型）、MLS3726、MLS4028、MLS4531等等，其主要技術參數(shù)如表1所示。

MLS立磨磨輥采用分瓣式結構，由12塊磨輥襯板組裝到磨機輪轂上并由壓塊壓緊兩側來固定。一般水泥廠如果有備件可能選擇離線堆焊修復磨損件，如果沒有備品而且又沒有整塊的檢修計劃時，可能選擇在線堆焊磨輥。

表1 MLS類型立磨主要技術參數(shù)

MLS立磨磨輥系分瓣式結構，離線堆焊時需要組裝起來才可以整體自動堆焊，而且即使是組裝起來，如果輥面不處理，那么在后續(xù)的堆焊施工中也會困難重重，即使上述問題能夠解決，在堆焊中對于磨輥側邊的切割也會加大側邊掉塊的風險；在線堆焊磨輥，由于該類磨輥不是采用單獨加壓臂來升輥而是采用液壓傳動提升壓力框架來整體提升3只磨輥，而壓力框架的存在限制了焊接支架直焊槍的焊接范圍，在加壓架之下的磨輥磨損區(qū)域直焊槍無法進行堆焊修復。

本文從實際出發(fā)，結合工作實踐，設計開發(fā)磨輥安裝的胎具，并制定離線堆焊工藝及技術關鍵點，有效地解決了離線堆焊的難點；設計開發(fā)出適應性極強的彎槍機構，同時制定在線堆焊工藝與關鍵點，有效地解決了在線堆焊難題。

1 離線堆焊修復技術及要點

1.1 磨輥安裝胎具的設計

MLS立磨磨輥采用分瓣式結構，每一個磨輥由12塊磨輥襯板組合形成。其結構示意見圖1。

如圖1所示，磨輥在自身的輪轂上時，由于磨輥內壁安裝尺寸與輪轂尺寸一致，安裝沒有困難，但是發(fā)到堆焊廠家后，安裝成為一個大問題。首先確保要能安裝，其次要確保安裝的誤差。我們根據(jù)輪轂的特點結合生產(chǎn)實踐設計開發(fā)了一種鋼結構胎具。該胎具采用內外兩個圓筒與加工設計好的板材連接組焊后形成毛坯，外圓筒組焊后在立車上車削加工確保圓柱度等形位公差。其中一側的板上銑成通槽，另一側板上每塊板打兩個螺絲孔。

圖1 MLS立磨磨輥襯板及其結構示意圖

該磨輥安裝胎具安裝后，一側使用頂塊頂住磨輥襯板一側，另一側使用螺絲擰緊，安裝完成后磨輥形成一個環(huán)形整體，而胎具通槽可以固定在變位機卡盤上，達到自動堆焊作業(yè)的要求，如圖2所示。

圖2 使用中的磨輥胎具及堆焊修復的MLS立磨磨輥

堆焊修復的磨輥測量的直徑誤差在±1.5 mm之內，圖2中顯示的堆焊完成的照片可知該種胎具完全可以滿足MLS類型立磨磨輥的堆焊修復使用要求。

1.2 MLS立磨磨輥離線堆焊修復工藝

MLS立磨磨輥離線堆焊的工藝步驟如下：

（1） 探傷；

（2） 對掉塊、磨損處進行處理；

（3） 安裝胎具到變位機卡盤；

（4） 組裝磨輥襯板；

（5） 填塞縫隙；

（6） 補焊到環(huán)焊狀態(tài)；

（7） 堆焊ZD-O耐磨材料到尺寸；

（8） 使用切割工具切割堆焊層；

（9） 測量堆焊完成的磨輥，檢測是否達到要求；

（10） 作標識。

離線修復過程中，補焊是一個關鍵點。在磨

圖3 離線堆焊修復過程

2 在線堆焊修復技術及堆焊工藝

2.1 在線堆焊修復中的焊槍設計

MLS立磨在線堆焊修復中經(jīng)常遇到的一個難題是：直焊槍不能堆焊磨損區(qū)域。其原因是承擔研磨的三個磨輥安裝在壓力框架下部，磨損的區(qū)域剛好在三角形壓力框架下部。如圖4所示。

圖4 磨輥與三角形壓力框架之間的相對位置

從圖4可知，如果采用直槍堆焊，那么只能堆焊三角形壓力框架內側的輥面，而對框架下面的輥面磨損區(qū)域則無法施焊。

為了達到堆焊修復的目的，則必須使用彎槍來進行焊接。需考慮的因素如下：

（1）加壓框架與磨輥的間距較小，焊槍須能伸到壓力框架之下；

（2）方便調節(jié)導電嘴的方向；

（3）導電嘴的安裝、拆卸要方便；

（4）焊絲能夠順利地經(jīng)過焊槍。

為了達到上述目的，我們將焊槍的槍頭部位設計成彎管，導電嘴采用頂絲頂緊，如圖5所示。

圖5所示的彎管焊槍在實踐中應用非常靈活、方便，且非常節(jié)約導電桿與導電嘴，以往通過螺紋連接的導電嘴，常常因為高溫等原因粘合在一起不能脫開，而新式焊槍的彎槍段改螺紋連接為頂絲固定，只需松緊頂絲即可使用手鉗將導電嘴輕松取出。

2.2 MLS立磨磨輥在線堆焊修復工藝

MLS立磨磨輥在線堆焊的工藝步驟如下：

（1） 確定修復工期；

（2） 檢查接縫邊磨損掉塊情況；

（3） 測量現(xiàn)場的磨損情況并記錄；

（4） 安裝磨輥驅動；

（5） 安裝立磨堆焊支架系統(tǒng)；

（6） 使用鋼絲刷打磨磨輥表面；

（7） 補焊到環(huán)焊的狀態(tài)；

（8） 堆焊ZD-O耐磨材料到尺寸。

圖5 彎管焊槍

在線堆焊，接縫兩側磨損掉塊部位的焊接是最占用時間的，而水泥廠檢修時間一般相對比較短，為了盡早進入環(huán)焊，該部位的補焊是不可能完全到位的。但是如果時間足夠，補焊到位再進行自動焊，有利于磨輥耐磨性的提高。

3 離線堆焊與在線堆焊比較

離線堆焊與在線堆焊差異比較明顯，具體來說如下：

（1）離線堆焊適合有備品備件更換，具有充足時間來堆焊舊磨輥的企業(yè)，或者停機檢修時間較充裕的企業(yè)，也適合離線堆焊。

（2）在線堆焊對于無備品更換同時生產(chǎn)任務又重的企業(yè)比較合適。

（3）離線堆焊中由于要拆卸磨輥襯板，所以需要切割接縫邊的堆焊層，容易導致接縫側堆焊層松動，在使用中易脫落掉塊。

（4）在線堆焊不需要切割接縫邊，如果能夠將掉塊部位補焊起來，一般不容易二次掉塊。

（5）離線堆焊在堆焊好后需要標示研磨面，否則安裝過程中將堆焊較少的一側安裝到研磨區(qū)，導致磨損加速；而在線堆焊不需要標示研磨面，其修復的即是磨損區(qū)域。

綜合上述因素，經(jīng)驗認為，MLS立磨磨輥選用在線堆焊更有利于堆焊層耐磨性的發(fā)揮。

4 焊接材料的選擇

磨輥堆焊離不開優(yōu)質焊接材料，鄭州機械研究所使用的立磨焊接材料全部為自行研制。在多年的使用中形成系列產(chǎn)品，如表2所示。

表2 立磨堆焊專用材料

表2中介紹的材料ZD90X-O系列耐磨堆焊焊絲均為高鉻鑄鐵合金系藥芯焊絲，規(guī)格為Φ2.8、Φ3.2與Φ1.6，其中Φ1.6的焊絲經(jīng)常應用于補焊，其余規(guī)格應用于自動焊。

該類焊材通過產(chǎn)生一次碳化物（Cr，F(xiàn)e）7C3，形成抗磨硬質相以達到耐磨的目的。其中ZD902-O用于原料磨堆焊修復，ZD903-O在工況較惡劣的礦渣磨輥修復中使用。

圖6是在陜西某水泥廠MLS3626磨輥使用ZD-O耐磨材料焊后使用情況。以往堆焊的磨輥，使用不到6個月，磨損已非常嚴重。最后一次測量，最深處達到100 mm～110 mm，平均堆焊厚度75 mm。鄭州機械研究所2015年2月堆焊，堆焊量達到11 t。2015年3月中旬開始投運， 4個月后，現(xiàn)場測量磨損量不超過15 mm。目前該套磨輥運行狀況良好，無掉塊現(xiàn)象，可再運轉8個月。

圖6 陜西某水泥廠使用ZD903-O堆焊后的使用情況

南方水泥集團某水泥廠的MLS3626立磨磨輥為高鉻鑄鐵鑄造輥，使用1 200 h，研磨面磨損厚度達到40 mm～45 mm，另一側磨損5 mm～8 mm。鄭州機械研究所選用ZD901-O堆焊3層，其余全部堆焊ZD902-O，目前已經(jīng)使用5 500～6 000 h，磨損量基本在20 mm～25 mm。圖7為MLS3626立磨高鉻鑄鐵鑄造輥的堆焊過程。

圖7 MLS3626立磨高鉻鑄鐵鑄造輥的堆焊過程

5 結束語

鄭州機械研究所設計開發(fā)了MLS類型立磨離線堆焊的安裝胎具，實現(xiàn)該類磨輥離線堆焊；設計開發(fā)了MLS類型立磨在線堆焊用彎槍，提高了在線堆焊中焊槍安裝的效率，提高在線堆焊施工進度。離線堆焊的要點為切割、補焊；在線堆焊中主要是補焊。MLS類立磨磨輥的分瓣式結構決定其適宜在線堆焊。ZD90X-O系列耐磨堆焊焊絲在MLS類型立磨堆焊修復的案例再次驗證了鄭州機械研究所立磨堆焊系列材料的應用效果，具有良好的耐磨性。

2015-06-20）

TQ172.632.5

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1008-0473(2015)05-0036-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.05.011