新型柱釘輥在水泥行業(yè)中的應(yīng)用

本文介紹了具有傳統(tǒng)柱釘輥與耐磨堆焊輥綜合優(yōu)勢的新型柱釘輥的制作工藝及使用效果。實(shí)踐表明，新型柱釘輥套不僅使用壽命長，而且能起到提高臺時(shí)產(chǎn)量及降低電耗的作用。輥壓機(jī)技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期從德國KHD公司引進(jìn)的，當(dāng)時(shí)鄭州機(jī)械研究所有限公司（以下簡稱我公司）與合肥水泥研究設(shè)計(jì)院、中信重工機(jī)械股份有限公司、天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司等國內(nèi)知名企業(yè)，共同對引進(jìn)的輥壓機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)與制造。我公司負(fù)責(zé)輥壓機(jī)輥面堆焊材料的國產(chǎn)化研究，根據(jù)國內(nèi)水泥物料的實(shí)際磨損情況，研制開發(fā)出ZD系列耐磨堆焊藥芯焊絲，受到國內(nèi)水泥行業(yè)的好評，受委托為一些知名研究院和水泥生產(chǎn)企業(yè)堆焊輥壓機(jī)輥?zhàn)?。隨著輥壓機(jī)在水泥行業(yè)推廣應(yīng)用多年，原來單一的耐磨堆焊已經(jīng)不能滿足市場需求，市場上又出現(xiàn)復(fù)合輥、柱釘輥等新技術(shù)。為了滿足市場需求，我公司與時(shí)俱進(jìn)，發(fā)揮自身優(yōu)勢，研制出新型柱釘輥，經(jīng)過市場使用，效果良好，特別是在提高磨機(jī)產(chǎn)量、降低電耗方面，起到積極的作用。1、新型柱釘輥研發(fā)理念國內(nèi)最早使用柱釘輥的是江西亞東水泥有限公司，早期該公司生料磨及水泥聯(lián)合粉磨使用的均是德國KHD公司生產(chǎn)的輥壓機(jī)，輥?zhàn)又睆??700mm，輥?zhàn)訉挾??800mm。用于生料的柱釘輥壓機(jī)使用效果還可以，但是用于擠壓熟料的柱釘輥，輥面柱釘經(jīng)常剝落，在使用過程中，經(jīng)常委托我公司進(jìn)行輥面堆焊。堆焊多次后只能進(jìn)行離線修復(fù)，把柱釘全部清理掉（見圖1），清理深度70mm左右，重新堆焊耐磨層，把柱釘輥改為堆焊輥（見圖2），使用效果良好。后來該公司把其他擠壓熟料的柱釘輥都改為堆焊輥?zhàn)?。國?nèi)輥壓機(jī)生產(chǎn)廠家借鑒德國KHD公司柱釘工藝生產(chǎn)的輥壓機(jī)輥?zhàn)?，在使用過程中也經(jīng)常出現(xiàn)輥面剝落、柱釘脫落現(xiàn)象（見圖3、圖4）。圖1清理輥面柱釘圖2重新堆焊后的輥壓機(jī)輥?zhàn)訄D3鑲嵌式柱釘輥輥面剝落圖4鑲嵌式柱釘輥柱釘脫落鑒于鑲嵌式柱釘輥在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)柱釘脫落等不利現(xiàn)象，我公司在研發(fā)柱釘輥時(shí)就采用澆鑄式輥套。該技術(shù)早在2000年之前為天瑞集團(tuán)制造過破碎機(jī)錘頭，使用效果不錯(cuò)，只是在輥壓機(jī)輥套方面還是沒有成功的案例。為了確保輥套質(zhì)量，我公司利用自身優(yōu)勢，整合公司鑄造事業(yè)部、鍛壓事業(yè)部等部門反復(fù)試驗(yàn)，雖然推向市場比較晚，但前期研發(fā)工作比較認(rèn)真，確保產(chǎn)品質(zhì)量，推向市場后取得滿意效果。2、新型柱釘輥制作工藝新型柱釘輥制作包括柱釘輥套的澆鑄、軸套加工、軸套熱裝以及輥套輥面堆焊等工藝。首先進(jìn)行柱釘輥套的澆鑄。將輥套進(jìn)行等分，每等分圓周制造一個(gè)砂型，使用封口膠對柱釘進(jìn)行固定，膠粘時(shí)一排為長釘、一排為短釘（見圖5）。將輥套等分的砂型沿圓周擺放整齊在型腔預(yù)定部位（見圖6），完成造型后向型腔內(nèi)澆注高錳鋼母液形成輥套基體，使柱釘與輥套基體澆鑄在一起，柱釘高出輥套基體外表面10~30mm，并對柱釘輥套基體進(jìn)行熱處理。圖5孔內(nèi)抹膠后插入柱釘圖6砂型吊裝進(jìn)砂箱完成鑄造后對輥套內(nèi)孔和輥軸進(jìn)行精加工，加工后進(jìn)行PT探傷，鑄件不允許有裂紋和其他影響性能的冷隔、夾渣、夾砂、氣孔、縮孔、縮松等鑄造缺陷。之后將輥套與輥軸裝配在一起，最后在輥套外表面的柱釘間隙內(nèi)堆焊耐磨層。3、新型柱釘輥使用效果3.1新型柱釘輥在水泥聯(lián)合粉磨輥壓機(jī)上的使用江蘇某水泥集團(tuán)有限公司擁有9條水泥熟料生產(chǎn)線，其輥壓機(jī)、立磨的耐磨堆焊修復(fù)業(yè)務(wù)全部委托我公司。2020年底，我公司研發(fā)的新型柱釘輥在該公司3號水泥聯(lián)合粉磨輥壓機(jī)投入使用，截止到發(fā)稿，輥面磨損均勻，輥?zhàn)觽?cè)邊幾乎沒有磨損，輥面也沒有出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，產(chǎn)量保持穩(wěn)定（見圖7、圖8）。圖7新型柱釘輥輥面磨損均勻圖8新型柱釘輥側(cè)邊幾乎沒有磨損山東某山水水泥有限公司水泥粉磨系統(tǒng)采用的是輥壓機(jī)加球磨機(jī)雙閉路聯(lián)合粉磨，球磨機(jī)為Φ3.8m×12m，輥壓機(jī)為1400-650及V2000選粉機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能120t/h。磨機(jī)生產(chǎn)P·O42.5水泥時(shí)平均臺時(shí)產(chǎn)量為130t/h，噸水泥電耗26~27kWh/t。2023年5月份更換使用我公司新型柱釘輥套后，同樣生產(chǎn)P·O42.5水泥時(shí)平均臺時(shí)產(chǎn)量為150t/h，噸水泥電耗降到25kWh/t以下。河南某同力水泥有限公司球磨機(jī)為Φ4.2m×13.0m，輥壓機(jī)為Φ1700-1400。磨機(jī)生產(chǎn)P·O42.5水泥時(shí)平均臺時(shí)產(chǎn)量為210t/h，噸水泥電耗28kWh/t。2024年1月份更換使用我公司新型柱釘輥后，臺時(shí)產(chǎn)量提高了10t/h，平均臺時(shí)產(chǎn)量提高到220t/h，噸水泥電耗降到27kWh/t以下。3.2新型柱釘輥在生料輥壓機(jī)上的使用我公司研制的新型柱釘輥除了在水泥聯(lián)合粉磨輥壓機(jī)使用外，在生料輥壓機(jī)使用效果也非常突出。山東某山水水泥有限公司有兩臺Φ1800-1000生料輥壓機(jī)，其中2號輥壓機(jī)于2021年元月份更換新型柱釘輥，已經(jīng)使用3年多，期間堆焊過兩次耐磨橫條（見圖9~圖11）。該公司1號生料輥壓機(jī)還是采用堆焊輥?zhàn)樱瑥膬膳_輥壓機(jī)實(shí)際使用情況分析，1號輥壓機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量只有248t/h，而同樣型號的2號輥壓機(jī)，臺時(shí)產(chǎn)量提高到260t/h。圖9輥面磨損圖10輥縫清理圖11輥面堆焊耐磨層河南某中聯(lián)水泥有限公司生料輥壓機(jī)型號為Φ2000-1600，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中脫落柱釘越來越多，使用到2023年8月份，輥面柱釘脫落嚴(yán)重（見圖12），只能采用補(bǔ)焊方式修復(fù)輥面，堆焊效果很不理想，只能更換新型柱釘輥套（見圖13）。更換一只輥套后臺時(shí)產(chǎn)量提高到470t/h，如果兩只輥?zhàn)佣几鼡Q我公司新型柱釘輥套，臺時(shí)產(chǎn)量還能提高。圖12輥面柱釘脫落后圖13更換新型柱釘輥套4、結(jié)束語輥壓機(jī)新型柱釘輥既具有傳統(tǒng)柱釘輥與耐磨堆焊輥的綜合優(yōu)勢，又避免了傳統(tǒng)柱釘輥柱釘脫落及耐磨堆焊輥容易剝落的劣勢。耐磨堆焊輥在使用過程中，物料中一旦進(jìn)入鐵塊等異物，輥面就容易造成局部疲勞、疏松，輥面形成剝落；隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，輥面中間部位磨損嚴(yán)重，形成馬鞍形，輥壓機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量越來越低，電耗越來越高。新型柱釘輥柱釘起到骨架作用，即使進(jìn)入異物，輥面也不會脫落，而且輥面耐磨層可以反復(fù)堆焊修復(fù)，便于在線維護(hù)。柱釘