煤磨磨辊的堆焊修复

张立国

煤磨磨辊的堆焊修复

Surfacing Wilding Electrode Repair of Coal Roller in Mill

张立国

江苏嘉新京阳水泥6700t/d熟料生产线的煤磨采用的是MPS200K辊磨，产能为30～40t/h，功率为500kW，设备外形如图1所示。原始进口的磨辊辊胎寿命在12个月，且辊面磨损较严重,每年的更换工作费时费力。在磨辊磨损后期，煤磨粉磨效率急剧下降，造成煤磨单位电耗大幅上升。更换为耐磨堆焊磨辊后，磨辊的使用寿命有了大幅提高。

1 煤磨磨辊工作面的磨损情况

磨内部有三个磨辊组，在磨盘上方成正三角形均匀分布，通过压力框架对磨辊施加压力，实际生产中观察到辊胎面磨损是由外侧向内侧逐步加重，磨损情况如图2和表1所示。

煤磨磨辊辊胎面的磨损以及三辊磨损量的差异，原因分析如下:

（1）原煤入料分布不均，使煤磨的磨辊受料位置不同，三个磨辊各自的辊面磨损量程度上会产生细小的差别，一般生产运行中不去考虑。

（2）原煤中矸石等杂质含量的变化也是磨辊面磨损不均匀的原因之一，矸石等杂质含量越高，磨辊面的磨损越烈，加上有些难磨的杂物更加剧了磨损。

（3）从煤磨磨辊面磨损图表看，编号在4～8之间，磨辊面磨损较大，说明此处为磨辊面的主要做功区域，磨损较大，因此此处合理有效的工作面会影响磨机的单位电耗。

（4）在磨盘中心向外的煤炭在研磨区域煤粉粒度由大变小、煤粉颗粒由粗变细，造成煤磨磨辊面的外侧磨损较大，因此煤粉细粉对磨辊工作面的磨损和冲刷更为严重。

2 磨辊采用进口辊胎部件在使用周期内的电耗变化

如表2和图4中所示，随着运转时间的推移，煤磨磨辊面的磨损量几乎成正比例递增。

图5为煤磨磨辊面磨损情况与煤粉单位电耗的关系。

通过图表可以看出，煤磨磨辊面的磨损后期是9.5个月后，煤磨的单位煤粉电耗也急剧升高至11～12kWh/t以上，此时对应的磨损量约为42mm，磨辊面磨损后期磨损量约为42～62mm，这个时期煤磨设备系统总累计耗电量持续增长，理论上应该给予及时更换，结果与实际操作相符合。

表1 更换下来的煤磨磨辊最终的磨损情况，mm

3 煤磨磨辊面的磨损量与生产操作情况的分析

煤磨磨辊面磨损量的规律为“中间大，两头小”（如图6所示），造成这种情况的原因可能有：原煤中的灰分和石英成分，石英含量是磨损的主要原因，气流和细煤粉也是影响磨辊面外侧磨损较重的原因，磨辊面的波形纹，应该是由振动引起的，一般磨辊直径越大波形纹越大；另外，磨辊磨损过程中产生的有规律的波形纹路，与磨机的磨辊直径和磨机的振动频率可能有关，这一点有待在今后的实际操作中再予验证。

4 磨辊面磨损的修复

根据磨辊面的磨损情况，我们采用了KSW系列耐磨焊丝进行耐磨堆焊处理。将磨损后的磨辊衬板以硬面焊丝堆焊修复至原始尺寸，磨辊表面硬度在HRC58～62之间，且磨辊面堆焊层硬度分布均匀。

根据磨辊面的磨损状况和使用环境,选择KSW-266焊丝硬面修复，焊材选择的参数和性能见表3。

采用KSW266焊丝堆焊焊接磨辊面时的电流控制规范，焊材一般选用规格为Φ2.8mm（表4）。

在煤磨磨辊面堆焊施工时，应严格控制堆焊层间温度，在堆焊施工过程中使堆焊层的层间温度不高于120℃，周围环境采取必要的保温措施，同时应采取适当的加热保护，控制磨辊整体的冷却速度。

（1）磨辊面堆焊修复或者新制辊套的作业过程和施工步骤

辊面清洗→辊体秤重→堆焊面着色探伤→辊面磨耗测量→上堆焊机工作台→辊面焊补第一道→检测焊道牢固性→焊补第一面、检测牢固性→进行堆焊至辊面原尺寸或者要求的尺寸→下堆焊机工作台→整修外观→堆焊面的硬度、尺寸、探伤测试和检查→整体防锈处理→预安装测试，辊面上漆后再检验尺寸→称重，包装。

表2 磨辊磨损量情况与煤粉单位电耗的关系表

表3 磨辊面堆焊焊材化学成分，%

表4 堆焊控制规范

表5 磨辊堆焊面硬度测试检查记录，HRC

表6 煤磨磨辊每月磨损量与煤粉单位电耗对比表

表7 煤磨磨辊进口新品备件与堆焊件成本效益对比表

（2）关于堆焊磨辊面的硬度检查测试情况

在磨辊辊胎的任意区域随机选取三等份的三个区域A、B、C，检查磨辊辊面的上、中、下（或者左、中、右）三个位置的硬度值，每个测点测量三次取平均值来确定，辊面硬度分布数据见表5。

（3）在整个煤磨磨辊的辊面堆焊修复过程中，要注意相关质量检查文件的编号、取得、整理、归档工作，包含评估、检查的辊胎体探伤测试和尺寸测量工作、磨辊面堆焊实施过程、中间问题的记录、最后的磨辊面硬度、安装位置探伤检查测试都要有照片和文字记录，并注明相应的时间、操作人员、质量检查人员等信息，以便于质量追踪。完成修复的磨辊见图7。

5 采用KSW266焊丝堆焊煤磨磨辊辊胎的使用情况

在水泥生产线的实际使用中，我们对煤磨的磨辊磨损情况做了测量、预估（见表6），在磨辊辊面磨损的过程中，磨损量相对稳定，平均约为2.5mm，使得月平均磨损量大为减少，延长了磨损初期、稳定磨损期、磨损中期，在这些低电耗的使用时期，月平均煤粉单位电耗的变化开始减慢，而且幅度相对平缓，起到节约电力的作用（见图8）。

6 煤磨磨辊进口新品备件与堆焊件成本效益比较

煤磨磨辊进口周期一般至少需要半年，辊胎的进口费用也非常可观，我们对煤磨辊胎购置费用、使用寿命、煤粉总产量、煤粉单位电耗做了统计，见表7。

通过表7可以看出，磨辊胎的堆焊件较进口件可减少购置费用31万元,吨煤电力平均单耗下降到9.8kWh/t，节约电力 0.5kWh，相当于20万元以上，综合节约费用51万以上。

7 煤磨磨辊堆焊使用的效果分析

实际煤磨磨辊堆焊件使用周期一般18～24个月，但由于实际大修周期可能与磨辊的周期有些不同，有时会在18个月时就提前更换，对磨损的统计会造成一些影响，但是经过2003～2007年的两次拆换使用后，证实了耐磨性非常稳定，未发生脱落或异常过度磨损的情况，为煤磨进一步增产创造了有利的条件。

8 结语

（1）采用KSW系列硬面堆焊焊丝可大大延长磨辊的磨损周期，相对增加磨机在低电耗的使用周期，节约运行总电量，保证全系统设备的运转率，减少设备拆换修理费用。

（2）煤磨磨辊面的堆焊修复有效利用了旧磨辊辊胎和衬板，减少了新品采购和旧品的处理费用，减少了对环境的污染。

（3）磨辊辊胎的更换应在磨损后期及时更新，避免磨机在高电耗磨损期间运行。

（4）文中单位电耗数值仅为对该生产线系统的实际统计，它与煤磨产量、运转率、原煤的易磨性都有关系，由于每个水泥、电力工厂系统电量计量都存在差别，此项数据分析仅供参考。

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吕 光