煤磨磨輥的堆焊修復

張立國

煤磨磨輥的堆焊修復

Surfacing Wilding Electrode Repair of Coal Roller in Mill

張立國

江蘇嘉新京陽水泥6700t/d熟料生產線的煤磨采用的是MPS200K輥磨，產能為30～40t/h，功率為500kW，設備外形如圖1所示。原始進口的磨輥輥胎壽命在12個月，且輥面磨損較嚴重,每年的更換工作費時費力。在磨輥磨損后期，煤磨粉磨效率急劇下降，造成煤磨單位電耗大幅上升。更換為耐磨堆焊磨輥后，磨輥的使用壽命有了大幅提高。

1 煤磨磨輥工作面的磨損情況

磨內部有三個磨輥組，在磨盤上方成正三角形均勻分布，通過壓力框架對磨輥施加壓力，實際生產中觀察到輥胎面磨損是由外側向內側逐步加重，磨損情況如圖2和表1所示。

煤磨磨輥輥胎面的磨損以及三輥磨損量的差異，原因分析如下:

（1）原煤入料分布不均，使煤磨的磨輥受料位置不同，三個磨輥各自的輥面磨損量程度上會產生細小的差別，一般生產運行中不去考慮。

（2）原煤中矸石等雜質含量的變化也是磨輥面磨損不均勻的原因之一，矸石等雜質含量越高，磨輥面的磨損越烈，加上有些難磨的雜物更加劇了磨損。

（3）從煤磨磨輥面磨損圖表看，編號在4～8之間，磨輥面磨損較大，說明此處為磨輥面的主要做功區域，磨損較大，因此此處合理有效的工作面會影響磨機的單位電耗。

（4）在磨盤中心向外的煤炭在研磨區域煤粉粒度由大變小、煤粉顆粒由粗變細，造成煤磨磨輥面的外側磨損較大，因此煤粉細粉對磨輥工作面的磨損和沖刷更為嚴重。

2 磨輥采用進口輥胎部件在使用周期內的電耗變化

如表2和圖4中所示，隨著運轉時間的推移，煤磨磨輥面的磨損量幾乎成正比例遞增。

圖5為煤磨磨輥面磨損情況與煤粉單位電耗的關系。

通過圖表可以看出，煤磨磨輥面的磨損后期是9.5個月后，煤磨的單位煤粉電耗也急劇升高至11～12kWh/t以上，此時對應的磨損量約為42mm，磨輥面磨損后期磨損量約為42～62mm，這個時期煤磨設備系統總累計耗電量持續增長，理論上應該給予及時更換，結果與實際操作相符合。

表1 更換下來的煤磨磨輥最終的磨損情況，mm

3 煤磨磨輥面的磨損量與生產操作情況的分析

煤磨磨輥面磨損量的規律為“中間大，兩頭小”（如圖6所示），造成這種情況的原因可能有：原煤中的灰分和石英成分，石英含量是磨損的主要原因，氣流和細煤粉也是影響磨輥面外側磨損較重的原因，磨輥面的波形紋，應該是由振動引起的，一般磨輥直徑越大波形紋越大；另外，磨輥磨損過程中產生的有規律的波形紋路，與磨機的磨輥直徑和磨機的振動頻率可能有關，這一點有待在今后的實際操作中再予驗證。

4 磨輥面磨損的修復

根據磨輥面的磨損情況，我們采用了KSW系列耐磨焊絲進行耐磨堆焊處理。將磨損后的磨輥襯板以硬面焊絲堆焊修復至原始尺寸，磨輥表面硬度在HRC58～62之間，且磨輥面堆焊層硬度分布均勻。

根據磨輥面的磨損狀況和使用環境,選擇KSW-266焊絲硬面修復，焊材選擇的參數和性能見表3。

采用KSW266焊絲堆焊焊接磨輥面時的電流控制規范，焊材一般選用規格為Φ2.8mm（表4）。

在煤磨磨輥面堆焊施工時，應嚴格控制堆焊層間溫度，在堆焊施工過程中使堆焊層的層間溫度不高于120℃，周圍環境采取必要的保溫措施，同時應采取適當的加熱保護，控制磨輥整體的冷卻速度。

（1）磨輥面堆焊修復或者新制輥套的作業過程和施工步驟

輥面清洗→輥體秤重→堆焊面著色探傷→輥面磨耗測量→上堆焊機工作臺→輥面焊補第一道→檢測焊道牢固性→焊補第一面、檢測牢固性→進行堆焊至輥面原尺寸或者要求的尺寸→下堆焊機工作臺→整修外觀→堆焊面的硬度、尺寸、探傷測試和檢查→整體防銹處理→預安裝測試，輥面上漆后再檢驗尺寸→稱重，包裝。

表2 磨輥磨損量情況與煤粉單位電耗的關系表

表3 磨輥面堆焊焊材化學成分，%

表4 堆焊控制規范

表5 磨輥堆焊面硬度測試檢查記錄，HRC

表6 煤磨磨輥每月磨損量與煤粉單位電耗對比表

表7 煤磨磨輥進口新品備件與堆焊件成本效益對比表

（2）關于堆焊磨輥面的硬度檢查測試情況

在磨輥輥胎的任意區域隨機選取三等份的三個區域A、B、C，檢查磨輥輥面的上、中、下（或者左、中、右）三個位置的硬度值，每個測點測量三次取平均值來確定，輥面硬度分布數據見表5。

（3）在整個煤磨磨輥的輥面堆焊修復過程中，要注意相關質量檢查文件的編號、取得、整理、歸檔工作，包含評估、檢查的輥胎體探傷測試和尺寸測量工作、磨輥面堆焊實施過程、中間問題的記錄、最后的磨輥面硬度、安裝位置探傷檢查測試都要有照片和文字記錄，并注明相應的時間、操作人員、質量檢查人員等信息，以便于質量追蹤。完成修復的磨輥見圖7。

5 采用KSW266焊絲堆焊煤磨磨輥輥胎的使用情況

在水泥生產線的實際使用中，我們對煤磨的磨輥磨損情況做了測量、預估（見表6），在磨輥輥面磨損的過程中，磨損量相對穩定，平均約為2.5mm，使得月平均磨損量大為減少，延長了磨損初期、穩定磨損期、磨損中期，在這些低電耗的使用時期，月平均煤粉單位電耗的變化開始減慢，而且幅度相對平緩，起到節約電力的作用（見圖8）。

6 煤磨磨輥進口新品備件與堆焊件成本效益比較

煤磨磨輥進口周期一般至少需要半年，輥胎的進口費用也非常可觀，我們對煤磨輥胎購置費用、使用壽命、煤粉總產量、煤粉單位電耗做了統計，見表7。

通過表7可以看出，磨輥胎的堆焊件較進口件可減少購置費用31萬元,噸煤電力平均單耗下降到9.8kWh/t，節約電力 0.5kWh，相當于20萬元以上，綜合節約費用51萬以上。

7 煤磨磨輥堆焊使用的效果分析

實際煤磨磨輥堆焊件使用周期一般18～24個月，但由于實際大修周期可能與磨輥的周期有些不同，有時會在18個月時就提前更換，對磨損的統計會造成一些影響，但是經過2003～2007年的兩次拆換使用后，證實了耐磨性非常穩定，未發生脫落或異常過度磨損的情況，為煤磨進一步增產創造了有利的條件。

8 結語

（1）采用KSW系列硬面堆焊焊絲可大大延長磨輥的磨損周期，相對增加磨機在低電耗的使用周期，節約運行總電量，保證全系統設備的運轉率，減少設備拆換修理費用。

（2）煤磨磨輥面的堆焊修復有效利用了舊磨輥輥胎和襯板，減少了新品采購和舊品的處理費用，減少了對環境的污染。

（3）磨輥輥胎的更換應在磨損后期及時更新，避免磨機在高電耗磨損期間運行。

（4）文中單位電耗數值僅為對該生產線系統的實際統計，它與煤磨產量、運轉率、原煤的易磨性都有關系，由于每個水泥、電力工廠系統電量計量都存在差別，此項數據分析僅供參考。

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呂 光