燒結單棍破碎機輥齒的新型修復工藝

譚 龍 郭震宇 龔承朝

（韶關鋼鐵集團煉鐵廠，廣東 韶關 512123）

1 前言

韶鋼煉鐵廠5、6號405m2燒結機是生產的主體設備，而兩臺φ2 400×4 340單棍破碎機又是燒結生產的關鍵設備。單棍破碎機通過旋轉的輥齒與側下方篦板形成的剪切作用，破碎大塊熱燒結礦，使其滿足煉鐵高爐所需的粒度。由于近年來韶鋼高爐的大型化，對燒結礦的需求不斷增加，燒結機作業率高達97.2%，以及750℃～850℃的工作溫度，導致單棍齒輥上的輥齒磨損特別快，壽命只有8～9個月。更換或修復齒輥費時費力，嚴重制約了生產。因此對提高輥齒的的使用壽命有著強烈的需求。

2 輥齒的舊修復工藝

2.1 單棍的組成

單棍破碎機由驅動電機、傳動裝置、齒輥及齒輥下方的篦板小車組成。其中齒輥由齒輥軸、輥齒組成。輥齒是單棍破碎機執行破碎工作的主體，也是磨損最嚴重的區域。它包括齒冠和齒柄兩部分。

2.2 舊修復工藝

磨損不嚴重的輥齒，直接在表面用高合金耐熱耐磨焊條（D667、GRD856-4AZ等）堆焊，磨損嚴重的輥齒采用以下方法修復：（1）首先將單棍原有的齒冠全部割去，保留齒柄。（2）齒柄由于承受的沖擊和磨損程度較輕，通常采用高合金耐熱耐磨焊條直接在其表面堆焊修復。（3）齒冠單獨制作，采用ZG230-450鑄鋼鑄造基體，用高合金耐熱耐磨焊條 （如D667、GRD856-4AZ等）填充，外圈堆焊層15mm厚，內堆焊層45mm厚（見下圖）。（4）齒冠制作完成后用GR-AJ557高強度連接焊條與齒柄焊接。堆焊層

2.3 舊修復工藝的缺陷

高合金耐熱耐磨材料堆焊后，其熔敷金屬的韌性差，堆焊層不可避免要產生冷裂紋，并且堆焊層越厚，裂紋擴展越快。為了避免裂紋擴展過快連成片，造成整體脫落，通常用強度低、韌性好且焊接性能好的鋼板將大面積焊接部位隔開，劃分成較小的區間，這種起分割作用的鋼板稱為止裂板。齒輥舊修復工藝存在明顯的缺陷。

首先，齒柄在磨損嚴重的情況下，堆焊層較厚，實際操作中，部分堆焊層厚度達40mm，并且面積大，在不設置止裂板的情況下容易整片脫落。嚴重時裂紋擴展至齒冠與齒柄的連接部位，導致齒冠傾斜、脫落。其次，齒冠雖在鑄造基體時將堆焊區域分割成塊，起到了止裂板的作用，但只是前端分割區塊夠密集，其余部分焊接區面積仍然太大，容易脫落。特別是當前端磨損后，磨損或脫落速度明顯加快，影響了使用壽命。最后，鑄造基體成本高，工藝較復雜。

3 輥齒的新型修復工藝

3.1 材料的選用

經同種工況下多次試驗對比，堆焊焊條仍選擇成熟可靠的GRD856-4AZ高合金耐熱耐磨焊條，止裂板選用較ZG230-450鑄鋼韌性、焊接性能更好的Q195鋼板，厚度10mm,鋼板間焊接用GR-AJ557高強度連接焊條，打底焊接用ER302不銹鋼焊絲。

3.2 輥齒的修復

（1）齒柄的修復：兩側及非工作側磨損部位用GRD856-4AZ焊條堆焊3～5mm厚的耐磨層；工作側側面用碳弧刨將磨損部位刨平，用Q195鋼板制作“豐”字型的止裂板，橫向止裂板間隔80mm。用GR-AJ557焊條將其與齒柄連接后，堆焊分割區塊。

（2）齒冠的修復：齒冠基體采用箱試焊接件，并且相對原有尺寸在旋轉方向前端加長了50mm。中間基板用45#鋼，厚30mm，底部預留與齒柄鏈接的部位為“V”型坡口，高15mm，加大焊接強度；兩側止裂板用Q195鋼板，區塊大小設計為80mm×80mm×45mm，既可以保證耐磨材料的填充量，又能有效阻止裂紋的擴散。止裂板之間及止裂板與基板之間用GR-AJ557焊條滿焊。

（3）在齒柄、齒冠堆焊前，用ER302不銹鋼焊絲進行打底焊接，以提高齒柄母材及齒冠基板與堆焊高合金耐熱耐磨材料的結合強度，進一步減少堆焊層的開裂與脫落。

（4）齒柄、齒冠修復完成后，用GR-AJ557連接焊條焊接起來，焊縫寬度15mm、單側深度45mm，連接時要注意橫向、縱向距離的一致。最外層用GRD856-4AZ焊條堆焊約10mm厚耐磨層。焊接完成后要進行退火處理以消除焊接應力。

4 效益分析及結論

4.1 采用新修復工藝后單棍破碎機輥齒的使用壽命從9個月提高到了15個月。可以更自由地選擇齒輥更換時間，減少了對生產的制約。

4.2 采用新工藝后，避免了個別齒柄由于堆焊層脫落、極度磨損，需要更換整個輥齒的情況。

4.3 原來招標其他公司修5、6號燒結機兩套齒輥需要費用50萬元，耗時半年，現在韶鋼工程公司修復只需要30萬元，耗時3個月。綜合使用壽命的提高，平均年節省備件費用40多萬元。

[1]林劍東.提高燒結單棍破碎機錘頭壽命的研究[J].工藝與新技術，,2004,33（4）.

[2]趙志剛.燒結機單棍破碎機的修復利用[J].使用與維護，2012,30（1）.