解析大中型鍋爐中速磨煤機輥套生產工藝

榮井濤 陳巖

摘要：在我國火力發電廠中，鍋爐制粉系統主要基于中速磨煤機得以實現。本文主要針對在我國大中型鍋爐中，中速磨煤機輥套的生產工藝展開研究，以供相關從業人員進行參考。

關鍵詞：中速磨煤機;磨煤機輥套;離心復合工藝

引言：

中速磨煤機是火力發電廠鍋爐的重要使用設備?；谥兴倌ッ簷C，主要運用離心復合鑄造工藝完成輥套生產。通過精準的工藝控制，有效促進輥套使用壽命的增長，推動我國火力發電廠的長效發展。

1.鑄型轉數

離心復合鑄造表面呈現為拋物面，其具體形狀將會受到轉數大小限制。因此，要想得到鑄件內部形狀的良好控制，就要設計出合理的鑄型轉數。在鑄型轉數的確定過程中，要確保其內部結合層、內層金屬在標準斜度范圍內，具體可計算出內外層金屬中的上壁與下壁厚度差值，并進一步確定鑄型轉數。其中，鑄型轉數將會受其鑄件內徑的影響，在內徑較小的情況下，鑄型轉數相對較大。在采用離心復合方式進行輥套鑄造中，要求內層金屬成型與外層相比，轉數要有所超出。針對MPS型中速磨煤機輥套而言，其轉數控制范圍一般為80～200r/min左右。

2.輥套表面控制

在鑄造過程中，如果輥套出現缺陷，將會造成部位耐磨損程度下降，并出現不均勻磨損情況。因此，應著重對輥套表面的鑄造質量加以把控。輥套表面要求最終呈現平整狀態，避免缺陷出現。在表面鑄造中應注意綜合考慮澆筑溫度、預熱溫度以及一些質量限制條件等，基于離心澆注形式，相關人員應明確鐵液的進入方向，控制鑄型啟動時間，切實保障輥套表面質量。

以MPS型中速磨煤機輥套為例，其離心復合鑄造中要求有砂襯附于金屬鑄型內壁中，使冷卻速度得到一定程度上的緩解，設置砂襯前，應先在其表面進行醇基高溫涂料的噴涂。鐵液澆筑的控制，其溫度應保持在1300℃，確保鑄件表面不會出現裂紋。內表面覆蓋砂襯后，進入到烘干爐中，烘干溫度為300～500℃，徹底烘干后進行醇基高溫涂料的噴涂，最后點火干燥，將其處于良好的儲存下以備后續使用。

當鐵液通過型壁進入到鑄型的過程中，如果其注入呈現出垂直狀態，將會導致飛濺造成鐵痘情況。鐵痘產生后通常會在型壁之中附著，當出現離心率作用時，鐵痘在局部形成金屬薄片，這時，鐵液在繼續澆注的過程中，將無法對其加以重熔，導致夾層缺陷。因此，在鐵液澆筑中，應注意對其方向的選擇，可根據鑄型旋轉，沿其切線方向進行澆筑，這樣可使其在旋轉中穩步成型，輥套表面較為平整。

3.雙金屬結合層控制

雙金屬結合層的質量將直接影響最后制成的輥套是否合格。其質量控制既要將兩種合金完全熔合，還要注意不可使兩者混合，同時，要注意將過渡層控制在適宜的范圍內。因此，相關人員應高度重視其工藝參數的把控。

密切關注鐵澆筑溫度，在溫度相對較高的情況下，要取其上限，當溫度相對較低的情況下，則要取其下限。結合層質量以及其具體的收縮應力不僅會受到內層灰鑄鐵的影響，在澆筑外層合金時，間隔時間也對其產生制約。通過控制合金澆筑時間，將其間隔時間設置在1.5小時左右，可有效實現輥套的生產。

要確保外層表面凝固部分得以重熔，應對熱量提出明確要求，在這其中，可通過對內層灰鑄鐵在澆筑過程中的溫度提升進行實現?；谳佁咨a這一實際情況，具體溫度應從原本的1280℃更改為至少1400℃[1]。為避免氧化情況出現，可在外層白口鐵澆注的基礎上，將保護溶劑以平均5mm的厚度覆蓋在其表面之中。

內層灰鑄鐵在澆注過程中，內層鐵液爬升應保持其厚度的適宜性，避免在激冷作用下，導致熔合。因此，鑄型轉數的提高不可立即完成，應保持鑄型轉數的持續時間，將其與外層澆筑鑄型相比較，要比靜止時間略短一些。這種做法的目的在于避免鐵液混合。當內層鐵液的澆筑時間在40秒以上時，應提升鑄型轉數。

4.鑄造控制

合金白口材料在鑄鐵方面的導熱性能相對較差，巨大的線收縮量將會造成鑄造應力較高。特別是雙金屬鑄造工藝。金屬型具有較強的激冷作用，在運用合金白口鑄鐵的同時，將其與普通灰鑄鐵相比較，兩者在線收縮量方面具有較大的相差量，因此產生的鑄造應力要更大一些，加劇了裂紋出現的可能性。

基于復合輥套展開分析，其裂紋的主要位置集中在大端尖角處，裂紋根源在白口鐵層中，具體在其上端的60mm位置處。與結合層的距離大約在20mm左右。裂紋的拓展方向大概在上端面的45°角[2]。裂紋產生通常會受到鑄造熱應力的影響，在相變應力較大的情況下，也會增加裂紋出現的概率。綜合考慮離心復合鑄造的各項條件，除灰鐵層造成的收縮障礙出現應力之外，在縱向分析中，白口鑄鐵層主要呈現出上厚下薄的結構，溫度提升自下部開始向上部傳遞。相比較冷卻速度，上表面最快，其次為下表面，因此，上端溫度處于最低，其次為下端。這時，熱應力產生后必然主要集中在最高溫度區域。以徑向展開冷卻速度分析，外表面更快，其次為內表面，在接近內表面的位置處，凝固溫度為最高，應力最大。通過整合縱向與徑向的信息，綜合得出的最大應力點即為裂痕源的位置。

當繼續冷卻時，熱應力加大的同時，相變應力也得以產生，與外表面溫度出現的拉應力之間形成新的疊加，這時應力總和已經超出了極限強度，出現裂紋，并且在應力的不斷作用下，裂紋源進一步拓展，最終斷裂。

因此，有效防治裂紋可從以下幾方面入手。首先，通過有效的保溫措施，對上端冷卻溫度加以緩解，促進溫度能得到較為均勻的分布。同時，要在內層灰鑄鐵的澆注過程中將溫度加以提高，可使白口鐵在凝固收縮的狀態更具有塑性。退讓性良好。在開箱脫模的過程中，要注意進行緩沖，使相變應力得到有效降低。最后，應高度重視具有時效性的低溫處理，盡可能對應力加以消除。

結論：

要想使最終鑄造完成的中速磨煤機輥套呈現出完美的狀態，相關人員應密切注意其質量的管控，在有效的溫度調控和砂襯處理下，促進其表面的平整度，高度重視雙金屬結合層的管控，通過對裂縫問題加以處理，全面提高輥套的生產工藝，促進我國火力發電廠的進一步發展。

參考文獻：

[1]劉文建，潘紹成，李文吉，易廣宙，莫春鴻.三種提高褐煤鍋爐中速磨煤機干燥出力方法的對比分析[J].發電設備，2020，34（03）：210-214.

[2]牛海峰.大中型鍋爐中速磨煤機輥套生產工藝的探討[J].黑龍江電力技術，2017（04）：213-217+224.

作者簡介：榮井濤（1981.11.08）男，漢族，吉林省德惠人，大學本科，高級工程師。

陳巖（1983.10-）男，漢族，吉林省長春市人，本科，高級工程師。