輥壓機是水泥工業(yè)用來粉磨大量礦物質(zhì)原料及水泥熟料的主要設(shè)備,它與球磨機繃成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)等各種粉磨作業(yè)。 輥軋機在粉磨系統(tǒng)中,具有降低電耗提高產(chǎn)量和水泥產(chǎn)品質(zhì)量、噪聲小等優(yōu)點。 但它的最大缺點是輥面磨損嚴(yán)重,一般連續(xù)使用半年左右,輥面的耐磨花紋就磨損得所剩無幾。
    輥面的磨損問題始終影響著輥軋機優(yōu)越性的發(fā)揮,如何提高輥面的耐磨性,增加輥軋機的使用壽命,成為眾多科研單位的重要研究課題。 目前,國內(nèi)一些科研單位經(jīng)大量的試驗研究,已經(jīng)生產(chǎn)出多種藥芯焊絲、焊條,廣泛應(yīng)用于輥軋機輥面的堆焊修復(fù)。

1.輥軋機的磨損機理分析

    輥軋機是由兩個速度相同、相對運動的輥子組成,物料從輥子上部喂料口卸下,進(jìn)人西輥間隙中,在高壓研磨力的作用下(輥間壓力在50~300MPa之間),相互擠壓和摩擦,在磨料過程中,物料顆粒會使輥面產(chǎn)生彈性和塑性變形,從而在輥面不同深度處形成拉應(yīng)力和壓應(yīng)力; 當(dāng)循環(huán)應(yīng)力超過輥子材料的疲勞強度時,在表層將引發(fā)裂紋。在循環(huán)應(yīng)力作用下亞表層的塑性變形繼續(xù)發(fā)展,在離開表層一定距離的位置,也將萌生裂紋,并逐步擴展。表面裂紋的擴展方向與外加應(yīng)力呈45,經(jīng)兩三層晶粒后,即轉(zhuǎn)向與應(yīng)力平行的表面,或與表面呈100~20,當(dāng)裂紋擴展后,使材料斷裂剝落,這種現(xiàn)象就是疲勞磨損。

    顯然,輥子磨損的機理是由于高應(yīng)力的磨料磨損。當(dāng)對磨損比較嚴(yán)重的輥子進(jìn)行碳弧氣刨檢查時,發(fā)現(xiàn)輥子深處有很多層狀裂紋,其較淺處距輥面約10mm; 較深處距輥面約20~30mm,局部深達(dá)50~60mm,并且多處裂紋都沿輥子周向延續(xù)不斷,一圈沿著一圈向外擴展。 由此可看出,輥子的破壞形式是高應(yīng)力磨料磨損及疲勞磨損的綜合

2.修復(fù)材料的選擇

    從輥子的破壞形式來分析,選擇的堆焊材料不僅需要良好的耐磨性,而且要具備較高的韌性和抗疲勞性。 以往,修復(fù)時多用高鉻鑄鐵型耐磨焊條。這類焊條的焊后組織主要為鑄鐵型,基體上分布大塊碳化物[w(C)》3%],堆焊層硬度在60HRC左右,具有良好的耐磨性,但其結(jié)合性、抗裂性和抗疲勞性較差。堆焊的焊道會出現(xiàn)交錯裂紋。 通常在輥軋機技術(shù)的引進(jìn)和國產(chǎn)化過程中,公司對焊接材料進(jìn)行了深入研究和性能對比試驗。 研制生產(chǎn)出ZDI,ZD2,ZD3，ZD310系列埋弧焊無縫藥芯焊絲;CO2氣體保護(hù)焊絲ZD3,ZD310和TM65焊條代替了進(jìn)口焊接材料。

    ZD1 的特點是抗裂性好,可作為止裂層焊在最下面。ZD2強度高,可抵抗壓應(yīng)力和拉應(yīng)力,起到很好的緩沖作用,可作為中間層焊材。ZD3作為輥面的耐磨材料,堆焊層的主要化

學(xué)成分是C,Cr,Mo,W,V,Ni,Nb等,堆焊后組織為馬氏體+殘余奧氏體+針狀貝氏體+少量碳化物。焊接工藝性良好,抗裂性優(yōu)良,焊層厚度不小于55HRC,可作為表面層

材料堆焊在ZD2 上面。

    ZD310屬于高合金堆焊材料,耐磨性能優(yōu)于ZD3,其焊層硬度為55~59HRC,主要作為表面耐磨材料;TM65焊條適用于劇烈磨損或沖擊磨損件的修復(fù)。