HRM立磨辊芯修复焊接技术的研发和应用.pdf

2023.No.9-51-0引言HRM立磨的辊芯采用球墨铸铁铸造加工，利用球墨铸铁良好的耐冲击性和延展性等特性，能有效减振，保护磨辊及轴承；但在长时间使用过程中，由于转动、振动等因素，导致辊芯和压环之间产生挤压、摩擦，加上物料随风吹扫，使辊芯磨损，就要对辊芯进行修复或更换，否则影响正常生产及其他相关部件的使用寿命。之前辊芯修复技术是使用纯镍焊芯石墨型铸铁焊条、直流焊机焊接的传统修复工艺。由于焊接面积大，焊接要求苛刻，修复过程复杂，修复周期长，修复成本高和修复质量不稳定，给用户造成了极大困扰。为解决上述修复过程存在的问题，以及修复后产生裂纹、掉块、不耐磨和修复成本高等问题，公司对辊芯修复进行立项研究，包括焊接材料的选择、焊接工艺的确定、焊接后的加工及质量的控制等。1研发目的及方案1.1研发目的原立磨辊芯修复主要问题如下：（1）维修周期长。辊芯常用型号为HRM22，采用 铸 铁 焊 条 焊 接（型 号：SH.Z308（EZNi-1），直 径3.5 mm），频繁更换焊条，焊接周期长，焊接时间约40 h。（2）修复成本高。铸铁焊条价格高，当时价格一般都在180元/kg以上，每根焊条焊接时，因直流焊机焊钳装夹固定都有所剩余，造成材料浪费，仅维修一件焊条成本就高达10 000元。（3）质量不稳定。铸铁焊条焊接时，容易出现融合缺陷，在加工装配后的使用过程中，由于设备振动，产生开裂，磨损较快，导致使用寿命缩短。（4）铸铁焊条修复的表面硬度低（HB150左右），修复的表面不耐磨。为解决上述修复后产生裂纹、掉块、不耐磨和修复成本高等问题，公司对辊芯修复进行了立项研究，期望通过探索研究，找出辊芯修复焊接的最佳方案，以实现提高功效、降低成本、提高修复产品质量的目的。1.2研发方案先后试用了J427碳钢焊条和不锈钢焊条进行焊接试验，焊接工艺是直流焊接、焊前清理、预热和焊后保温。通过试验发现焊接表面硬度有所改善，但微裂纹、锤击掉块、焊材用量、焊接时间、效率等都无较大变化，成本降幅有限，未达到预期的效果。我们又试用不锈钢焊丝试验，采用不锈钢焊丝和Ar气保护焊接工艺，并结合碳钢材料的CO2气体保护焊；利用现有CO2保护焊的焊接设备，采用交流焊接提高焊接效率。选用301、304和316三种材料的不锈钢焊丝1，利用常规的Ar气保护焊。每种焊丝有直径1.0 mm、1.2 mm、1.5 mm三种，分别对比它们的焊接工艺性、操作性及熔合流动性。对比试验发现，ER316L（MIG）1.2 mm焊丝焊接效果最好。因Ar气保护焊成本较高，后期尝试采用ArHRM立磨辊芯修复焊接技术的研发和应用周飞（合肥中亚建材装备有限责任公司，安徽合肥230061）摘要：HRM立磨的辊芯采用球墨铸铁铸造加工，为对磨损辊芯有效修复，研发更合理的辊芯修复焊接技术，选取不锈钢焊丝ER316L（MIG）为焊材，合理经济的惰性气氛保护，精确的气体流量控制技术，稳定的防风技术和双重精确保温工艺技术，交流焊接技术，使辊芯的修复质量和耐磨性能提高，延长其使用寿命。关键词：球墨铸铁辊芯；不锈钢焊丝ER316L；Ar+CO2混合气保护；特定焊接工艺控制中图分类号：TQ172.632.5文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）09-0051-02DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.09.017合格。通过对施工过程中的各个关键点的严格把控，使得此次施工进展顺利并圆满完成，消除了水泥磨的一项重大设备隐患。综上所述，根据磨机端盖板的受力情况、不同特点进行精心设计，以科学的态度，严格管理，严把端盖板设计、制造、安装、使用的每一道关，这样才能解决端盖板失效问题。（编辑王原）欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀欀-52-2023.No.9气保护焊、混合气（Ar+CO2）保护焊和CO2保护焊三种气体保护焊。通过对比发现，Ar 78%82+CO2 18%22混合气焊接加工后质量最好、最稳定。因此，最终确定焊材选用ER316L（MIG）1.2 mm焊丝，保护气选用（Ar+CO2）保护气氛，二者比例按接近41要求，采用交流焊接技术、原二氧化碳气体保护焊接设备，作为辊芯维修焊的工艺技术。2焊接技术及效果1）焊前准备检查焊接面尺寸，确定需要焊补的焊接量，清理待焊接面的铁锈，清除焊接面所有杂质（灰尘、油、水分）。采用电磁加热带将待焊接锥面预热至100150，预热保温时间不少于2 h。2）焊接焊材及参数控制：焊丝直径1.2 mm；焊接电 流 180220 A；焊 接 电 压 2226 V；气 体 流 量612 L/min。焊接技术措施：焊接操作时采用短弧焊接、窄焊道，中途不宜中断，每两道焊缝叠压1/3。焊接过程中，层间温度控制在150250。如发现裂纹、未熔合、夹渣、气孔等影响焊接质量的缺陷，应清除缺陷后再继续补焊；每焊完一道焊缝应锤击焊缝消除应力，同时清除氧化皮及焊渣。因使用Ar气进行保护焊，应采取近似于密闭的严格防风措施。将焊接部位的风速精确控制在0.5 m/s以内。在焊接过程中，焊后部分采用岩棉保温，确保保温效果。3）焊后处理焊后应立即用岩棉和电磁加热器进行双重保温，保温工艺如下：保温温度230250，保温时间2 h；保温温度200230，保温时间2 h；保温温度150200，保温时间1 h；保温温度100150，保温时间1 h。4）焊接加工效果本项目技术可实现辊芯焊接时间缩短到20 h以内，焊接表面硬度高、耐磨耐用，维修质量大幅提高。球墨铸铁辊芯的硬度一般在HB150到HB200，而使用此工艺焊接后硬度达到HB320至HB360不等，并且辊芯焊接维修制造成本降低了约45%。辊芯焊接、加工后形状如新（见图1），而且焊接表面强度比球墨铸铁高，使用寿命比新铸造球墨铸铁辊芯还要长，能起到减振、保护轴承作用。由于焊接表面硬度高，焊接熔合好，耐磨性增强，使用寿命延长，通过多个用户回访，最早使用此技术焊接修复的辊芯，使用五年多，都没有出现问题，还在使用，一致反映良好。焊接前 焊接加工后图1辊芯焊接加工前后3结束语采用不锈钢材料ER316L（MIG）进行修复焊接，研究出最合理、经济的惰性气氛保护的成分比例（ArCO2=41），精确的气体流量控制技术，近似于密闭的防风技术和双重精确保温工艺技术，确保了焊接质量的可靠性和稳定性，同时兼顾材料用量的经济性，实现了不同材质之间的焊接熔合，为球墨铸铁辊芯的修复提供了技术，提升了修复质量，降低了修复成本，解决了球墨铸铁辊芯修复的难题。参考文献：1焊接用不锈钢丝：GB4242-84S.（编辑王原）替代原燃料2025年2030年2035年2060年战略举措能源结构调整优化结构建立标准资源循环利用节能技术改造末端捕集封存水泥窑协同处置生活垃圾水泥产能置换推进行业碳标准建立工业废渣替代石灰石节能技术推广和应用CCUS发展替代燃料比例20%替代燃料比例5%替代燃料比例35%替代燃料比例达60%-70%全部生产线采用燃料替代技术新增200条新增200条新增200条按照 21进行产能置换持续严控新增产能推进标准国际化和建立行业低碳经济体系建立健全水泥行业低碳标准体系持续推进标准化工作15%的生产线25%的生产线35%的生产线100%的生产线高能效熟料烧成技术、燃烧系统改进技术重点推广节能风机工艺持续节能技术改造重点推广节能立磨、余热发电等技术重点行业CCUS试点示范掌握产业化能力实现广泛部署我国水泥行业低碳路线图公益广告