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立磨磨辊及磨盘衬板的维修与节能探讨

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2015/12/22     浏览次数:    
       在水泥工业中立磨可分为四类:煤磨、生料磨、水泥磨(磨熟料)、矿渣磨。由于功能不同、磨料不同,所以当磨损导致产量下降而必须加以维修的时机及方法也有相当大的差异。

  1、维修时机     

  当磨辊及磨盘衬板产生磨损过甚时,产量会下降,而产量的下降意味着能源的浪费。以FISMlDTI-{ATOX50立磨为例,ATOX50立磨电动机功率约为4 0(03kW/h(含立磨主电机、选粉机、进料泵等电动机功率),即每小时要用掉约4 000度电,折合人民币约为2000余元,一年电耗则约在1500万元左右。若效率下降10%,则一年电耗损失约150万元,由此产生了能源的极大浪费。所以如果单纯以节能考量,则磨损越少,越早维修越节能。然而拆换磨辊及磨盘衬板是一个耗时、耗力的工程,且牵涉到因停机而造成的停产损失。其实此二者是同样重要的,另因前者是隐形的(电费是整厂合计),虽然此电耗可以单独核算,但大部分业主仅注意到拆换费用,而往往忽略能源浪费所发生的费用,所以笔者于此以数字举例的形式来佐证。

  2、拆换费用     

  拆换费用包括三个项目:更换备品费用;拆换人工费用;停产损失。

  2.1、更换备品费用     

  更换物有二种选择:①新品;②旧品硬面再生堆焊修复。前者的费用随更换次数累积而增加,而后者的硬面堆焊是以堆焊量计价,且堆焊后的使用寿命比新品较长些,故费用会随着更换次数而递减。

  2.2、拆换人工费用   

  此费用仍会随更换次数的增加而俱增,但如采取在线堆焊修复则无此费用。

  2.3、停产损失   

  停产损失视拆换所需时间或在线修复所需时间而定,由于每停产一天将损失几十万甚至上百万(视生产线线能力不同而不同),所以如果单独为了维修磨辊或磨盘衬板而停机,其费用是相当可观,  通常必须配合全厂大修来停机,最好是在大修期限内完成磨辊及磨盘衬板的更换或修复。而且这是决  定磨辊或磨盘衬板是否可以采取在线堆焊修复的考量重点。一般来说,生料磨和水泥磨由于其堆焊量  很大,需要几十天才能完成堆焊修复,如果采取在线施工,则停产损失费用会相当大。   

  3、风险性   

  3.1、新品(高铬铸铁)    

  以高铬铸铁为材质铸造新品此为目前最常用的方法,通常其碳含量约为3%,铬含量约为21%。此二者在高温下生成Cr7C3嵌埋在铁基(奥氏体或马氏体)中,而形成一种非常耐磨的结构组织,其洛氏硬度HRC约为56。高铬铸铁最大的风险就是断裂的问题。断裂的主要原因有二种:一是硬度过高,当碳及铬的含量越高则硬度也会越高且越耐磨,但断裂的可能性也增高;二是硬度的均匀问题,当高铬铸铁浇铸后并以热处理的方法来提高其硬度时,如果硬度的均匀度差异太大时(一般维氏硬度HV差不能大于30),就会产生断裂。所以随着物件体积增大,均匀度越难控制,断裂的可能性也就越大。这也就是目前国内如lM56.2+2或UM50.4磨辊新品断裂而时有所闻的原因。

  3.2、新品(铸造+堆焊)    

  以中碳钢为材质铸造预留磨耗部份,再以硬面焊材实施硬面堆焊,此种方法完全没有断裂的风险。而且因为硬面堆焊的耐磨层硬度较高,HRC约为60(一般含碳量约为5%,含铬量约为27%)且_Cr7C3金相组织较佳,所以相对于新品高铬铸铁更耐磨。此种方法最大的风险就是耐磨层的剥落,产生剥落的情况有二种:一是耐磨层与母材中碳钢剥离;二是耐磨层之间剥离。一般耐磨层越厚剥落的可能性越高,剥落势必造成停机,损失巨大。若要想做到耐磨且不剥落取决于:①焊丝的选择;②施工工艺;③员工敬业精神。此三者同等重要,如疏忽其中之一均会产生严重的后果。

  3.3、硬面再生焊补    

  将磨损后的磨辊及磨盘衬板以硬面焊丝(或焊条)堆焊修复至原始尺寸,此法由于具有较耐磨且成本低的优势,经我公司之推广,已广泛地被厂家采用。由于耐磨层的拉力强度几乎为零,也就是说耐磨层只有耐磨的功能,所以当磨损后的母材强度不足以支撑粉磨运转时的压力,虽然焊补至原尺寸,但在使用中也会有断裂的风险存在。且由于堆焊时产生了局部加热,而局部加热会使高铬铸铁母材断裂的可能性增加。   

  4、实施硬面再生焊补的方法

  4.1、在线施工    

  此法是磨损后的磨辊或磨盘衬板无须拆下,而将堆焊设备在现场架设实施堆焊修复。此法的优点是无须拆换,所以可以省下部分拆换费用。此法的缺点是如果工作量太大,则停机的时间会加长,使得停产损失增加。在线施工因工作条件不理想,且对磨损后的母材无法做全面的检查,更加大了断裂(包括施工中及运转中)的可能性,风险很大,所以笔者认为最好不要采用。一般用在不得以的情况下,例如表面剥落的矿渣磨,因其磨损较快,且磨耗增加效率下降会很快,焊补周期短,且工作量不大。

  4.2、离线施工    

  此法是将磨损后的磨辊或磨盘衬板拆下来运输到堆焊企业工厂实施堆焊修复。此法的缺点是磨辊或磨盘衬板必须拆下,增加了拆换费用。   

  此法优点有三:   

  (1)无论多大的堆焊工作量,更换下来实施离线施工都不会影响停机时间,也不会造成任何多余的损失;     

  (2)磨损后的磨辊或磨盘衬板拆下来后可以详细检查母材是否存在裂纹,以减少断裂的风险;     

  (3)离线施工的品质可以得到保证,施工中根据原图尺寸,以全面的施工工艺及技术为基础,保证磨辊或磨盘衬板的真圆度和平衡性,避免在使用过程中因震动过大而导致磨机损坏的情况发生,同时也能节省电耗。

  5、结束语    

  以上立磨中磨辊及磨盘衬板的维修与节能之探讨只是笔者浅薄的经验之谈。无论采取何种方式主要取决企业对于时机、风险、费用的考量,企业必须就磨机之运转时数、产量、耗电量作详细记录,就以上所提做分析,得出最理想的运转修复周期和方法,采取定时维修,以节能降耗为前提。
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