立磨磨輥及磨盤襯板的維修與節(jié)能探討
在水泥工業(yè)中立磨可分為四類:煤磨、生料磨、水泥磨(磨熟料)、礦渣磨。由于功能不同、磨料不同,所以當(dāng)磨損導(dǎo)致產(chǎn)量下降而必須加以維修的時(shí)機(jī)及方法也有相當(dāng)大的差異。
1、維修時(shí)機(jī)
當(dāng)磨輥及磨盤襯板產(chǎn)生磨損過甚時(shí),產(chǎn)量會(huì)下降,而產(chǎn)量的下降意味著能源的浪費(fèi)。以FISMlDTI-{ATOX50立磨為例,ATOX50立磨電動(dòng)機(jī)功率約為4 0(03kW/h(含立磨主電機(jī)、選粉機(jī)、進(jìn)料泵等電動(dòng)機(jī)功率),即每小時(shí)要用掉約4 000度電,折合人民幣約為2000余元,一年電耗則約在1500萬元左右。若效率下降10%,則一年電耗損失約150萬元,由此產(chǎn)生了能源的極大浪費(fèi)。所以如果單純以節(jié)能考量,則磨損越少,越早維修越節(jié)能。然而拆換磨輥及磨盤襯板是一個(gè)耗時(shí)、耗力的工程,且牽涉到因停機(jī)而造成的停產(chǎn)損失。其實(shí)此二者是同樣重要的,另因前者是隱形的(電費(fèi)是整廠合計(jì)),雖然此電耗可以單獨(dú)核算,但大部分業(yè)主僅注意到拆換費(fèi)用,而往往忽略能源浪費(fèi)所發(fā)生的費(fèi)用,所以筆者于此以數(shù)字舉例的形式來佐證。
2、拆換費(fèi)用
拆換費(fèi)用包括三個(gè)項(xiàng)目:更換備品費(fèi)用;拆換人工費(fèi)用;停產(chǎn)損失。
2.1、更換備品費(fèi)用
更換物有二種選擇:①新品;②舊品硬面再生堆焊修復(fù)。前者的費(fèi)用隨更換次數(shù)累積而增加,而后者的硬面堆焊是以堆焊量計(jì)價(jià),且堆焊后的使用壽命比新品較長(zhǎng)些,故費(fèi)用會(huì)隨著更換次數(shù)而遞減。
2.2、拆換人工費(fèi)用
此費(fèi)用仍會(huì)隨更換次數(shù)的增加而俱增,但如采取在線堆焊修復(fù)則無此費(fèi)用。
2.3、停產(chǎn)損失
停產(chǎn)損失視拆換所需時(shí)間或在線修復(fù)所需時(shí)間而定,由于每停產(chǎn)一天將損失幾十萬甚至上百萬(視生產(chǎn)線線能力不同而不同),所以如果單獨(dú)為了維修磨輥或磨盤襯板而停機(jī),其費(fèi)用是相當(dāng)可觀, 通常必須配合全廠大修來停機(jī),最好是在大修期限內(nèi)完成磨輥及磨盤襯板的更換或修復(fù)。而且這是決 定磨輥或磨盤襯板是否可以采取在線堆焊修復(fù)的考量重點(diǎn)。一般來說,生料磨和水泥磨由于其堆焊量 很大,需要幾十天才能完成堆焊修復(fù),如果采取在線施工,則停產(chǎn)損失費(fèi)用會(huì)相當(dāng)大。
3、風(fēng)險(xiǎn)性
3.1、新品(高鉻鑄鐵)
以高鉻鑄鐵為材質(zhì)鑄造新品此為目前最常用的方法,通常其碳含量約為3%,鉻含量約為21%。此二者在高溫下生成Cr7C3嵌埋在鐵基(奧氏體或馬氏體)中,而形成一種非常耐磨的結(jié)構(gòu)組織,其洛氏硬度HRC約為56。高鉻鑄鐵最大的風(fēng)險(xiǎn)就是斷裂的問題。斷裂的主要原因有二種:一是硬度過高,當(dāng)碳及鉻的含量越高則硬度也會(huì)越高且越耐磨,但斷裂的可能性也增高;二是硬度的均勻問題,當(dāng)高鉻鑄鐵澆鑄后并以熱處理的方法來提高其硬度時(shí),如果硬度的均勻度差異太大時(shí)(一般維氏硬度HV差不能大于30),就會(huì)產(chǎn)生斷裂。所以隨著物件體積增大,均勻度越難控制,斷裂的可能性也就越大。這也就是目前國(guó)內(nèi)如lM56.2+2或UM50.4磨輥新品斷裂而時(shí)有所聞的原因。
3.2、新品(鑄造+堆焊)
以中碳鋼為材質(zhì)鑄造預(yù)留磨耗部份,再以硬面焊材實(shí)施硬面堆焊,此種方法完全沒有斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。而且因?yàn)橛裁娑押傅哪湍佑捕容^高,HRC約為60(一般含碳量約為5%,含鉻量約為27%)且_Cr7C3金相組織較佳,所以相對(duì)于新品高鉻鑄鐵更耐磨。此種方法最大的風(fēng)險(xiǎn)就是耐磨層的剝落,產(chǎn)生剝落的情況有二種:一是耐磨層與母材中碳鋼剝離;二是耐磨層之間剝離。一般耐磨層越厚剝落的可能性越高,剝落勢(shì)必造成停機(jī),損失巨大。若要想做到耐磨且不剝落取決于:①焊絲的選擇;②施工工藝;③員工敬業(yè)精神。此三者同等重要,如疏忽其中之一均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
3.3、硬面再生焊補(bǔ)
將磨損后的磨輥及磨盤襯板以硬面焊絲(或焊條)堆焊修復(fù)至原始尺寸,此法由于具有較耐磨且成本低的優(yōu)勢(shì),經(jīng)我公司之推廣,已廣泛地被廠家采用。由于耐磨層的拉力強(qiáng)度幾乎為零,也就是說耐磨層只有耐磨的功能,所以當(dāng)磨損后的母材強(qiáng)度不足以支撐粉磨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的壓力,雖然焊補(bǔ)至原尺寸,但在使用中也會(huì)有斷裂的風(fēng)險(xiǎn)存在。且由于堆焊時(shí)產(chǎn)生了局部加熱,而局部加熱會(huì)使高鉻鑄鐵母材斷裂的可能性增加。
4、實(shí)施硬面再生焊補(bǔ)的方法
4.1、在線施工
此法是磨損后的磨輥或磨盤襯板無須拆下,而將堆焊設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)實(shí)施堆焊修復(fù)。此法的優(yōu)點(diǎn)是無須拆換,所以可以省下部分拆換費(fèi)用。此法的缺點(diǎn)是如果工作量太大,則停機(jī)的時(shí)間會(huì)加長(zhǎng),使得停產(chǎn)損失增加。在線施工因工作條件不理想,且對(duì)磨損后的母材無法做全面的檢查,更加大了斷裂(包括施工中及運(yùn)轉(zhuǎn)中)的可能性,風(fēng)險(xiǎn)很大,所以筆者認(rèn)為最好不要采用。一般用在不得以的情況下,例如表面剝落的礦渣磨,因其磨損較快,且磨耗增加效率下降會(huì)很快,焊補(bǔ)周期短,且工作量不大。
4.2、離線施工
此法是將磨損后的磨輥或磨盤襯板拆下來運(yùn)輸?shù)蕉押钙髽I(yè)工廠實(shí)施堆焊修復(fù)。此法的缺點(diǎn)是磨輥或磨盤襯板必須拆下,增加了拆換費(fèi)用。
此法優(yōu)點(diǎn)有三:
(1)無論多大的堆焊工作量,更換下來實(shí)施離線施工都不會(huì)影響停機(jī)時(shí)間,也不會(huì)造成任何多余的損失;
(2)磨損后的磨輥或磨盤襯板拆下來后可以詳細(xì)檢查母材是否存在裂紋,以減少斷裂的風(fēng)險(xiǎn);
(3)離線施工的品質(zhì)可以得到保證,施工中根據(jù)原圖尺寸,以全面的施工工藝及技術(shù)為基礎(chǔ),保證磨輥或磨盤襯板的真圓度和平衡性,避免在使用過程中因震動(dòng)過大而導(dǎo)致磨機(jī)損壞的情況發(fā)生,同時(shí)也能節(jié)省電耗。
5、結(jié)束語
以上立磨中磨輥及磨盤襯板的維修與節(jié)能之探討只是筆者淺薄的經(jīng)驗(yàn)之談。無論采取何種方式主要取決企業(yè)對(duì)于時(shí)機(jī)、風(fēng)險(xiǎn)、費(fèi)用的考量,企業(yè)必須就磨機(jī)之運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)、產(chǎn)量、耗電量作詳細(xì)記錄,就以上所提做分析,得出最理想的運(yùn)轉(zhuǎn)修復(fù)周期和方法,采取定時(shí)維修,以節(jié)能降耗為前提。
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