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立磨磨輥及磨盤襯板的維修與節能探討

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/4/27     瀏覽次數:    

  在水泥工業中立磨可分為四類:煤磨、生料磨、水泥磨(磨熟料)、礦渣磨。由于功能不同、磨料不同,所以當磨損導致產量下降而必須加以維修的時機及方法也有相當大的差異。
  1、維修時機
  當磨輥及磨盤襯板產生磨損過甚時,產量會下降,而產量的下降意味著能源的浪費。以FISMlDTI-{ATOX50立磨為例,ATOX50立磨電動機功率約為4 0(03kW/h(含立磨主電機、選粉機、進料泵等電動機功率),即每小時要用掉約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,由此產生了能源的極大浪費。所以如果單純以節能考量,則磨損越少,越早維修越節能。然而拆換磨輥及磨盤襯板是一個耗時、耗力的工程,且牽涉到因停機而造成的停產損失。其實此二者是同樣重要的,另因前者是隱形的(電費是整廠合計),雖然此電耗可以單獨核算,但大部分業主僅注意到拆換費用,而往往忽略能源浪費所發生的費用,所以筆者于此以數字舉例的形式來佐證。
  2、拆換費用     
  拆換費用包括三個項目:更換備品費用;拆換人工費用;停產損失。
  2.1、更換備品費用     
  更換物有二種選擇:①新品;②舊品硬面再生堆焊修復。前者的費用隨更換次數累積而增加,而后者的硬面堆焊是以堆焊量計價,且堆焊后的使用壽命比新品較長些,故費用會隨著更換次數而遞減。
  2.2、拆換人工費用   
  此費用仍會隨更換次數的增加而俱增,但如采取在線堆焊修復則無此費用。
  2.3、停產損失   
  停產損失視拆換所需時間或在線修復所需時間而定,由于每停產一天將損失幾十萬甚至上百萬(視生產線線能力不同而不同),所以如果單獨為了維修磨輥或磨盤襯板而停機,其費用是相當可觀,通常必須配合全廠大修來停機,最好是在大修期限內完成磨輥及磨盤襯板的更換或修復。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的考量重點。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,如果采取在線施工,則停產損失費用會相當大。
  3、風險性   
  3.1、新品(高鉻鑄鐵)     
  以高鉻鑄鐵為材質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構組織,其洛氏硬度HRC約為56。高鉻鑄鐵最大的風險就是斷裂的問題。斷裂的主要原因有二種:一是硬度過高,當碳及鉻的含量越高則硬度也會越高且越耐磨,但斷裂的可能性也增高;二是硬度的均勻問題,當高鉻鑄鐵澆鑄后并以熱處理的方法來提高其硬度時,如果硬度的均勻度差異太大時(一般維氏硬度HV差不能大于30),就會產生斷裂。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。這也就是目前國內如lM56.2+2或UM50.4磨輥新品斷裂而時有所聞的原因。
  3.2、新品(鑄造+堆焊)     
  以中碳鋼為材質鑄造預留磨耗部份,再以硬面焊材實施硬面堆焊,此種方法完全沒有斷裂的風險。而且因為硬面堆焊的耐磨層硬度較高,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,所以相對于新品高鉻鑄鐵更耐磨。此種方法最大的風險就是耐磨層的剝落,產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,剝落勢必造成停機,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員工敬業精神。此三者同等重要,如疏忽其中之一均會產生嚴重的后果。
  3.3、硬面再生焊補     
  將磨損后的磨輥及磨盤襯板以硬面焊絲(或焊條)堆焊修復至原始尺寸,此法由于具有較耐磨且成本低的優勢,經我公司之推廣,已廣泛地被廠家采用。由于耐磨層的拉力強度幾乎為零,也就是說耐磨層只有耐磨的功能,所以當磨損后的母材強度不足以支撐粉磨運轉時的壓力,雖然焊補至原尺寸,但在使用中也會有斷裂的風險存在。且由于堆焊時產生了局部加熱,而局部加熱會使高鉻鑄鐵母材斷裂的可能性增加。   
  4、實施硬面再生焊補的方法
  4.1、在線施工     
  此法是磨損后的磨輥或磨盤襯板無須拆下,而將堆焊設備在現場架設實施堆焊修復。此法的優點是無須拆換,所以可以省下部分拆換費用。此法的缺點是如果工作量太大,則停機的時間會加長,使得停產損失增加。在線施工因工作條件不理想,且對磨損后的母材無法做全面的檢查,更加大了斷裂(包括施工中及運轉中)的可能性,風險很大,所以筆者認為最好不要采用。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很快,焊補周期短,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輸到堆焊企業工廠實施堆焊修復。此法的缺點是磨輥或磨盤襯板必須拆下,增加了拆換費用。   
  此法優點有三:   
  (1)無論多大的堆焊工作量,更換下來實施離線施工都不會影響停機時間,也不會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檢查母材是否存在裂紋,以減少斷裂的風險;     
  (3)離線施工的品質可以得到保證,施工中根據原圖尺寸,以全面的施工工藝及技術為基礎,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過大而導致磨機損壞的情況發生,同時也能節省電耗。
  5、結束語
  以上立磨中磨輥及磨盤襯板的維修與節能之探討只是筆者淺薄的經驗之談。無論采取何種方式主要取決企業對于時機、風險、費用的考量,企業必須就磨機之運轉時數、產量、耗電量作詳細記錄,就以上所提做分析,得出最理想的運轉修復周期和方法,采取定時維修,以節能降耗為前提。

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