梅州市平远县大拓镇裕兴万年水泥实业有限公司 514600
摘要：目前，我国的水泥工业处于高速发展的时期，我国各类工厂的经营、生产主要依靠各种大型机械设备、电气设备的协同运作完成。辊压机是现代水泥生产过程中的重要设备，但由于其处于的生产环境极其恶劣，故障也是不断发生。又因为水泥生产的特殊性和连续性，必须保障生产过程中的辊压机时刻处于良好状态，这就要求该设备的维护保养处于较高的水平。要求设备管理和维护人员对该设备有较高的认识和管理意识以及责任。
关键词：辊压机；故障；修复；措施
一．水泥辊压机常见故障
（1）水泥辊压机破损。辊压机是通过两个速度相同，相对运动的辊子组挤压在它们中间的间隙中通过的物料，将物料变成扁平的而充满裂纹的饼状，为下一步物料的研磨做好准备。从辊压机的工作原理可以看出，物料通过两个辊面时受到挤压力和摩擦力，是属于典型的高应力磨料磨损，物料在通过辊面时受到压力而产生弹性和塑性变形，而物料对辊面施加循环拉压应力，随着辊压机的连续高速长时间工作，当循环载荷的反复作用超过辊子材料的疲劳强度时，就会使辊子表面出现细微裂纹，当表面带裂纹的辊子继续工作时，裂纹就进一步加深和扩展，从而导致辊子表面断裂剥落。
（2）辊面磨损。所谓的辊面磨损实际上是指辊面亚表层的磨损和磨料磨损的共同磨损。物料在进入了进料装置之后使两个辊子上方的空隙得到填充，同时辊子的旋转、挤压力、料压的共同推动使物料进入连个辊子之间，与此同时，因为辊子的辊面和辊面线速度之间的差别以及挤压空间的改变，辊面的磨损就变成了辊面和物料因为滑动摩擦而引起的辊面磨损。之后，随着挤压空间的不断缩小，物料受到的压力逐渐增强，在物料颗粒之间也开始发生相互的挤压作用，这个时候辊面和线速度之间的差异也在逐渐变小，磨料磨损得到减轻。在这种极高的挤压力的作用下，辊面会发生塑性变形或者是弹性变形，辊面的亚表层和辊面会产生一定的拉应力和压应力，特别是在物料中夹杂着比辊缝还大的金属物质的时候，会对辊面造成强大的冲击，导致辊面产生变形，这种变形通常都是塑性变形，还会使辊面产生微小裂纹。在这样不间断的、循环的交变应力的作用下，最终会导致辊面产生磨损，情况严重的会使辊面剥落。综上所述，要想使辊压机辊面的使用寿命得到延长，就必须要重视物料对辊面额磨损，通过相关措施减轻辊压机辊面磨损或者是增强辊压机辊面抵抗磨损的能力才是使辊压机能够持续正常工作的长久之计。
二．水泥辊压机的破损原因及措施：
首先辊面的材质问题，考虑辊面的工作环境，辊面的材料必须是耐磨性好，使用寿命长的材料，现在市场上的辊压机的辊面材质普遍较差，导致辊面磨损快，使用寿命短，所以需要使用新型耐磨材料；其次，物料的易磨性，辊压机辊压的物料一般是由熟料、石膏、石灰石等组成，其中熟料的温度和配比严重影响着物料的易磨性，温度越高或配料中过烧料、黄心料、飞沙料过多，其易磨性越差，对辊面的磨损越厉害，减少磨损的措施是：一是要减少飞沙料、过烧料、黄心料等易磨性差的材料的配比，二是要尽量冷却熟料，提高熟料的易磨成度，增加辊压机效率；再次，辊压来料的粒度，辊压机的原料来自于前工序的破碎机，破碎后的物料颗粒越大，对辊面的伤害越大，减少磨损的措施是：加强进入辊压机的物料颗粒控制，坚决杜绝粒度过大的颗粒进入；另外，还有物料中的金属异物影响，如果物料中的金属除去不干净，金属混入物料就会对辊压机的物料造成碰伤和损坏，减少摩擦的措施是：坚决保证除铁器、金属探测器等除铁设备的正常工作，避免金属进入辊压机；除此之外，还要经常检查辊面的磨损情况，对于轻度磨损要立即补焊。为了减少水泥辊压机的表面磨损，操作人员还要注意以下现象：（1）称重仓的离析现象：如果物料中回料的细粉量过大，就会造成离析现象，使称重仓的物料颗粒分布不均匀；（2）物料供应不稳现象：当物料中含有金属异物或其他原因是，造成进入辊压机的物料速度不稳，使主电机的功率反复波动；（3）物料承受的压力不稳：如果没有稳定的研磨压力，物料就得不到较好的挤压，就无法得到较有效的挤压，而且造成辊子振动，使辊子承受较大的冲击力，对辊子造成破坏。
三．水泥辊压机辊面的修复：
辊压机的辊面破坏分为正常磨损破坏、过渡使用磨损破坏、表面剥落破坏、长时间超负荷运行破坏、辊体本体性能造成的破坏和金属异物进入造成的破坏。根据停机时间可以分为现场临时维修、现场停机大修和恢复性大修。
3.1 现场临时维修。现场临时维修是指在不影响生产的情况下，对于异物进入或其它原因造成的辊面局部小破坏或小面积剥落现象，进行的现场临时补焊和检修。现场临时维修只需要对破坏部分及周围的小部分进行清理，然后根据破坏或剥落的程度，采用不同的焊丝或焊丝组合进行堆焊，快速修复破损的辊面，避免辊面的破碎部分向内部和周围进一步延伸。现场临时维修的焊接过程简单，工艺措施较少，不受条件限制，几乎可以在任何情况下进行，而且修复后使用效果较好。
3.2 现场停机大修。现场停机大修是指水泥辊压机工作时间过长，造成大面积破坏，需要全面检修的情况下，不对辊压机的辊体拆卸，直接对辊面的破坏层进行彻底清理，然后对辊体进行一定程度的预热后，采用自动或半自动焊机对辊面进行全面的维修。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种维修方式可用于辊压机的正常磨损破坏、过渡使用磨损破坏和长时间超负荷运行破坏等，多用于没有备用的辊体更换或者时间紧没法更换辊体的情况，是一种较方便的应急修复方法，比较科学的方法是更换下来进行恢复性大修（后文讲述）。现场停机大修的焊接工艺相对恢复性大修也比较简单，不需要对辊体进行整体热处理，只需要对辊体进行一段时间的预热，就可以进行焊接，而且焊接花纹要求不高。现场停机大修的工艺流程和焊接方式都比较简单，用时较短，但是由于没用进行热处理消除辊体的焊接应力和工作疲劳应力，所以修复的寿命比恢复性大修要短，使用效果和效率也相对较差。
3.3 恢复性大修。恢复性大修是指将辊体拆卸后送入到专业维修厂，由专业人员对辊体的破损层进行彻底清除，然后专业人员采用严格的焊接工艺和合理的焊丝组合对辊面进行综合焊接，然后轴径的损坏部分进行维护，最后还要对辊体进行整体的去应力热处理，消除辊体的焊接应力和疲劳应力，恢复辊体的性能。恢复性大修主要用于长时间超负荷运行造成的巨大损坏、现场停机大修 3 次以上无法修复、辊体本体性能造成的破坏或设计寿命时间到的情况，经过恢复性大修的辊体性能和新辊体相差不大，某些性能甚至优于新辊体。
3.4 辊面焊接修复的工艺分析。对于辊面的不同的磨损，应该采用不同的工艺，以满足辊面的不同要求。下面对不同的焊接工艺进行分析：（1）对于辊面的耐磨花纹的磨损（修复花纹）修复：先用电动钢丝刷清理出一段辊面，然后用乙炔焰进行预热；接下来用 TM55 焊条沿原来的耐磨花纹进行对焊，然后用 ZD310 焊条焊接中间的硬质焊点，焊完一段后转动一下，焊接另一端；（2）对局部剥落的凹状小坑：先用钢丝刷清理凹坑里的粉尘，用 ZD1 焊丝打地焊，然后用 ZD2 焊丝将凹坑补焊，并留 7-8mm 余量，最后用 ZD3 耐磨材料焊丝将凹坑补焊平；（3）对于磨损较为严重，有大裂纹、大面积剥落等严重问题，已经无法继续使用的：先彻底清除辊面的残余耐磨层和裂纹，可以使用碳弧气刨等工具将残留硬层、粉尘、锈迹等清除干净，直至露出金属光泽，然后进行预热，焊接时先用 ZD1 焊丝补焊，将凹坑等填平，使辊面最终成一个相对平缓的外圆面，形成下一步焊接的过渡层，然后用 ZD2 焊丝焊接辊体与耐磨层之间的缓冲层，此层要求高强度、中硬度和良好的抗疲劳性和一定的抗磨性，最后用 ZD3 焊接辊面的耐磨层和花纹，这是要注意辊体的尺寸要求，不可改变辊体的形状。
四．提高辊压机辊面的使用寿命的措施；
要想提高辊压机辊面的使用寿命，必须要从辊压机的工作原理上入手。挤压辊制造商在提高辊面本身的抗磨能力方面从辊面的耐磨材料、辊面的结构形式上做了很多工作，成效也很显著。那么水泥厂如何确保辊面处在最低的消耗水平呢？笔者认为着眼点在于针对磨料磨损和疲劳磨损采取科学有效的措施。
（1）改变采购挤压辊及焊丝的理念从设备全面管理的角度出发，采购环节当然不可忽视辊面的制造质量。然而，有的企业缺乏科学的选购方法，要么力求低价选购而不重视性价比，要么把质量放在关系之后。其结果必然是辊面的耐磨材料、辊面的结构形式不适宜本厂物料的粉碎。
（2）确保辊压机稳定工作多年的实践证明，料压、物料粒度、挤压粉碎力适宜，是辊压机稳定工作必须满足的条件。这三个条件不合适，不仅会加大物料与辊面的相对滑动，加快辊面的磨料磨损，同样也会增加辊面的疲劳磨损。
（3）严格控制辊面工作的环境温度和物料温度环境温度和物料温度会使整个挤压辊的温度升高，影响辊压机主轴承的润滑，降低轴承使用寿命，也会加剧辊面的磨损。辊面属于金属耐磨材料，其耐磨性能往往随着环境温度和物料温度的上升而降低，操作控制中必须引以重视。在水泥联合粉磨系统中进入辊压机的物料热量，主要是熟料带入的；在生料终粉磨系统中，热风热量被物料吸收达到烘干物料的目的，也会使物料本身温度升高。
（4）严禁硬质金属进入辊压机在生产中，硬质金属进入辊压机，辊面会遭受严重的破坏。在流程设计中，必须在配料站出料皮带上设置一台除铁器，对物料进行第一次除铁；除铁后的物料经过提升机提升后进入选粉机，在提升机到选粉机的溜管上设置管道除铁器。一些金属无法被除铁器发现，物料通过处还需设置金属探测仪。在辊压机与球磨机配合的水泥联合粉磨系统中，一些流程是管磨机出来的粗料要回到辊压机再次挤压，这往往容易带入研磨体或衬板表面、输送及提升设备表面、下料管道表面脱落下来金属材料，企业更应该加强管理。必须提醒的是，每次检修，一定要严格执行现场清理规定；每次重新启动系统前，要确认除铁装置和金属探测仪正常。
（5）减少硬质物料进入辊压机称重仓在存料的过程中，由于物料的离析现象，铁渣、游离二氧化硅等物质往往不会随物料均匀地进入辊压机；另外粉碎不合格的物料中这些硬质物料含量相对较高，富集在循环系统里。
五．结束语
本文对水泥辊压机的破损机理和破损的表象进行了详细的分析和描述，并对这些产生破损的原因进行了分析，根据这些原因提出了相应的减少磨损的措施，然而磨损是不可避免的，本文着重探讨了辊面磨损的问题及磨损后的修复方式，希望可以给水泥生产操作人员和维修人员提供借鉴。
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论文作者:沈福珍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/3/2
标签：物料论文; 磨损论文; 压机论文; 辊子论文; 焊丝论文; 应力论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;