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冶金、水泥、电力整体抗磨损解决方案


冶金、水泥、电力整体抗磨损解决方案


作为伯乐蒂森公司旗下五大品牌之一的“苏铎铠”产品,致力于耐磨、耐腐蚀材料的生产和技术应用,是耐磨堆焊领域唯一同时具有ASME和TUV认证体系中最为严格之核级认证的公司,在核电、石化、冶金、水泥、矿山等行业有着大量的实际应用业绩和经验。

 

钢铁行业应用


  在现代化钢铁生产中,从原材料的粉碎、烧结直至钢材的轧制等工艺流程中,由于生产工艺的要求和原料本身的特点,决定了众多的加工设备必须工作在苛刻的工作环境中,如高温、高应力、强冲击、重度摩擦、热侵蚀、冷热疲劳等…

设备长时间暴露在恶劣环境下,同原料接触之关键部件的磨损速度大大高于正常值,结果是设备的运行效率急剧下降,能耗陡升,设备运转率降低,维修周期缩短,伴随着维修人员劳动强度提高并且维修费用增加……甚至出现非计划的设备停车。

以烧结球团破碎机为例,该设备用来破碎从烧结台车上卸下来的大块烧结矿,将其破碎成符合生产要求的适宜粒度;其破碎工作主要通过齿辊的破碎和台车蓖板的减切和挤压动作。

通常,烧结矿的温度达到750~850℃左右,且本身质地非常坚硬,对破碎齿会产生非常强烈的固体磨粒磨损,加之破碎工作负荷非常大,在以上条件的综合作用下,破碎齿和蓖板会加速磨损,寿命大大缩短。从目前的实践经验来看地,解决以上问题的最佳方式在齿辊上、蓖板上的工作区域内堆焊耐高温、抗高应力磨损的硬质合金层,同时主轴通水冷却。

我公司拥有相应的技术、材料、工艺来制造全新齿辊(含破碎齿)和蓖板,同时也可以以将下线的破碎齿和蓖板堆焊修复到原始尺寸。经我公司堆焊后,合金600℃下硬度没有陡降,在873℃时仍可保持好的高温组织稳定性和高温和长期时效硬度稳定性,同时抗氧化性能好,氧化膜致密,牢固,不产生剥落。

在同等工艺条件下工作,相比传统齿辊和蓖板,堆焊硬质合金后,其寿命及破碎量能提高到2至7倍。

钢厂的核心设备-轧钢机,同样工作在苛刻条件下。以热轧薄板为例,液态钢水从结晶器出来,在足辊的带动下前进,经过弯曲段、扇形段,钢水由液态逐渐凝固,表面温度逐渐下降;多面手经过拉矫机、除鳞机、加热炉等进入轧制工段,直至产出合格产品。

整套工艺流程中,结晶器足辊、扇形段足辊和拉矫辊同高温金属直接接触,表面温度非常高,在冷却水的作用下,极容易产生冷热疲劳;加上钢坯对轧辊的应力,使轧辊很快产生网状裂纹,龟裂,甚至掉块。

通过堆焊硬质合金可非常完美的解决以上问题。我们可以提供氮化加强或碳化加强的焊丝焊剂,可大大稳定辊身金相组织,提高合金组织强度、红硬性、耐热性和耐腐蚀性。足辊和拉矫辊修复前的预热、层间温度控制及焊后的热处理工艺都非常简单;选用合适的焊接材料并应用合理的焊接工艺进行堆焊后,一般寿命在12个月以上。

轧钢工艺中,工作条件更为苛刻的是支撑辊,根据工艺不同,主要可分为冷轧支撑辊和热轧支撑辊。相比足辊和拉矫辊而言,支撑辊尺寸其数倍,并承受着远远高于其的外部应力,同时因为生产工艺的限制,要求辊身表面光洁度高,不能有丝毫的变形,不能有微裂纹或金属屑粘连,更不能有粒状脱落或掉块。更为重要的是,能制造大直径支持辊的厂家屈指可数,无论是生产周期还是价格,新辊的各方面制造成本都非常惊人。当支撑辊达到下线尺寸时,通常作报废处理,此时轧辊的实际重量损失不足整支辊的1/10;换言之,新辊成本的90%要作为废钢处理,经济上极其不划算,而且也造成了巨大浪费。

应用堆焊修复技术,在达到报废标准的轧辊表面堆焊硬面合金,可将辊面尺寸恢复到原始新辊的辊面尺寸。修复后的支撑辊能到新辊的技术指标,成本公为购买新辊的几分之一,并且可以反复修复。

对于此类工作,无论从焊接材料的选型,焊接工艺和处理工艺的编订和执行,我公司均有成熟的方案和丰富的实际操作经验。

除此之外,我们还可以修复其它需要高耐磨性、高冲击性、高硬度、抗高温的钢厂设备,如锤式破碎机之锤头和蓖板堆焊,颚式破碎机颚板堆焊,高炉料钟和钟座,连接器,各种轧辊和轧机导位等……

 

水泥行业应用

    在当今经济高速发展的社会背景下,作为工程建设必需的原料之一,水泥的需求与日俱增。

作为水泥生产的最关键设备,立磨以其运行效率高、工作稳定、维护简单、噪音低等特点,已被越来越多的客户采用。

立磨依靠磨盘、磨辊间的挤压、研磨运动去粉碎磨料,水泥生产中的磨料主要是水泥生料、煤矸石、矿渣、钢渣、煤等。长时间运行后,由于磨料对磨盘、磨辊不断的磨损,导致磨盘和磨辊之间的研磨面结合曲线偏离,继而导致有效磨面积减小,设备效率急剧下降,粉磨同质量磨料所需耗电量大大提高。同时运行时震动值增大,导致液压系统、传动系统和马达的负荷不稳定,甚至造成立磨不能启动。

磨料对立磨造成的磨损主要为磨粒磨损、通常伴随高冲击和一定的应力。如水泥生料会对磨盘、辊产生高冲击,中等应力的凿切磨粒磨损;煤带来的是低冲击,低应力磨损;而矿渣所产生的则是低冲击、中等应力下的疲劳磨损。

对于磨损问题,以前客户一般采取更换同型号部件的方式进行维修,但原装磨盘、磨辊一般非常昂贵,并且周期很长,对正常的水泥生产造成的压力很大。如今,更多的水泥企业采用堆焊合金硬面层的试来修复旧磨辊,堆焊后的磨盘和磨辊的使用寿命,主要取决于焊接材料和施工艺。如选择不当,将极容易出现堆焊层硬度不合理和不均匀,母材和堆焊层结合强度低等问题……当堆焊金属出现不规则磨损后,由于磨盘、磨辊结合面偏离设计线形,会产生接触应力恶化,硬度不均等问题,磨盘和磨辊会非线性加速磨损,甚至堆焊层整体剥落。

不合理的硬面堆焊后,容易出现的几种典型问题是:

○硬面层磨损速度过快

○不均匀磨损

○磨辊、磨盘边缘崩角

○硬面层局部剥落

○硬面层整体剥离


    立磨是工业产中耗费电能非常大的设备之一。部企业中,在同等工况下粉碎同样多的磨料,初始投运时立磨所消耗电量仅占磨盘、磨辊严重磨损后所消耗电量的40%至70%左右,之所以耗能大幅度提高,其主要原因是由于磨盘、磨辊磨损。

更重要的是,高耗能、低效率运行时间约占整个维修周期60%。通过降低磨损率,防止不均匀磨损和不规则磨损,可保证磨盘、磨辊在长时间内保持良好的结合面曲线,以使设备在更长的时间内保持高效运行状态。

对于企业整体运行而言,通过解决以上问题可延长设备维修周期,缩短工期,减小工作量,节省检修费用;并提高生产安全稳定性,保持整体机组在较效状态运行。

相比进口原装高铬铸铁材质,在研磨同等品质磨料,其它运行情况相同,并且实际磨损尺寸等同于原装部件磨损尺寸的情况下,进行堆焊后的磨盘、磨辊寿命可提高1.3倍以上,并可多次修复。

目前,在全世界,已经有很多具有代表性的客户在使用我们的产品和工艺,包括水泥生产企业、水泥设备制造企业、及众多的专业水泥设备维修企业,所涉及的工作包括磨盘、磨辊新品的堆焊制造,以及下线旧部件的修复等。

由于诸多原因,目前仍有很多水泥生产企业在使用辊压机,它主要由两个同步相对运动的辊子组成。物料由辊子上部喂料口卸下,进入辊间的缝隙中,在高压魔力的作用下,产出合适粒度的物料。

在工作过程中,物料颗粒在压力作用下会使辊面产生弹性和塑性变形,从而在辊面亚表面层不同深处形成循环压、拉应力,当循环应力超过辊子材料的疲劳强度时,在表面层将引发裂纹。在循环荷作用下,亚表层的塑性变形继续发展,裂纹也会逐步向内扩展。从辊压机的工作状况来看,辊面的磨损属于高应力、中等冲击磨粒磨损和疲劳磨损。

在辊体运行过程中,很容易出现大面积剥落;同时由于疲劳层的纵横交错,导致裂纹延伸至辊子母体,使辊面出现大量缺陷,直接影响辊体质量,长期下去,很可能造成整个辊体报废。

从挤压辊的磨损机理可以看出,如果通过堆焊合金面层的方式来解决以上问题,则要求焊后不仅耐磨性要好,而且要具备较高的韧性和抗疲劳性。同时,由于辊身容易局部磨损过深,所以要求堆焊材料必须可以局部大厚度堆焊,并且结合强度要高,不能有裂纹。

对于克服水泥设备运行中因为应力、冲击、疲劳等导致的磨损问题,我公司有一系列焊接材料、先进的施工工艺、完善的配套加工设备以及富有经验的技术工程师随时为客户解决问题。

 

火电、水电行业应用


电力作为当今社会最主要能源之一,已成为生产、生活的必需元素。因为电的极度重要性和不可存储必一,担当着电力生产的火电和水电企业的运行之安全性、稳定性就显得尤为重要。

在火力发电站中,最为重要的生产原料就是煤粉,从原煤到煤粉的转化就需要磨煤机。立式磨煤机的作用是将煤进行粉碎,为锅炉提供燃烧原料;该设备直接关系电厂运行的安全性、经济性和稳定性。

随着原煤的供应日趋紧张,为了满足实际生产的需要,发电厂需要经常使用偏离设计值的焊种,这很容易造成燃煤中煤矸石、硫、石英、黄铁矿及其它杂质含量超标和燃烧值降低。由于煤矸石的硬度大大高于煤,且其它杂质含量超标,现在研磨同等重量的煤,磨盘、磨辊的磨损大大高于正常值;同时研磨出的煤粉燃烧值低于正常值,为满足燃烧值,就需要提高磨煤机的工作量,从而进一步加剧磨盘、磨辊的磨损。

磨盘、磨辊大量磨损尤其是不均匀磨损后所带来的直接危害是:

磨盘和磨辊之间的接触研磨面结合曲线偏离,导致研磨面积减小,磨煤机效率急剧下降,研磨同质量燃煤所需耗电量大大提高。同时震动增大,易导致传动轴、齿轮及轴承等过热及磨损增大,缩短其使用寿命;甚至磨煤机跳停,在短时间内影响发电机组出力和电网的稳定。

发生以上新问题的最主要原因是磨盘和磨辊的抗冲击性和抗磨粒磨损性能差,使用堆焊合金后的磨盘、辊可提升相应性能,降低磨损率,最终延长立磨高效运行的时间和维修周期。

除磨煤机外,还有大量同煤或粉接触的设备会发生磨损,如斗轮装载机,输煤管道的耐磨板,送、引风机叶片……

火电站的三大主机,即汽轮机、锅炉及电机,是发电站最核心的设备。任何一个环节出现故障都会影响正常的发电。

锅炉的任务是制造高压蒸汽,以驱动汽轮机,蒸汽的温度、压力、流量的稳定至关重要。此环节上,很多同蒸汽接触的设备易出现气蚀、空穴等问题,如给水泵叶片、阀门的阀板和阀座、汽轮机叶片……此外,很多部件工作时会处在高速旋转状态,如气轮机转子和发电机转子,即使再好的润滑,长时间运行后,都会出现磨损和拉伤。

对于以上问题,可通过堆焊硬质合金的方法解决。但由于上述部件不能局部过度受热,否则易导致部件变形或金属组织变化,所以焊接时必须采用特种工艺,并加装保护装置。

水力发电站的最主要设备是水轮机,水轮机在运行中的最主要问题是磨蚀。

在排沙期,除了高含沙及石英砂、长石的水流直接对水轮机进行磨损破坏外,还由于电站低水头运行,造成水轮机偏离设计参数运行,机组振动加大,从而使过流部件的气蚀加重;即使在非汛期,如果机组参与潮流调节,同样使得机组经常在偏离设计工况的区域运行,振动加剧,产生气蚀破坏。以上问题最终导致叶片偏离设计线形,水流流态恶化,机组效率迅速下降,严重影响安全、经济性。

水轮机的主要磨损部位是转轮及叶片正压与负压侧、下环、转轮上冠与下环止漏环、导叶过流面、导叶上下断面、立面封水面和部分导叶轴颈等过流面等。针对以上部位的磨损及气蚀问题,可通过堆焊相应的耐磨合金材料的方式来解决。

 


其它行业应用

  

    轨道运输设备的轨道和金属车轮、大型齿轮、重载金属轴、转子轴颈、圆锥破碎机、绞龙、搅拌器臂及叶片、切碎机刀片、塑料挤压机螺杆、冲压模具、锻压模具、冲头、穿孔芯棒、轧油机、蔗糖加工设备……

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