擠壓輥

輥壓機自20世紀九十年代由國外引進我國以來，已廣泛應用於水泥生料、熟料的預粉磨和終粉磨，在石灰石、高爐礦渣、鐵礦石、原煤、石膏、石英砂等物料的粉磨中也得到成功應用，成為水泥生產的關鍵主機設備。輥壓機在粉磨系統中主要優點是降低電耗、提高產量，其應用於分級打散的水泥生產流程可節電30%～50%，並可顯著提高後續磨機的生產效率50%以上；提高水泥產品質量，噪音低。但其不可迴避的是輥面的磨損問題。

輥壓機輥面屬於三體磨料磨損，一個固定輥和一個浮動輥及兩輥之間物料相互作用的高應力磨料磨損。物料顆粒在高應力作用下，使輥面產生彈、塑性變形，在亞表面不同深處會形成循環壓應力和拉應力。當這些應力超過材料疲勞強度時，就會在表層形成裂紋。裂紋經過擴展、連接，最終會導致輥面剝落。同時，輥面還會受物料的高應力切削磨損和由正應力、剪應力的擠壓而造成的疲勞磨損。

目前在國內外輥壓機製造中，常用的輥體材料多為Cr、W、Mo、V合金、45號鋼等鍛件，國外也有採用鑄件的。但總體來說，鑄件遠不如鍛件使用效果好。

長期以來，對輥壓機輥面製造技術的研究，國內外均進行了大量的工作。其中，整體鑄造式、堆焊式、硬質合金柱釘式等方法就是不同時期的研究成果。整體鑄造式屬於早期技術，目前已不多用；硬質合金柱釘式則因其對物料中的異物過於敏感或造價過於昂貴而難於推廣使用。從對耐磨性、對工況的適應性以及使用、維護的方便性等諸多因素考慮，目前認為堆焊方法效果最好。堆焊關鍵技術在於合理設計輥面的耐磨材質和花紋形式。

經研究分析，我們最後確定輥子母體採用優質合金鋼整體鍛造。在輥面耐磨層的設計中，我們與鄭州機械研究所合作，根據赫茲接觸理論和純彈性理論，掌握最大機械應力作用深度的規律，科學地設計組合防撕裂層、過渡層、耐磨層的材料、硬度搭配。採用鄭州機械研究所研製的ZD系列堆焊材料及堆焊工藝，使輥面耐磨性能有了較大程度地提高。

經反覆試驗、比較，並得益於其它部件(如進料裝置)的技術改進而最終定型的輥面一字形耐磨花紋，能使物料拉入角更加均衡、穩定，同時能有效消除輥子的軸向作用力，使設備工作更加穩定，輥面補焊工作也更加簡單。

抵抗磨粒磨損要求輥面材料具有很高的硬度和高的合金含量，硬度要求HRC≥55；而抵抗疲勞破壞則要求輥面材料具有良好的韌性並能有效限制裂紋的產生，以免裂紋在高應力反覆作用下擴展、連網。採用鄭州機械研究所ZD系列焊絲配合適當的堆焊工藝，使堆焊層具有非常優良的耐磨和韌性。焊絲使用方法及堆焊工藝如下：

(1)把待焊的輥體放在自動轉檯，用超聲波探傷儀對輥軸及輥面進行超聲波探傷，確認合格后，把輥子預熱到150℃左右，待焊；

(2)用ZD1埋弧葯芯焊絲(∅4.0)打底堆焊止裂層。ZD1焊絲是堆焊輥壓機的專用高韌性止裂過渡層材料，堆焊金屬具有極好的抗裂性能和衝擊韌性。能夠有效阻止輥面的焊接裂紋和疲勞裂紋向輥體延伸、發展，有效保護輥體不受損壞。

(3)用ZD2埋弧葯芯焊絲(∅4.0)堆焊過渡層。ZD2焊絲是堆焊輥壓機擠壓輥專用高強度支撐過渡層材料，堆焊金屬具有較高的抗壓強度和良好的衝擊韌性。作為耐磨堆焊系列材料中的過渡層，能夠有效對輥面的高硬度耐磨層提供支撐，抵抗高達130MPa的擠壓力。

(4)用ZD3埋弧葯芯焊絲(∅4.0)堆焊耐磨層。ZD3焊絲是堆焊輥壓機擠壓輥的高硬度、高韌性輥面耐磨堆焊材料，堆焊金屬具有較高的焊接硬度和良好的抗裂性能。由於堆焊金屬中含有大量的合金元素，故其具有優異的抗磨粒磨損和抗擠壓磨損的綜合性能。

(5)最後用ZD310葯芯焊絲(∅1.6)堆焊耐磨橫條。ZD310焊絲是耐磨花紋層堆焊專用材料，具備優異的抗剝落、抗磨損性能。

輥壓機製造技術是一項綜合性很強的技術。它集機械設計及製造、自動化設計、液壓系統設計、堆焊材料及工藝等幾方面技術於一體。其中的每一方面都直接決定著輥壓機的技術水平和產品質量。

因此，要想製造出性能優良的輥壓機，設計和製造技術就應是國內外先進水平。我院秉承這種先進的製造理念，在輥壓機的製造過程中一開始就站在很高的技術起點上，充分利用國內外企業和科研院所的技術優勢，使其輥壓機技術和質量迅速達到了國內先進水平。由於輥壓機是水泥生產線上極其關鍵的設備，其運行質量直接影響著水泥的產量，並決定著水泥生產線的安全。所以，就必然要求輥壓機各個部件運行可靠，輥面耐磨性能優良，使用壽命長。

CDG系列輥壓機已經成為我院科技產業園區重要產品之一，我們生產製造的多套輥壓機已經在眾多水泥生產線上發揮著高效節能的作用，所採用的輥面耐磨堆焊技術也表現出良好的使用效果，使用壽命可達6000～8000h 。