烧结单棍破碎机辊齿的新型修复工艺

谭 龙 郭震宇 龚承朝

（韶关钢铁集团炼铁厂，广东 韶关 512123）

1 前言

韶钢炼铁厂5、6号405m2烧结机是生产的主体设备，而两台φ2 400×4 340单棍破碎机又是烧结生产的关键设备。单棍破碎机通过旋转的辊齿与侧下方篦板形成的剪切作用，破碎大块热烧结矿，使其满足炼铁高炉所需的粒度。由于近年来韶钢高炉的大型化，对烧结矿的需求不断增加，烧结机作业率高达97.2%，以及750℃～850℃的工作温度，导致单棍齿辊上的辊齿磨损特别快，寿命只有8～9个月。更换或修复齿辊费时费力，严重制约了生产。因此对提高辊齿的的使用寿命有着强烈的需求。

2 辊齿的旧修复工艺

2.1 单棍的组成

单棍破碎机由驱动电机、传动装置、齿辊及齿辊下方的篦板小车组成。其中齿辊由齿辊轴、辊齿组成。辊齿是单棍破碎机执行破碎工作的主体，也是磨损最严重的区域。它包括齿冠和齿柄两部分。

2.2 旧修复工艺

磨损不严重的辊齿，直接在表面用高合金耐热耐磨焊条（D667、GRD856-4AZ等）堆焊，磨损严重的辊齿采用以下方法修复：（1）首先将单棍原有的齿冠全部割去，保留齿柄。（2）齿柄由于承受的冲击和磨损程度较轻，通常采用高合金耐热耐磨焊条直接在其表面堆焊修复。（3）齿冠单独制作，采用ZG230-450铸钢铸造基体，用高合金耐热耐磨焊条 （如D667、GRD856-4AZ等）填充，外圈堆焊层15mm厚，内堆焊层45mm厚（见下图）。（4）齿冠制作完成后用GR-AJ557高强度连接焊条与齿柄焊接。堆焊层

2.3 旧修复工艺的缺陷

高合金耐热耐磨材料堆焊后，其熔敷金属的韧性差，堆焊层不可避免要产生冷裂纹，并且堆焊层越厚，裂纹扩展越快。为了避免裂纹扩展过快连成片，造成整体脱落，通常用强度低、韧性好且焊接性能好的钢板将大面积焊接部位隔开，划分成较小的区间，这种起分割作用的钢板称为止裂板。齿辊旧修复工艺存在明显的缺陷。

首先，齿柄在磨损严重的情况下，堆焊层较厚，实际操作中，部分堆焊层厚度达40mm，并且面积大，在不设置止裂板的情况下容易整片脱落。严重时裂纹扩展至齿冠与齿柄的连接部位，导致齿冠倾斜、脱落。其次，齿冠虽在铸造基体时将堆焊区域分割成块，起到了止裂板的作用，但只是前端分割区块够密集，其余部分焊接区面积仍然太大，容易脱落。特别是当前端磨损后，磨损或脱落速度明显加快，影响了使用寿命。最后，铸造基体成本高，工艺较复杂。

3 辊齿的新型修复工艺

3.1 材料的选用

经同种工况下多次试验对比，堆焊焊条仍选择成熟可靠的GRD856-4AZ高合金耐热耐磨焊条，止裂板选用较ZG230-450铸钢韧性、焊接性能更好的Q195钢板，厚度10mm,钢板间焊接用GR-AJ557高强度连接焊条，打底焊接用ER302不锈钢焊丝。

3.2 辊齿的修复

（1）齿柄的修复：两侧及非工作侧磨损部位用GRD856-4AZ焊条堆焊3～5mm厚的耐磨层；工作侧侧面用碳弧刨将磨损部位刨平，用Q195钢板制作“丰”字型的止裂板，横向止裂板间隔80mm。用GR-AJ557焊条将其与齿柄连接后，堆焊分割区块。

（2）齿冠的修复：齿冠基体采用箱试焊接件，并且相对原有尺寸在旋转方向前端加长了50mm。中间基板用45#钢，厚30mm，底部预留与齿柄链接的部位为“V”型坡口，高15mm，加大焊接强度；两侧止裂板用Q195钢板，区块大小设计为80mm×80mm×45mm，既可以保证耐磨材料的填充量，又能有效阻止裂纹的扩散。止裂板之间及止裂板与基板之间用GR-AJ557焊条满焊。

（3）在齿柄、齿冠堆焊前，用ER302不锈钢焊丝进行打底焊接，以提高齿柄母材及齿冠基板与堆焊高合金耐热耐磨材料的结合强度，进一步减少堆焊层的开裂与脱落。

（4）齿柄、齿冠修复完成后，用GR-AJ557连接焊条焊接起来，焊缝宽度15mm、单侧深度45mm，连接时要注意横向、纵向距离的一致。最外层用GRD856-4AZ焊条堆焊约10mm厚耐磨层。焊接完成后要进行退火处理以消除焊接应力。

4 效益分析及结论

4.1 采用新修复工艺后单棍破碎机辊齿的使用寿命从9个月提高到了15个月。可以更自由地选择齿辊更换时间，减少了对生产的制约。

4.2 采用新工艺后，避免了个别齿柄由于堆焊层脱落、极度磨损，需要更换整个辊齿的情况。

4.3 原来招标其他公司修5、6号烧结机两套齿辊需要费用50万元，耗时半年，现在韶钢工程公司修复只需要30万元，耗时3个月。综合使用寿命的提高，平均年节省备件费用40多万元。

[1]林剑东.提高烧结单棍破碎机锤头寿命的研究[J].工艺与新技术，,2004,33（4）.

[2]赵志刚.烧结机单棍破碎机的修复利用[J].使用与维护，2012,30（1）.