辊压机辊肩磨损与多层侧挡板

沈 心

（中建材（合肥）粉体科技装备有限公司， 安徽 合肥 230051）

辊压机是目前广泛应用于水泥建材，冶金矿山等领域的高能效粉碎设备。辊压机工作部件磨辊的边缘位置我们称为辊肩，在粉磨一些磨蚀性较大物料的时候辊肩会出现磨损。虽然辊肩并不承担挤压粉碎的主要工作，但其磨损会增大辊压机的边缘漏料情况，影响挤压效果。本文对辊压机辊肩磨损的原因、现场修复以及解决方法进行简单介绍。

1 辊压机磨损

辊压机采用了料层粉碎的原理，其工作方式是将物料通过两支相向转动的圆形磨辊中间，使其形成料层并经过高压力挤压粉碎后排出，如图1 所示。该工作方式能效高于传统单体破碎，因此辊压机可以大幅提高粉碎作业的效率，降低能耗。

图1:辊压机工作示意

磨损是辊压机磨辊的主要失效形式，如图1 所示，磨辊在旋转到达A 区域时，辊面受物料的滑移产生的磨粒磨损，磨辊旋转达到B 区域时，辊面受物料挤压应力和交变作用下的疲劳磨损。为了应对这些磨损，辊压机磨辊辊面都是极为耐磨的。目前辊压机用于水泥粉磨上主要是使用高铬成分的耐磨焊条堆焊，应用于生料，矿渣，钢渣乃至金属矿山等磨蚀性更大的工况会使用硬质合金柱钉辊面。

2 辊肩磨损的原因

磨辊辊套的肩部位置称为辊肩。上文所述的堆焊辊与柱钉辊的辊肩形式类似，都是一定厚度的耐磨堆焊层。辊面会有边缘效应的缘故，辊肩位置对挤压粉碎的做功贡献很少，因此正常情况下磨损很轻微，然而在一些物料磨蚀性较大的应用环境下会发现辊肩磨损的现象。

所有的辊压机磨辊由于边缘效应两端都存在漏料现象，为了减少其边缘的漏料量，控制物料逃逸，提高辊压机挤压效果，磨辊两端面都设置有侧挡板（如图2所示）。

辊压机的工作原理需要在两磨辊中间形成密实料层，所以必须是满料运转，稳流仓及溜管里的高料位物料产生的压力是各方向的，对侧挡板有向外推力，容易使其往外张开而锁不住料；另外，辊压机在挤压过程中，处于磨辊中间的物料有向磨辊两端面逃逸的趋势。为了增强侧挡板的防漏效果，侧挡板的背面设置有顶紧装置，以控制侧挡板与磨辊端面的距离。顶紧装置一般都是加有弹簧组保护的丝杆机构。

图2 侧挡板与辊肩磨损示意图

因为上述原因，无论采取何种措施总会有颗粒物料从侧挡板与磨辊端面的缝隙中逃逸，侧挡板与磨辊是相对运动的，在顶紧装置施加的压力作用下，逃逸的颗粒物料在侧挡板与磨辊端面之间受到碾磨的效果，最终导致磨辊端面与侧挡板接触部位辊肩在碾磨应力下发生摩擦，在高磨蚀性物料的粉磨系统中造成磨辊肩部的磨损。

为了避免这种情况的出现，需要注意侧挡板的位置调节。普通情况下侧挡板的顶紧装置不能将侧挡板紧紧贴合辊压机磨辊的侧面。需要留有一定的间隙，防止进料之后因间隙太小而产生较大的碾磨应力。一般的设定是侧挡板距离辊端面5mm 左右。

但这样依靠人为调节的方式避免辊肩磨损可靠性不高，如果在侧挡板顶紧时未注意到预留间隙或者边缘漏料增加的情况下还是会发生辊肩磨损。如没有及时发现，辊肩会严重磨损到使得磨辊的实际宽度变窄，磨辊两端的漏料情况会加重，辊压机的处理量及挤压效果会受到严重影响。

3 修复方法

现场修复辊肩磨损的方法一般是堆焊。各个辊压机厂家使用的耐磨堆焊焊材不同，但大体修复工艺如下：

1. 先清理打磨磨损处。须完全清理，并打磨现金属光泽；

2. 对要进行堆焊的工件要进行预热，大约150℃左右；

3. 用硬度低的材料作为辊套母材与堆焊层接头材料堆焊一层到两层打底，，一般是用奥氏体不锈钢；

4. 在打底层的基础上逐渐向上堆焊，恢复辊肩的外形。要注意堆焊材料的选择应该是有硬度的梯度，从里到外硬度逐渐增高。不推荐相邻的两种材料之间存在很大的硬度差，那样会不利于材料互融，会有裂纹产生；

5.堆焊完成后注意缓慢冷却，原则上冷却温度不超过每小时50℃。可以采用包裹保温，避免通风。

需要注意的是因为磨辊端面堆焊为立焊，为了防止熔池淌下需要在外侧竖立挡板，而且如果是在线修复可操作性的位置狭窄，不容易施焊，可以利用复合堆焊耐磨板做成分段的侧板，挡在磨辊侧边，再用焊材将磨辊与复合板中间的间隙填充。

4 多层侧挡板

为从设备结构上消除辊肩磨损的隐患，中建材（合肥）粉体科技装备有限公司设计了一种新型多层防磨侧挡板结构。如图3，新型的多层侧挡板结构由外侧挡板，内侧挡板，可换式尖板组成。

外侧挡板和原侧挡板结构相似，在磨辊断面外侧防止边缘漏料。

内侧挡板骑跨在磨辊端面的边部的，其耐磨面与磨辊端面之间不会因为物料的逃逸而发生碾磨，只有边缘与磨辊表面会因为物料的逃逸而发生很小面积的摩擦，所以磨损量很少。

可换式尖板也骑跨在辊磨端面上，位于两支磨辊的挤压压力区中，该处的物料应力最大，磨损也最大，所以设计成高硬度的可更换尖板。目前应用的尖板有两种不同硬度，应对不同磨蚀性的工况。

这种形式的侧挡板利用了原本就因为边缘效应而在挤压做工不起作用的辊边位置，将物料向内推的同时其实并不占用有效辊宽，反而由于减少了边缘漏料是的整体挤压做功效果有一定提升。

侧挡板可以上下调节位置，这样当辊压机的辊缝需要调整时内侧挡板和可换式尖板不会与辊面发生干涉；而且当侧挡板边缘有磨损时，可以将侧挡板往下调节到合适的位置，继续保证防漏料效果。

图3 多层侧挡板结构

5 结语

辊压机的磨辊是重要的工作部件。使用者应该在平时定期对磨辊的使用状态进行检查。辊肩磨损的在线修复难度较大，需要尽早发现尽早处理，利用设备结构的改进消除辊肩磨损的隐患，这样才能提高辊压机的运转率，发挥其高效挤压粉碎的作用。