解析大中型锅炉中速磨煤机辊套生产工艺

荣井涛 陈岩

摘要：在我国火力发电厂中，锅炉制粉系统主要基于中速磨煤机得以实现。本文主要针对在我国大中型锅炉中，中速磨煤机辊套的生产工艺展开研究，以供相关从业人员进行参考。

关键词：中速磨煤机;磨煤机辊套;离心复合工艺

引言：

中速磨煤机是火力发电厂锅炉的重要使用设备。基于中速磨煤机，主要运用离心复合铸造工艺完成辊套生产。通过精准的工艺控制，有效促进辊套使用寿命的增长，推动我国火力发电厂的长效发展。

1.铸型转数

离心复合铸造表面呈现为抛物面，其具体形状将会受到转数大小限制。因此，要想得到铸件内部形状的良好控制，就要设计出合理的铸型转数。在铸型转数的确定过程中，要确保其内部结合层、内层金属在标准斜度范围内，具体可计算出内外层金属中的上壁与下壁厚度差值，并进一步确定铸型转数。其中，铸型转数将会受其铸件内径的影响，在内径较小的情况下，铸型转数相对较大。在采用离心复合方式进行辊套铸造中，要求内层金属成型与外层相比，转数要有所超出。针对MPS型中速磨煤机辊套而言，其转数控制范围一般为80～200r/min左右。

2.辊套表面控制

在铸造过程中，如果辊套出现缺陷，将会造成部位耐磨损程度下降，并出现不均匀磨损情况。因此，应着重对辊套表面的铸造质量加以把控。辊套表面要求最终呈现平整状态，避免缺陷出现。在表面铸造中应注意综合考虑浇筑温度、预热温度以及一些质量限制条件等，基于离心浇注形式，相关人员应明确铁液的进入方向，控制铸型启动时间，切实保障辊套表面质量。

以MPS型中速磨煤机辊套为例，其离心复合铸造中要求有砂衬附于金属铸型内壁中，使冷却速度得到一定程度上的缓解，设置砂衬前，应先在其表面进行醇基高温涂料的喷涂。铁液浇筑的控制，其温度应保持在1300℃，确保铸件表面不会出现裂纹。内表面覆盖砂衬后，进入到烘干炉中，烘干温度为300～500℃，彻底烘干后进行醇基高温涂料的喷涂，最后点火干燥，将其处于良好的储存下以备后续使用。

当铁液通过型壁进入到铸型的过程中，如果其注入呈现出垂直状态，将会导致飞溅造成铁痘情况。铁痘产生后通常会在型壁之中附着，当出现离心率作用时，铁痘在局部形成金属薄片，这时，铁液在继续浇注的过程中，将无法对其加以重熔，导致夹层缺陷。因此，在铁液浇筑中，应注意对其方向的选择，可根据铸型旋转，沿其切线方向进行浇筑，这样可使其在旋转中稳步成型，辊套表面较为平整。

3.双金属结合层控制

双金属结合层的质量将直接影响最后制成的辊套是否合格。其质量控制既要将两种合金完全熔合，还要注意不可使两者混合，同时，要注意将过渡层控制在适宜的范围内。因此，相关人员应高度重视其工艺参数的把控。

密切关注铁浇筑温度，在温度相对较高的情况下，要取其上限，當温度相对较低的情况下，则要取其下限。结合层质量以及其具体的收缩应力不仅会受到内层灰铸铁的影响，在浇筑外层合金时，间隔时间也对其产生制约。通过控制合金浇筑时间，将其间隔时间设置在1.5小时左右，可有效实现辊套的生产。

要确保外层表面凝固部分得以重熔，应对热量提出明确要求，在这其中，可通过对内层灰铸铁在浇筑过程中的温度提升进行实现。基于辊套生产这一实际情况，具体温度应从原本的1280℃更改为至少1400℃[1]。为避免氧化情况出现，可在外层白口铁浇注的基础上，将保护溶剂以平均5mm的厚度覆盖在其表面之中。

内层灰铸铁在浇注过程中，内层铁液爬升应保持其厚度的适宜性，避免在激冷作用下，导致熔合。因此，铸型转数的提高不可立即完成，应保持铸型转数的持续时间，将其与外层浇筑铸型相比较，要比静止时间略短一些。这种做法的目的在于避免铁液混合。当内层铁液的浇筑时间在40秒以上时，应提升铸型转数。

4.铸造控制

合金白口材料在铸铁方面的导热性能相对较差，巨大的线收缩量将会造成铸造应力较高。特别是双金属铸造工艺。金属型具有较强的激冷作用，在运用合金白口铸铁的同时，将其与普通灰铸铁相比较，两者在线收缩量方面具有较大的相差量，因此产生的铸造应力要更大一些，加剧了裂纹出现的可能性。

基于复合辊套展开分析，其裂纹的主要位置集中在大端尖角处，裂纹根源在白口铁层中，具体在其上端的60mm位置处。与结合层的距离大约在20mm左右。裂纹的拓展方向大概在上端面的45°角[2]。裂纹产生通常会受到铸造热应力的影响，在相变应力较大的情况下，也会增加裂纹出现的概率。综合考虑离心复合铸造的各项条件，除灰铁层造成的收缩障碍出现应力之外，在纵向分析中，白口铸铁层主要呈现出上厚下薄的结构，温度提升自下部开始向上部传递。相比较冷却速度，上表面最快，其次为下表面，因此，上端温度处于最低，其次为下端。这时，热应力产生后必然主要集中在最高温度区域。以径向展开冷却速度分析，外表面更快，其次为内表面，在接近内表面的位置处，凝固温度为最高，应力最大。通过整合纵向与径向的信息，综合得出的最大应力点即为裂痕源的位置。

当继续冷却时，热应力加大的同时，相变应力也得以产生，与外表面温度出现的拉应力之间形成新的叠加，这时应力总和已经超出了极限强度，出现裂纹，并且在应力的不断作用下，裂纹源进一步拓展，最终断裂。

因此，有效防治裂纹可从以下几方面入手。首先，通过有效的保温措施，对上端冷却温度加以缓解，促进温度能得到较为均匀的分布。同时，要在内层灰铸铁的浇注过程中将温度加以提高，可使白口铁在凝固收缩的状态更具有塑性。退让性良好。在开箱脱模的过程中，要注意进行缓冲，使相变应力得到有效降低。最后，应高度重视具有时效性的低温处理，尽可能对应力加以消除。

结论：

要想使最终铸造完成的中速磨煤机辊套呈现出完美的状态，相关人员应密切注意其质量的管控，在有效的温度调控和砂衬处理下，促进其表面的平整度，高度重视双金属结合层的管控，通过对裂缝问题加以处理，全面提高辊套的生产工艺，促进我国火力发电厂的进一步发展。

参考文献：

[1]刘文建，潘绍成，李文吉，易广宙，莫春鸿.三种提高褐煤锅炉中速磨煤机干燥出力方法的对比分析[J].发电设备，2020，34（03）：210-214.

[2]牛海峰.大中型锅炉中速磨煤机辊套生产工艺的探讨[J].黑龙江电力技术，2017（04）：213-217+224.

作者简介：荣井涛（1981.11.08）男，汉族，吉林省德惠人，大学本科，高级工程师。

陈岩（1983.10-）男，汉族，吉林省长春市人，本科，高级工程师。