辊压机新型柱钉辊面的研究.doc

辊压机新型柱钉辊面的研究 水泥科技 SCIENCEANDTECHNOLOGY0FCEMENT2011.No2 辊压机新型柱钉辊面的研究 陈代彦 (合肥水泥研究设计院230051) 【摘要】本文分析了辊压机辊面磨损的机理,以及新型柱钉辊面的先进性.对生产,安装过程中遇到的问题进行一系 列的试验研究;最后介绍了我国目前粉末冶金技术的现状及发展前景. 【关键词】辊压机磨损柱钉辊面自生成衬板柱钉粘接剂粉末冶金 0前言 辊压机由于其节能,增产,高效的优点,以及其 技术日益成熟,应用范围从最初的水泥行业逐渐推 广到冶金,化工,矿山等领域.为了适应诸多领域的 应用.辊压机辊面的研究必须进一步深入并扩展. 在水泥行业中,辊压机辊面多采用耐磨材料进行堆 焊,由于水泥熟料的硬度相对来说比较低,传统的堆 焊耐磨材料的辊面是能满足水泥生产要求的.但是 辊压机用于如铁矿石等矿石的粉碎时,很多矿石的 硬度远高于水泥熟料(如铁矿石,尤其国内多数石英 含量较高),并且矿石的形状也不像水泥熟料,多棱 角并毫无规则,如何提高辊压机辊面的耐磨性和使 用寿命是该设备在金属矿山中成功使用的关键. l辊面的磨损机理 辊压机在粉碎物料时,辊面主要承受法向的挤 压力,以及物料与辊面之间的相对运动而产生的切 向摩擦力.如图1所示. 在拉人角T之前的区域I内,辊面在旋转的过 程中,物料在重力的作用下由上至下运动,此时与辊 面接触的粗颗粒物料与辊面之间存在切向的相对运 动,而物料的重力作用在辊面上,从而产生了摩擦 力.在拉人角T之间的区域Ⅱ内,料饼的厚度由S 变化为S.,,若不考虑两辊子的转速差,那么在该区 域内物料和辊子之间的相对速度基本上为零,在强 大的挤压力作用下,辊面会产生挤压凹坑的现象,这 些累积的凹坑会导致辊面疲劳磨损. ._ ___|, 07i0一☆ -00 图1物料粉碎过程中辊面的磨损区域 为了进一步了解辊面的磨损,我们来分析一下 合理的辊面结构及耐磨材料对辊面耐磨性能的影 响,众所周知,通过在辊面材料上使用碳化物,硼化 物或氮化物可以有效地减少磨粒造成的磨损,对这 些硬质相的尺寸,形状和分布的要求在位置工和位 置Ⅱ不一样,如果在辊宽上的磨损分布平均,硬质相 的尺寸d必须与对应的矿物颗粒度满足一定的关系 (如图3).如果有挤压凹坑,单个硬质相之间的距 离a就需要减小,为了满足这两个要求,硬质相的总 体积分数必须要较高. 综上所述,在实际的运转过程中,影响辊面磨损 的因素主要有物料特性(包括硬度,成分,粒度),辊 面的材质(包括材料,硬度,耐磨性,耐磨层表面结构 等).另外一个不可忽视的就是两辊子的转速不相 等而存在相对滑移速度的情况,导致辊面会产生严 重微切削,微犁沟等损坏现象. 13— 201|1.№2 水泥科技 SCIENCEANDTECHN0L0GY0FCEMENT i. , .-0--r i～一一 一营～一……’’...…....’一; L,一…,,,一～…～…一一一～一一…一I_…～一一…一J 目j: 蓝 一 一 ≯ {gt;j ;. 2柱钉辊面的结构介绍 f;: :～～ ‘‘ , 是.…一^-,Vj -G’p0,g小一… 0|≈一, 一 t.囊孝霉.t一一; ÷磅囊.0 一一 图2物料粉碎过程中不同辊面的磨损示意图 通过分析辊面的磨损机理,在辊面上分布一定 量的硬质相可以有效地提高辊面的耐磨性,有人曾 经做过试验,YG类的硬质合金材料相对其他耐磨材 料具有显着的耐磨性,其相对耐磨性甚至高达1O倍 以上,所以怎么把YG类硬质合金应用于辊面上成为 关键点,若按传统的堆焊工艺来实现,由于YG类硬 质合金的硬度很高,使得堆焊工艺复杂,堆焊层的厚 度也极为有限,并且堆焊层内有许多孔隙和裂纹,使 用中易脱落.由于辊压机处于低转速运行状态,固 我们可以将硬质合金加工成柱钉形状再镶嵌上去, 这样既排除了堆焊难的问题,也解决了耐磨层的厚 度问题,柱钉辊面的结构图如图3所示. 柱钉辊面最大的特点就是自生成衬板,如图3 所示中,辊子在转动的过程中,柱钉与柱钉之间的空 隙由物料中的细颗粒填满,从而形成料衬以保护辊 套基材.在实际使用中物料应保证有一定的水分, 这样更加有利于料衬的形成,如图4所示,在柱钉的 周围及柱钉与柱钉之间明显形成了明显的料衬. ～ 14一 1 0ll ;::≮_0j, 图3柱钉辊面的结构图 一 一一0～ 燮一 一_◇,,一～ ll一一一.一一 … 水泥科技 SCIENCEANDTECHNOLOGYOFCEMENT 图4使用中的柱钉辊面 柱钉辊面的优点在于其耐磨性能好,一次性使 用寿命长,辊面的日常修护工作量少,但YG类硬质 合金的价格比较昂贵,一次性投资成本较高. 3生产,安装过程中遇到问题所进行的试验研究 我们在柱钉辊面的试制阶段遇到了一些问题, 通过