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硬面堆焊技术在中国水泥和电力工业中的应用

信息来源:cncbuy.com  时间:2011-12-22  浏览次数:510

    摘要:本文对中国水泥、电力行业中硬面堆焊技术的发展情况、市场容量、主要影响因素、施工方式、应用实践中的问题及具体案例进行了详细阐述,说明了硬面堆焊技术在中国的发展情况和前景。
    前言
    作为经济发展速度最快的发展中国家,最近20多年来,中国的市场潜力受到世界瞩目,中国粉磨技术也在飞速发展中。以水泥企业为例,2010年水泥粉磨企业共2073家,新型干法水泥生产线达1323条,粉磨能力9.2亿吨,产量6.1亿吨,占水泥产量的32.6%,粉磨能力发挥率66.3%;年粉磨实物煤18526万吨,粉磨生料19.5亿吨,粉磨水泥18.8亿吨。
    在电力能源供给上,中国有超过500家的火力发电厂,其中以中速磨煤机作为煤粉制备系统的电厂占到50%以上,全国运行着的立式磨煤机2000台,每天都会粉磨上万吨煤粉。
    这些粉磨系统中,无论是传统的管磨机,还是立磨、辊压机等主机配置的粉磨系统,其耐磨件都必须具备与系统相适应的抗磨损性能。硬面堆焊技术正是随着各行业抗磨损需求的快速增长而迅速发展起来的,并成为金属耐磨材料表面硬化最经济可行的方法之一。
    本文将围绕建材、电力工业用立式磨机磨辊和磨盘、辊压机挤压辊等耐磨件的抗磨损问题进行阐述。
    1 硬面堆焊技术的推广应用背景及市场空间
    中国的硬面堆焊产业是最近10年才发展起来的,在这个历程中,北京嘉克新兴科技有限公司扮演了重要的角色--1999年,嘉克研制的首台离线自动堆焊设备为大连华能电厂堆焊了第一批磨辊;2000年,嘉克研制的首台在线自动堆焊设备为绥中电厂在线堆焊了第一台磨煤机磨辊,均获得了令人满意的耐磨性能和使用寿命。此后,采用硬面堆焊技术提高耐磨件使用寿命的努力就从没有停止过!
    十多年来,立磨用户对堆焊技术的认识在加深、观念在改变,从磨辊堆焊到磨盘堆焊,从离线堆焊到在线堆焊,从堆焊电厂中速磨煤机耐磨件发展到堆焊水泥、冶金行业的生料立磨、熟料立磨和矿渣立磨耐磨件,从单一磨型到几乎所有型号立磨均可堆焊,直至发展到电厂全机组6台磨煤机同时在线施焊……这一系列的技术进步是中国粉磨设备用户和堆焊服务企业共同努力、不断探索的成果!
    十多年来,北京嘉克用数百个成功的硬面堆焊案例改变了绝大多数人包括德国知名磨机生产厂家所认为的“高铬铸铁不能堆焊”的旧有观念,让更多的社会层面、更多行业的用户接受和认同了这一技术,包括很多国际知名的焊材生产商如德国VAUTID、CORODUR、美国 STOODY等都在积极开拓中国硬面堆焊市场。
    多年来,中国电力、水泥、冶金业的产能均居世界首位,这给堆焊行业带来了良好发展机遇,中国从事耐磨堆焊技术的企业遍地开花,逐渐形成了一个新的产业。
    今天,选择堆焊作为立磨耐磨件表面处理和强化的手段,提高耐磨件的耐磨性能,从而获得最佳减磨效果和最大经济效益,已成为广大用户解决耐磨件备件的首选方式之一,并在环境保护、节约资源、节能降耗等方面也取得了明显效益。
    2 硬面堆焊技术介绍及其主要影响因素
    硬面堆焊是通过在耐磨件表面堆焊一层或多层耐磨合金材料,对磨损后的部件进行堆焊再制造,以有效提高工件耐磨性能,延长其使用寿命。具体包括电力行业立式磨煤机磨损后的磨辊/磨盘衬板;水泥建材行业中原料立磨、熟料立磨、矿渣立磨、煤立磨的磨辊/磨盘衬板堆焊、破碎机锤头、辊压机挤压辊的堆焊再制造等。
    相对于铸造而言,堆焊发展较晚,堆焊技术的发展是随着尺寸不断增大的铸件其制造难度和热处理难度越来越高发展而来。因为大尺寸的耐磨件要实现由里到外均匀的耐磨性能非常困难。但是堆焊过程可以解决这一难题,它将铸造过程微观化、微细化,把一个大的铸造分解成无数小的铸造,这样,每个微观熔池都可以很容易达到最终工件要求的强度、硬度、韧性等微观指标。当然,对于复合堆焊工件而言,如果要求成品具有很好的整体质量,就要求其铸造和堆焊的质量都很高。
    耐磨件的抗磨损性能是由材质性能决定的,它包括金属材质的化学成分、基体组织结构、强度、韧性、塑性和脆性,其中金属材料的表面硬度对磨损的影响尤为显着,这也是用户普遍关心的问题。此外,材料的基体组织也非常重要。要提高耐磨性,除提高组织中基体材料的硬度外,更重要的是通过适当的堆焊工艺来获得最佳的碳化物硬度、尺寸和分布状态。
    为此,有针对性地制定堆焊工艺是最终效果的有效保证。制定堆焊工艺要考虑的原则包括:能达到或超过原磨损件的技术特征、符合适用工作环境和条件、与基体结合的力学性能、对基体的影响、堆焊层厚度的设计和控制、适宜的焊材和设备。
    堆焊工艺参数包括焊材直径、焊道宽度、堆焊速度、堆焊量、焊接电流、电弧电压、层间温度、焊丝伸出长度和倾角、硬度、堆焊厚度偏差值、圆形磨损件焊后椭圆度、裂纹允许深度与长度、边缘堆焊留量以及工件温度等。
    3 耐磨堆焊实践中的几个问题探讨
    3.1 旧品寿命评估和堆焊后寿命预测
    耐磨件堆焊质量是堆焊施工中设备、人员、材料、工艺、检验、环境、安全等综合因素的体现,尤其是对于耐磨件旧品的堆焊再制造而言。
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