技术 | 不同材质辊套在协同处理垃圾之生料磨中的应用

引言

某公司LM56.4生料立磨堆焊辊套寿命约18个月。2015年9月，公司投入生活垃圾处理系统，可燃垃圾入窑焚烧，不可燃垃圾入磨研磨，生活垃圾中玻璃、装修瓷砖等材料使辊套磨损速度加快，其使用寿命降低到3个月左右。为了延长磨辊使用寿命，保证立磨满负荷运行，降低维修成本，对不同材质辊套进行了试用，探索出适合协同处理垃圾之生料立磨的陶瓷辊套。本文对探索过程及结果进行介绍。

该公司生料立磨选用莱歇磨LM56.4，其设计台时为450t/h，磨盘直径5600mm，入磨物料粒度90％不大于100mm，出磨细度0.09mm。原材料主要包含石灰石、硅石、铁粉，堆焊辊套平均寿命18个月。自投入垃圾处理系统，玻璃、装修瓷砖、金属异物等材料掺入磨内(如图1)，堆焊辊套使用3个月后辊套磨损至基材，无法继续使用，图2为堆焊辊套使用3个月磨损轮廓，表1为辊套延模具16等分点(从大头至小头)磨损情况。

图1 入磨垃圾

图2 堆焊辊套磨损轮廓

表1 堆焊辊套磨损情况

从图2、表1分析，辊套大端磨损严重，最大磨损96mm，基本无法继续生产。为了改善磨损情况，公司与相关机构联合对堆焊辊的焊丝化学成分进行调整，采用高铬铸铁合金系药芯焊丝，运行4个月后，堆焊辊套存在研磨区域窄、边部剥落等问题(如图3)，还是无法满足生产需求。

图3 堆焊辊套磨损轮廓

为进一步延长辊套使用寿命，公司开始研究不同材料的辊套对硬质垃圾的适用性。2018年3月12日，LM56.4立磨2号、4号磨辊开始试用A金属复合陶瓷辊套(以下简称A辊套)，1号、3号磨辊试用B金属复合陶瓷辊套(以下简称B辊套)。2018年6月15日，A辊套因磨损过大，被更换为堆焊辊套，总运行时间约1800h，而此时B辊套最大磨耗仅为45mm。2018年9月15日堆焊辊套几近磨损至基材，B辊套最大磨耗达100mm，如图4，堆焊辊套堆焊后继续使用。11月底堆焊辊套再次磨损至基材，B辊套最大磨耗达120mm，无法使用。

图4 B辊套3400h磨损轮廓

B辊套由厂家根据现场物料情况及颗粒度，调整陶瓷化学成分，增加陶瓷与金属的亲和度，这样避免了原材料中难磨物料的过度冲刷，使用约5000h，满足了一个生产周期的需要，期间B辊套更换为堆焊辊套，进行一次堆焊。磨机整体运行稳定，台产无大幅度下降。

不同物料的摩擦系数和易磨性、磨蚀性不一样，因此在测算和保证辊套与衬板的寿命时，需选择有资质的专业机构对物料做化学成分、易磨性、磨蚀性等试验，根据物料的性质和保证的使用寿命选择合适的材质以及进行恰当的外形和耐磨层厚度设计，以达到最佳的使用效果。

3.1 耐磨堆焊焊材

尽管高铬铸铁合金系药芯焊丝是我国知名机构近年来自主开发的产品，熔敷金属宏观硬度较高、磨粒磨损质量少，通过产生一次碳化物(Cr，Fe)₇C₃，形成抗磨硬质相以达到耐磨的目的。但在面对研磨硬质垃圾时辊套寿命只达4个月，不能满足预期寿命。

3.2 金属复合陶瓷辊套

本次试用了来自不同厂家的金属复合陶瓷辊套，A辊套表现令人尴尬，B辊套达到预期寿命。这说明A辊套在材料配比与质量上存在问题，而B辊套的材料配比设计将陶瓷材料的耐磨性和金属材料的机械性能有机地结合起来，使辊套具有足够的抗磨损强度，寿命达9个月，特别适用于生料磨协同处理垃圾。当然，B辊套的一次性投入较大，不能焊修。

铸铁辊套、堆焊辊套在研磨玻璃、装修瓷砖等硬质材料的寿命上已不能满足使用企业的预期寿命要求，金属复合陶瓷辊套在生料磨协同处理垃圾中不同供应商的产品使用效果不同，材料配比与质量优秀者效果理想，其硬度高、使用寿命长，能减少辊套更换的次数，节约大量劳动力和时间成本，但购买成本高。如果是进口金属复合陶瓷辊套，供货周期长，不能满足现场应急需求。

作者：付金强，朱攀勇，严爱平

来源：《中国葛洲坝集团水泥有限公司》

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