磨煤機研磨件國產化

摘要：由于購買進口研磨件價格昂貴且周期長，既增加了維修成本也不利于磨煤機的維修保養。為了節約維修費用，降低維修成本，必須走研磨件的國產化道路。通過對德國ZM42-56磨煤機研磨件的國產化實踐，比較國產和進口研磨件的特點，分析國產研磨件存在的問題及改進辦法。

關鍵詞：磨煤機 研磨件 國產化

0 引言

ZM42-56磨煤機是德國CPAG公司生產制造的E型中速磨煤機，其性能優良，故障少，運轉穩定，電耗低，制粉效率高。非常適合于直吹式制粉燃燒系統的小型熱電站鍋爐的配套使用。機體的內部結構有上、下磨環。上、下磨環之間排列5個直徑600mm、壁厚120mm的空心磨球，如同一個巨大的沒有保持架的平面推力滾珠軸承。上、下磨環和磨球是磨煤機制粉的核心部件，稱為研磨件。上磨環保持架與地面液壓裝置之間沿機體圓周均勻布置三條牽引鋼絲繩的垂直拉接，磨煤機的研磨力靠液壓裝置壓緊上、下磨環和空心磨球，研磨力>4.0MPa。磨煤機運轉時，下磨環由減速機帶動水平轉動，4L磨環不轉，磨球在上、下磨環之間的環型滾道中滾動和自轉。公司熱電站共引進了四臺ZM42-56磨煤機作為鍋爐制粉系統的核心設備，每臺鍋爐配兩臺磨煤機。四臺磨煤機于1996年安裝、調試，1997年滿負荷投入正常運行。

1 磨煤機研磨件國產化的提出

設備在使用一定時間后，零部件出現磨損，需要更換。研磨件是磨煤機的核心部件，在磨損到一定程度后對設備的安全正常運轉產生了威脅，極易造成設備事故。由于購買進口研磨件價格昂貴且周期長，既增加了維修成本也不利于磨煤機的維修保養。為了節約維修費用，降低維修成本，必須走研磨件的國產化道路。

2 磨煤機研磨件的技術要求

磨煤機工作時研磨的材料是煤，這些煤雖然已經過破碎、除鐵等前處理工序，但并不能把所有鐵等金屬雜質完全除掉，煤破碎后仍有一定的粒度及存在石塊和煤研石等堅硬的物質，致使磨煤機工作時，存在上下方向的撞擊和振動，研磨件則是撞擊、振動的承受者。因此，要求研磨件必須有較好承受沖擊的能力和耐磨性。根據實際使用情況，對國產化后的研磨件提出了下列技術要求。

2.1 磨煤機研磨件的材質要求 耐磨性能要好，應能達到進口研磨件設計的18000～20000h的使用壽命要求，且沖擊韌性好，工作中能夠承受強烈的沖擊而不會損裂，具有較好的吸震性，能吸收消化運轉時產生的振動。

2.2 磨煤機研磨件的制造質量要求 ①上、下磨環鑄件無夾砂、縮孔和裂紋，時效性好，無變形扭曲，各種裝配尺寸應加工精確。②空心磨球鑄件無夾砂、縮孔和裂紋，橢圓度和球外徑偏差小，要求≤5mm。壁厚均勻，壁厚差≤10mm。

3 進口研磨件和國產研磨件應用比較及改進意見

熱電廠自2001年初開始研究和使用國產研磨件。實踐證明，國產研磨件完全可以滿足使用和生產要求，研磨件的國產化工作是成功的，取得了令人滿意的效果和較好的經濟效益。降低了進口設備的維修費用。進口和國產研磨件的特點比較、分析如下。

3.1 磨煤機進口研磨件 制造質量好，磨球大小均勻，橢圓度誤差小。磨球表面圓滑，磨球的硬度比上、下磨環大，下磨環環型滾道使用后微起皺折，可以起到吸震、減震的作用，有效保護了下磨環底部的減速機。成套研磨件耐磨性、沖擊韌性較好，磨煤機運轉時振動和噪聲都較小，工作比較平穩，使用壽命在18000h左右，更換周期為2年。但價格昂貴，是國產研磨件的2倍以上。

3.2 國產磨煤機研磨件 制造質量差，磨球的表面不圓滑，橢圓度誤差較大、球外徑大小不均勻。研磨件存在夾砂、縮孔現象，硬度大，韌性小，磨煤機在運轉時的振動和噪聲都較大。下磨環滾道越用越光滑，不能產生皺折，吸震和減震功能較差。個別下磨環在使用17000h后，開始出現脆性裂紋情況，裂縫寬度約1.5mm。個別磨球在澆鑄口處形成小平面，造成磨球在運轉中產生較大振動，出現了爆球現象。但總體看，國產研磨件的價格比較便宜，不到進口研磨件價格的二分之一，使用壽命也比進口研磨件長，可以達到20000～23000h，更換周期為2.5～3年。

3.3 國產研磨件存在的問題與分析 國內制造廠家根據用戶提出的研磨件使用性能及技術要求，選用材質是以高鉻鑄鐵為主，添加其他適量的金屬元素配制而成。存在問題及分析：

3.3.1 造成磨球表面不圓滑，橢圓度誤差和球外徑偏差大，研磨件有夾砂、縮孔、韌性小的主要原因：所用金屬材質硬度較高液態流動性較差。在澆鑄時，金屬液體在型腔內流動速度緩慢、冷卻速度快而形成夾砂、縮孔，也影響到了鋼球表面的外觀質量。

3.3.2 造成下磨環使用過程中產生裂紋的原因：①材質脆性大，耐沖擊能力差。②使用一段時間后，下磨環的磨損達到了一定程度，強度降低，而磨煤機運轉中產生的振動沖擊力主要承受在下磨環上，易產生脆裂。

3.3.3 空心磨球出現爆球現象的原因：①鋼球使用一段時間后壁厚磨損變薄，強度下降。②材質脆性大，韌性小，耐沖擊能力差。③空心磨球的壁厚不均勻，從爆球斷面看，壁厚的偏差接近兩倍，同時發現斷面有夾砂和縮孔，從而大大降低了空心磨球的強度，這是爆球的主要原因。

3.3.4 振動和噪聲大的原因主要是材料硬度大，韌性小，吸震、減震功能差。

3.4 國產磨煤機研磨件的改進意見 針對存在的問題，與制造廠家在選材和鑄造技術方面進行了溝通和探討：

3.4.1 要求制造廠家在材料配方上進行改進，使研磨件材料的機械性能得到改善。如：適當增加鎳、鑰等成分，增強研磨件材料的耐沖擊韌性。上、下磨環的材料硬度要比空心磨球的材料硬度稍小，韌性要稍大。具有吸震和減震性能，有利于降低磨煤機運轉中的振動和噪聲及研磨件的損壞。

3.4.2 從爆球斷面壁厚偏差相差較大分析來看，主要是空心磨球在鑄造時，鑄模型芯不牢固，澆鑄過程中型芯移位，造成空心磨球壁厚偏差較大。建議制造廠家改進空心磨球的鑄造工藝，保證空心磨球壁厚偏差要在規定的范圍之內，減少設備在運轉中的爆球事故。

4 結束語

德國Z42-56磨煤機研磨件的國產化工作開展以來，經過幾年的實踐，對使用中出現的問題，不斷地與制造廠家溝通、探討和研究，制造廠家對研磨件的材質和制造工藝等問題也不斷地加以改進和完善，研磨件的制造質量在不斷地提高，機械性能得到了改善，存在的問題得到了較好的解決，使研磨件國產化的應用技術日趨成熟。節約了大量的備件費用，降低了維修成本，為企業創造了較好的經濟效益。一套研磨件的進口價和國產價分別是人民幣46.3萬元和21.4萬元，一套國產研磨件即可節約24.9萬元