高壓輥磨機輥面磨損過程分析及新型輥面的應用

王 賓

（河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

高壓輥磨機在工作的過程中會不斷磨損，如果出現柱釘斷裂和脫落的情況，就會導致輥磨機出現嚴重的損傷。為此，需要了解輥面磨損的過程，并且使用新型的輥面，提升輥磨機的壽命。

1 輥面發生磨損的原因分析

1.1 輥面磨損的過程

為了能夠提升高壓輥磨機輥面的壽命，避免輥面的修復周期過長，就需要對輥面的磨損過程進行分析。高壓輥磨機的輥面都采用了柱釘輥面，其中柱釘都是使用了非常耐磨的硬質合金制造，鑲嵌在滾套的基體當中，所以在工作的過程中，如果有細粉物料由于高壓的作用被填充到了柱釘之間，就會生成墊料，從而可以達到保護的目的[1]。而裸露在外面的柱釘是硬度很高的耐磨損材料，也能夠讓整個輥面的具有更強的耐磨性，保證輥面的使用壽命。

高壓輥磨機柱釘輥面在工作的過程中，形成墊料保護體，首先要經過柱釘的磨損過程，隨著柱釘逐漸磨短之后，柱釘和基體之間的高度差就會降低。如果柱釘和基體之間的高度差過小，墊料就很難繼續形成，這時基體就會發生嚴重的磨損，導致柱釘和基體之間的高度差再次增大，從而形成穩定的墊料層，這時就是柱釘開始磨損。輥面的磨損過程就是反復循環上述過程，經過均勻磨損之后，直到柱釘最后磨損是到了8毫米左右，這時由于柱釘的鑲嵌深度不足，不能夠繼續鑲嵌在滾面上，柱釘就開始出現脫落，此時輥面也達到了使用壽命[2]。

1.2 影響輥面磨損的因素

根據實際經驗來看待，導致輥面出現磨損的原因主要來源于以下幾點：

（1）液壓系統的工作壓力。高壓輥面機處在很高的壓力下工作，系統的工作壓力越大，電機就會有更大的使用功率，這就會導致高壓輥磨機的磨損也會更大。由于需要進行更多的維修，導致輥磨機需要投入更高的使用成本[3]。為了滿足后續破碎的需求，就需要降低系統壓力，也能夠有效降低使用成本。

（2）輥磨物料是否存在大塊異物。高壓輥磨機在進行輥磨物料的過程中，需要對物料當中的大塊異物進行嚴格控制，一旦存在大塊物料，就會對輥面造成嚴重的損傷。如果有大塊的異物進入了高壓腔，大塊異物接觸的輥面就要承受全部壓力，由于受力面積過小，就會導致壓強過高，從而會對輥面基體造成嚴重的傷害。一般都是深坑式的磨損，所以使用高壓輥磨機時，必須要避免過大的顆粒進入物料。

（3）輥磨物料的含水量。輥磨物料的含水量也會影響到輥磨機的破磨效果，含水量主要會影響到高壓輥磨機壓力強內的壓力區的建立，物料水分越大，就會越難形成料墊，導致輥面基體在沒有物料的情況下會快速磨損[4]。如果是超細粒的物料，如果水分太低也會難以形成高壓腔，導致設備在工作時很容易發生震動，影響輥磨機的正常工作。所以，通常情況下物料的水分最好在5±2%左右比較合適。

2 輥套修復及高壓輥磨機新型輥面的應用

2.1 輥套的修復方法

（1） 使用過程中線上修復。在進行高壓輥磨機使用維護工作時，有一些輥面的柱釘是可以更換的，如果發生了柱釘出現折斷、崩裂和脫落的情況，就可以采用更換柱釘的方法對輥面進行修補，保證輥面能夠始終保持良好的工作狀態。這種方式雖然在理論上可以進行，但是也對使用時的維護工作提出了很高的要求，工廠的維護工作必須要建立在對輥面進行了全面檢查的基礎上，保證柱釘發生損傷和脫落的時候，能夠及時地開展修補工作，避免輥面長期帶病工作，演變成更加嚴重的問題。

在采用更換柱釘這種方法進行輥面的修補時，必須要將損壞的殘余柱釘取出。所以輥面加工的過程中，柱釘和輥面孔之間不能太緊，否則在修補的過程中柱釘就很難取出[5]。所以，柱釘和輥面孔之間一般都是做間隙配合，在安裝柱釘的過程中也需要涂抹金屬膠。在取出殘余柱釘的時候，首先要給輥面加熱，金屬膠在高溫的情況下就會失效，然后就可以將殘余的柱釘全部取出。之后在進行鉆孔，并且重新栽入新的柱釘，或者使用短柱釘，保證輥面的外圓不變形。但是，這樣進行修復也會引發其他的問題。

首先，由于輥面孔和柱釘是間隙配合的，所以在使用的過程中，如果進料溫度比較高，就很容易出現柱釘斷裂的情況，如果不及時修補，就會對輥面造成深坑式的磨損。其次，由于取出殘余柱釘的時候需要對輥面的局部進行加熱，加熱的過程中，必然會由于金屬膠的汽化形成高壓，有時甚至會將殘余的柱釘彈出，會給操作人員造成傷害，是具備一定安全隱患的。最后，加熱的也會導致換釘的位置性能發生改變，由于是局部高溫，冷卻的過程中就會產生熱應力，導致輥面的表面變形，如果比較嚴重，甚至可能會出現裂紋，導致輥面的基體強度發生轉變。

（2）滾套達到使用壽命之后返廠修復。滾套達到使用壽命之后，可以將需要原來的滾套拆卸下來，對輥軸進行探傷檢測，如果確認原來的輥軸沒有損傷，就可以將新加工好的滾套安裝在原來的輥軸上面。由于高壓輥磨機的滾套是一種消耗品，所以需要結合實際的工作強度，每隔一段時間就進行一次更換。在更換滾套時，需要將輥軸和滾套都運送回原廠進行修復[6]。這種方式雖然能夠獲得較好的修復效果，但是維修周期非常長，并且也造成單次修復工作需要付出較高的維修費用。因此，如何能夠提高輥面的使用壽命，有效降低滾套的費用，減少維修時間，提高服務質量也都成為了目前行業普遍關注的問題。

2.2 新型免維護輥面的特點和優勢

根據生產過程中的經驗，如果出現柱釘這段的情況，并不會對修補有太過急切的需求，但是如果出現了柱釘脫落的情況，就必須要馬上進行修補。柱釘脫落后，缺少柱釘的位置會出現柱釘間隙過大的情況，并不容易形成材料的保護層，這時如果繼續工作，就會出現巨大的液壓力和物料磨損，缺少有料墊的輥面基體就會很快磨損。并且，基體在出現了磨損以后，周圍的柱釘也會受到影響開始脫落，造成問題變得更加嚴重，甚至會導致深坑式磨損的出現。為此，就需要及時地維護輥面，尤其是在輥面的工作任務比較繁重的情況下，如果進行頻繁的檢查，就會導致生產的效率嚴重降低。所以需要使用免維護輥面來降低勞動強度，減少檢查所占據的時間，提升工作效率。

某公司采用了柱釘和滾面孔過硬配合的方法，并且對過盈量也進行了精確的控制，可以避免在工作的過程中出現柱釘脫落的情況。這種方式需要具有很高的加工工藝，必須要對孔壁的形位尺寸和孔壁的粗糙度進行控制，避免出現結合不夠牢固發生脫落的情況。

在設計輥面時，為了實現免維護輥面，所以在設計加工時柱釘和滾面孔都采用了過盈配合的方式，通過對過盈量的精確控制，利用液壓系統將柱釘鑲嵌入輥面，可以避免柱釘出現脫落的情況。在生產的過程中，如果出現了柱釘這段的情況，也不需要更換柱釘。因為斷裂后繼續受損，崩斷處輥面的基體就會繼續磨損，隨后柱釘就會暴露出來，再度形成墊保護區，并且也能夠保證斷裂柱釘所在位置的強度。

免維護的柱釘輥面經過了鐵礦、銅礦等不同工況，并且在不同的使用周期當中實踐，最后證明免維護輥面的使用壽命長達120000小時，而且不需要進行維護工作。通過使用免維護輥面，可以有效降低輥面的維護成本，保證機械設備長時間穩定工作，降低了維護人員的工作強度，可以幫助企業提升經濟效益。

3 結語

通過使用全新輥面，高壓輥磨機在工作的過程中不再需要進行維護，避免了由于維護工作導致的工作效率降低。但是，仍然需要注意物料的含水量、大塊異物和液壓系統的壓力，保證輥面的壽命。