輥壓機輥肩磨損與多層側擋板

沈 心

（中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司， 安徽 合肥 230051）

輥壓機是目前廣泛應用于水泥建材，冶金礦山等領域的高能效粉碎設備。輥壓機工作部件磨輥的邊緣位置我們稱為輥肩，在粉磨一些磨蝕性較大物料的時候輥肩會出現磨損。雖然輥肩并不承擔擠壓粉碎的主要工作，但其磨損會增大輥壓機的邊緣漏料情況，影響擠壓效果。本文對輥壓機輥肩磨損的原因、現場修復以及解決方法進行簡單介紹。

1 輥壓機磨損

輥壓機采用了料層粉碎的原理，其工作方式是將物料通過兩支相向轉動的圓形磨輥中間，使其形成料層并經過高壓力擠壓粉碎后排出，如圖1 所示。該工作方式能效高于傳統單體破碎，因此輥壓機可以大幅提高粉碎作業的效率，降低能耗。

圖1:輥壓機工作示意

磨損是輥壓機磨輥的主要失效形式，如圖1 所示，磨輥在旋轉到達A 區域時，輥面受物料的滑移產生的磨粒磨損，磨輥旋轉達到B 區域時，輥面受物料擠壓應力和交變作用下的疲勞磨損。為了應對這些磨損，輥壓機磨輥輥面都是極為耐磨的。目前輥壓機用于水泥粉磨上主要是使用高鉻成分的耐磨焊條堆焊，應用于生料，礦渣，鋼渣乃至金屬礦山等磨蝕性更大的工況會使用硬質合金柱釘輥面。

2 輥肩磨損的原因

磨輥輥套的肩部位置稱為輥肩。上文所述的堆焊輥與柱釘輥的輥肩形式類似，都是一定厚度的耐磨堆焊層。輥面會有邊緣效應的緣故，輥肩位置對擠壓粉碎的做功貢獻很少，因此正常情況下磨損很輕微，然而在一些物料磨蝕性較大的應用環境下會發現輥肩磨損的現象。

所有的輥壓機磨輥由于邊緣效應兩端都存在漏料現象，為了減少其邊緣的漏料量，控制物料逃逸，提高輥壓機擠壓效果，磨輥兩端面都設置有側擋板（如圖2所示）。

輥壓機的工作原理需要在兩磨輥中間形成密實料層，所以必須是滿料運轉，穩流倉及溜管里的高料位物料產生的壓力是各方向的，對側擋板有向外推力，容易使其往外張開而鎖不住料；另外，輥壓機在擠壓過程中，處于磨輥中間的物料有向磨輥兩端面逃逸的趨勢。為了增強側擋板的防漏效果，側擋板的背面設置有頂緊裝置，以控制側擋板與磨輥端面的距離。頂緊裝置一般都是加有彈簧組保護的絲桿機構。

圖2 側擋板與輥肩磨損示意圖

因為上述原因，無論采取何種措施總會有顆粒物料從側擋板與磨輥端面的縫隙中逃逸，側擋板與磨輥是相對運動的，在頂緊裝置施加的壓力作用下，逃逸的顆粒物料在側擋板與磨輥端面之間受到碾磨的效果，最終導致磨輥端面與側擋板接觸部位輥肩在碾磨應力下發生摩擦，在高磨蝕性物料的粉磨系統中造成磨輥肩部的磨損。

為了避免這種情況的出現，需要注意側擋板的位置調節。普通情況下側擋板的頂緊裝置不能將側擋板緊緊貼合輥壓機磨輥的側面。需要留有一定的間隙，防止進料之后因間隙太小而產生較大的碾磨應力。一般的設定是側擋板距離輥端面5mm 左右。

但這樣依靠人為調節的方式避免輥肩磨損可靠性不高，如果在側擋板頂緊時未注意到預留間隙或者邊緣漏料增加的情況下還是會發生輥肩磨損。如沒有及時發現，輥肩會嚴重磨損到使得磨輥的實際寬度變窄，磨輥兩端的漏料情況會加重，輥壓機的處理量及擠壓效果會受到嚴重影響。

3 修復方法

現場修復輥肩磨損的方法一般是堆焊。各個輥壓機廠家使用的耐磨堆焊焊材不同，但大體修復工藝如下：

1. 先清理打磨磨損處。須完全清理，并打磨現金屬光澤；

2. 對要進行堆焊的工件要進行預熱，大約150℃左右；

3. 用硬度低的材料作為輥套母材與堆焊層接頭材料堆焊一層到兩層打底，，一般是用奧氏體不銹鋼；

4. 在打底層的基礎上逐漸向上堆焊，恢復輥肩的外形。要注意堆焊材料的選擇應該是有硬度的梯度，從里到外硬度逐漸增高。不推薦相鄰的兩種材料之間存在很大的硬度差，那樣會不利于材料互融，會有裂紋產生；

5.堆焊完成后注意緩慢冷卻，原則上冷卻溫度不超過每小時50℃。可以采用包裹保溫，避免通風。

需要注意的是因為磨輥端面堆焊為立焊，為了防止熔池淌下需要在外側豎立擋板，而且如果是在線修復可操作性的位置狹窄，不容易施焊，可以利用復合堆焊耐磨板做成分段的側板，擋在磨輥側邊，再用焊材將磨輥與復合板中間的間隙填充。

4 多層側擋板

為從設備結構上消除輥肩磨損的隱患，中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司設計了一種新型多層防磨側擋板結構。如圖3，新型的多層側擋板結構由外側擋板，內側擋板，可換式尖板組成。

外側擋板和原側擋板結構相似，在磨輥斷面外側防止邊緣漏料。

內側擋板騎跨在磨輥端面的邊部的，其耐磨面與磨輥端面之間不會因為物料的逃逸而發生碾磨，只有邊緣與磨輥表面會因為物料的逃逸而發生很小面積的摩擦，所以磨損量很少。

可換式尖板也騎跨在輥磨端面上，位于兩支磨輥的擠壓壓力區中，該處的物料應力最大，磨損也最大，所以設計成高硬度的可更換尖板。目前應用的尖板有兩種不同硬度，應對不同磨蝕性的工況。

這種形式的側擋板利用了原本就因為邊緣效應而在擠壓做工不起作用的輥邊位置，將物料向內推的同時其實并不占用有效輥寬，反而由于減少了邊緣漏料是的整體擠壓做功效果有一定提升。

側擋板可以上下調節位置，這樣當輥壓機的輥縫需要調整時內側擋板和可換式尖板不會與輥面發生干涉；而且當側擋板邊緣有磨損時，可以將側擋板往下調節到合適的位置，繼續保證防漏料效果。

圖3 多層側擋板結構

5 結語

輥壓機的磨輥是重要的工作部件。使用者應該在平時定期對磨輥的使用狀態進行檢查。輥肩磨損的在線修復難度較大，需要盡早發現盡早處理，利用設備結構的改進消除輥肩磨損的隱患，這樣才能提高輥壓機的運轉率，發揮其高效擠壓粉碎的作用。