Современные технологии восстановления и упрочнения плит дробилок и барабанов шаровых мельниц

С.Н. Лавров, А.В. Хилько, ИТЦ ООО «ТМ. Велтек» (Киев)

Опубликовано в журнале «Сварка и Металлоконструкции» 2016 №01

Изнашивание отдельных деталей и узлов помольного-дробильного оборудования при переработке рудоминерального сырья, ферросплавов и т. п. является неизбежным процессом, однако в некоторых случаях скорость изнашивания может оказаться чрезмерно высокой. Последнее чаще всего наблюдается при обработке ферросплавов: ферровольфрама (FeW), ферромолибдена (FeMo), феррованадия (FeV) и других, твердость которых по десятибалльной шкале Мооса находится в пределах от 5 до 9. Несвоевременное обслуживание технологического оборудования, применение некачественных материалов при ремонте и восстановлении основных деталей и узлов помольного оборудования приводит к снижению производительности переработки, повышению удельного расхода энергии, неблагоприятному изменению зернового состава и формы готового продукта, то есть снижает

эффективность работы оборудования и производства в целом.
     При дроблении ферросплавов в щековых дробилках (рис. 1) происходит интенсивное абразивное изнашивание дробящих щек, состоящих из двух сплошных рифленых стальных блоков – подвижного и фиксированного (рис. 2). Известно, что стоимость дробящих плит составляет около одной трети всех расходов на дробление. В основном дробящие плиты щековых дробилок изготавливают из высокомарганцевой стали 110Г13Л, обладающей высокой износостойкостью, а также способностью к упрочнению в холодном состоянии в результате наклепа. Срок службы щеки обычно не превышает несколько сот часов, после чего необходимо ее заменить и восстановить. Для восстановительного ремонта используют различные наплавочные материалы. Однако известные марки покрытых электродов, наплавочных прутков, сплошной и порошковой проволоки не обеспечивают необходимого эксплуатационного срока службы дробилки и высокого качества готового продукта. Специалисты инженернотехнического центра ООО «ТМ.Велтек» разработали и освоили производство новых порошковых

проволок марок WELTEC-H216-O, WELTEC-H285, WELTEC-H635, WELTEC-H620 для восстановления профиля и упрочнения поверхности щеки.
     Технология наплавки плит щековых дробилок ЩДС-1,7х2,2 и ЩДС-5 состоит из следующих основных операций:

1. Очистка поверхности плит до металлического блеска, если профили щек ранее наплавлялись каким-либо другим материалом, удаление остатков изношенного слоя. Для этого можно применить, например, строжку угольным электродом.
2. Наплавка и восстановление формы профиля щеки, для чего плиту располагают в горизонтальном положении. Наплавку выполняют проволокой WELTEC-H216-O диаметром 2,0 мм через два ребра для предотвращения местного перегрева. Наплавка порошковой проволокой позволяет исключить операцию предварительного нагрева, характерную для использования других наплавочных материалов.
3. Наплавка боковых поверхностей ребра. Выполняют в положении «в лодочку» проволокой WELTEC-H216-O диаметром 2,0 мм по отдельным участкам в один слой. Высоту наплавки можно регулировать в пределах 3–8 мм, а ширину 10–20 мм.
4. Наплавка острия ребра. Выполняют проволокой WELTEC-H216-O диаметром 2,0 мм. На наплавку одной плиты размером 220х300 мм расходуется ориентировочно 5 кг проволоки WELTEC-H216-Oдиаметром 2,0 мм. На наплавку плиты размером 400х700 мм дробилки ЩДС-5 расходуется до 35 кг проволоки WELTEC-H216-O диаметром 2,0 мм.

      Эксплуатационные испытания в течение двух лет в условиях собственного помольно-размольного производства показали, что применение порошковой проволоки WELTEC-H216-O позволяет увеличить срок службы плит до 20%, межремонтный период – в два раза за счет повышения износостойкости, снизить затраты на дробление, обеспечить стабильное качество готового продукта.
     При производстве сварочных материалов измельчение ферросплавов в шаровых мельницах является одной из важнейших технологических операций, которая должна обеспечить стабильный и заранее заданный зерновой состав готового продукта. Помол ферросплавов вызывает интенсивное абразивное изнашивание футеровки мельницы. На восстановление и ремонт футеровки расходуется значительное количество стали (чугуна). Для продления срока эксплуатации и снижения стоимости ремонтно-восстановительных работ необходимы новые технические решения. В шаровой мельнице измельчение материала осуществляется металлическими шарами, расположенными внутри цилиндрической камеры, которая вращается вокруг продольной оси. Внутри шаровая мельница защищена износостойкими плитами, изготовленными из хромистого чугуна или низколегированной стали с износостойкой наплавкой. В процессе эксплуатации наплавленных плит происходит интенсивное абразивное изнашивание и образование трещин. Для ремонта наплавленных плит рекомендуется применение наплавочных порошковых проволок для заварки трещин – WELTEC-H215surf, WELTEC-H210U, для нанесения упрочняющего слоя WELTEC-H635, WELTEC-H620.
     Комплекс ремонтных работ включает следующие операции:

1. Очистка поверхности плиты до металлического блеска.
2. Измерение толщины изношенного слоя, установление истинных размеров трещин.
3. Обработка трещин.
4. Заварка трещин и восстановление требуемой толщины наплавленного слоя.

      При наплавке проволокой WELTEC-H635 или WELTEC-H620 рекомендуется применять предварительный нагрев до температуры 300°С. Наплавку следует осуществлять в обратной последовательности для предупреждения возникновения нежелательных деформаций и перегрева. Предусмотреть плавное охлаждение наплавленных плит после сварки.
     Применение современных наплавочных материалов проволокой WELTEC-H635 диаметром 2,4 мм или WELTEC-H620 диаметром 2,0 мм позволяет в три раза сократить время восстановления стандартной плиты шаровой мельницы (по сравнению с электродами), увеличить межремонтный срок эксплуатации до 40%, снизить стоимость наплавочных работ. Одним из важнейших факторов эффективности применения порошковой проволоки для подобных работ является возможность регулировать состав наплавленного металла в зависимости от состава основного металла и требований к износостойкости наплавки.
     Следует отметить, что в ООО «ТМ.Велтек» для собственного помольно-размольного оборудования налажено изготовление плит для щековых дробилок из Ст3 (вместо высокомарганцовистой) с последующей наплавкой порошковой проволокой WELTEC-H216-O, а также наплавка барабанов шаровых мельниц ПП WELTEC-H620, что позволило существенно снизить расходы на ремонтно-восстановительные работы и повысить срок эксплуатации оборудования.