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 WT-H216, WT-H285, WELTEC-H635, WT-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 WT-H216 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 WT-H216 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 WT-H216 диаметром 2,0 мм. На наплавку одной плиты размером 220х300 мм расходуется ориентировочно 5 кг проволоки WT-H216диаметром 2,0 мм. На наплавку плиты размером 400х700 мм дробилки ЩДС-5 расходуется до 35 кг проволоки WT-H216 диаметром 2,0 мм.

      Эксплуатационные испытания в течение двух лет в условиях собственного помольно-размольного производства показали, что применение порошковой проволоки WT-H216 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 – WT-H215, WT-H210U, для нанесения упрочняющего слоя WELTEC-H635, WT-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 WT-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 WT-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 WT-H216, а также наплавка барабанов шаровых мельниц ПП WT-H620, что позволило существенно снизить расходы на ремонтно-восстановительные работы и повысить срок эксплуатации оборудования.