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高硬度耐磨钢板在烧结引风机叶轮上的应用_耐磨

文章出处:百度作者:鑫州耐磨人气:发表时间:2021-08-02 10:04【

烧结类风机由于烧结烟气中含有大量的固体颗粒,使得风机的工作环境极为恶劣,因此其叶轮叶片是磨损最快的零部件。多年来国内外主要生产厂家采取的防磨措施主要是用耐磨焊条或焊丝堆焊成条状耐磨层,或者用喷焊耐磨合金粉末的方法。而由于喷焊的方法成本高,工艺复杂,对需要喷焊基体材料的性能影响大,因此应用较少;堆焊的方式为间隔行堆,对于国内大多除尘效果堆焊耐磨钢板厂家较差的用户,堆焊层的寿命很难达到设计规定的使用期限。

  利用焊接方法将叶轮叶片形成整体高硬度耐磨钢板的生产工艺日臻成熟,其独特的耐磨性能越来越多的在矿山机械、水泥机械等磨损性较大的行业得到广泛的应用。作为风机生产单位,张家港鑫州焊割机械有限公司开展高硬度耐磨钢板的应用研究,提高风机叶轮的使用寿命具有重要的现实意义。

  1高硬度耐磨钢板应用研究的内容和方法

  高硬度耐磨钢板是用堆焊的方法在低合金钢板上堆敷一层高铬及其碳化物材料,从而形成堆焊层具有高耐磨性能、背面具有高韧性能的一种钢板材料;正是由于高硬度耐磨钢板正反两面性能的较大差异,造成了高硬度耐磨钢板与原低碳合金钢板的弯曲、焊接、机械加工等性能有很大的不同。为保证高硬度耐磨钢板在叶轮上能够顺利进行施工并安全可靠地运行使用,需要有足够的试验作为支撑,以解决在使用过程的结构连接形式、加工工艺等多方面的技术难点。

  1.2高硬度耐磨钢板边耐磨层的剔除及钻孔方法的选择

  高硬度耐磨钢板碳弧气刨、等离子弧气割、砂轮磨削等是切割零部件常采用的几种方法,对于高硬度耐磨钢板由于其表面合金成分的不易切割性,不同的切割方法对零部件的质量有直接的影响。因此需要对高硬度耐磨钢板边部耐磨层去除采用不同方法进行对比,对剔除堆焊层的难易程度、零部件的外观质量、连接焊缝底面残留的堆焊层硬质合金(边缘采用不同切割方法对比见图2)的多少进行试验分析,选择经济而又高效的切割方法。

  结果表明:采用小直径碳弧气刨效率高、成型较好,但堆焊耐磨复合衬板母材接触气刨时已受到较深的损伤,可通过后续的焊接仍可使用;采用等离子弧气割操作不便,成型差,堆焊层去除不彻底,不推荐使用;砂轮磨削效率极低,不可采用。

  1.3沉头螺钉孔的加工

  高硬度耐磨钢板用作衬板与叶轮叶片的连接用螺栓联接,对于沉头螺钉孔的加工需要特殊的加工方法。试验采用的方法:A数控等离子气割;B电焊条熔割;C手工等离子气割(不同方法切割的结果如图3所示)。

  试验结果表明:A电焊条熔割质量最差,螺栓沉头孔成型质量差,不易固定;B手工等离子气割沉头孔成型质量也较难保证;C数控等离子气割周边质量最好,但沉头螺钉锥形孔尺寸也难以保证。

  总之,现有的加工沉头螺钉孔的方法均不能达到理想的效果。为此,改成图4螺栓联接形式:加大底孔尺寸,采用电弧焊堆焊过渡层,使之与叶片焊接连接在一起,沉头螺钉头通过堆焊增加耐磨性。该方法的缺点:螺钉头堆焊影响外观质量。

  1.4高硬度耐磨钢板的焊接性试验及曲型开裂后的补焊曲形、焊接后高硬度耐磨钢板的耐磨层发生开裂的情况肯定存在,为了减小开裂长度,一般需要对开裂部位进行补焊。采用堆焊焊条(80元/kg)、堆焊实心焊丝(110元/kg)、堆焊用药芯焊丝(180元/kg)3种不同的焊接材料作为堆焊的焊接材料进行相关的焊接性试验[2]。堆焊试验结果见图5。

  结果比较及结论:3种堆焊材料均满足堆焊后不开裂的要求,但从材料的成本方面考虑,以采用堆焊焊条、堆焊焊丝为好。

  1.5堆焊层与基材间的焊接试验

  为保证连接焊缝的焊接质量,采用焊条为E7015、6710XHD作为连接焊缝焊接材料,这样以保证连接焊缝应具有足够的连接强度和良好的焊缝质量。

  堆焊层与基体材料间的连接焊缝如图6所示,焊接试验并进行焊后表面着色检验。

  试验结论:连接焊缝采用E7015、6710XHD焊接后耐磨钢衬板,成型均较好,未发现开裂现象;在其表面采用堆焊焊条、堆焊实心焊丝、堆焊用药芯焊丝3种堆焊材料堆焊亦未发现开裂现象,从成本方面考虑焊缝表面的堆焊材料仍选用堆焊焊条、堆焊焊丝为好。

  1.6角焊缝模拟试验

  结构模拟试验是检验工艺可靠性的重要手段之一。叶轮焊缝的结构形式主要为角焊缝,增加高硬度耐磨钢板后焊缝的可靠性是最关键的问题。为此采用焊条E7015、6710XHD、堆焊焊条、堆焊焊丝进行如图7所示的结构模拟试验。

  试验结论:采用焊条E7015、6710XHD作为连接焊缝焊条、堆焊焊条作为焊缝表面堆焊焊条进行试验,经过表面探伤检验,焊缝表面未出现开裂现象,通过焊缝的拉伸、冲击等一系列试验检验证明了该工艺的可行性和可靠性。

  2应用

  以充分的试验为保证,该方法已在多个产品中得到应用,经运转检验,烧结风机叶轮的耐磨寿命提高了3倍以上,延长了用户产品检修周期,为用户创造了可观的经济效益;通过相关试验也为下一步推广和扩大高硬度耐磨钢板在风机其它部位的应用奠定了基础。产品生产过程螺栓连接部位如图8所示。

  3结论

  (1)该高硬度耐磨钢板的试验工艺参数对于生产实际具有指导意义。

  (2)具有较大磨损工况下的烧结风机叶轮,采用高硬度耐磨钢板是一种行之有效的解决方案。

  (3)带有高硬度耐磨钢板的风机结构可提高烧结风机的叶轮的使用寿命,对于使用单位具有明显的经济效益。


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