用于烧结机单齿辊破碎机构的修复方法

摘要

本发明公开一种用于烧结的单齿辊破碎机的星轮机构修复方法。包括以下步骤：1）、确定焊接工艺参数；2）、对待修复单齿辊破碎机构的尺寸测绘及整体拆卸；3）、制作修复用专用工装；4）、星轮辊齿的修复；5）、星轮辊面的修复。本发明的星轮机构修复方法，能有效解决单齿辊在高温恶劣的工况下，服役工件寿命短且生产制作周期长的问题。修复后的单齿辊破碎机构能大大地提高使用寿命，降低设备的投入成本和维修费用，并且提高了生产作业率。最大限度的提高单齿辊破碎机构在烧结机中的使用效果，具有较好的经济效益和社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种破碎机构的修复，尤其涉及一种用于烧结机单齿辊破碎机构的修复方法。

背景技术

 单齿辊破碎机是钢厂烧结生产中的关键设备之一，它担负着烧结饼的破碎任务，它安装在烧结机尾部，用来破碎经烧结后，从烧结台车上卸下来的大块烧结矿饼，把其破碎成符合工艺要求的适宜粒度，其工作温度高达850~1000℃，由于长期处于高温、多尘和承受巨大的周期性冲击载荷工作环境中，且过料量大，破碎机容易磨损，尤其涉及易磨损件星轮部分辊齿和辊面磨损，辊齿部分使用寿命仅为（3~5）个月。由于单齿辊破碎机整体重量大且拆卸复杂，更换费时、费力，这些都成为制约烧结矿的生产、影响钢铁产量的因素。多年来，传统的生产解决磨损的问题，多采用零件整体铸造、合金钢热处理、零件表面喷涂、零件表面渗镀等处理方法，虽然初见成效，但对于一些关键部件，如单齿辊辊齿，辊面等，上述方法收效并不大。

发明内容

本发明就是针对上述问题提出来的，其目的是提供一种工艺简单，修复后大大地提高单齿辊的使用寿命，降低设备的投入成本和维修费用，并且提高了生产作业率的用于烧结机单齿辊破碎机构的修复方法。

为实现上述目的本发明解决技术问题的技术方案是：

用于烧结机单齿辊破碎机构的修复方法，包括以下步骤：

1）、确定焊接工艺参数：根据已知待修复星轮母材材质与修复用材料的焊接连接性确定焊材规格和焊接方式的具体焊接工艺参数；

2）、对待修复单齿辊破碎机构的尺寸测绘及整体拆卸：先对待修复单齿辊各主要工作部位及装配部位的形位尺寸的测绘，以及制作标准检验样板，然后对待修复单齿辊破碎机构整体拆卸，最终将七个星轮从六方轴上卸下进行表面清理除锈；并用工具碳弧气刨去除疲劳层及原始焊层；

3）、制作修复用专用工装：所述的专用工装包括：中空支架上部的两端相对位置分别固连一对固定挡板以及由所述的固定挡板固定的转胎；

4）、星轮辊齿的修复：

a．焊接星轮辊齿修复用骨架：将待修复的星轮辊齿架设在步骤3）制作的专用工装的转胎上，采用普通焊条，先在待修复的星轮辊齿本体的中部至少焊接一个与星轮辊齿上部形状相适配的上骨架；再在该星轮辊齿本体头部延齿厚纵向至少均匀焊接三条与该星轮辊齿头部形状相适配的侧骨架； 

b．焊接星轮辊齿修复用格栅：采用普通焊条，在待修复的星轮辊齿本体上，且靠近所述的上骨架两侧面分别焊接上格栅；再在星轮辊齿头部的每两条侧骨架之间横向焊接侧格栅；

c．填充耐磨合金：分别在上格栅与上骨架形成的空间内，以及在侧格栅与侧骨架所形成的空间内，采用隔层焊接方式，均手工焊接耐磨合金材料15，即采用普通焊条焊3~5mm，再用耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条堆焊8~10mm的耐磨合金；

d．外表面的耐磨处理：需在星轮辊齿两个侧表面、侧骨架的外端面以及易磨损部位堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；且根据星轮辊齿的工作和磨损程度确定堆焊厚度，并在堆焊过程中随时用预先做好的满足外形尺寸要求的星轮辊齿样板进行比对，避免造成堆焊工作层厚度不均匀；

5）、星轮辊面的修复：在星轮辊面上堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；厚度为3~5mm，堆焊过程中需保证专用工装将星轮辊面转动到水平位置时进行施焊；

步骤2）还包括采用工具碳弧气刨去除疲劳层及原始焊层；

步骤3）所述的转胎由工艺轴上至少套装两个端板；相邻的端板之间设有若干条支撑筋构成，该端板的外形尺寸与待修复的星轮轴孔相匹配；

还包括下述对其它磨损位置的修复或更换步骤：

6）．对安装轴承及密封环的主轴部位及两侧保护套和护板磨损的修复，焊条采用普通焊条 ，焊接时注意保留加工余量，确保机加工要求；

7）．对两侧保护套和护板的更换：

磨损严重的，先对磨损件材料本身进行成分检测，先钻取粉末进行定性分析和定量分析，根据检测的材料选择与之一致的材质生产加工，在保护套3小锥口端及以上15~25mm的圆周区域手工堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；厚度为3~5mm，在护板4靠近星轮一端自护板4外圆向圆心方向70~80mm范围内堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；厚度为3~5mm，完成后的产品形位尺寸需满足要求。

还包括下述对工艺、尺寸、硬度检验步骤：

8）．根据选用的不同焊材的规格、焊接方式，按给定的工艺参数调定焊接的电流、电压，使之达到最佳的焊接工艺要求； 

9）．对于采用普通焊条和采用耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条两种焊材交替隔层焊接方式，严格控制每一层的焊接厚度，用检验工具每堆焊一层检验一层，以保证同时满足连接强度和耐磨特性；

10）．采用红外测温仪检查焊接层间温度在180~210℃，有效控制焊接变形量；

11）．对每一项修复或更换后的产品尺寸进行检验，利用预先制作检验样板保证辊齿外形尺寸的统一性及辊面弧度的一致性，如出现不合格品，重新回到上述相应步骤，直到满足要求为止；

12）．使用便携式硬度计测定产品洛氏硬度，HRC均值X_bar=58.3 HRC

最大值Max=59.7 ，最小值Min=56.4，平均方根值S=1.1，极差R=3.3，硬度值范围在±2以内，硬度值检验合格。

所述的普通焊条为J507焊条；所述的耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条为本申请人专利号ZL201010531593.6的焊条。

按步骤2）测得的装配形位尺寸及装配图纸对修复后的星轮机构进行整机装配，并采用定规目测的方式对成品检验，焊面平整，将不合格的焊道，用碳弧气刨将其剔除，用压缩空气将焊道清理干净，通过补焊及时修复，最后喷漆即为成品。

本发明与现有技术相比具有如下优点效果：

用于烧结机单齿辊破碎机构的修复方法，能有效解决单齿辊在高温恶劣的工况下，服役工件寿命短且生产制作周期长的问题。修复后的单齿辊破碎机构能大大地提高使用寿命，降低设备的投入成本和维修费用，并且提高了生产作业率。最大限度的提高单齿辊破碎机构在烧结机中的使用效果，具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明单齿辊破碎机构的装配结构示意图；

图2是本发明单齿辊破碎机构图1的A-A剖视结构示意图；

图3是本发明单齿辊破碎机构星轮修复用专用工装的结构示意图；

图4是本发明单齿辊破碎机构图3的B-B剖视结构示意图；

图5是本发明单齿辊破碎机构星轮辊齿修复结构示意图；

图6是本发明单齿辊破碎机构图5的C-C剖视结构示意图；

图7是本发明单齿辊破碎机构图5的D向结构示意图。

图中主要零件：本体1，星轮辊面2，保护套3，护板4，六方轴5，端板6，工艺轴7，固定挡板8，支撑筋9，支架10，上骨架11，侧骨架12，上格栅13，侧格栅14，耐磨合金材料15。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

用于烧结机单齿辊破碎机构的修复方法，具体步骤如下：

1）、确定焊接工艺参数：已知待修复单齿辊破碎机星轮母材材质为ZG40Cr,考虑母材材质与修复用材料的焊接连接性及产品实际工况条件，其侧面承受冲刷，头部及迎料面及星轮辊面部位均承受挤压、磨擦交互作用，在850~1000℃高温下磨损较快，应采用耐高温、耐磨损材料以提高其耐热、耐磨性能，故选用本申请人专利号ZL201010531593.6的耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条即HP300-I型号的堆焊焊条用于此工况，熔覆金属硬度：HRC60~68，打底层或骨架焊接选用J507气保焊丝； HP300-I堆焊焊条不允许有锈、油污等杂质，焊条焊前须经350℃，烘焙1小时，采用直流焊机，极性反接，可用多台直流焊机同时进行，焊条直径宜采用φ4mm规格，焊接工艺参数见表1；

2）、对待修复单齿辊破碎机构的尺寸测绘及整体拆卸：先对待修复单齿辊各主要工作部位及装配部位的形位尺寸的测绘并做好记录，同时制作标准检验样板，然后对待修复单齿辊破碎机构整体拆卸，拆除两侧保护套3和护板4，先后拆除螺母和销钉的双保险联接结构，使保护套3的内法兰与2个压套先后拆分开，完成拆卸较为困难的第一步，之后依次将7个整体星轮从六方轴5上卸下，最后进行表面清理油污、泥砂、除锈；并用工具碳弧气刨去除疲劳层及原始焊层，具体厚度是磨损情况及原始焊层剩余厚度而定；

3）、制作修复用专用工装：专用工装包括中空支架10上部的两端相对位置分别固连一对固定挡板8以及由所述的固定挡板8固定的转胎，所述的转胎由工艺轴7上至少套装两个端板6；相邻的端板6之间设有若干条支撑筋9构成，该端板6的外形尺寸与待修复的星轮六方轴孔相匹配；支架10采用角钢焊接而成，支架10的高度，需保证转胎套入星轮轴孔后架在支架10上星轮能自由转动的高度为宜；

4）、星轮辊齿的修复：

a．焊接星轮辊齿修复用骨架：将待修复的星轮辊齿架设在制作的专用工装的转胎上，目的是使星轮辊齿本体1每焊完一排，转动转胎再焊接下一排，尽量保持星轮辊齿在平焊位置施焊，采用J507焊条，先在待修复的星轮辊齿本体1的中部焊接一个与星轮辊齿上部形状相适配的上骨架11；再在该星轮辊齿本体1头部，延齿厚纵向均匀焊接三条与该星轮辊齿头部形状相适配的侧骨架12； 

b．焊接星轮辊齿修复用格栅：采用普通焊条，在待修复的星轮辊齿本体1上，且靠近所述的上骨架11两侧面分别垂直焊接上格栅13；再在星轮辊齿头部的每两条侧骨架12之间横向焊接侧格栅14，形成“田”字结构，格栅选用30#钢或45#钢材质；

c．填充耐磨合金：分别在上格栅13与上骨架11形成的空间内，以及在侧格栅14与侧骨架12所形成的空间内，采用隔层焊接方式，均手工焊接耐磨合金材料15，即采用普通焊条焊3~5mm，再用耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条堆焊8~10mm的耐磨合金，要求两种焊材交替焊接，严格控制每一层的焊接厚度，每焊一层检验一层厚度；焊接层间温度控制在190~210℃。堆焊尺寸要求上格栅13与上骨架11内堆焊耐磨合金与上格栅13的外端面平齐，侧格栅14与侧骨架12内堆焊耐磨合金与侧骨架12的外端面平齐；

d．外表面的耐磨处理：根据星轮辊齿的工作方式所决定的磨损程度，外表面耐磨处理堆焊厚度不同，星轮辊齿工作时两个侧表面受挤压及冲刷力大，磨损严重，需在星轮辊齿两个侧表面堆焊厚度为7~9mm左右的耐磨合金层，采用自动堆焊或手工堆焊的方式来实现、侧骨架12的外端面所形成的横截面为迎料面，块状或饼状烧结物料主要靠此部位进行锤击和破碎，故在此横截面可自动堆焊或手工堆焊6mm左右的耐磨合金层，以起到迎料面防护和耐磨损性能加强的作用。其余顶面及背料面磨损情况相对轻微，在此部分仅需自动堆焊或手工堆焊2~4mm左右的耐磨合金层即可满足工况需求。堆焊过程中随时用预先做好的满足外形尺寸要求的辊齿样板进行比对，堆焊完成后的工件与样板形状要求一致，避免堆焊厚度不一，造成工作层厚度不均匀；

5）、星轮辊面的修复：在破碎机破碎过程中，星轮辊面2有不同程度的轻度磨损，为增强抗磨性能，延长整体使用寿命，在星轮辊面2上堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；厚度为3~5mm或参照磨损程度而定，堆焊过程中需保证专用工装将星轮辊面转动到水平位置时进行施焊；

对其它磨损位置的修复或更换步骤：

6）．对安装轴承及密封环的主轴部位及两侧保护套3和护板4磨损的修复，焊条采用普通焊条 ，焊接时注意保留加工余量，确保机加工要求；

7）．对两侧保护套3和护板4的更换：

磨损严重需更换的，先对磨损件材料本身进行成分检测，先钻取粉末进行定性分析和定量分析，定性分析原保护套及护板材料含有C、Si、Mn成分，再采用化学分析方法测定C含量为0.17，Si含量为0.29，Mn含量为1.55，S含量为0.004，P含量为0.016，保护套3和护板4根据检测的材料选择与之一致的材质生产加工，在保护套（3）小锥口端及以上15~25mm的圆环区域手工堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；厚度为3~5mm，在护板4靠近星轮一端自护板4外圆向圆心方向70~80mm范围内堆焊耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条；厚度为3~5mm，完成后的产品形位尺寸需满足要求；

对工艺、尺寸、硬度检验步骤：

8）．根据选用的不同焊材的规格、焊接方式，按表1给定的工艺参数调定焊接的电流、电压，使之达到最佳的焊接工艺要求；

9）．对于采用普通焊条和采用耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条两种焊材交替隔层焊接方式，严格控制每一层的焊接厚度，用检验工具每堆焊一层检验一层，以保证同时满足连接强度和耐磨特性；

10）．采用红外测温仪检查焊接层间温度在180~210℃，有效控制焊接变形量；

11）．对每一项修复或更换后的产品尺寸进行检验，利用预先制作检验样板保证辊齿外形尺寸的统一性及辊面弧度的一致性，如出现不合格品，重新回到上述相应步骤，直到满足要求为止；

12）．使用便携式硬度计测定产品洛氏硬度，HRC均值X_bar=58.3 HRC

最大值Max=59.7 ，最小值Min=56.4，平均方根值S=1.1，极差R=3.3，硬度值范围在±2以内，硬度值检验合格。

所述的普通焊条为J507焊条；所述的耐高温耐腐蚀堆焊耐磨焊条为本申请人专利号ZL201010531593.6的焊条。

按步骤2）测得的装配形位尺寸及装配图纸对修复后的星轮机构进行整机装配，并采用定规目测的方式对成品检验，焊面平整，将不合格的焊道，用碳弧气刨将其剔除，用压缩空气将焊道清理干净，通过补焊及时修复，最后喷漆即为成品。

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