碗式磨煤机的堆焊型辊套及其辊套堆焊层的分段堆焊方法
【专利摘要】本发明公开了一种碗式磨煤机的堆焊型辊套，包括锥形的辊套母体，辊套母体的大小两端分别设置有环形凸起，大端凸起的高度大于小端凸起的高度；辊套母体的外表面设置有辊套堆焊层；辊套堆焊层从大端凸起延伸至小端凸起；辊套堆焊层分为四段，处于辊套母体大端的第一堆焊段与大端凸起的轴向尺寸的总和占辊套母体的轴向尺寸的1/3。本发明根据碗式磨煤机在碾磨含有较多的煤矿石、黄铁矿、石英砂等的原煤时辊套的实际磨损特性，合理确定辊套堆焊层的形状，并采用分段堆焊的方法，能够充分发挥堆焊材料的耐磨性能，有效提高碗式磨煤机的辊套磨损部位的使用寿命。本发明还公开了一种辊套堆焊层的分段堆焊方法。
【专利说明】碗式磨煤机的堆焊型辊套及其辊套堆焊层的分段堆焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种碗式磨煤机，具体涉及一种碗式磨煤机的堆焊型辊套。本发明还 涉及一种碗式磨煤机的堆焊型辊套的分段堆焊方法。
【背景技术】
[0002] 目前，全世界均面临着能源紧缺的形势，而火力发电在能源结构中占居了相当的 比重。
[0003] 火力发电设备中的碗式磨煤机需要使用堆焊型辊套，现有的堆焊型辊套如图1所 示，包括锥形的辊套母体1，辊套母体1的外表面设置有辊套堆焊层2。这种结构的堆焊型 辊套，其辊套堆焊层2是采用双金属复合型硬面堆焊的方法，使辊套堆焊层2直接覆盖于辊 套母体1上。
[0004] 在使用过程中，由于各不相同的劣质煤与辊套表面挤压，产生磨损，使得辊套堆焊 层的利用率低，辊套的使用寿命短。
[0005] 另外，现有的双金属复合型硬面堆焊的方法，制造异常困难，容易造成焊接材料熔 合性和兼容性差，达不到按照预期的耐磨使用寿命要求。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种碗式磨煤机的堆焊型辊套，它可以大大提 高辊套的使用寿命。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明碗式磨煤机的堆焊型辊套的技术解决方案为：
[0008] 包括锥形的辊套母体，辊套母体的大小两端分别设置有环形凸起，大端凸起的高 度大于小端凸起的高度；大端凸起、小端凸起及辊套母体为一体成型；
[0009] 辊套母体的外表面设置有辊套堆焊层；辊套堆焊层从大端凸起延伸至小端凸起；
[0010] 辊套堆焊层分为四段，处于辊套母体大端的第一堆焊段与大端凸起的轴向尺寸的 总和占辊套母体的轴向尺寸的1/3。
[0011] 所述大端凸起的单侧截面为三角形；所述小端凸起的单侧截面为梯形。
[0012] 本发明还提供一种碗式磨煤机的堆焊型辊套的辊套堆焊层的分段堆焊方法，在辊 套母体的外表面形成辊套堆焊层，其技术解决方案为，包括以下步骤：
[0013] 第一步，通过工装固定辊套母体；将焊接操作机固定于操作架上；
[0014] 第二步，将装有辊套母体的工装安装于变位器；旋转变位器，调整辊套母体至水平 位置；
[0015] 第三步，在辊套母体的外表面分别堆焊第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段、第 四堆焊段，直至堆焊至规定的几何尺寸；
[0016] 堆焊采用材料为加入合金元素 Mo、B、Nb、稀土的高合金钢的焊丝，配SH107焊剂；
[0017] 每块堆焊段按照下述工艺规范进行：
[0018] 第一堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=480?540A，焊接电压U=29?31V，焊 接速度V=50米/小时；
[0019] 第二堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=450?500A，焊接电压U=28?30V，焊 接速度V=45米/小时；
[0020] 第三堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=480?520A，焊接电压U=28?29V，焊 接速度V=60米/小时；
[0021] 第四堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=500?550A，焊接电压U=30?32V，焊 接速度V=55米/小时。
[0022] 所述堆焊方法如下：
[0023] 工序一，先堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚度；再堆焊第一堆焊段，焊二分之一厚 度；然后堆焊第三堆焊段，焊二分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊四分之一厚度；
[0024] 工序二，先堆焊第一堆焊段，焊四分之一厚度；再堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚 度；然后堆焊第三堆焊段，焊四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊二分之一厚度；
[0025] 工序三，先堆焊第二堆焊段余下的三分之一厚度；再堆焊第三堆焊段余下的四分 之一厚度；然后堆焊第一堆焊段余下的四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段余下的四分之 一厚度；
[0026] 工序四，在第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段和第四堆焊段的外表面覆盖两层 堆焊层，使辊套母体外表面的辊套堆焊层符合规定的几何尺寸。
[0027] 其中，用于所述第一堆焊段的焊丝采用高铬铸铁合金+马氏体合金的组合材料；
[0028] 用于所述第二堆焊段的焊丝采用高铬铸铁合金材料；
[0029] 用于所述第三堆焊段的焊丝采用高铬铸铁合金+马氏体合金的组合材料；
[0030] 用于所述第四堆焊段的焊丝采用马氏体合金材料。
[0031] 本发明可以达到的技术效果是：
[0032] 本发明根据碗式磨煤机在碾磨含有较多的煤矿石、黄铁矿、石英砂等的原煤时辊 套的实际磨损特性，合理确定辊套堆焊层的形状，并采用分段堆焊的方法，克服了现有的堆 焊技术与辊套磨损特性兼容性差，辊套堆焊层利用率低和辊套寿命低等缺陷，能够充分发 挥堆焊材料的耐磨性能，有效提高碗式磨煤机的辊套磨损部位的使用寿命。
[0033] 本发明的辊套采用特殊的辊套堆焊层形状，能够适应工况运行条件，能够大大提 高辊套堆焊层的利用率，并提高辊套的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明：
[0035] 图1是现有技术堆焊型辊套的示意图；
[0036] 图2是本发明堆焊型辊套的示意图；
[0037] 图3是现有堆焊型辊套的磨损状态示意图。
[0038] 图中附图标记说明：
[0039] 1为辊套母体， 2为辊套堆焊层，
[0040] 3为辊套堆焊层，4为辊套母体，
[0041] 31为第一堆焊段，32为第二堆焊段，
[0042] 33为第三堆焊段，34为第四堆焊段，
[0043] 41为大端凸起， 42为小端凸起。
【具体实施方式】
[0044] 如图2所示，本发明碗式磨煤机的堆焊型辊套，包括锥形的辊套母体4，辊套母体4 的大小两端分别设置有环形凸起，大端凸起41的单侧截面为三角形，小端凸起42的单侧截 面为梯形；
[0045] 大端凸起41的高度大于小端凸起42的高度；
[0046] 大端凸起41、小端凸起42及辊套母体4为一体成型；
[0047] 辊套母体4的外表面设置有辊套堆焊层3 ;辊套堆焊层3从大端凸起41延伸至小 端凸起42 ；
[0048] 辊套堆焊层3分为四段，处于辊套母体4大端的第一堆焊段31与大端凸起41的 轴向尺寸的总和占辊套母体4的轴向尺寸L的1/3。
[0049] 本发明针对辊套的实际磨损情况，通过改变辊套母体的外部形状，在辊套母体的 两端设置有环形凸起，该环形凸起能够代替两端的辊套堆焊层，不仅解决了辊套堆焊层的 两端成型差的问题，而且能够减少实际的辊套堆焊层的体积，使堆焊层在实际使用中能够 得到充分利用，从而达到提高堆焊层利用率的目的。
[0050] 由于辊套堆焊层的磨损主要发生在辊套母体中段三分之一的区域之间，两端的堆 焊层磨损明显较少，本发明通过改变辊套堆焊层的形状，用辊套母体代替两端的辊套堆焊 层，能够有效利用堆焊层，使堆焊层的利用率提高。
[0051] 本发明辊套堆焊层的分段堆焊方法，在辊套母体4的外表面形成辊套堆焊层3，包 括以下步骤：
[0052] 第一步，通过工装固定辊套母体4 ;将三头焊接操作机固定于操作架上；
[0053] 第二步，将装有辊套母体4的工装安装于变位器；旋转变位器，调整辊套母体4至 水平位置（即辊套母体4的轴线水平，如图2所示）；
[0054] 第三步，在辊套母体4的外表面分别堆焊第一堆焊段31、第二堆焊段32、第三堆焊 段33、第四堆焊段34，直至堆焊至规定的几何尺寸；
[0055] 堆焊采用直径为Φ3. 2mm、材料为加入Mo、B、Nb、稀土等合金元素的高合金钢的焊 丝，配SH107焊剂；
[0056] 其中用于第一堆焊段31的焊丝采用高铬铸铁合金+马氏体合金的组合材料；
[0057] 用于第二堆焊段32的焊丝采用高铬铸铁合金材料；
[0058] 用于第三堆焊段33的焊丝采用高铬铸铁合金+马氏体合金的组合材料；
[0059] 用于第四堆焊段34的焊丝采用马氏体合金材料；
[0060] 每块堆焊段按照下述工艺规范进行：
[0061] 第一堆焊段31的焊接工艺规范为：焊接电流1=480?540A，焊接电压U=29?31V， 焊接速度V=50米/小时；
[0062] 第二堆焊段32的焊接工艺规范为：焊接电流1=450?500A，焊接电压U=28?30V， 焊接速度V=45米/小时；
[0063] 第三堆焊段33的焊接工艺规范为：焊接电流1=480?520A，焊接电压U=28?29V， 焊接速度V=60米/小时；
[0064] 第四堆焊段34的焊接工艺规范为：焊接电流1=500?550A，焊接电压U=30?32V， 焊接速度V=55米/小时；
[0065] 具体的堆焊方法如下：
[0066] 工序一，先堆焊第二堆焊段32,焊三分之一厚度；再堆焊第一堆焊段31，焊二分之 一厚度；然后堆焊第三堆焊段33,焊二分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段34,焊四分之一厚 度；
[0067] 工序二，先堆焊第一堆焊段31，焊四分之一厚度；再堆焊第二堆焊段32,焊三分之 一厚度；然后堆焊第三堆焊段33,焊四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段34,焊二分之一厚 度；
[0068] 工序三，先堆焊第二堆焊段32余下的三分之一厚度；再堆焊第三堆焊段33余下的 四分之一厚度；然后堆焊第一堆焊段31余下的四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段34余 下的四分之一厚度；
[0069] 工序四，在第一堆焊段31、第二堆焊段32、第三堆焊段33和第四堆焊段34的外表 面覆盖两层堆焊层，使辊套母体4外表面的辊套堆焊层3符合规定的几何尺寸。
[0070] 本发明的焊丝采用材料为加入Mo、B、Nb、稀土等合金元素的高合金钢，这种焊丝材 料的耐磨性好，能够提高焊层的较软的基体面的硬度(抗塑性)，从而减少堆焊层的体积，提 高堆焊层的实际利用率，降低辊套的制造成本。
[0071] 本发明的焊丝中加入Mo、B、Nb、稀土等合金元素，能够使焊层的碳化物硬质相的硬 度粒子大小及分布有利于抗煤中硬度矿物的磨粒磨损减少合金颗粒脱落，使耐磨性能上一 个台阶，其余部位合理加入，或减少提高合金元素，满足耐磨性的需要，经济效益显著。
[0072] 本发明能够解决分块的磨辊形腔堆焊的熔合性和兼容性的技术难题。
[0073] 由于碗式磨煤机辊套的所有最大磨损部位都约在离大端三分之一部位处，如图3 所示，如果直接堆焊，不仅不能达到磨粒磨损耐磨使用预期寿命的要求，而且这个过程的实 现，难度较大，且不容易实现。本发明根据磨粒磨损曲线和可磨系数，采用分段堆焊的方法 以提高辊套堆焊层的耐磨寿命。
[0074] 本发明所采用的分段堆焊方法能够解决一个截面部位上，四种材料既能相互熔 合，又要达到兼容的材料匹配的技术难题。
[0075] 本发明能够改变辊套堆焊层的形状，能够减少堆焊材料20%左右，从而大大提高 堆焊层的利用率，由于堆焊层的价格要比辊套母体的价格高很多，因此这样可以大大降低 辊套的制造成本。
【权利要求】
1. 一种碗式磨煤机的堆焊型辊套，其特征在于：包括锥形的辊套母体，辊套母体的大 小两端分别设置有环形凸起，大端凸起的高度大于小端凸起的高度；大端凸起、小端凸起及 辊套母体为一体成型； 辊套母体的外表面设置有辊套堆焊层；辊套堆焊层从大端凸起延伸至小端凸起； 辊套堆焊层分为四段，处于辊套母体大端的第一堆焊段与大端凸起的轴向尺寸的总和 占辊套母体的轴向尺寸的1/3。
2. 根据权利要求1所述的碗式磨煤机的堆焊型辊套，其特征在于：所述大端凸起的单 侧截面为三角形；所述小端凸起的单侧截面为梯形。
3. -种碗式磨煤机的堆焊型辊套的辊套堆焊层的分段堆焊方法，在辊套母体的外表面 形成辊套堆焊层，其特征在于，包括以下步骤： 第一步，通过工装固定辊套母体；将焊接操作机固定于操作架上； 第二步，将装有辊套母体的工装安装于变位器；旋转变位器，调整辊套母体至水平位 置； 第三步，在辊套母体的外表面分别堆焊第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段、第四堆 焊段，直至堆焊至规定的几何尺寸； 堆焊采用材料为加入合金元素 Mo、B、Nb、稀土的高合金钢的焊丝，配SH107焊剂； 每块堆焊段按照下述工艺规范进行： 第一堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=480?540A，焊接电压U=29?31V，焊接速 度V=50米/小时； 第二堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=450?500A，焊接电压U=28?30V，焊接速 度V=45米/小时； 第三堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=480?520A，焊接电压U=28?29V，焊接速 度V=60米/小时； 第四堆焊段的焊接工艺规范为：焊接电流1=500?550A，焊接电压U=30?32V，焊接速 度V=55米/小时。
4. 根据权利要求3所述的碗式磨煤机的堆焊型辊套的辊套堆焊层的分段堆焊方法，其 特征在于：用于所述第一堆焊段的焊丝采用高铬铸铁合金+马氏体合金的组合材料； 用于所述第二堆焊段的焊丝采用高铬铸铁合金材料； 用于所述第三堆焊段的焊丝采用高铬铸铁合金+马氏体合金的组合材料； 用于所述第四堆焊段的焊丝采用马氏体合金材料。
5. 根据权利要求3所述的碗式磨煤机的堆焊型辊套的辊套堆焊层的分段堆焊方法，其 特征在于：所述第三步的堆焊方法如下： 工序一，先堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚度；再堆焊第一堆焊段，焊二分之一厚度； 然后堆焊第三堆焊段，焊二分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊四分之一厚度； 工序二，先堆焊第一堆焊段，焊四分之一厚度；再堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚度； 然后堆焊第三堆焊段，焊四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊二分之一厚度； 工序三，先堆焊第二堆焊段余下的三分之一厚度；再堆焊第三堆焊段余下的四分之一 厚度；然后堆焊第一堆焊段余下的四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段余下的四分之一厚 度； 工序四，在第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段和第四堆焊段的外表面覆盖两层堆焊 层，使辊套母体外表面的辊套堆焊层符合规定的几何尺寸。
【文档编号】B02C15/00GK104043502SQ201310079070
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】叶志强, 浦跃奋, 沈光明, 李志强, 张国营 申请人:上海重型机器厂有限公司