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堆焊技术在冶金工程机械维修中的应用探讨

张绪亭 丁吉鹏 陈长青 赵若男 陈传盛 张行

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼钢厂

摘要: 堆焊技术本质上是一种对金属表面实施改良的一种技术方法,它的优点在于它的经济价值较高,所以在各个领域都得到了广泛的应用。机器在使用过程中,难免会发生一些问题,需要经常进行维修,良好的修理技术可以保证机器稳定运转,为企业创造更多的经济利益,因此,它的实际应用价值非常重要。在机械维护中,堆焊技术发挥了最大的作用。因此,对冶金设备检修中的堆焊工艺进行了较为详细的分析,希望能对冶金设备维护工作有一定的帮助。
关键词: 冶金机械设备;维修;堆焊技术;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157114
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前言:

面对日益增长的金属原材料的市场需求,我国的金属矿产资源开发力度不断加大,相关的冶炼企业也随之增多。与其它工业相比较,冶金行业的主要生产成本在于冶金设备的采购与维修。通常来说,不同的冶炼设备都是有联系的,如果一个设备发生了故障,或者不能使用,将会直接影响到最后的冶炼产品质量。但是,由于冶炼设备的费用比较高,所以在设备发生故障时,维修是第一选择。如何在现有的基础上,对机械设备进行有效的全面维修,已成为各城市的重要课题。针对这些问题,本文针对冶金机械设备的不同类型、特点,采用不同的堆焊技术,对其进行个性化地维护,并在实践中得到了验证。希望能在保证设备的使用寿命和最大的效益的前提下,对冶金企业的设备进行有效地控制。

1冶金机械设备损耗的原因

1.1受物料因素影响而出现腐蚀问题

鉴于冶金工业中主要采用酸性、碱性等原料,由于物料特性对设备的腐蚀,例如:原料为盐酸,对大多数冶金机械设备具有很强的腐蚀性,整体腐蚀速率高,缩短了设备寿命,使企业在此方面的投资成本不断加大,经济效益缺乏基础保障。

1.2维修养护工作不到位

有的冶金企业过分注重经济效益和进度,而忽略了设备的日常维护,没有健全的工作计划和监督体系,导致设备在使用阶段的腐蚀问题日益突出,从而缩短了设备的使用寿命。同时,由于我国的机械设备维护工作缺少专门的技术人员,工作方式比较单一、传统,不能适应冶金工业的创新发展需要,存在着各种隐患和风险,严重的还会引发安全事故。

1.3因电化学反应产生腐蚀问题

这是一种较为普遍的腐蚀现象,它的腐蚀程度比较严重,主要是由于应急装置的基体表面的电解质发生了电化学反应,从而造成了机械设备的表面腐蚀。若不及时发现并及时处理,则会导致腐蚀的范围越来越大,导致设备的性能受到严重的影响。

2堆焊技术分析

采用焊接设备,将具有特定性能的材料堆敷在材料表面的工艺,称之为堆焊。它是一种用于金属材料的表面修饰与修补的新技术。金属材料的表面处理,是为了在某些特定的工作条件下,例如高温、磨耗等,在金属表面涂覆一层合金保护膜,以保证其耐高温、耐磨损,从而延长其使用寿命[1]。金属材料的修整是利用堆焊技术来修复已磨损的零件。与喷涂、电镀等其它修补技术相比,堆焊技术具有成本低、适用范围广等优点。在堆焊工艺中,应根据工况选择合适的焊料,并将其与实际相结合,进行合理的分析,使其得到修补。在实际的设备维护和改造操作中,应注意以下几点:第一,堆焊材料的选择要依据基体材料的相关成分进行确定,尽量使其性能更接近于原始材料。第二,要考虑零件的工作环境。第三,在减少稀释度的前提下,选用堆焊工艺,尽量减少堆焊对其它机械性能的负面影响。

3堆焊技术在冶金工程机械维修中的应用

3.1铸辊修复中所应用的堆焊技术

连铸辊是连铸系统中的一个重要部件,它一般由耐热的珠光体材料制造。一般失效后,会出现表面开裂、环向开裂、磨损、弯曲等现象。根据钢铁企业的情况,以前对连铸辊的维护采用了埋弧焊接技术,可以保证连铸机的正常运转[2]。但也不能增加机械的使用寿命。这是由碳和其它合金组成的强化合金,在高温下容易开裂,或者说,它的耐热性很差。为了适应这种状况,需要选择具有良好耐热性和良好耐磨性的新型堆焊材料,并不断创新堆焊工艺,弥补现有工艺的缺陷,从而优化堆焊效果。从有关经验可知,将堆焊技术用于连铸辊,其机械装备的耐高温和耐磨性能得到显著提高。另外,采用该工艺可以减少铸辊的磨损,而且在使用早期不会出现裂纹。由此可以看出,堆焊技术在冶金机械设备维护方面的应用是十分有效的。

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图1堆焊后待加工的连铸辊

3.2叶轮叶片修复中应用的堆焊技术

在冶金行业,最常见的就是D700-13-II叶轮。该型式的叶轮一般由16 Mn钢材制成,主要起除尘作用。采用此种材质制造的叶轮,在使用中容易出现叶片腐蚀、磨损等问题[3]。这种材料的叶轮,在使用了三四千个小时之后,就会因为腐蚀或者磨损而报废。为了有效地提高叶轮的使用寿命,必须进行堆焊维修。在进行堆焊修补时,需要采用 EDACr型焊条。这种焊条具有高硬度和高耐磨性能。经实践检验,发现使用该电极时,该焊条能有效地与基材进行有效地粘接,且硬度高、耐磨、抗氧化性能好。

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图2堆焊修复后的叶轮

3.3其他部件中应用的堆焊技术

激光堆焊是一种较为先进的堆焊工艺,它具有精确的热量输入和使用效果,并且具有很高的使用效率。激光堆焊是一种典型的干、无接触堆焊工艺,它与当前冶金机械工业的发展趋势相吻合。激光堆焊是一种较为理想的焊接工艺,经实际应用表明,采用激光堆焊后的设备,其硬度可达65 HRC以上,工作辊的使用寿命也得到了提高,并且成本低廉,具有显著的经济效益。

结束语

设备的稳定运行是保证炼钢厂、高产的基础和先决条件。随着炼钢企业生产活动自动化水平的不断提高,其对设备的稳定性要求也越来越高,设备的维护费用也逐渐增加。为了降低生产成本,企业在使用堆焊技术进行设备维修时,必须根据现场的具体情况,科学地分析和选择材料与设备。通过对设备的科学检测及维修,达到节约成本、提高效益的目的,从而促进企业实现可持续发展。

参考文献:

[1]靖吉祥,李建军. 堆焊技术在冶金工程机械维修中的应用探讨[J]. 装备制造技术,2022(6):275-277.

[2]孙水江. 浅谈堆焊技术在国内石化、冶金行业机械设备维修中的应用[J]. 中国科技纵横,2015(20):63.

[3]胡邦喜,莽克伦,王静洁,等. 堆焊技术在国内石化、冶金行业机械设备维修中的应用[J]. 中国表面工程,2006,19(3):4-8.