回转窑轮带和托轮磨损的修复

1 存在的问题

水泥行业回转窑轮带和托轮材质的热工性较差，同时长期处于高温、重负荷下运行，加之工作环境较为恶劣，一般发生点蚀性腐蚀剥落较多或是疲劳性的严重损坏，修复十分困难。

(1) 点蚀剥落。轮带经常是由托辊托住，托辊和轮带接触即为产生很大的赫芝应力，这种应力是局部的高应力，轮带在此脉动应力的长期作用下，就会产生疲劳点蚀，点蚀扩大后，就会产生大面积剥落，笔者见过的襄樊新三利水泥有限公司剥落面积高达360×1200mm2之大。

(2) 剥落压溃。轮带的材料，一般均为碳素铸钢或35SiMn、42CrMnSi等材质，由于铸造的缺陷，造成轮带轴向硬度不均匀，组织不一致。在高的负荷下，轮带材质的组织结构疏松，硬度较低的地方就有压溃、卷边，压陷。另外，因铸造的缺陷，造成皮下空洞、大面积的疏松、砂眼等，亦会造成剥落和压痕。

(3) 断裂。轮带的径向或轴向断裂，径向整个完全断开，内圆弧发生变化，现场很难修复，轴向裂纹，没有完全裂开，可想办法修复。

2修复措施

武汉某公司研制了一种命名为 “FGM”的新材料，即弥散强化复合金属梯度功能的新材料，这是一组特种合金粉末系列，它具有易熔性、易与基材熔合，同时兼有耐磨、耐冲击、耐热、抗腐蚀等综合物理性能。粉末在基材表面被熔合后形成的合金，其金相组织以珠光体、马氏体、奥氏体及双向耐磨合金为主。熔敷粉末由固态向液态再转化为固态时，基材金属表面氧化物脱氧，并生成低熔点的硼硅酸盐类熔渣浮出，形成保护膜，使熔化的合金与被处理的固态基材金属达到冶金结合。在这一过程中，基材表面金属向熔融金属渗透并相互扩散，最后形成冶金渗透的合金层。在施工过程中，根据不同的基材材质及结合层、过渡层、工作层、加工层等不同的层面要求，选择相匹配的粉末进行熔敷。反复进行以上的熔敷过程，即可得到组织致密、具有优良的硬度、强度和韧性的结合层，使修复面达到耐磨耐蚀的特殊强化目的。

3 成功范例

1）、华新水泥股份有限公司黄石分公司有一旋窑轮带，其主要参数：外径Φ5.8m，轮带宽度500mm，ZG310-370，该轮带运行多年，因铸造和疲劳磨损，出现了大量点蚀剥落现象300×500mm2有6处，300×500mm2以下多处，深度一般在10-20mm，深的达20-40mm，由于轮带损坏面积大，而且不均匀分布，加之还有一些磨损和塌陷的面积，因此在运行中窑体振动，跳动较大，同时使托辊的磨损加剧，严重影响着生产。华新公司向外招标，现场修复轮带，我公司应聘招标，通过修复工艺的答辩，并以材料新颖、工艺独特、工期短、价格低廉而中标。2005年4月，我公司派人现场施工，采用“FGM-KM”新材料和经改换频率、扩大功率的办法，将ZX-500弧焊机向温度提升到10000℃，来熔融FGM-KM合金，将梯度功能材料交替用CO2来分别熔敷，改善金相组织结构，以达到双相改性的目的。不再出现铸钢件所具有的组织疏松、气孔、

夹渣、硬度不均等缺陷，历时10天，完成轮带的修复任务，运行至今，完好无损，获得了华新的好评，今年又增修2条轮带。

2） 湖北省京山新生水泥厂是一座新建年产50万吨的水泥生产厂家，该厂旋窑系1998年投产，有一条轮带外Φ5.7m，宽500mm，材质ZG350-550，出现大面积剥落，该曾请某焊接研究所为其现场修复，但用不到三个月就又全部脱落，我公司接受任务后，采用FGM-KM新材料，运用经自己改制的焊接设备，历时6天完成了修复任务，使用至今，效果很好。

3） 江西分宜涛红实业有限公司Φ2.5×42m的回转窑轮带3条及托辊6个，都进行了修复。轮带的材质为ZG45，宽380mm，厚度200mm，重6.3吨。托辊宽420mm，直径800，重1.7吨。修复后投入运行，效果很好，深受好评。

4） 京兰水泥有限公司的轮带三条，外Φ4290mm，宽650mm，材质ZG35SiMn，因铸造缺陷，产生了大量的点蚀剥落现象，遍及整条轮带。经采用FGM-KM新材料和经改换频率扩大功率的ZX-500硅整流弧焊机和CO2 气体保护焊机对不同的FGM-KM合金采用交替焊接法进行焊接，熔敷基体的合金，得到了梯度的熔融，彻底改变金属本身的材质，达到双相改性的目的，也就是说，将普通铸造件改变成低中合金材料，是完全切实可行的。修复厚度可高达1-100mm，目前国内先进技术是无法达到的，填补了一项空白。