引言

某公司2500t/d熟料生產線于2010年5月投產。該線煤磨系統選用立式磨共兩只磨輥。形狀為輪胎形，投產初期配套的輥套及磨盤襯板材質為高鉻鑄鐵，投產后使用不足6個月就因輥套及襯板嚴重磨損，無法修復而報廢。后借鑒其他單位使用經驗采用復合輥，單次堆焊使用壽命在3000h左右。為滿足生產需要，日常運行時必須訂購一套輥套和磨盤襯板作為備用，輪流更換和頻繁堆焊才能滿足生產需要。由于輥套磨損快，磨盤襯板磨損相對較慢，使用到后期受輥套磨損影響，磨機產量降低、細度難于控制，給生產組織和設備管理造成較大影響。為解決上述問題，該公司根據陶瓷輥在水泥行業的使用情況，結合實際多方論證，決定將煤磨輥套和磨盤襯板更換為復合陶瓷材質。本文對復合陶瓷輥在煤粉立磨上的應用情況進行總結。

公司煤磨系統技術參數見表1。

表1 煤磨系統主要參數

磨機投用之初采用原裝的高鉻鑄鐵輥，因堆焊困難，2010年底使用壽命到期后更換為復合堆焊輥。更換后磨輥磨損過快問題并未得到徹底解決。

(1)磨輥使用壽命短。單面使用2000h需翻面，整套磨輥及磨盤襯板的使用壽命在3000h以內，煤磨輥套、襯板每年翻面及更換檢修的次數在3～4次，頻繁進行配件采購和設備檢修，窯系統無法連續穩定運行。磨輥磨損情況如圖1。

圖1 復合堆焊磨輥磨損情況

(2)輥套和磨盤襯板磨損后期(新輥使用1個半月或翻面后1個月)研磨能力降低，磨機產量及細度合格率降低，影響水泥窯的穩定煅燒。

(3)輥套和磨盤襯板磨損后系統排渣量增加，為確保窯系統煅燒所用煤粉用量，只能被迫放寬煤粉質量指標來保證產量，加大系統拉風，造成惡性循環，導致輥套、密封架等部件磨損加劇。

(4)由于輥套和磨盤襯板頻繁堆焊，致使焊接性能降低，使用壽命縮短，平均每兩年需采購一副新輥套和磨盤襯板。輥套和磨盤襯板堆焊、更換以及采購等各項費用每年約在30萬元左右。

(5)堆焊后的輥套、襯板易發生局部脫落、開裂、破損等問題，運行風險較大。

為解決上述問題，公司根據復合陶瓷輥在水泥行業的使用情況，結合公司實際多方論證，決定將煤磨輥套和磨盤襯板更換為復合陶瓷材質。

復合陶瓷磨輥與襯板技術是將陶瓷材料的耐磨性和鑄造合金的機械性能有機地結合起來，陶瓷呈蜂窩狀骨架，使整個結構在運行期間具有足夠的抗磨、抗破損強度，研磨面積增大。通常原煤中所含二氧化硅的硬度為1800～1900HV，目前所使用的絕大多數高鉻鑄鐵和堆焊材料的硬度為700HV左右，而金屬陶瓷顆粒的硬度為2100HV，是高鉻鑄鐵和堆焊材料硬度的三倍(見圖2)，既有陶瓷的高耐磨性能，同時又具備了高鉻材料的機械性能，不易碎裂、剝落。

圖2 不同材質硬度對比

因復合陶瓷磨輥與襯板所用材料以及特殊的設計，可根據原有磨損曲線做針對性的優化設計(增加主工作區的耐磨層厚度)，使其使用壽命延長。同時工作面的磨損曲線可以在使用期內始終保持相對平滑，不易產生高鉻鑄鐵或堆焊材料磨損后期所出現的波紋、凹槽、犁溝等現象，充分保證了磨輥和磨盤襯板在使用期內具有足夠的研磨面積，從而保證了煤磨的做功效率和正常運行，可解決原有材質磨損后期所造成的煤磨做功效率下降、振動增大、排渣量增大、單耗增大等問題。

根據生產運行實際，2016年9月，公司利用停產中修時間將煤磨輥套和磨盤襯板更換為復合陶瓷材質，截止2018年12月更換新陶瓷輥套及襯板時，累計使用時間達到14000h，使用效果較好。

(1)輥套及磨盤襯板使用壽命大大提高，由使用普通高鉻材料和復合堆焊材料時的3000h提高至14000h以上(如輥套局部未磨損壽命可達18000h以上)，節省了大量的人力、檢修和配件費用。

(2)磨機產量穩定，煤粉細度容易控制。使用周期內磨機產量可穩定在24t/h左右，運行后期產量略有降低(23.5t/h)，產量和系統操作基本穩定。

(3)煤磨粉磨效率提高，排渣量降低50％以上。

(4)煤磨排風機拉風量降低，減少了磨機系統相關部件的磨損。

(5)磨機振動降低，設備運行穩定，運行周期內沒有因磨輥和磨盤襯板脫落掉塊問題發生而導致停窯，設備可靠性大幅提升。公司煤磨使用復合陶瓷輥后，磨機產量穩定并略有提升，設備維修費用大幅降低，取得了良好的經濟效益，經濟指標對比見表2。

表2 煤磨使用復合陶瓷輥后的經濟指標

通過兩年多的使用，復合陶瓷輥優勢明顯，值得推廣。由于在設計時對原煤性能掌握不夠，為節省制造成本，輥套耐磨層中間部位采用高鉻鑄鐵，使用1年后中部出現局部磨損，影響使用壽命。若輥套耐磨層全部采用復合陶瓷，壽命可達3年以上。

作者：楊國春，羅兆新

來源：《夏河祁連山安多水泥有限公司》

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