前言

　　煤粉的制造是火力發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)的重要環(huán)節。60年代發(fā)展起來(lái)的中速碗式磨煤機以其高效節能、安全可靠等突出優(yōu)點(diǎn)正在逐漸取代傳統的鋼球磨煤機。目前國內已裝機運行和正在裝機中的中速磨煤機近300臺。主要有RP、HP、MPS、MBF等四種型號。由于國內電廠(chǎng)用煤種類(lèi)較多，雜質(zhì)偏高，可磨性較差，使中速磨煤機的重要工作件磨煤輥的耐磨壽命問(wèn)題成為其能否安全經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。

　　RP型中速碗式磨煤機是美國CE公司60年代在傳統的淺碗式磨煤機的基礎上發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)利產(chǎn)品。70年代，日本三菱公司引進(jìn)CE公司這一專(zhuān)利開(kāi)始制造RP碗式磨煤機，銷(xiāo)往中國和其他國家[1].這種磨煤機的特點(diǎn)之一是采用堆焊式磨煤輥由于這種磨煤輥可反復修復使用，具有較高的經(jīng)濟性。美國和日本均很重視發(fā)展其制造及修復技術(shù)，不斷從結構和耐磨材料兩方面來(lái)提高磨煤輥的壽命。在結構上，主要是通過(guò)增大耐磨材料的體積，發(fā)展大尺寸磨煤輥和改進(jìn)錐型磨煤輥為輪胎型磨煤輥兩種途徑來(lái)提高壽命。在材料方面，美國早期發(fā)展的標準NI-HARD用在磨煤輥上壽命僅4，000小時(shí)；70年代到80年代，日本三菱公司成功發(fā)展了高鉻高碳合金鑄鐵堆焊材料，把磨煤輥壽命提高到6，000小時(shí)，80年代美國又發(fā)展了一種新型耐磨堆焊材料，名為COMBUSTALLOY，使磨煤輥壽命進(jìn)一步提高[2]. 80年代我國也從CE公司引進(jìn)了這項技術(shù)，在上海重型機器廠(chǎng)建立了RP碗式磨煤機的生產(chǎn)能力，并使用上海司太立公司的STOODY103S和STOODY911S生產(chǎn)了預保護堆焊復合的磨煤輥，在國內得到推廣。隨著(zhù)技術(shù)的成熟，其使用壽命也逐步達到90年代的8，000小時(shí)（當煤中雜質(zhì)含量較少時(shí)），這就是國內目前有代表性的成熟產(chǎn)品。無(wú)錫哈德瑞焊接技術(shù)有限公司現從美國引進(jìn)H101和H901新一代磨煤輥明弧自保護堆焊焊絲，具有優(yōu)良的工藝性和使用性能。本文將介紹這兩種焊絲的性能及使用情況。

　　一、磨煤輥磨損機理

　　磨煤輥的磨損主要是煤對磨煤輥及磨盤(pán)形成的三體高應力磨料磨損。對磨料磨損而言，磨料硬度是一個(gè)重要指標。煤的莫氏硬度為1.0-3.75（相當Hv50-214），與其它礦物相比是較低的，但是煤中含有的其它雜質(zhì)，如粘土、方解石、石英和黃鐵礦等，它們硬度分別為Hv900-1200和1000.實(shí)踐表明，這些雜質(zhì)對磨煤輥磨損有著(zhù)重要的影響，如石英和黃鐵礦含量增加，被磨材料形成的磨溝增多并明顯變深變寬[3].因而不同的煤種對金屬的磨損程度不同，磨煤輥的壽命也就不同。

　　通過(guò)電鏡分析，看到磨煤輥表面的犁溝，見(jiàn)圖1（略）。載荷作用下煤在金屬表面產(chǎn)生犁溝，除部分成為切屑外，大多是把金屬推向兩側而形成脊隆，在接著(zhù)而來(lái)的煤粒作用下又把脊隆碾平。這種犁溝——碾平的反復進(jìn)行導致了裂紋的形成和擴展，最后以片狀磨屑形式斷裂脫落，見(jiàn)圖2（略）。無(wú)論是犁溝及脊隆的碾平和斷裂，還是溝底的塑性變形，其過(guò)程主要是屬于多次塑變的磨損機理。

　　貧煤中含有較多硬質(zhì)礦物雜質(zhì)，所以在在磨損表面產(chǎn)生塑性變形形成犁溝的同時(shí)，還有磨料對磨損表面的嚴重劃傷，定高度，硬質(zhì)顆粒劃過(guò)時(shí)不易出現明顯溝槽，受沖擊時(shí)無(wú)金屬塑變。它的磨損機理主要是碳化物質(zhì)點(diǎn)的破碎和剝落。因而碳化物相的硬度、尺寸、分布狀態(tài)（位向）以及它和萊氏體基體的結合強度都對磨煤輥磨損性能產(chǎn)生直接影響。如果碳化物垂直于磨損面呈條狀分布，則有利于耐磨性的提高。碳化物深埋于基體中，與基體有很好的結合強度，可以有效地抵抗磨料對基體的磨損而不易崩落。相反，如果碳化物為顆粒狀或其分布呈無(wú)序狀態(tài)，則在磨料作用下容易從基體中脫落而形成凹坑，使基體的磨損量增大，耐磨性下降。綜上所述，為了提高高鉻鑄鐵堆焊層的耐磨性，除了提高組織中基體硬度外，更要的是要通過(guò)適當的堆焊工藝來(lái)獲得最佳的碳化物硬度、尺寸、和分布狀態(tài)等。

　　二、試驗用焊絲成分及金相組織

　　1#、2#及H901三種焊絲堆焊層的金相組織。所有金相照片均取自堆焊道的正剖面，即與磨損面平行的平面。

　　三、堆焊層耐磨對比試驗

　　為相對比較各焊絲堆焊層的耐磨性能，請上海材料研究所對表1中四種焊絲的堆焊層按垂直于堆焊層平面作磨損試驗。

　　1.試驗條件設備：阿姆拉磨損試驗機材料：圓環(huán)材料：12CrNiA方塊試樣：四種堆焊層樣品（10mm×10mm×25mm）

　　負載：250牛頓試驗時(shí)間：30分鐘，干摩擦

　　2.試驗結果

　　以方塊試樣堆焊層的磨痕寬度來(lái)對比其相對耐磨性能，結果如下：

　　耐磨試驗結果表明，H101和H901明弧焊縫由于焊絲成分調整合理，冷卻條件優(yōu)越，所以比埋弧焊縫有更好的耐磨性能，其中尤其是H901堆焊層的耐磨性明顯高于其它堆焊層。

　　四、明弧堆焊和埋弧堆焊綜合對比

　　五、H901明弧自保護焊絲的推廣應用

　　H101和H901焊絲是無(wú)錫哈德瑞焊接技術(shù)有限公司今年剛從美國引進(jìn)的成分配方。其中H901焊絲是美國近年來(lái)在原先埋弧焊絲基礎上研究改進(jìn)的新產(chǎn)品，按其對比使用表明，H901所堆焊的磨煤輥使用壽命，可比埋弧堆焊產(chǎn)品提高50％，在美國已被用戶(hù)廣泛接受和采用，年消耗量在500噸以上。H901在國內的推廣應用仍處于起步階段，目前已在華東地區五家電廠(chǎng)的磨煤輥和磨煤機刮板上試用考核，其中三家已裝機使用，情況良好。但實(shí)際使用壽命尚待明年下半年才可能有完整的結論數據。我們期望通過(guò)該焊絲的推廣，將我國中速磨煤機磨輥的使用壽命提高到一個(gè)新的水平。