磨煤機(jī)研磨件國產(chǎn)化

李　波

摘要：由于購買進(jìn)口研磨件價(jià)格昂貴且周期長，既增加了維修成本也不利于磨煤機(jī)的維修保養(yǎng)。為了節(jié)約維修費(fèi)用，降低維修成本，必須走研磨件的國產(chǎn)化道路。通過對(duì)德國ZM42-56磨煤機(jī)研磨件的國產(chǎn)化實(shí)踐，比較國產(chǎn)和進(jìn)口研磨件的特點(diǎn)，分析國產(chǎn)研磨件存在的問題及改進(jìn)辦法。

關(guān)鍵詞：磨煤機(jī) 研磨件 國產(chǎn)化

0 引言

ZM42-56磨煤機(jī)是德國CPAG公司生產(chǎn)制造的E型中速磨煤機(jī)，其性能優(yōu)良，故障少，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，電耗低，制粉效率高。非常適合于直吹式制粉燃燒系統(tǒng)的小型熱電站鍋爐的配套使用。機(jī)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有上、下磨環(huán)。上、下磨環(huán)之間排列5個(gè)直徑600mm、壁厚120mm的空心磨球，如同一個(gè)巨大的沒有保持架的平面推力滾珠軸承。上、下磨環(huán)和磨球是磨煤機(jī)制粉的核心部件，稱為研磨件。上磨環(huán)保持架與地面液壓裝置之間沿機(jī)體圓周均勻布置三條牽引鋼絲繩的垂直拉接，磨煤機(jī)的研磨力靠液壓裝置壓緊上、下磨環(huán)和空心磨球，研磨力>4.0MPa。磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，下磨環(huán)由減速機(jī)帶動(dòng)水平轉(zhuǎn)動(dòng)，4L磨環(huán)不轉(zhuǎn)，磨球在上、下磨環(huán)之間的環(huán)型滾道中滾動(dòng)和自轉(zhuǎn)。公司熱電站共引進(jìn)了四臺(tái)ZM42-56磨煤機(jī)作為鍋爐制粉系統(tǒng)的核心設(shè)備，每臺(tái)鍋爐配兩臺(tái)磨煤機(jī)。四臺(tái)磨煤機(jī)于1996年安裝、調(diào)試，1997年滿負(fù)荷投入正常運(yùn)行。

1 磨煤機(jī)研磨件國產(chǎn)化的提出

設(shè)備在使用一定時(shí)間后，零部件出現(xiàn)磨損，需要更換。研磨件是磨煤機(jī)的核心部件，在磨損到一定程度后對(duì)設(shè)備的安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生了威脅，極易造成設(shè)備事故。由于購買進(jìn)口研磨件價(jià)格昂貴且周期長，既增加了維修成本也不利于磨煤機(jī)的維修保養(yǎng)。為了節(jié)約維修費(fèi)用，降低維修成本，必須走研磨件的國產(chǎn)化道路。

2 磨煤機(jī)研磨件的技術(shù)要求

磨煤機(jī)工作時(shí)研磨的材料是煤，這些煤雖然已經(jīng)過破碎、除鐵等前處理工序，但并不能把所有鐵等金屬雜質(zhì)完全除掉，煤破碎后仍有一定的粒度及存在石塊和煤研石等堅(jiān)硬的物質(zhì)，致使磨煤機(jī)工作時(shí)，存在上下方向的撞擊和振動(dòng)，研磨件則是撞擊、振動(dòng)的承受者。因此，要求研磨件必須有較好承受沖擊的能力和耐磨性。根據(jù)實(shí)際使用情況，對(duì)國產(chǎn)化后的研磨件提出了下列技術(shù)要求。

2.1 磨煤機(jī)研磨件的材質(zhì)要求 耐磨性能要好，應(yīng)能達(dá)到進(jìn)口研磨件設(shè)計(jì)的18000～20000h的使用壽命要求，且沖擊韌性好，工作中能夠承受強(qiáng)烈的沖擊而不會(huì)損裂，具有較好的吸震性，能吸收消化運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。

2.2 磨煤機(jī)研磨件的制造質(zhì)量要求 ①上、下磨環(huán)鑄件無夾砂、縮孔和裂紋，時(shí)效性好，無變形扭曲，各種裝配尺寸應(yīng)加工精確。②空心磨球鑄件無夾砂、縮孔和裂紋，橢圓度和球外徑偏差小，要求≤5mm。壁厚均勻，壁厚差≤10mm。

3 進(jìn)口研磨件和國產(chǎn)研磨件應(yīng)用比較及改進(jìn)意見

熱電廠自2001年初開始研究和使用國產(chǎn)研磨件。實(shí)踐證明，國產(chǎn)研磨件完全可以滿足使用和生產(chǎn)要求，研磨件的國產(chǎn)化工作是成功的，取得了令人滿意的效果和較好的經(jīng)濟(jì)效益。降低了進(jìn)口設(shè)備的維修費(fèi)用。進(jìn)口和國產(chǎn)研磨件的特點(diǎn)比較、分析如下。

3.1 磨煤機(jī)進(jìn)口研磨件 制造質(zhì)量好，磨球大小均勻，橢圓度誤差小。磨球表面圓滑，磨球的硬度比上、下磨環(huán)大，下磨環(huán)環(huán)型滾道使用后微起皺折，可以起到吸震、減震的作用，有效保護(hù)了下磨環(huán)底部的減速機(jī)。成套研磨件耐磨性、沖擊韌性較好，磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)和噪聲都較小，工作比較平穩(wěn)，使用壽命在18000h左右，更換周期為2年。但價(jià)格昂貴，是國產(chǎn)研磨件的2倍以上。

3.2 國產(chǎn)磨煤機(jī)研磨件 制造質(zhì)量差，磨球的表面不圓滑，橢圓度誤差較大、球外徑大小不均勻。研磨件存在夾砂、縮孔現(xiàn)象，硬度大，韌性小，磨煤機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲都較大。下磨環(huán)滾道越用越光滑，不能產(chǎn)生皺折，吸震和減震功能較差。個(gè)別下磨環(huán)在使用17000h后，開始出現(xiàn)脆性裂紋情況，裂縫寬度約1.5mm。個(gè)別磨球在澆鑄口處形成小平面，造成磨球在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大振動(dòng)，出現(xiàn)了爆球現(xiàn)象。但總體看，國產(chǎn)研磨件的價(jià)格比較便宜，不到進(jìn)口研磨件價(jià)格的二分之一，使用壽命也比進(jìn)口研磨件長，可以達(dá)到20000～23000h，更換周期為2.5～3年。

3.3 國產(chǎn)研磨件存在的問題與分析 國內(nèi)制造廠家根據(jù)用戶提出的研磨件使用性能及技術(shù)要求，選用材質(zhì)是以高鉻鑄鐵為主，添加其他適量的金屬元素配制而成。存在問題及分析：

3.3.1 造成磨球表面不圓滑，橢圓度誤差和球外徑偏差大，研磨件有夾砂、縮孔、韌性小的主要原因：所用金屬材質(zhì)硬度較高液態(tài)流動(dòng)性較差。在澆鑄時(shí)，金屬液體在型腔內(nèi)流動(dòng)速度緩慢、冷卻速度快而形成夾砂、縮孔，也影響到了鋼球表面的外觀質(zhì)量。

3.3.2 造成下磨環(huán)使用過程中產(chǎn)生裂紋的原因：①材質(zhì)脆性大，耐沖擊能力差。②使用一段時(shí)間后，下磨環(huán)的磨損達(dá)到了一定程度，強(qiáng)度降低，而磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊力主要承受在下磨環(huán)上，易產(chǎn)生脆裂。

3.3.3 空心磨球出現(xiàn)爆球現(xiàn)象的原因：①鋼球使用一段時(shí)間后壁厚磨損變薄，強(qiáng)度下降。②材質(zhì)脆性大，韌性小，耐沖擊能力差。③空心磨球的壁厚不均勻，從爆球斷面看，壁厚的偏差接近兩倍，同時(shí)發(fā)現(xiàn)斷面有夾砂和縮孔，從而大大降低了空心磨球的強(qiáng)度，這是爆球的主要原因。

3.3.4 振動(dòng)和噪聲大的原因主要是材料硬度大，韌性小，吸震、減震功能差。

3.4 國產(chǎn)磨煤機(jī)研磨件的改進(jìn)意見 針對(duì)存在的問題，與制造廠家在選材和鑄造技術(shù)方面進(jìn)行了溝通和探討：

3.4.1 要求制造廠家在材料配方上進(jìn)行改進(jìn)，使研磨件材料的機(jī)械性能得到改善。如：適當(dāng)增加鎳、鑰等成分，增強(qiáng)研磨件材料的耐沖擊韌性。上、下磨環(huán)的材料硬度要比空心磨球的材料硬度稍小，韌性要稍大。具有吸震和減震性能，有利于降低磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和噪聲及研磨件的損壞。

3.4.2 從爆球斷面壁厚偏差相差較大分析來看，主要是空心磨球在鑄造時(shí)，鑄模型芯不牢固，澆鑄過程中型芯移位，造成空心磨球壁厚偏差較大。建議制造廠家改進(jìn)空心磨球的鑄造工藝，保證空心磨球壁厚偏差要在規(guī)定的范圍之內(nèi)，減少設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中的爆球事故。

4 結(jié)束語

德國Z42-56磨煤機(jī)研磨件的國產(chǎn)化工作開展以來，經(jīng)過幾年的實(shí)踐，對(duì)使用中出現(xiàn)的問題，不斷地與制造廠家溝通、探討和研究，制造廠家對(duì)研磨件的材質(zhì)和制造工藝等問題也不斷地加以改進(jìn)和完善，研磨件的制造質(zhì)量在不斷地提高，機(jī)械性能得到了改善，存在的問題得到了較好的解決，使研磨件國產(chǎn)化的應(yīng)用技術(shù)日趨成熟。節(jié)約了大量的備件費(fèi)用，降低了維修成本，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。一套研磨件的進(jìn)口價(jià)和國產(chǎn)價(jià)分別是人民幣46.3萬元和21.4萬元，一套國產(chǎn)研磨件即可節(jié)約24.9萬元