1、前  言
    燒結(jié)機(jī)機(jī)尾的單輥破碎機(jī)承擔(dān)著燒結(jié)礦破碎任務(wù)，其工作環(huán)境十分惡劣。單輥破碎機(jī)的齒冠與高溫高硬度的燒結(jié)礦作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，齒冠磨損十分嚴(yán)重，頻繁的停機(jī)檢修使生產(chǎn)受到很大影響。為了提高單輥破碎機(jī)齒冠的使用壽命，科研人員作了很多研究。前蘇聯(lián)科研人員就曾設(shè)計(jì)出一種慣性轉(zhuǎn)子破碎機(jī)，其使用壽命較以前有所提高，但提高的幅度不大。后來(lái)又有人設(shè)計(jì)出了一種水冷式單輥破碎機(jī)，但齒冠磨損過(guò)快的問(wèn)題仍未解決。提高單輥破碎機(jī)齒冠的使用壽命，有兩種可行的途徑：一是在單輥破碎機(jī)齒冠表面堆焊耐磨層；二是改變單輥破碎機(jī)齒冠的材質(zhì)。這兩種方法均受到了科研人員及各生產(chǎn)廠的廣泛重視。下面介紹幾種齒冠表面的堆焊材料及其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，也簡(jiǎn)單介紹由我們研制的一種新型的抗高溫耐磨Cr、Mn.W系鑄鐵。
2、采用堆焊法提高單輥破碎機(jī)齒冠的使用壽命
2.1馬鋼單輥破碎機(jī)齒冠的堆焊
    馬鋼三燒單輥破碎機(jī)星輪的材質(zhì)為ZG40Cr，內(nèi)徑∮1100 mm，外徑∮2300 mm。在未采取堆焊抗磨材料修復(fù)星輪以前，須每年更換一次，每臺(tái)的費(fèi)用為70萬(wàn)元。從1997年開(kāi)始，該廠采用了由湘潭大學(xué)科技產(chǎn)業(yè)公司特種焊條廠生產(chǎn)的高溫耐磨焊條（湘大Ⅱ號(hào)焊條），其化學(xué)成分見(jiàn)表1。
    這種焊條的堆焊工藝是：①使用前，將25015和湘大Ⅱ號(hào)堆焊焊條放在350℃的烤箱內(nèi)烘干保溫1小時(shí)；②去除星輪表面的銹斑和油污等雜質(zhì)，并清洗干凈；③先用25015焊條在星輪表面焊一層打底，然后再焊湘大Ⅱ號(hào)堆焊焊條，采用一層壓一層的方式，連續(xù)焊三層。焊完后不要敲掉藥皮，盡可能使堆焊層緩慢冷卻，避免堆焊層裂開(kāi)崩落，冬天氣溫低時(shí)須用石棉板覆蓋。堆焊后，單輥破碎機(jī)星輪的使用壽命達(dá)到一年左右，較以前有大幅度提高。
    經(jīng)掃描分析后發(fā)現(xiàn)，湘大Ⅱ號(hào)堆焊焊條的堆焊層為隱晶馬氏體+殘余奧氏體+骨架狀碳化物+顆粒狀碳化物組織，常溫時(shí)硬度為HRC63～66。
2.2寶鋼燒結(jié)廠單輥熱破碎機(jī)齒冠的堆焊修復(fù)
    寶鋼燒結(jié)廠的燒結(jié)礦破碎是分兩次進(jìn)行，即熱破碎和冷破碎，故破碎機(jī)也分熱破碎機(jī)和冷破碎機(jī)。為了延長(zhǎng)破碎機(jī)的使用壽命，他們采取的措施是：在熱破碎機(jī)齒冠（對(duì)燒結(jié)礦破碎起主要作用的工作面）上堆焊高鉻鑄鐵材料。這種高鉻鑄鐵材料的日本牌號(hào)為FKC -430;在破碎機(jī)兩側(cè)面及主軸上堆焊高碳中合金材料(其日本牌號(hào)為FHW - 850B)。據(jù)日本有關(guān)專(zhuān)利介紹，在工況條件相同的情況下，只采取堆焊抗磨材料的方法，棘輪的使用壽命只有45天；而采取堆焊抗磨材料與水冷式相結(jié)合的單輥破碎機(jī)，其使用壽命可長(zhǎng)達(dá)110天。
2.3廣鋼廠水冷單輥破碎機(jī)星輪齒冠的堆焊
    廣州鋼鐵廠乃1 100×1680 mm水冷式單輥破碎機(jī)曾先后采用過(guò)SFD-12堆焊焊條、507、502堆焊焊條和由西安交大研制的高碳中鉻系和中碳鎢鉬等耐熱耐磨堆焊焊條，其使用情況如下：
2.3.1  SFD-12堆焊焊條
    該焊條的主要化學(xué)成分如表2所示。
    堆焊這種焊條時(shí)，要求先將其在300～400℃預(yù)熱，焊后要求在400～500℃保溫緩冷。但在實(shí)際使用中還是會(huì)出現(xiàn)裂紋，而且在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)很難滿足以上施焊要求，故現(xiàn)已停用。
2.3.2  507堆焊焊條和502堆焊焊條
    507堆焊焊條在溫度不高（或常溫）的情況下有較好的耐磨性，但工作溫度較高（燒結(jié)礦溫度超過(guò)600℃）時(shí)，其耐磨性就不盡人意了，502堆焊焊條的使用效果更差。
2.3.3高碳中鉻系和中碳鎢鉬系堆焊焊條
    西安交大的高碳中鉻系和中碳鎢鉬系堆焊焊條是基于以下幾項(xiàng)要求研制的：①這兩種焊條均用于水冷式單輥破碎機(jī)的齒冠堆焊，工作溫度在200～300℃之間。②堆焊時(shí)不出現(xiàn)或少出現(xiàn)裂縫，熱硬性應(yīng)大于HRC55。③焊渣流動(dòng)性好，易清除。經(jīng)過(guò)試用，以上幾項(xiàng)要求均己滿足，取得了預(yù)期的效果。
2.4邯鋼一燒400m2燒結(jié)機(jī)單輥破碎機(jī)星輪堆焊
    邯鋼一燒400m2燒結(jié)機(jī)是1998年從盧森堡引進(jìn)的，由德國(guó)魯奇公司生產(chǎn)。該設(shè)備引進(jìn)時(shí)，燒結(jié)礦單輥破碎機(jī)的齒冠采取了堆焊抗磨層的方法抗磨，一燒也沿用了這種方法。先后在該破碎機(jī)星輪的齒冠上堆焊過(guò)山東日照生產(chǎn)的焊絲、寶鋼集團(tuán)與上海發(fā)電設(shè)備成套研究所共同研制的FB-1焊條、以及高爐料鐘焊條，使用情況如下：
2.4.1 FB -1焊條
    FB -1焊條的主要化學(xué)成分是：CN3%，Cr～25%，適量的V、Mo.W、Si等合金元素，其堆焊層硬度為HRC54～58。堆焊約80mm后使用壽命為1～2個(gè)月，這也是該廠試用過(guò)的堆焊焊條中效果最好的一種。
2.4.2高爐料鐘焊條及日照產(chǎn)焊絲山東日照生產(chǎn)的焊絲的化學(xué)成分見(jiàn)表3。
    用日照焊絲堆焊約80mm后，使用壽命不到10天，現(xiàn)已不再使用。采用高爐料鐘焊條堆焊約80 mm，其使用壽命也不到一個(gè)月。
3、新型抗高溫耐磨鉻錳鎢系鑄鐵
    經(jīng)過(guò)調(diào)查研究后，我們認(rèn)為單輥破碎機(jī)破碎燒結(jié)礦的磨損形式主要是鑿削式磨粒磨損，其特征是磨料以很大的沖擊力切入金屬表面，而且這種沖擊是高溫?zé)釠_擊。根據(jù)單輥破碎機(jī)星輪的磨損特征和工況條件，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種新型抗高溫耐磨鉻錳鎢系鑄鐵（研究過(guò)程從略）。經(jīng)測(cè)試，其性能指標(biāo)如下：在不超過(guò)400℃時(shí)，硬度HRC - 60，ak - 5J/cm2。2002年5月13日，我們用中頻感應(yīng)爐將這種鑄鐵熔化后澆鑄成300×80×80的耐磨塊，并用手工焊接到邯鋼一燒400 1T12燒結(jié)機(jī)單輥破碎機(jī)磨損最嚴(yán)重的齒冠上，到2002年7月14日測(cè)量時(shí)，該耐磨塊的厚度為75 mm。累計(jì)破碎燒結(jié)礦565 051.1 t，該耐磨塊的磨損量?jī)H為5 mm，較同等工作條件下同等厚度FB -1焊條堆焊層的壽命提高10倍左右。
4、結(jié)  論
    單輥破碎機(jī)齒冠的磨損問(wèn)題至今未得到很好地解決，其主要原因是它的工作條件十分惡劣。采用新型抗高溫耐磨鉻錳鎢系鑄鐵較以往堆焊抗磨材料的方法有明顯優(yōu)點(diǎn)：
    1)其壽命長(zhǎng)，減少了停機(jī)時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本。
    2)勞動(dòng)強(qiáng)度低，大大縮短了焊接時(shí)間。
    3)降低了成本，這種鑄鐵的價(jià)格還不到FB -1焊條的1/3。