1、前 言
烧结机机尾的单辊
破碎机承担着烧结矿破碎任务，其工作环境十分恶劣。单辊破碎机的齿冠与高温高硬度的烧结矿作相对运动，齿冠磨损十分严重，频繁的停机检修使生产受到很大影响。为了提高单辊破碎机齿冠的使用寿命，科研人员作了很多研究。前苏联科研人员就曾设计出一种惯性转子破碎机，其使用寿命较以前有所提高，但提高的幅度不大。后来又有人设计出了一种水冷式单辊破碎机，但齿冠磨损过快的问题仍未解决。提高单辊破碎机齿冠的使用寿命，有两种可行的途径：一是在单辊破碎机齿冠表面堆焊耐磨层；二是改变单辊破碎机齿冠的材质。这两种方法均受到了科研人员及各生产厂的广泛重视。下面介绍几种齿冠表面的堆焊材料及其在实际生产中的应用情况，也简单介绍由我们研制的一种新型的抗高温耐磨Cr、Mn.W系铸铁。
2、采用堆焊法提高单辊破碎机齿冠的使用寿命
2.1马钢单辊破碎机齿冠的堆焊
马钢三烧单辊破碎机星轮的材质为ZG40Cr，内径∮1100 mm，外径∮2300 mm。在未采取堆焊抗磨材料修复星轮以前，须每年更换一次，每台的费用为70万元。从1997年开始，该厂采用了由湘潭大学科技产业公司特种焊条厂生产的高温耐磨焊条（湘大Ⅱ号焊条），其化学成分见表1。
这种焊条的堆焊工艺是：①使用前，将25015和湘大Ⅱ号堆焊焊条放在350℃的烤箱内烘干保温1小时；②去除星轮表面的锈斑和油污等杂质，并清洗干净；③先用25015焊条在星轮表面焊一层打底，然后再焊湘大Ⅱ号堆焊焊条，采用一层压一层的方式，连续焊三层。焊完后不要敲掉药皮，尽可能使堆焊层缓慢冷却，避免堆焊层裂开崩落，冬天气温低时须用石棉板覆盖。堆焊后，单辊破碎机星轮的使用寿命达到一年左右，较以前有大幅度提高。
经扫描分析后发现，湘大Ⅱ号堆焊焊条的堆焊层为隐晶马氏体+残余奥氏体+骨架状碳化物+颗粒状碳化物组织，常温时硬度为HRC63～66。
2.2宝钢烧结厂单辊热破碎机齿冠的堆焊修复
宝钢烧结厂的烧结矿破碎是分两次进行，即热破碎和冷破碎，故破碎机也分热破碎机和冷破碎机。为了延长破碎机的使用寿命，他们采取的措施是：在热破碎机齿冠（对烧结矿破碎起主要作用的工作面）上堆焊高铬铸铁材料。这种高铬铸铁材料的日本牌号为FKC -430;在破碎机两侧面及主轴上堆焊高碳中合金材料(其日本牌号为FHW - 850B)。据日本有关专利介绍，在工况条件相同的情况下，只采取堆焊抗磨材料的方法，棘轮的使用寿命只有45天；而采取堆焊抗磨材料与水冷式相结合的单辊破碎机，其使用寿命可长达110天。
2.3广钢厂水冷单辊破碎机星轮齿冠的堆焊
广州钢铁厂乃1 100×1680 mm水冷式单辊破碎机曾先后采用过SFD-12堆焊焊条、507、502堆焊焊条和由西安交大研制的高碳中铬系和中碳钨钼等耐热耐磨堆焊焊条，其使用情况如下：
2.3.1 SFD-12堆焊焊条
该焊条的主要化学成分如表2所示。
堆焊这种焊条时，要求先将其在300～400℃预热，焊后要求在400～500℃保温缓冷。但在实际使用中还是会出现裂纹，而且在生产现场很难满足以上施焊要求，故现已停用。
2.3.2 507堆焊焊条和502堆焊焊条
507堆焊焊条在温度不高（或常温）的情况下有较好的耐磨性，但工作温度较高（烧结矿温度超过600℃）时，其耐磨性就不尽人意了，502堆焊焊条的使用效果更差。
2.3.3高碳中铬系和中碳钨钼系堆焊焊条
西安交大的高碳中铬系和中碳钨钼系堆焊焊条是基于以下几项要求研制的：①这两种焊条均用于水冷式单辊破碎机的齿冠堆焊，工作温度在200～300℃之间。②堆焊时不出现或少出现裂缝，热硬性应大于HRC55。③焊渣流动性好，易清除。经过试用，以上几项要求均己满足，取得了预期的效果。
2.4邯钢一烧400m2烧结机单辊破碎机星轮堆焊
邯钢一烧400m2烧结机是1998年从卢森堡引进的，由德国鲁奇公司生产。该设备引进时，烧结矿单辊破碎机的齿冠采取了堆焊抗磨层的方法抗磨，一烧也沿用了这种方法。先后在该破碎机星轮的齿冠上堆焊过山东日照生产的焊丝、宝钢集团与上海发电设备成套研究所共同研制的FB-1焊条、以及高炉料钟焊条，使用情况如下：
2.4.1 FB -1焊条
FB -1焊条的主要化学成分是：CN3%，Cr～25%，适量的V、Mo.W、Si等合金元素，其堆焊层硬度为HRC54～58。堆焊约80mm后使用寿命为1～2个月，这也是该厂试用过的堆焊焊条中效果最好的一种。
2.4.2高炉料钟焊条及日照产焊丝山东日照生产的焊丝的化学成分见表3。
用日照焊丝堆焊约80mm后，使用寿命不到10天，现已不再使用。采用高炉料钟焊条堆焊约80 mm，其使用寿命也不到一个月。
3、新型抗高温耐磨铬锰钨系铸铁
经过调查研究后，我们认为单辊破碎机破碎烧结矿的磨损形式主要是凿削式磨粒磨损，其特征是磨料以很大的冲击力切入金属表面，而且这种冲击是高温热冲击。根据单辊破碎机星轮的磨损特征和工况条件，我们设计出了一种新型抗高温耐磨铬锰钨系铸铁（研究过程从略）。经测试，其性能指标如下：在不超过400℃时，硬度HRC - 60，ak - 5J/cm2。2002年5月13日，我们用中频感应炉将这种铸铁熔化后浇铸成300×80×80的耐磨块，并用手工焊接到邯钢一烧400 1T12烧结机单辊破碎机磨损最严重的齿冠上，到2002年7月14日测量时，该耐磨块的厚度为75 mm。累计破碎烧结矿565 051.1 t，该耐磨块的磨损量仅为5 mm，较同等工作条件下同等厚度FB -1焊条堆焊层的寿命提高10倍左右。
4、结 论
单辊破碎机齿冠的磨损问题至今未得到很好地解决，其主要原因是它的工作条件十分恶劣。采用新型抗高温耐磨铬锰钨系铸铁较以往堆焊抗磨材料的方法有明显优点：
1)其寿命长，减少了�；奔�，降低了生产成本。
2)劳动强度低，大大缩短了焊接时间。
3)降低了成本，这种铸铁的价格还不到FB -1焊条的1/3。
