立式辊磨和辊压机已成为水泥工业中的重要装备，在国内外得到了广泛应用，用于磨制煤粉、水泥生料、水泥矿渣粉和预碎熟料。立磨按粉磨物料的不同，可以分为煤磨、生料磨、水泥磨、矿渣磨、预碎磨等。我国4000t/d以上的水泥熟料生产线，生料磨基本上已全部采用立式辊磨（在2500t/d及以下的熟料生产线上，生料磨还较多采用球磨机或少量应用立磨），辊压机的应用就更为广泛了。
不论何种碾磨设备，不论研磨何种物料（水泥熟料、石灰石、粘土、瓷土、石膏、长石、重晶石及煤等），在使用中，由于物料的摩擦作用，特别是生料、水泥、熟料和矿渣等物料的硬度高、可磨性差，且物料常常含有一些硬杂质，如石英石、铁块等，对磨辊、磨盘、挤压辊等耐磨件的磨损相当严重。磨耗使得磨辊与磨盘或挤压辊对辊之间的间隙加大，设备运转效率下降，能耗不断提高，并最终可能导致设备停产检修。极端情况下，磨辊、磨盘运行时间仅1000多小时就失去碾磨能力，不仅不能保证物料的细度和出粉量，电耗也将成倍加大。
为解决磨损问题，提高设备运转率，最直接有效的方法就是选择不同材质的铸造耐磨件，或者通过各种工艺（如堆焊、喷涂等）来提高工件的耐磨性能。由此，硬面堆焊技术得到了长足的发展，成为对金属材料进行表面硬化的最为可行和经济的方法之一。现在我们针对硬面堆焊技术在中国水泥工业耐磨件应用实践中的一些问题作一探讨。
1 焊接方法和施工方式的选择
1.1 焊接方法的选择
焊接方法有很多，如气焊、手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊、明弧焊等。对于立磨磨辊、磨盘衬板、挤压辊辊体等回转体耐磨件以及耐磨板等平面状态的耐磨件，均可采用自动焊机堆焊的方法，包括埋弧堆焊和明弧堆焊。其它无法实现自动焊的耐磨件可采用焊条电弧焊、手工焊机补焊、半自动焊机堆焊。
那么这些堆焊方法该怎么选择呢？我们认为，应从工件的最终性能要求来考虑，例如，煤磨、立磨的磨辊/盘这类工件，它们要求高耐磨、低抗冲击性，工艺选择要从碳化物的数量和形态上来考虑；而辊压机挤压辊这类产品则要求高抗冲击、中低耐磨，工艺选择要考虑碳当量的概念，碳当量决定耐磨件本身的强度、韧性和抗冲击性。简单的说，辊压机挤压辊的堆焊要考虑预热和保温，要围绕碳当量做工艺，原则上要采用热焊，需要在一定的条件下进行焊接，焊接、保温温度都比较高。而立磨、煤磨的辊/盘要求有足够的耐磨性能，要考虑碳化物的形态，只考虑控制小的变形和快的冷却速度，采用冷焊就可以了。因此，埋弧焊更适合辊压机的堆焊，明弧自保护焊更适合立磨、煤磨的辊/盘的堆焊。只有针对不同的工件和场合综合考虑堆焊方式，才能兼顾不同的堆焊方法，得到所需要的性能。
1.2 施工方式的选择
目前的耐磨堆焊再制造方式包括离线堆焊和在线堆焊，离线堆焊发展较早，技术已经比较成熟，在线堆焊是我公司2000年在国内首先做起来的，并且获得了国家专利和国家创新基金支持。
1.2.1 在线堆焊再制造
立磨磨辊和盘瓦在线再制造是将堆焊机运到现场，在立磨磨辊/盘不拆除的情况下，使用药芯焊丝进行明弧堆焊再制造。因为不用拆卸磨辊和衬板，用户可在设备检修和设备停机的较短时间内进行堆焊再制造，满足即时检修的需要，最大程度缩短停工时间。
在线堆焊再制造具有如下明显优势：1）降低磨机检修成本；2）缩短设备检修停工时间，施工时间更灵活、更机动，适合处理紧急情况；3）降低设备拆卸带来的风险，施工更安全；4）尤其适合矿渣磨和分块式磨辊的堆焊，尤其适合大直径圆环形磨辊套的堆焊再制造。
最初的在线堆焊施工是2000年从电力系统的煤磨开始的。因为电厂一台机组至少有五到六台煤磨机，而停机检修时间只有10-15天，典型磨型如ZGM113系列磨煤机，一个机组六台煤磨共有18只磨辊、6套盘，若要在检修期间堆焊完，即使堆焊场地离工厂不是很远，加上拆装和运输时间，以一台设备堆焊一只辊子计算，共需要24台设备、10-14天完成施工，而在线堆焊施工却可以在10天内顺利达到同样的效果。
从2000年至今，嘉克公司一直在进行在线堆焊施工，到工程量最多的时候一共有28只队伍在外进行在线堆焊施工，每个施工队伍堆焊量都在5-10吨，能一次性堆焊完成电厂一个机组的全部磨机。水泥厂因为立磨的尺寸比较大，像ATOX50、MLS3626等大的辊套和磨盘堆焊量也都很大。
大量的实践证明了在线堆焊再制造是比较实用的，不仅能保证堆焊再制造后的质量和使用寿命，保证磨辊和磨盘的原有工作尺寸，而且大大提高了生产效率和出粉产量，降低了更换磨盘和磨辊所带来的人工成本增加、备件周期及不安全因素的影响。
有人认为在线焊质量可能有问题，我们经过上百个堆焊再制造的案例比较后认为，在线焊如果在装备上、工艺上真正达到要求，表面质量和耐磨性能和离线堆焊一样经得起足够的耐磨时间。
1.2.2 离线堆焊再制造
在线堆焊的成功实施并不能完全取代离线堆焊，这两种焊接方法同样重要。用户如拥有备件，可把磨辊/盘瓦拆卸下来运到堆焊生产基地进行堆焊再制造。
离线堆焊再制造具有下述优点：
1）堆焊再制造的磨辊/盘瓦尺寸不受限制，且各种形状的磨辊/盘瓦均可堆焊再制造；2）无论工作量多大，离线堆焊施工都不会影响停机时间，也不会造成任何附加损失；3）磨损后的磨辊、磨盘拆下来后可以详细检查母材是否存在裂纹等缺陷，施工品质可以得到保证。
离线堆焊风险虽小，但相对施工周期长，且存在拆卸、运输费用、安装费用，检修成本较高，同时堆焊后设备还存在安装及安装中的安全等问题。
1.2.3堆焊复合制造
堆焊复合制造是目前行业中采用较多的立磨磨辊/磨盘等耐磨件的制造方式，它是指采用低碳铸钢如ZG20SiMn、ZG25、ZG35等铸造基体，采用硬面堆焊作为耐磨保护层，通过在基材表面堆焊一定厚度的高硬度、抗磨损的耐磨层，由基体提供抵抗外力所需的强度、韧性和塑性等综合性能，由表面堆焊层提供满足指定工况需要的耐磨性能。此方法不仅解决了高铬、镍硬系列合金材料的高脆性、易开裂、可焊性差的问题，还大大提高了辊套及衬板的耐磨性能。
复合耐磨件在堆焊前其铸造基体应经严格的超声波探伤检测，确保基体不存在铸造缺陷，否则应先进行铸造缺陷的处理。同时应根据基材成份和成品耐磨性能要求，选择合理的堆焊材料作为打底层、过渡层和硬面层。目前中国常见的几种型号的生料磨都已开始采用此制造方案，如宇部50.4磨辊套，Polysius57/28磨辊、磨盘，MLS3626磨辊、磨盘，ATOX50磨辊、磨盘等。电厂的煤磨辊也有采用复合新品的趋势。
但这种耐磨件制造方法最大的风险就是耐磨层的剥落。所指剥落一是耐磨层与母材铸钢间的剥离；二是耐磨层之间的剥离。一般耐磨层越厚剥落的可能性越高，特殊结构的磨辊发生耐磨层剥落的风险也较大。要想降低剥落风险，在堆焊层厚度设计、铸造基体的结构设计、各层焊丝的选择、施工工艺和施工操作上都需要严格控制，必要时应作焊接工艺评定。总之，采取何种制造方式，关键取决于用户对耐磨件运转时间、堆焊时机、堆焊风险、产品产量、物料性能、耗电量、费用等的综合考虑。
