庄惠祥
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摘要：再制造是机电产品资源循环利用的最佳途径之一，开展高技术含量、高附加值再制造，可有效提升产业发展质量，实现绿色增长。冶金设备具有新制品成本高和功能失效后剩余价值也高的特点，适合应用再制造技术节约原材料和部分加工成本，降低综合成本，提高设备制造企业和冶金生产企业的竞争力，实现行业高质量发展。
关键词：冶金设备；再制造技术；应用
1导言
再制造技术因能大幅降低其生产成本而成为该行业中越来越迫切的需求。通过再制造修复技术，其力学性能、使用寿命、可靠性等指标均可以得到修复，在节约成本的同时，也实现了资源的循环再利用，起到绿色环保的作用。在整个制造业发展过程中，再制造技术将成为重要趋势，未来有着十分广阔的市场前景。鉴于此，文章针对冶金设备再制造技术应用进行了分析，以供参考。
2再制造工艺技术简述
第一，更换零件。轴承、密封件、高强螺栓等具有高精度、高安全性或寿命周期较短的配套件，以及一次性填料、喷涂料等，再制造及修复时一般难以利用，需要更换新件。大型轴承、电机等产品可选择专业厂家再制造或修复。第二，重新组合。把零部件的易损部位设计成易拆卸和可重组装的结构，再制造及修复时，通过调向、换位等安装方式，把功能完好的部位换到易受损的位置或方向继续使用，对损坏部位简单处理甚至不作处理都不会影响整体性能。有些同型号的不同设备损坏的零部件各不相同，从不同设备中挑选相对完好的零部件，经过少量维修重新组合，可拼凑成功能完整的设备。第三，增材制造。筒体内壁、轴杆外圆、铜瓦、滑板等零件表面的磨损、超差、机体缺损等失效，可以利用焊接、堆焊、涂镀或专用工艺等增材方式恢复尺寸，必要时在增材前后进行加工，以提高与本体的结合性能，获得高精度尺寸和高质量外观。第四，互配制造。再制造实践中，经常遇到尺寸较大的零部件，配对工作磨损失效，但无法通过增材制造恢复性能。为了尽可能回收利用原件，可进行互配制造。选择价值较高的零部件，加工去除损伤层，恢复性能，再设计制作相关件，要加大实体尺寸以保证配对使用。当配对使用的零部件价值都较大时，则相关零部件都配作，即用一整套新坯料和一整套回收旧件，获得两整套具有新品性能的零部件。第五，先进技术改造对一些寿命周期较长的冶金设备在利用废旧设备进行再制造或修复时，其部分技术已更新换代，如原材料、操作理念、控制系统等。这时往往要在考虑配置匹配的情况下，进行改造升级。炼铁高炉炉顶装料设备的气密箱是高温重载设备，使用大型回转支承和特种减速机，再制造利用时，除对设备本体进行修配外，还对其进行智能润滑、在线监测、降噪减排等三项技术升级改造，受到了用户的欢迎。
3冶金设备再制造技术应用
3.1应用复合材料
由于冶金设备所受工作载荷大，在滑动表面和反复开闭的接触面会发生拉伤或磨损，但损伤层一般不深。在设计时，设备本体采用满足强度和刚性的主材，如优质碳素结构钢或高合金钢等，表面采用堆焊、激光熔覆焊等工艺使镍基碳化钨等高强耐磨材料结合在本体上，使其满足耐磨和冲击要求，然后切削或磨削加工达到表面质量要求。如大型滑动轴承的外壳在内孔镶铜套或堆焊、浇铸铜合金，再制造时将表面的损伤层加工或熔化去除，重新对表面镶焊和加工，恢复功能。炼铁高炉炉顶装料设备的罐体是带压作业，其进出料口为阀板阀座结构，工作时需频繁关闭受到冲击，且受多尘、腐蚀性气体冲刷，易磨损。将阀座设计为可拆卸结构，并在其密封面堆焊硬质合金，在一个检修周期时对其更换。再制造时，本体直接利用，只对密封面的堆焊层进行修复，实现阀座本体原材料的重复利用。
一些冶金设备由于工作面是内孔或其他周围空间不够大的形状，难以进行堆焊操作，损伤后也不适合用补焊来修复。这种情况往往在设计时对价值较高的零件在满足强度和尺寸要求的基础上采用加大本体尺寸预留富裕量的方法。
再制造时加工去除损伤层，把表面处理达到性能要求，本体仍能保证原设计强度，再配做价值较低的相关件。同时要统筹考虑使配做相关件的成本尽量低，以使效益最大化。
3.2设备主轴承再制造技术与过程控制
第一，在专业的转盘轴承生产厂家，对主轴承进行拆解。拆解过程中应注意清洁和防护，做好轴承拆解过程和关键零部件状态影像记录。清点轴承组成零部件数量，并妥善存放。第二，对主轴承套圈各滚道面、保持架引导面进行磨削，去除表面锈蚀、压坑等缺陷。轴承内圈b的主推滚道面极限磨削量暂定控制在0.25mm以内，过程中每磨削0.1mm，均需对滚道面硬度值进行检测，并检查几处锈蚀凹陷是否消除。磨削完成后，轴承内圈b的主推滚道面硬度应不低于HRC58，表面粗糙度Ra≤0.5μm。为了确保磨削后的滚道面没有出现表面裂纹，应对滚道面进行100%荧光磁粉探伤。如果磨削至锈蚀凹陷消除时，轴承内圈b的主推滚道面硬度低于HRC58，则应对滚道面实际硬度值进行检测并记录。相关责任方根据盾构机实际应用情况，考虑轴承内圈b的让步接收或者重新制作。主轴承其余滚道面和保持架引导面的磨削目的是为了消除表面的浅显锈蚀，因此极限磨削量暂定控制在0.1mm以内，过程中每磨削0.05mm，应检查滚道表面锈蚀是否消除。磨削完成后，主轴承各滚道面硬度应不低于HRC58，表面粗糙度Ra≤0.5μm。为了确保磨削后的滚道面没有出现表面裂纹，应对滚道面进行100%荧光磁粉探伤。第三，对副推力滚动体进行研磨，极限磨削量暂定控制在0.1mm以内，以去除其浅表锈蚀为目的。研磨完成后，副推力滚动体的硬度应不低于HRC58，整组副推力滚动体的外径分组差变动量应小于5μm，滚动体的表面粗糙度Ra≤0.25μm。整组副推力滚动体应进行100%荧光磁粉探伤，不允许出现表面裂纹。
3.3对称布置设备间相互调换
许多冶金设备是整体或部分对称布置并成组使用的，其零部件部分完全相同，部分形状呈几何对称。在设备检修时经常会发现，有些零部件虽然工作侧损坏了，但对称侧是完好的，如果安装到对称设备上，完好的一侧仍可正常使用。设计时在易损零部件上预留对称工作侧，成组修复或再制造时，就可直接或经简单改造后互相借用零部件以恢复设备性能，提高了废旧设备的回收利用率，也可为紧急抢修争取时间。
3.4运用激光熔覆再造技术
该技术是利用激光作为热源，通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，使基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。因金属粉末和基体被加热重熔，涂层与基体发生互熔，从而实现了冶金结合，因此熔覆层与基体的结合力远高于喷涂所形成的喷涂层。使用激光熔覆技术，不仅可以完成可再制造性零件尺寸恢复，还可以完成表面改性处理，提高零件表面耐磨性、耐蚀性和抗氧化性，延长零件使用寿命。由于激光熔覆过程中，热量只集中在很小的区域内，故工件本身升温很低，热变形较小。但是类似车床的机身构造使得激光熔覆灵活性差，故激光熔覆多用于可回转的零件，对异形件等施工不便，同时对过小且深的内孔激光熔覆也无法完成。目前，激光熔覆技术在国内已广泛应用于相关零部件的修复。
结束语
总之，再制造技术是绿色制造的重要组成部分，技术含量高，附加值更高，是制造业转型升级和高质量发展的有效手段。冶金设备制造企业和冶金生产企业应就此密切合作，积极培育和开发该领域市场，使该技术进一步产业化，共享绿色发展效益。同时，冶金设备再制造仍处于发展期，还有一些难题需要从业者关注和攻克。
参考文献：
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