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回转窑 筒体断裂的原因和处理方法

发表日期: 2015-09-16 文章来源: 郑矿机器

回转窑 筒体断裂是很罕见的情形,但是一 旦发生就必须及时查找原因,解决问题,以免造成更大的损失。郑矿机器工程师认为,回转窑筒体断裂后,应将断 裂部分取样送专业机构或生产厂家,对筒体 断裂事故原因进一步作定量分析,包括断口分析、材料化学成分分析、力学性能测试、硬度的测试等;最终给 出详细的分析报告。

回转窑 筒体通常有以下几种情况:
1、处于轮 带下的筒体发生程度不同的颈缩现象,持续运 转就容易造成筒体断裂。
2、冷却机 与回转窑下料口交接处的筒体,容易发 生筒体断裂事故。

回转窑 筒体断裂通常有多种形态:
1、裂纹沿 筒体截面圆周长分布,并伴有筒体弯曲现象。
2、裂纹一 旦超出窑圆周长1/3以上,就有可 能产生筒体断裂事故。

回转窑 筒体断裂的原因分析:
1、整体强度低,在冷却 筒与窑下料口交接处筒体圆周上均布若干个多筒冷却机下料孔,使实有 铁板长度仅为圆周长的1/2左右,整体强度明显下降,故此处极易断裂。
2、回转窑 筒体在加工制造、运输安 装等过程中形成了沟痕,导致了微细裂纹,出现裂纹后,必然进行抢修。但在抢修过程中,如果焊 工焊接技术不过关,或焊接 填充金属选择不当,所焊部 位容易再次开裂并延伸扩大,导致筒 体断裂事故的发生。
3、高温状态下材质疲劳,筒体要 长期承受交变载荷作用和冷热变化,因生产 原因及非生产原因停窑时,都有可 能使筒体断面产生径向变形。对回转 窑的热工标定表明,筒体表 面温度常常高达300℃以上,在这种 高温工作环境下,尤其是冷热交替,极易导 致回转窑筒体钢板材质疲劳,刚度下降,进而断裂。

如果窑 筒体断裂源区位置断裂前存在有裂纹缺陷,经过补 焊但焊接质量不良,最初裂 纹沿补焊处两侧纵向开裂,向两端 扩展一定长度后分叉,逐渐在 重力的作用下转向环向扩展,直至筒 体断裂掉下窑台。窑筒体 属于在大尺寸缺陷基础上产生的低温脆性断裂,在材料 温度较低的条件下受到动载荷直接导致发生快速脆性断裂,在最终 发生低温断裂前,缺陷经历过腐蚀损伤、热焊损 伤和裂纹疲劳等扩展过程。

郑矿机器工程师指出,回转窑 筒体断裂的原因是先由回转窑筒体氧化腐蚀过大,筒体母材变薄,特别是轮带部位,垫板间隙小,冷却风吹不进去,轮带下 筒体得不到充分冷却,造成局 部高温氧化腐蚀。

 烟气中硫、磷的超 标加速了筒体母材的氧化,使其改变了热态脆裂、冷态脆裂的温度需求,简体母 材腐蚀减薄到一定程度时,在高温下就发生脆裂。由于当 天点火升温时窑体轮带处的裂纹位置正好在垂直向上的位置上,升温过 程中窑尾段节重力作用,加之温度较低,磷的超 标使钢材冷脆温度升高,造成裂纹向窑尾扩展,受窑尾 段节重力的影响迅速开裂,直至断裂。

回转窑 筒体断裂处理方法

对于断 裂情况不十分严重的回转窑筒体,可采用 焊接的方法加以抢修。

1、做好焊 接前的一切准备工作。 A.人员准备。挑选技 术精湛的焊工承担焊接任务,将人员分成三班。 B.材料准备。根据石 灰回转窑筒体即焊接母材的厚度和要求的焊缝宽度,考虑焊接条件、焊条品种规格等。如窑筒体为A3钢板,厚度δ 为46mm时,可选用7507结构钢焊条,采用Φ 4mm和Φ 5mm两种规格焊条等等。C.设施准备。如电焊机、砂轮机、超声波探伤仪、小锤、刨削器具等等。 D.在处理 前应将断裂严重处旋转至下方,并调整 窑体中心线基本保持一致。 E.焊接准备。如清除 裂隙内外表面的积灰、油灰、氧化皮等杂物,对筒体 断裂情况进行详细检查、探测;对焊条 进行预热和干燥处理;石灰回 转窑对筒体采用火焰预热法进行加温,使之达到应 有温度(A3钢板筒体,加温150℃,加温宽 度为焊缝两侧各100mm)等等。

2、焊接方法及注意事项。 A.采用碳 弧气刨法加工坡口(可减少 切割后残留在坡口内的氧化铁残渣,并使加工出来的 坡口整洁干净)。 B. 根据母材的厚度, 选择碳棒的直径。 如筒体厚度为46mm时, 可选用Φ 14mm碳棒。 C.在刨削时,将气刨 的电流极性反接,控制气刨电流为450~550A。 D.为防止 空气侵袭溶入而产生气孔和裂纹、砂眼等,焊接时 应力求短弧焊接,电弧长度为 2~3mm。 E.采用Φ 4mm焊条焊接时,电流可控制在170~210A;采用Φ 5mm焊条时,电 流可控制在220~260A。 F.刨一段、焊一段,每段长为500~600mm。即采用 分段方式进行碳弧气刨和回转 窑设备坡口焊接。G.采用对 接多层多边的方法进行焊接。 V形坡口角度可选60°左右。 每层焊缝厚度为4~ 5mm。在回转 窑每边焊缝焊完后,应及时将药皮清除掉,防止夹渣。层焊正反方向交替进 行如图1.15所示。层焊每 段接头层层搭接,最上面 一层用粗焊条连续焊,以清除接头, 使各层 焊料之间结合牢固。 H.在焊接时,要注意 对回转窑焊缝外观质量进行检测,确保焊 缝表面没有细气孔、没有夹 渣、没有弧 坑和裂纹等缺陷。 I.焊接完 毕经检测没有缺陷,质量合格时,回转窑 设备可用砂轮机将焊缝打磨平整,使焊 缝与筒 体面呈现一个完整曲面。

③为增强焊缝强度, 可在焊 好的焊缝上面铺设一层厚为30mm的钢板, 并将其与筒体焊接 在一起。

④将已拆 除的筒体内侧耐火砖重新铺好,即可开机。

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