回轉窯輪帶完全斷裂成功修復與經驗

黃金仁

(廣西魚峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008)

回轉窯輪帶完全斷裂成功修復與經驗

黃金仁

(廣西魚峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008)

回轉窯輪帶完全斷裂不僅影響水泥生產，而且修復難度也相當。文章通過深入研究輪帶斷裂修復施工方案，并在施工過程中嚴格監督和周密控制施工工序，并在熱處理方面反復推敲，使輪帶修復得以順利完成。

回轉窯；輪帶；斷裂；修復；熱處理

（一）輪帶概況

2號窯輪帶為鑄造件，規格為 D5540mm×d4780mm×B850mm，輪帶厚度H=（D-d）/2=380mm，材質為Mat323（FLS公司標準），重量41100kg，材質化學成分為：0.23%C、1.45%Mn、0.39%Si、0.006%S、0.008%P，輪帶工作表面硬度HB300，輪帶端面（非工作面）硬度 HB130，材質接近國內的 ZG25Mn2優質合金結構鋼，完全斷裂口截面形狀不規則，橫向、徑向斷紋呈斜曲折線復雜分布。

（二）輪帶修復施工方案

1.輪帶熱態斷裂裂縫開度達70～80mm，常溫下裂縫完全閉合，盤窯至使輪帶裂縫置于頂部，測量輪帶在裂縫完全閉合狀態下的原始數據，畫線確定原狀修復定位基準線；

2.用千斤頂將輪帶頂起致使輪帶脫離托輪支撐（以便撐開裂縫），用螺桿千斤頂撐開裂縫20～30 mm，以便刨開工作面U型坡口（外坡口）；

3.卸掉輪帶千斤頂支撐，恢復托輪支撐，用螺桿千斤頂復原輪帶原狀定位基準線弧長（即恢復第1步的原始數據），將窯盤動90°，致使輪帶裂縫從頂部移到側面9點鐘位置處，至此所有的修復工作將全部在此位置來完成；

4.在窯筒體內的輪帶兩側設兩組支撐米字架，以防整個修復過程對筒體圓度造成影響，以輪帶位置為中心在筒體上挖開一個950×400mm的天窗，卸掉與修復部位相干的輪帶墊板，以便從窯內天窗刨開輪帶內表面U型坡口；

5.輪帶兩側坡口走向均根據裂縫走向并行，坡口寬60mm，深190mm，斷口正面開坡口也是根據實際裂縫逐步往深度方向深入，坡口寬度（最寬面）盡量不超過100mm，但裂縫走向復雜也要根據實際裂縫來定；

6.坡口清理，在刨開內外兩 U型坡口的過程中，在裂縫斷面發現多處分叉裂縫小分支，是原始的鑄造缺欠殘留，正是輪帶在此處斷裂的原因所在，所以一定將這些裂縫分支清理干凈，也是本次修復根除隱患的關鍵；

7.坡口處理后的裂縫檢驗，超聲波探傷或著色探傷，確認輪帶沒有其他裂紋后再進行下一步施工；

8.焊前預熱：焊口兩側位置預留 300mm寬度，往兩側四周安裝電加熱板進行預熱，預熱溫度達175℃，并保溫2小時后才開始施焊；

9.焊接首選手工電弧焊，焊條選用J507，焊接技術參數

見表1：

表1

焊接采用單面焊雙面成形，焊接過程內外同時施焊，層間清理清渣，焊接厚度達一半時進行一次消氫（消氫溫度350℃）處理后再繼續施焊直至焊縫閉合，整個焊接過程保持恒溫（175℃）；焊后消除內應力處理，去應力處理溫度625℃；焊接過程的保溫控制和熱處理升溫和降溫速度均采用自動控溫電加熱器進行全程監控，恒溫誤差不超過5℃，升降溫速度不超過16℃/h。工件焊接過程及熱處理工藝圖如圖1：

圖1 工件焊接過程及熱處理工藝圖

說明：

①本工藝采用遠紅外電加熱器進行熱處理，溫度全程自動控制，升、降溫速度≤16℃/h，恒溫誤差≤5℃，工件厚度380mm，材質：25Mn2；

②焊前預熱175℃時恒溫2h后，才開始施焊；

③施焊過程工件溫度必須保持在175℃左右，當焊縫高度達一半焊量（約200mm）時，暫停焊接，做一次消氫處理（350℃），然后使溫度控溫降至預熱溫度后繼續施焊；

④當整個工件施焊完后，控溫升至 625℃進行去應力處理，焊后熱處理降至300℃以下不控溫，任工件自然冷卻；

⑤熱處理完畢后檢測工件焊縫硬度不大于HB187；

⑥中途停止施焊必須保持預熱溫度，如因加熱器故障降至常溫必須停止施焊，待做后熱處理（消氫）后方可繼續施焊。

（三）輪帶修復后技術檢驗和經驗

1.經過修復后超聲波探傷結果沒有發現任何焊接缺陷，坡口清理時干凈清除幾處開叉鑄造小裂紋徹底根除焊縫缺欠隱患，另外焊接溫度的嚴密控制保證焊縫的均勻成型；

2.焊后硬度檢驗結果：焊縫周圍母材硬度HB130，焊縫本體硬度HB125，硬度誤差只有4%，說明焊材和母材均勻過渡；

3.輪帶復原基準線弧長檢驗表明焊縫在環向收縮量只有2mm，焊縫主要收縮量在輪帶的厚度方向（輪帶徑向），原因是輪帶環向張力遠大于焊縫成型內應力，而且焊縫內應力在厚度方向有自由收縮空間，所以大型環形部件斷裂修復在環向不必預留焊縫收縮量。

TQ172

A

1008-1151(2011)06-0054-01

2011-03-11

黃金仁（1970－），男，廣西靖西人，廣西魚峰水泥股份有限公司機械維修部副經理，工程師，從事機械設計和設備維修技術管理。