大型水泥回轉窯輪帶表面網狀裂紋成因分析與焊接修復

侯欽玲 周永安

1 徐州巨龍機電工程有限公司（221168） 2 中國聯合水泥淮海運行區（221018）

大型水泥回轉窯輪帶表面網狀裂紋成因分析與焊接修復

侯欽玲1周永安2

1 徐州巨龍機電工程有限公司（221168） 2 中國聯合水泥淮海運行區（221018）

輪帶是水泥回轉窯的關鍵部件，輪帶能否正常運行直接影響整個水泥廠的生產。一般輪帶的體積巨大，重量在幾十噸到幾百噸，其制造成本大，安裝費用高，對輪帶進行有效保養不僅能促進輪帶正常運轉，還能延長輪帶的使用壽命，節省大量的資金，提高水泥廠的經濟效益。

大型水泥回轉窯；輪帶；網狀裂紋；焊接修復

大型水泥回轉窯的輪帶在安裝使用后，可能由于輪帶前期制作的質量問題、使用不當等原因,在表面出現網狀裂紋，嚴重時可能出現大塊剝落。輪帶是回轉窯的關鍵支撐部件，而回轉窯是水泥廠的核心部分，輪帶出現故障，甚至不能運轉，會導致水泥廠的生產鏈斷裂，造成重大經濟損失。購買輪帶的成本高，眾多水泥廠沒有后備輪帶，且輪帶更換難度大，技術要求高，費用昂貴，當輪帶出現裂紋時水泥廠往往選擇焊接來進行修復。對大型回轉窯輪帶的焊接修復對焊接工藝的要求很高,焊接方法、焊接的質量也影響著輪帶的使用壽命，不恰當的焊接可能會造成輪帶的損壞。

1 輪帶表面網狀裂紋產生的原因

1.1 鑄造缺陷

不同型號的輪帶使用的材料往往不同，有些鋼材的鑄造性較差，裂紋敏感度高，在鑄造的過程中容易產生氣孔、砂眼、內裂等問題，或者輪帶各部分材料的硬度不一致，部分存在非金屬雜質。這些問題都會造成輪帶在使用過程中出現裂紋、剝落,長久的不修護會造成輪帶使用壽命的縮短。輪帶鑄造的質量是影響輪帶使用的最根本因素，但輪帶本身體積大，重量大，鑄造難度大，只有不斷提高輪帶鑄造工藝和技術，才能為輪帶的安全、正常運行奠定基礎。

1.2 受力不均

水泥廠根據輪帶的型號采用三檔、四檔等不同支撐，輪帶在運轉過程中，各檔輪表面承受著不同的動載荷，各檔輪的疲勞壽命也不同。輪帶表面的硬度不均、性能不均，在運行時，表面的承受應力的能力不同，抗疲勞強度不同，高硬度區域表面承受的磨損高于其他區域，且容易產生裂紋。

1.3 運行環境惡劣

輪帶在運行時承受著窯體回轉產生的極不穩定的動載荷和交變荷載，輪帶的抗疲勞能力在交變應力下變得十分薄弱，遠低于在靜應力下的抗疲勞能力，當輪帶的某個部位承受的應力超過其抗疲勞能力時，則該部位容易產生裂紋。窯內熱工工況的不斷變化，窯體的不停回轉，輪帶處筒體和輪帶的溫度相差太大，輪帶與托輪的接觸面的大小等都會導致輪帶各部分應力不同，出現不同程度的裂紋。

1.4 托輪調整不當

窯體的上行與下行的調整主要靠托輪，在調整過程中需要保證輪帶的各檔輪下筒體中性線都在一條直線上，否則輪帶和托輪的接觸不平行，接觸面減小，輪帶承載的平均負荷變大，當超過輪帶的抗壓強度時會造成細微裂紋。

1.5 冷卻水滲入

為降低回轉窯托輪的溫度，往往采用水進行冷卻，托輪與輪帶接觸時表面的水和空氣容易進入輪帶的細微裂紋,在窯體回轉產生巨大荷載環境中，托輪與輪帶極易變形。將輪帶細微裂縫里的水和空氣封閉，高溫環境促使水和空氣迅速膨脹，產生強大壓力,促使細微裂紋在反復的碾壓下不斷擴展，裂紋的深度不斷增加，如果不及時修復裂紋，金屬材料就會剝落。

2 輪帶焊接修復

2.1 焊接前準備

回轉窯多是在露天場所，沒有遮攔，風沙、灰塵較大，不利于焊接工作。焊接前，需要先設置帳篷，以保證無塵的焊接環境。此外，要將輪帶的裂紋部分轉到上方，便于焊接工作。

2.2 焊條選擇

綜合考慮輪帶的材質，選擇最適合的焊條。針對不同深度的裂紋，選擇厚度不同的焊條，過渡層應選擇高強度材料，對剝脫部分的焊補可選用自硬化型不銹鋼材料。

2.3 焊接過程

首先，焊接時需要清理焊區,對裂紋進行磨削，將裂紋里的夾渣全部清理干凈，使用氧乙炔焰進行烘烤，以便清除裂縫周圍的污漬，用鋼絲刷、拋光機等進行多次清理和拋光，對坡口的角度和深度進行加工，降低焊補熱的負面影響。其次，采用冷焊工藝進行焊接，先進行打底焊接，再進行填充焊接。每次的焊接長度嚴格控制在3 cm以內,焊接完一處后立即錘擊焊道表面。焊接工具的電流也應控制在100～130 A，控制焊接局部溫度。最后，焊接完畢后需要對焊接表面進行打磨，當焊道表面比正常部位高出1～2 mm時要對表面再次進行錘擊，促使表面硬化，使用樣板將焊區修磨到標準要求范圍。

2.4 焊后檢驗

焊接修復完畢后需要對焊接質量進行嚴格檢驗，采用超聲波或表面著色的方式進行探傷，確保焊接沒有裂紋、沒有氣孔等缺陷，對焊接區的硬度進行檢驗,確保焊接區的硬度與其他正常部位一致。

3 結語

大型水泥回轉窯的輪帶由于輪帶表面成分不均，硬度不同，且在運行過程中受力不均，在高強度應力下，極易產生疲勞破壞，出現裂紋，甚至剝落。針對不同類型的輪帶，采取恰當的焊接工藝，突破焊接過程的技術難點,對輪帶進行高質量的焊接，能有效延長輪帶的使用壽命,有利于回轉窯正常運行。

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