回轉窯筒體開裂的修復

王宗璞

回轉窯筒體開裂的修復

王宗璞

回轉窯是水泥廠的關鍵設備，筒體又是回轉窯的關鍵部件，筒體開裂的原因很復雜，且受多方面因素影響。文章通過分析筒體開裂原因，制定和實施修復方案，并采取一定的措施，確保修復后的筒體焊縫質量，防止裂紋擴展，保證回轉窯的正常運行。

筒體；開裂；修復

我公司2 500t/d熟料水泥生產線于2006年2月投產，回轉窯年實際產能均在設計生產能力的110%～115%。2013年年終大修停產冷窯后，發現在窯長度居中（距窯頭窯尾約30 000mm處）的燒成帶與過渡帶交匯區2號輪帶處，筒體加厚段往窯尾方向軸向排列有三道環向裂縫和若干道磨蝕溝。我公司分析了原因，制定了修復方案并實施，經過兩年多的運轉證實，修復方案合理可行，措施得當，保證了回轉窯的正常運轉。

1　大窯筒體裂縫及磨蝕情況

1.1開裂及磨蝕區域

我公司回轉窯規格為?4m×60m，筒體鋼板材質為Q235-B，鋼板厚度為22～60mm，其開裂及磨蝕區域如圖1、圖2所示。

圖1　開裂及磨蝕區域示意圖

1.2開裂磨蝕情況

（1）2號輪帶處的輪帶下筒體鋼板（厚度80mm）與過渡段筒體鋼板（厚度60mm）焊縫環向開裂，從內壁向外延伸，沿圓周方向長度1 460～1 500mm，厚度方向局部已裂透至筒體外表面，裂縫寬1～1.5mm（圖3）。

圖2?。ˋ部放大剖面）開裂及磨蝕區示意圖

圖3　裂縫現狀

焊縫向窯尾方向200mm（正好是一塊耐火磚長度）處環向開裂，從內壁向外延伸，沿圓周方向長度600～650mm，局部已裂透至筒體外表面，裂縫寬0.5～1.2mm（圖4）。

焊縫向窯尾方向約400mm（正好是兩塊耐火磚長度）處環向開裂，從內壁向外延伸，沿圓周方向長度1 300mm左右，局部已裂透至筒體外表面，裂縫寬1～1.5mm（圖5）。

（2）焊縫向窯尾方向約600mm軸向排列3道間隔200mm（正好是一塊耐火磚長度）磨蝕溝，寬15～18mm，深3mm左右（圖6）。

圖4　裂縫現狀

圖5　裂縫現狀

圖6　磨蝕溝現狀

2　開裂磨蝕原因分析

導致回轉窯筒體焊縫開裂的因素比較多，常見的原因有：窯體振動、紅窯燒損、某擋托輪頂力過大等等。我公司窯筒體開裂和磨蝕溝均在耐火磚縫處，我們分析認為，窯焊縫及筒體開裂原因主要有以下幾種：

（1）窯皮掛得不均勻及局部窯皮脫落引起筒體在轉動過程中產生階段性振動。

（2）耐火磚的燒損引起窯筒體溫度偏高，鋼板蠕變降低強度及出現紅窯造成筒體燒損。

（3）熟料燒制過程中產生的有害氣體的侵蝕。

（4）運行狀態下的熱態和降溫停窯情況下的冷態導致筒體和耐火磚產生不同步熱脹冷縮形變，耐火磚縫形成細微裂隙，生產過程中產生的飛砂在壓力的作用下進入耐火磚與筒體貼面，由于耐火磚和筒體熱脹冷縮產生位移，對窯筒體產生磨蝕。

（5）筒體彎曲變形在托輪頂力的作用下引起該區域筒體外表受壓、內圓受拉，在局部產生的循環應力作用下，筒體磨蝕變薄部位由內向外逐漸開裂等。

3　開裂部位修復

筒體開裂的焊接修復按先內側后外側的順序進行。

3.1焊接的準備

（1）二氧化碳氣體保護焊選擇ER50-6型號焊絲，手工電弧焊選用J507牌號焊條，焊條需350℃烘干1h。

（2）清理裂縫、除銹、加溫。

（3）加工坡口。在焊縫兩側各150mm的寬度內加熱至150℃。先從筒體內側壁用碳弧氣刨將裂縫刨挖1/2板厚，將缺陷刨挖干凈，刨成“U”型坡口。在刨挖時，控制氣刨電流在450～550A之間，將坡口清理干凈，不得有鐵銹、油污、氧化物等。

3.2焊接操作

（1）先從筒體內側壁電弧焊接，電弧長度為2～3mm。

（2）刨一段焊一段，每一段長度約為500～600mm，分段進行氣刨和坡口焊接，并采用對接多層、多邊的方法進行焊接。

（3）每層焊縫焊完后，及時將藥皮清除干凈，防止夾渣。

（4）層焊正反方向交替進行。層焊每段接頭層層搭接，最上面一層用粗焊條連續焊接，以清除接頭，使各層焊料之間結合牢固。

然后從筒體外側將焊縫裂紋清除干凈，從裂紋中心沿環向兩側刨挖，裂透處應刨到內側焊縫，并呈“U”型坡口，施焊方法同內側。

3.3要求

（1）筒體內外側壁焊縫表面應平整、不得有咬邊等缺陷，內側焊縫余高不得高于母材，外側焊縫形成圓弧過渡到母材。

（2）焊接完畢以后，清理焊渣及飛濺物，不得有裂紋、未熔合、未焊透及表面缺陷。

（3）用保溫材料覆蓋于焊縫表面，保溫24h。

（4）對焊縫進行探傷檢測，同時用探傷儀檢查窯筒體內部是否還有隱藏的焊縫開裂。

（5）個別部位打磨處理，使焊縫與筒體表面形成一個完整的曲面。

4　綜合措施防開裂

筒體開裂修復完畢后，還須進一步檢查分析造成回轉窯筒體焊縫開裂原因，并針對相關原因，采取調整大窯筒體中心線同軸度、加固筒體、調整托輪底座位置、合理調整托輪頂力等措施。同時操作上要穩定，盡量減少停開窯次數，避免筒體頻繁熱脹冷縮，降低回轉窯筒體溫度，徹底消除大窯筒體焊縫二次開裂的不利因素。

5　修復效果

我公司?4m×60m回轉窯筒體焊縫開裂修復后，從2013年終大修到2015年年終大修，保持連續穩定運轉兩年多時間，為企業創造了較好的經濟效益。

The Repair of Kiln Shell's Crack

TQ172.622.29

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1001-6171（2016）04-0072-02

通訊地址：博愛金隅水泥有限公司，河南焦作454461；2016-05-24；編輯：趙蓮