回轉窯輪帶表面剝落掉塊的分析與修復方法

楊 飛

華潤水泥(鶴慶)有限公司 云南 大理 671500

1 原因分析

輪帶的維護與日常管理：輪帶維護與日常管理非常重要，如果維護不到位或者維護方法不正確都會造成輪帶一系列的問題，如輪帶表面剝落等，回轉窯在煅燒熟料過程中筒體溫度不穩定，導致溫度變化大，出現溫度時高時低的現象。胴體溫度高時發生熱傳導現象，胴體溫度會傳遞到輪帶，導致輪帶溫度跟著筒體溫度升高，并且支撐裝置(托輪組)也會受熱傳導現象的影響；輪帶溫度也會傳遞到托輪，導致托輪軸瓦溫度升高，從而使窯的正常運行受到影響。當托輪溫度升高、中控室收到報警信號后，現場崗位會及時采取措施降溫，一般會采用用壓縮空氣和用軸流風機吹風的方式進行降溫，或者采取用冷卻水噴淋的方法進行急冷降溫，但是采用水冷卻的方式風險較高，因此采用氣冷卻是最安全的，不會對回轉窯設備造成很大的影響；然而氣冷卻的速度卻沒有水冷卻的速度快，正是因為這個原因，我們平時遇到窯托輪溫度高報警的問題，首先考慮的就是如何快速使托輪溫度降低，所以就會用水冷卻的方法及時進行降溫、解決托輪溫度高的問題。我們一般會在托輪下方水槽注滿水然后將托輪泡到水中，或者將水淋到托軸進行冷卻，有時還會把水直接淋到托輪表面，甚至還會因為托輪溫度一直高就把水長年累月的淋在托輪表面，其不然這種幾種淋水降溫的方法是錯誤的也是造成輪帶剝落的主要原因。輪帶溫度高時會達到200℃以上，在這種高溫環境下輪帶遇水急冷后托輪與輪帶之間會產生異常的聲音，這種現象是由于輪帶與托輪兩個接觸面接觸時形成密閉的腔體，輪帶和托輪接觸面上的水受高溫影響后沸騰形成氣爆，腔體內壓力聚集形成一個高壓腔瞬間釋放出壓力的原因。然而輪帶與托輪反復接觸遇水急冷后，輪帶表面金屬晶體結構發生變化，表面金屬應力釋放逐步產生疲勞，金屬疲勞達到極限后晶體之間逐步產生裂紋形成間隙，水分子受外力的影響進入到裂紋間隙之間后反復擠壓形成密閉高壓氣囊，在經過輪帶與托輪長時間反復潰壓的情況下首先產生點蝕，另外水分子受到高壓的影響下滲透到輪帶鑄造缺陷產生的微小砂眼中，在砂眼中形成高壓囊，在高溫和高壓環境下微小砂眼不斷反復潰壓造成點蝕，這兩個條件同時導致輪帶表面產生點蝕后擴大出現剝落和 掉塊的原因之一，其二是在上輪帶表面金屬受水急冷后表面和內部溫差大，金屬膨脹系數不同，造成表面和內部發生應力等因素，最后導致輪帶表面剝落后逐步壓潰擴大，直至輪帶表面發生掉塊(圖1)。

2 焊接修復的方法

輪帶表面凹槽修復方法簡單，主要是冷焊工藝修復，修復方法如下介紹；

2.1 工具準備 首先根據輪帶剝落和掉塊面積來準備好足夠的焊條，焊條的選用取決于輪帶的材質，我廠φ4.0 嗎*62 m 回轉窯輪帶材質為ZG35Si Mn，焊條也采用熔敷金屬具有良好的抗裂性能性能的A302焊條，然后制作好弧形卡，在準備好保溫桶、直流焊機一臺、烤搶兩套、磨光機兩臺、平板磨光機一臺、炭弧氣刨一臺，鋼板尺、塞尺和常用工具等，

2.2 潰坑處理 工具準備好以后先將窯剝落位置盤至(窯頭看窯尾逆時針)右側0°，位置盤好后就開始對剝落位置進行氣刨，將潰坑邊緣起層和壓潰的位置均勻刨平，注邊緣刨至無裂紋，整體刨平整為止。在用磨光機將刨好的潰坑進行打磨，磨去刨痕上所有氧化鐵及殘渣直至出現金屬光澤為止，潰坑邊緣打磨出45°坡口。

2.3 焊接工藝 潰坑處理好后，將窯盤至(窯頭看窯尾逆時針)左側180°位置，再將輪帶周圍擋好帳篷防止焊接環境溫差變化大影響焊接應力變化產生開裂，焊接前焊條進行加熱烘干，烘干溫度200℃-250℃保持1小時左右保溫待用，加熱焊條的同時對輪帶潰坑邊緣200 mm 已外范圍進行烘烤加熱，注潰坑位置不能用烤槍加熱，待加熱至200℃左右就可以開始實施焊接修復，焊接過程中剝落潰坑區域位置保持溫度不低于200℃，采用一邊焊接一邊在輪帶兩側進行加熱保溫，焊接方法按照冷焊工藝直流反接橫焊。焊接過程中應控制電弧不能擺動，每層橫縫高度控制在5 mm 左右，每層間施焊應填滿弧坑均勻飽滿，每焊一層應用小錘或電鎬進行敲擊消除應力，每堆焊一道橫縫進行清除氧化皮，用鋼絲刷清除焊渣，檢查焊層之間有無夾渣，再進行第二層堆焊，如此操作依次進行直至堆平潰坑，在用弧形卡進行測量弧度標記好低點后在進行補焊，潰坑堆焊高度控制在輪帶表面高出3 mm 為最佳。焊接完后立即用保溫棉抱裹住輪帶保溫緩慢冷卻，防止產生裂紋。

2.4 表面處理 潰坑堆焊完后用磨光機進行打磨，打磨之前先用弧形卡找出高點，打好標記，將標記好的高點區域磨平，再用弧形卡和鋼板尺進行精找高點，在進行打磨，依次反復操作修出弧形面，在用平板磨光機4#砂帶對輪帶弧形面進行打磨，磨至整體無高點后，在弧形修復面上抹上紅丹粉盤窯碾壓輪帶，檢查輪帶表面出現的亮點用磨光機縱向找平，在用平板磨光機修好弧度即可，注意修復堆焊區弧形面要低于輪帶基面0.10 mm 不能高出輪帶基面，以防止輪帶與托輪接觸不良產生撞擊引起振動和壓潰，如有條件也可以在線車削輪帶復查修復面弧度，按輪帶基準面進行走刀不進給直至車削完后方可投入使用。

結束語

采用綜上方法對輪帶剝落能進行有效的修復，能避免輪帶潰坑反復潰壓擴大后造成輪帶與托輪撞擊產生回轉窯振動等故障發生，該修復實踐已在2020年2月21日運用在我廠一線φ4.0 mm*62 mm 回轉窯二擋輪帶修復上，修復后使用至今運行良好，希望同行借鑒采用，此方法能大幅度降低維修成本低，修復工藝即簡單易操作，在剝落初期采用此方法能提高輪帶使用壽命。