回轉窯筒體開裂的影響因素探討及性能分析

李裕明

（興業葵陽海螺水泥有限責任公司， 廣西 玉林 537800）

1 回轉窯易產生裂紋的部位及形式

目前，旋轉窯筒體殘存裂縫主要爆發在旋轉窯過渡區。一旦出現裂縫，特別是外形不守則的裂縫，很難修繕。如果處置不完全，很容易導致反復裂縫。整個裝置耗費熱能大，時間段長。由于長期采用之后筒體變薄、風速缺乏，產業之內許多木材產業都爆發了沖擊深刻的筒體脫落裝置事故。因此窯殼燒損小，形變大，需單向替換。通常而言，常見的裂縫有兩種，即橫向裂縫和周向裂縫。橫向裂縫通常發生在下缸支架和擋塊與汽缸間的焊縫座，而周向裂縫主要發生在車輪兩邊過渡缸的焊縫座。

2 回轉窯筒體產生裂紋的原因分析

回轉窯是一種多支承、牽引、高速的熱力設備。應力直觀，引發縫隙的原因很多，牽涉到設計師、生產、加裝、保障和監管。現在我們研究了縫隙的主要因素。

2.1 形成縱向裂紋的原因和性能分析

1.1 縱向裂紋形成的原因：

剩余的橫向裂縫爆發在下缸與墊板或擋塊的焊縫處，通常從外側、內側和旋轉軸伸延產生橫向裂縫甚至裂紋。主要因素下述：

1.1.1、首先，在設計師中殼板的寬度應盡可能薄。回轉窯建議縱向剛性和橫向彈性。如果板的寬度充足，則可以確保其縱向剛性。因此，在軸重和分割輪支承反活性力造成的交變應力和頻率形變的活性之下，外殼很容易使物料痙攣，在相對較難的焊熱影響區，即缸體與缸體或切割輪間產生裂縫。當支架寬度過薄或支架過寬時，支架越闊，升力越大，形變分散越大，板外側產生量測裂縫。一旦少于風速光速，就會發生裂縫。

1.1.2、在服務業領域，一些廠商為了渴望收益，在講究的根基之上選取廠商商品。板厚負差大，力學性能基準和危害成分濃度基準難以確保，難以確保旋轉窯在嚴峻自然環境之下的行駛性能。一些混凝土產業為了減少成本，不惜犧牲裝置體積，選取不具有回轉窯生產能力的機器廠制造回轉窯。因此，難以確保焊縫和材質的體積。裝置交付行駛之后，事故頻仍，傷亡極大。

1.1.3、在加裝領域，只注意窯的冷態精確度，而忽視了長期行駛時的熱態精確度。如果制造之中車輪、汽缸有所不同，則中心站最高點的下降也有所不同。因此，回轉窯行駛時，各車輪中心站不在一條線段之上，各車輪輪箍的形變發生變化，中心站高度難以下降；由于中心線的變動，輪箍整個長度的形變不均勻。側應力大，另側形變小。這些變動會造成形變少于設計師區域，甚至少于風速光速，造成焊縫熱影響區發生裂縫，另外，在加裝步驟之中，為了方便工程，將跳馬等粒子隨便焊在筒體之上，加裝之后不按建議分割采用時，不僅會損毀汽缸的風速，還會引發形變分散，造成汽缸脫落。

1.1.4、保障和維修。比如，一旦窯磚變冷，如果不研究因素，只卸載熱磚。裝載之后，很容易考量承托反活性力均勻原產在車輪煞車之上，且承托反作雙手分散在車輪煞車側。當它發送到汽缸時，會造成形變過載并引發裂縫。一些產業在琉璃瓦冷卻監管之中，沒有考量窯況，也沒有對大瓦展開研究，造成窯長時間段不能穩定行駛。這就是一些窯爐能耗低、易于脫落的因素。有的機構對車輪空隙注重夠。如果車輪空隙過大，如果不立即變更墊板寬度，車輪對汽缸的修補活性會相對增強，汽缸與車輪的認識總面積和接觸角會相對減小，汽缸的橢圓度會減小，形變減小。另外，如果汽缸加熱方法失當，即汽缸濃度較高時，無論汽缸濃度和輪子與繩子間的空隙是多少，換言之，在烈風或點火的情形之下，汽缸濃度都會急劇下降，汽缸與繩子間的氣溫也會變大兩邊母材非常小。因此，汽缸地表的形變會成倍減少，導致很小的損害。另外，為確保筒體體積，窯頂焊縫容易脫落，車輪下筒體形變急劇減小，擋塊與筒體間的焊縫發生裂縫。

2.2 環向裂紋形成的原因及性能分析

2.2.1、裂縫產生的因素是下環的寬度是筒體寬度的2倍超過。如果下缸與中缸間過渡缸的寬度選取失當，惰輪的支承力通過車輪繩子傳送到汽缸之上，使汽缸的形變平穩地傳送到正常缸之上，這使形變難以蔓延，形變分散不可避免。由于焊縫的風速低于母材，因此會造成裂縫。

2.2、厚板與鉆孔間的過渡性坡道不應大于 1:5。搖枕反力使筒體形變難以實現平穩過渡性，不可避免地造成形變分散；三是沖擊焊體積。一些產業準確地相信，焊縫越粗，焊縫豬肉越少，焊縫越高，焊縫越穩固。但焊縫剛性越高，對母材的沖擊越大，形變分散越大，產生裂縫的困難度越小。焊縫之中還適用夾渣、微裂紋、未焊透、咬邊等缺失，這些缺失也是形變分散的成分和裂縫產生的關鍵因素。

2.2.3、大齒圈彈簧板與筒體焊縫處產生裂紋的原因

大齒圈彈簧板與旋轉窯筒體焊縫易于造成環向裂縫。主要有三個因素。首先，大齒圈所在地的汽缸過厚，彈簧板過厚，造成汽缸剛度小，彈簧板剛性大。因此，彈簧板吸取裝置行駛步驟之中形變排泄的形變，而汽缸通過形變吸取形變，如大齒輪與小齒輪嚙合造成的徑向力、缸溫升和彈簧板造成的傳輸形變，隨著時間段的流逝，處在實習狀況，其次是焊冷影響區。加裝尺寸車輪時，頂隙過大，頂齒咬邊，造成很小的徑向力，通過大齒圈與汽缸焊。如果少于負載光速，就會發生裂縫；三是窯體輕微彎曲時，尺寸車輪的認識狀況就會毀壞，一邊軟，另一邊不硬，這會使彈簧板的焊縫受拉壓形變的雙重活性，導致很小的損害。此外，筒體傾斜引發的窯體振蕩引發的額外負載和車輪頂部空隙過大也會增進裂縫的造成。

2.2.4、回轉窯過渡帶筒體產生裂紋的原因

過渡區裂縫造成的主要因素是形變和生銹。由于過渡性帶筒體不受堅硬窯皮的保障，耐火磚容易將筒體之中的低溫液體和酸性氣體全然隔絕。在制造步驟之中，酸性液體和酸性氣體通過磚縫與合金筒體認識，引發筒體的物理化學反應和生銹。據有關資料表明，雖然預分解窯年腐蝕量在0.5mm超過，但在年腐蝕率呈指標下降的情形之下，如果窯輕微檢修，成份缺乏，幾年之后筒體寬度將增加30%超過。因此，在幾年的行駛之中，汽缸會因變薄而脫落。其余裂縫為環向裂縫，但有時不守則裂縫以生銹隕坑的方式發生。這是缸形變與生銹共同活性的結論，必須引發產業界的高度重視。其次，由于汽缸濃度較高，汽缸的風速增強。橢圓形生銹隕坑和焊缺失也會造成沖擊分散，這也是造成裂縫的關鍵因素。

2.3 筒體溫度過高引起的筒體開裂

回轉窯當作一種熱工裝置，其內部濃度可達1700℃。雖然空心由耐火磚和窯皮的保溫層保障，但傳送到空心地表的濃度也很高。沒窯皮，即使磚石是全新的，有燒帶的筒體濃度也能達 450℃左右，大大壓制了筒體的風速。如果窯體在較高濃度下長時間段運行，很難確保筒體不造成裂縫，特別是在磚窯的情形之下，形變筒體將喪失反抗重力的技能。此時，如果實行不合適的舉措（如在低溫地區采光不斷甚至施肥），鋼瓶會急劇膨脹并造成裂縫，因為合金在低溫之下的收縮量可達膨脹量的兩倍左右。在投胎、熱壓修繕的情形之下，一些產業往往會補跌再跌。結果是窯皮不補，筒體傷，時間段長，形變輕度，甚至脫落，耐火磚難以創作，只好替換筒體。在這種情形之下，焊縫側濃度高，焊縫側濃度低，兩邊的收縮相互約束，一旦濃度形變少于，裂縫將沿焊縫路徑拓展。

3 預防回轉窯裂縫的措施

3.1 縱向裂紋的預防措施

因此，在回轉窯的設計師和生產步驟中，筒體寬度應適當減少。氣缸墊的寬度應不大于汽缸墊的公稱寬度的 1.5%，且不應小于氣缸墊的寬度的50%，以增加搖枕反力引發的筒體不均勻形變所造成的附加應力和濃度形變；墊板總面積不應大于車輪內控表總面積的60%，擋塊與筒體棟的焊縫高度應掌控在擋塊寬度的60%左右，不準有咬邊等缺失，以免形變集中損毀筒體；加裝步驟中，不僅要考量冷態精確度，要考量行駛時的熱態精確度。計算各齒帶的行駛濃度，測量各齒心熱態上升量，展開加裝變更，使各齒在回轉窯長期行駛中的形變靠近設計師水準，防止因形變過大而造成裂縫由于車輪中心站下降；在制造和保障步驟中，窯皮和耐火磚應準備保障，避免空心因周向和旋轉軸氣溫大而彎曲，以及形變空心因巨大的收縮和膨脹而造成的額外形變；回轉窯窯爐失靈時，如果琉璃瓦發燒，無論什么因素都不容許卸筒，使筒體背離中心站路線，當紅窯或筒體濃度過高時，不容許急劇加熱筒體。

3.2 環向裂紋的預防措施

過渡段的寬度應靠近旋轉窯帶下筒體寬度和上方筒體寬度的平均數，使形變平緩大自然，形變不易蔓延，增加形變集中；防裂的關鍵性是確保汽缸的剛性小于彈簧板的剛性。大齒圈下缸的寬度不應大于缸公稱半徑的 1%。彈簧板的寬度應為汽缸寬度的60%左右。這樣有助于通過彈簧板的形變來排泄重力，緩解重力對焊縫的受損，在制造和修理步驟中，也要確保缸濃度的橫向和周向氣溫盡量大于50℃可減少額外彎曲應力和氣溫形變，同時不容許為修理或其他方便而在筒體上焊。如需焊，應采取措施，然后按標準展開分割研磨。

3.3 回轉窯過渡帶裂紋的預防

過渡區裂縫造成的主要因素是筒體在窯內受堿性液體和酸性材料生銹后變薄。因此，應首先考量隔絕酸性物料和合金筒體，以增加生銹。有幾種舉措。一是在筒體地表涂低溫防腐涂料；二是通過濕鋪耐火磚漿去除磚縫，使酸性物料與合金筒體隔絕，去除或緩解形變和物理生銹，縮短筒體使用壽命。通過減少筒體寬度（如將筒體寬度減少到筒體公稱半徑的 0.7%），也可縮短筒體的使用壽命。

3.4 筒體裂紋的其他預防措施

筒體裂縫的其它預防措施，如保障窯皮和耐火磚，避免筒體濃度不均勻或過高，確保筒體物料的力學性能，確保筒體在行駛狀況下的平直度，增加額外荷載，平穩掌控筒體濃度等加速窯體兩邊上運動者，嚴禁窯頂加快，減少行人向頂力等，窯殼如有裂縫應立即止裂，并展開準確焊，避免裂縫拓展；同時，焊方位應在水準中心線上直角，因為此處的縱向形變為零；對于過渡區的筒體裂縫，如果筒體已經生銹，腐蝕量達30%左右，則應替換筒體，否則會導致較大事故。