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        回轉(zhuǎn)窯筒體開(kāi)裂的修復(fù)

        2016-09-27 08:02:35王宗璞
        水泥技術(shù) 2016年4期
        關(guān)鍵詞:托輪耐火磚回轉(zhuǎn)窯

        王宗璞

        回轉(zhuǎn)窯筒體開(kāi)裂的修復(fù)

        王宗璞

        回轉(zhuǎn)窯是水泥廠的關(guān)鍵設(shè)備,筒體又是回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵部件,筒體開(kāi)裂的原因很復(fù)雜,且受多方面因素影響。文章通過(guò)分析筒體開(kāi)裂原因,制定和實(shí)施修復(fù)方案,并采取一定的措施,確保修復(fù)后的筒體焊縫質(zhì)量,防止裂紋擴(kuò)展,保證回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)行。

        筒體;開(kāi)裂;修復(fù)

        我公司2 500t/d熟料水泥生產(chǎn)線于2006年2月投產(chǎn),回轉(zhuǎn)窯年實(shí)際產(chǎn)能均在設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的110%~115%。2013年年終大修停產(chǎn)冷窯后,發(fā)現(xiàn)在窯長(zhǎng)度居中(距窯頭窯尾約30 000mm處)的燒成帶與過(guò)渡帶交匯區(qū)2號(hào)輪帶處,筒體加厚段往窯尾方向軸向排列有三道環(huán)向裂縫和若干道磨蝕溝。我公司分析了原因,制定了修復(fù)方案并實(shí)施,經(jīng)過(guò)兩年多的運(yùn)轉(zhuǎn)證實(shí),修復(fù)方案合理可行,措施得當(dāng),保證了回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

        1 大窯筒體裂縫及磨蝕情況

        1.1開(kāi)裂及磨蝕區(qū)域

        我公司回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為?4m×60m,筒體鋼板材質(zhì)為Q235-B,鋼板厚度為22~60mm,其開(kāi)裂及磨蝕區(qū)域如圖1、圖2所示。

        圖1 開(kāi)裂及磨蝕區(qū)域示意圖

        1.2開(kāi)裂磨蝕情況

        (1)2號(hào)輪帶處的輪帶下筒體鋼板(厚度80mm)與過(guò)渡段筒體鋼板(厚度60mm)焊縫環(huán)向開(kāi)裂,從內(nèi)壁向外延伸,沿圓周方向長(zhǎng)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 (A部放大剖面)開(kāi)裂及磨蝕區(qū)示意圖

        圖3 裂縫現(xiàn)狀

        焊縫向窯尾方向200mm(正好是一塊耐火磚長(zhǎng)度)處環(huán)向開(kāi)裂,從內(nèi)壁向外延伸,沿圓周方向長(zhǎng)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(zhǎng)度)處環(huán)向開(kāi)裂,從內(nèi)壁向外延伸,沿圓周方向長(zhǎng)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(zhǎng)度)磨蝕溝,寬15~18mm,深3mm左右(圖6)。

        圖4 裂縫現(xiàn)狀

        圖5 裂縫現(xiàn)狀

        圖6 磨蝕溝現(xiàn)狀

        2 開(kāi)裂磨蝕原因分析

        導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯筒體焊縫開(kāi)裂的因素比較多,常見(jiàn)的原因有:窯體振動(dòng)、紅窯燒損、某擋托輪頂力過(guò)大等等。我公司窯筒體開(kāi)裂和磨蝕溝均在耐火磚縫處,我們分析認(rèn)為,窯焊縫及筒體開(kāi)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(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生階段性振動(dòng)。

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

        (3)熟料燒制過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體的侵蝕。

        (4)運(yùn)行狀態(tài)下的熱態(tài)和降溫停窯情況下的冷態(tài)導(dǎo)致筒體和耐火磚產(chǎn)生不同步熱脹冷縮形變,耐火磚縫形成細(xì)微裂隙,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的飛砂在壓力的作用下進(jìn)入耐火磚與筒體貼面,由于耐火磚和筒體熱脹冷縮產(chǎn)生位移,對(duì)窯筒體產(chǎn)生磨蝕。

        (5)筒體彎曲變形在托輪頂力的作用下引起該區(qū)域筒體外表受壓、內(nèi)圓受拉,在局部產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力作用下,筒體磨蝕變薄部位由內(nèi)向外逐漸開(kāi)裂等。

        3 開(kāi)裂部位修復(fù)

        筒體開(kāi)裂的焊接修復(fù)按先內(nèi)側(cè)后外側(cè)的順序進(jìn)行。

        3.1焊接的準(zhǔn)備

        (1)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊選擇ER50-6型號(hào)焊絲,手工電弧焊選用J507牌號(hào)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(cè)各150mm的寬度內(nèi)加熱至150℃。先從筒體內(nèi)側(cè)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(shí),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(nèi)側(cè)壁電弧焊接,電弧長(zhǎng)度為2~3mm。

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

        (3)每層焊縫焊完后,及時(shí)將藥皮清除干凈,防止夾渣。

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

        然后從筒體外側(cè)將焊縫裂紋清除干凈,從裂紋中心沿環(huán)向兩側(cè)刨挖,裂透處應(yīng)刨到內(nèi)側(cè)焊縫,并呈“U”型坡口,施焊方法同內(nèi)側(cè)。

        3.3要求

        (1)筒體內(nèi)外側(cè)壁焊縫表面應(yīng)平整、不得有咬邊等缺陷,內(nèi)側(cè)焊縫余高不得高于母材,外側(cè)焊縫形成圓弧過(guò)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(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè),同時(shí)用探傷儀檢查窯筒體內(nèi)部是否還有隱藏的焊縫開(kāi)裂。

        (5)個(gè)別部位打磨處理,使焊縫與筒體表面形成一個(gè)完整的曲面。

        4 綜合措施防開(kāi)裂

        筒體開(kāi)裂修復(fù)完畢后,還須進(jìn)一步檢查分析造成回轉(zhuǎn)窯筒體焊縫開(kāi)裂原因,并針對(duì)相關(guān)原因,采取調(diào)整大窯筒體中心線同軸度、加固筒體、調(diào)整托輪底座位置、合理調(diào)整托輪頂力等措施。同時(shí)操作上要穩(wěn)定,盡量減少停開(kāi)窯次數(shù),避免筒體頻繁熱脹冷縮,降低回轉(zhuǎn)窯筒體溫度,徹底消除大窯筒體焊縫二次開(kāi)裂的不利因素。

        5 修復(fù)效果

        我公司?4m×60m回轉(zhuǎn)窯筒體焊縫開(kāi)裂修復(fù)后,從2013年終大修到2015年年終大修,保持連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)兩年多時(shí)間,為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

        The Repair of Kiln Shell's Crack

        TQ172.622.29

        A

        1001-6171(2016)04-0072-02

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

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