回转窑筒体出现裂纹的原因及防范措施

2019-11-07  来自: 唐山九州APP新版下载,九州app下载地址机械制造有限责任公司 浏览次数:80

1 反转窑易产生裂纹的部位及形式

  反转窑裂纹的部位及形式较多。裂纹的部位多发生在轮带、大齿圈双侧的焊缝处以及筒体其余焊缝的双侧,当前裂纹至多是发生在反转窑过渡带筒体上,一旦开裂,修复性较差,必须改换筒体。裂纹的形式归纳起来有3种,即纵向裂纹、环向裂纹以及不准则裂纹。纵向裂纹多发生在轮带下筒体的垫板及挡块和筒体的焊缝处;环向裂纹多发生在轮带双侧的过渡筒体的焊缝处,以及反转窑过渡带的筒体焊缝处,另有大齿圈下筒体与弹簧板的焊缝处;不准则裂纹多发生在反转窑的喂料、出料在筒体上的启齿处,目前该类窑型因已淘汰而未几见,故在下文中不再赘述。



2 反转窑筒体产生裂纹的原因说明


2.1 纵向裂纹造成的原因

  纵向裂纹多发生在轮带下筒体与垫板或挡块的焊缝处,普通由外及里、轴向延伸造成纵向裂纹,乃至开裂。究其原因要紧由四个方面造成。

  开始是设计时筒体板材厚度选定较薄,反转窑请求横刚纵柔,若板材厚度不足只能保证其横向刚度,以是筒体在自重和托轮支撑反力产生的交变应力和脉冲应力的作用下,易使质料产生疲劳,裂纹便会在该处对照微弱的焊缝热影响区造成,即在筒体与挡块或垫板焊缝处造成,并在径向上由外向内开展、在轴向上摆布延伸,造成纵向裂纹。在设计方面的另一个题目即是垫板或挡块的厚度和宽度欠妥,过宽或过厚,使得该处刚度过大,其余处所较小,运转中挡块会阻碍筒体因自重产生的径向解放弯曲变形,挡块或垫板越厚、越宽,阻碍越大,应力密集越紧张,一旦跨越强度极限,便会产生裂纹。

  在生产方面,个别生产商为了追求利润,在选材上选定小厂产物,板材厚度负差较大,机器性能指标、风险元素含量指标得不到保证,很难保证反转窑在阴毒情况下的运转可靠性。有的水泥企业为了低落建厂投资,不吝以牺牲设备质量为价格,选用不完全具有生产反转窑能力的机器厂生产反转窑,使得焊缝质量、板材质量没有保证,导致设备投运后,变乱频繁,损失庞大。

  在安置方面,往往只注意窑的冷态精度,而忽略了长期运转下的热态精度,如生产中轮带、筒体、托轮等各档温度不同,其中心高的抬高量也不一致,造成反转窑运转时各档中心不在一条直线上,各档轮带的受力发生变更,中心高抬升较高的费力就大;由于中心线发生了变更,轮带在整个宽度上的受力便发现不均,一侧受力大,另一侧受力小,这些变更会引起部分受力超出设计局限,乃至跨越强度极限,以致筒体在焊缝的热影响区产生裂纹;另外安置时,为了施工方便,在筒体上随便焊接如起吊环等之类的物件,用过后也不按请求切除,不仅损伤筒体强度,还会造成应力密集,以致筒体产生裂纹。       

在生产护卫方面更为突出,好比一旦窑瓦发热,不说明原因,尽管对发热瓦进行退瓦卸载,很少思量退瓦卸载后,其匀称漫衍在轮带上支撑反力会密集落在轮带的一侧,传到筒体上就会产生部分过载而引起裂纹。有的企业管理瓦发热,不看窑况、不说明大瓦发热的原因,偏方偏治,只知卸载,结果是窑况一变,瓦又发热,以致窑不行长期稳定运转,这即是有的窑能耗高、易产生裂纹的原因。另有些单元对轮带间隙重视不敷,当轮带间隙过大时,若不及时调整垫板厚度,现实上就相对减弱了轮带对筒体的加固增强作用,筒体与轮带的打仗面积和打仗包角都相对削减,筒体椭圆度增大,部分应力增大;再者即是若对筒体降温技巧欠妥,即当筒体温度高时,不顾筒体温度有多高、轮带间隙有多大,即以强风或喷水冷却,使筒体温度急剧下降,金属母材表里就会产生较大温差,结果是筒体上层应力成倍增进,风险大。另外即是对裂纹的处分欠妥,挡块与筒体焊缝处发现裂纹后,为了方便,普通在窑的顶部焊接,以为这样容易保证焊缝质量,而不选定在应力为零的筒体上45°施焊,却增加了一倍的焊接应力,结果是裂了焊,焊了又开。窑皮垮落后,由于筒体环向温差较大,引起筒体弯曲,偏离中心线的绕曲运转,使轮带下筒体部分应力剧增,在挡块与筒体焊缝处产生裂纹。



2.2 环向裂纹造成的原因


2.2.1 轮带双侧筒体产生裂纹的原因

  轮带下筒体厚度多为中间段筒体厚度的两倍以上,若轮带下筒体与中间段之间的过渡筒体厚度选定欠妥,则托轮通过轮带传到筒体支撑反力使筒体的变形就平缓过渡到普通筒体上,辣么应力也很难分散,应力密集在所难免,由于焊缝强度高于母材强度,裂纹便会在焊缝边沿的热影响区造成,并在交变应力的作用下沿着环向延伸;其二是厚板与薄板的过渡坡度不适,小于1∶5,支撑反力使筒体的部分变形很难实现平缓过渡,势必造成应力密集;其三是焊缝质量的影响,有的企业误以为筒体焊缝饱满即是焊肉越多越好,焊得越高越结实,殊不知焊缝越高,刚度越大,对母材的影响也越大,应力密集越紧张,越容易造成裂纹,另有其余的焊缝缺点如夹渣、微裂纹、未熔透、咬边等,也是应力密集的起源地,是产生裂纹的重要成分。


2.2.2 大齿圈弹簧板与筒体焊缝处产生裂纹的原因

  大齿圈弹簧板与反转窑筒体的焊缝处也易产生环向裂纹,要紧原因有三个方面。首先,大齿圈地点筒体偏薄,而弹簧板偏厚,造成筒体刚度小,弹簧板刚度大,其结果是设备运转中本该弹簧板通过变形吸收消化的应力,反而让筒体通过变形吸收了,如大小齿轮啮合的径向力、筒体及弹簧板温度抬高产生的压应力,日久天长,在焊缝的热影响区就会产生裂纹;第二,大小齿轮安置时顶隙过小,咬根顶齿,造成庞大的径向力,通过大齿圈传到筒体焊缝上,若跨越了承受极限,便会产生裂纹;第三,当窑弯曲紧张时,会破坏大小齿轮的打仗状况,一侧费力,一侧不费力,会使得弹簧板的一侧焊缝受到拉、压应力的双重作用,风险很大;另外筒体弯曲、齿轮顶隙过小序起窑体振动产生的附加载荷,也会激动裂纹的产生。


2.2.3 反转窑过渡带筒体产生裂纹的原因

  过渡带筒体产生裂纹的要紧原因是应力与腐蚀。由于过渡带筒体无致密窑皮的护卫,该处耐火砖很难把炙热的气体、碱性物料与筒体完全隔离,生产中碱性气体、碱性物料就会通过砖缝与金属筒体打仗而发生化学反馈,腐蚀筒体。据相关材料介绍,预剖释窑在该处的年腐蚀量跨越0.5mm以上,若停窑频繁、配料欠妥,年腐蚀量会成倍增加,用不了几年,筒体的厚度削减量就会跨越30%,以是个别窑仅运转几年就会因筒体变薄而发现裂纹。裂纹的形式多为环向,但偶然也因腐蚀麻坑的形式产生不准则裂纹。这是筒体应力与腐蚀概括作用的结果,必须引起业内人士的高度重视;其次是由于该处筒体温度较高,也减弱了筒体强度,不准则的腐蚀麻坑及焊接缺点也会产生压力密集,也是该处产生裂纹的重要成分。


2.3 筒体温度过高引起的筒体开裂

  反转窑作为热工设备,里面温度可达1700℃,尽管筒体受耐火砖及窑皮的隔热护卫,传到筒体表面的温度也很高,煅烧带筒体在无窑皮的情况下,即使是新砖,筒体温度也可到达450℃摆布,极地面减弱了筒体强度,若窑在较高温度下长期运转难保筒体不产生裂纹,分外是在掉砖红窑的情况下,部分筒体味落空反抗外力的能力,此时若措施欠妥(如在高温区进行强力通风乃至洒水降温),筒体就会急剧压缩而产生裂纹,因为金属在高温下的压缩量可到达伸展量的2倍摆布。有的企业在掉转情况下,进行热态压补,往往是补了又掉,掉了再补,结果是窑皮没补上,筒体反而受到伤害,光阴长了,变形紧张乃至开裂,耐火砖也无法砌了,不得已改换筒体。另有一种情况,即焊缝一侧温度高,一侧温度低,双侧伸展量相互限制,温度应力就产生了,一旦超出了强度极限,裂纹随之而生,并沿焊缝方向延伸。



3 反转窑裂纹的防备措施


3.1 纵向裂纹的防备措施

  如前所述,反转窑筒体纵向裂纹产生的要紧原因为筒体刚度不足、温度应力较大以及附加应力等成分造成,以是在反转窑的设计生产过程中,应适当加大筒体厚度。据相关材料介绍,轮带下筒体厚度应不低于筒体公称直径的1.5%,浮动垫板的挡块厚度不宜大于筒体厚度的50%,挡块宽度不宜大于200mm,以低落因支撑反力引起筒体变形不匀称产生的附加应力和温度应力;垫板面积不宜低于轮带内控表面积的60%,挡块与筒体焊缝高度应控制在挡块厚度的60%摆布,且不得存在咬边等缺点,幸免部分应力密集而破坏筒体;在安置过程中,不仅要思量冷态精度,更要思量运转时的热态精度,预测各档轮带的运转温度,计较出各档中心热态时的抬高量,并进行安置调整,使反转窑在长期的运转中,各档受力大小靠近设计程度,幸免因某档中心抬高而受力过大产生裂纹;在生产护卫中,护卫好窑皮及耐火砖,防止筒体因环向、轴向温差大,造成筒体弯曲、造成部分筒体伸展压缩受限而产生附加应力;在反转窑故障时,如瓦发热,切不可不论原因,尽管卸载,造成筒体偏离中心线,也不行在红窑或筒温过高时对筒体进行急剧降温。


3.2 环向裂纹的防备措施

  为了防止环向裂纹,在设计生产时要充分思量该处筒体厚度,过渡节筒体厚度应靠近于轮带下筒体厚度与中间节筒体厚度的平均值,以利于变形平缓,使得应力易于分散,削减应力密集;关于大齿圈下筒体与弹簧板焊缝处的裂纹防备,环节是要保证筒体刚度大于弹簧板刚度,大齿圈下筒体厚度应不低于筒体公称直径的1%,弹簧板的厚度宜取筒体厚度的60%摆布,这样有益于通过弹簧板的变形消化外力,缓解外力对焊缝的伤害;在生产护卫中也要尽量保证筒温纵向、环向温差小于50℃,减小附加弯曲应力及温差应力;同时也不行为了检修或其余方便,在筒体上随便施焊,若必须施焊时,要采纳措施,并在过后按规范切除并打磨干净。


3.3 反转窑过渡带裂纹的防备

  过渡带的筒体开裂,要紧原因是筒体受到窑内碱性气体、碱性物料的腐蚀后,筒体变薄所致。以是开始要思量碱性物料与金属筒体的隔离,以削减腐蚀,其措施有几个方面。一是可在筒体内表面粉刷高温防腐涂料;二是通过湿砌耐火砖包浆,消除砖缝,把碱性物料与金属筒体隔离开来,杜绝或缓解应力与化学腐蚀,延长筒体寿命。也可通过提高筒体厚度延长筒体寿命(如把筒体厚度提高到筒体公称直径的0.7%)。


3.4 筒体裂纹的其余防备措施

  如护卫窑皮、护卫耐火砖,防止筒温不均或过高,保证筒体质料机器性能,保证运转状况下的筒体直线度,减小附加载荷;正常控制窑体上下窜的速率,严禁加速顶窑;防止大小齿轮咬根,增加径向顶力等等。若窑筒体已发现裂纹,应及时打止裂孔,并进行有效焊接,制止裂纹延伸;同时施焊位置应选定在该处程度中心线上45°,因为此处横向应力为零;对于过渡带的筒体裂纹,经检验若筒体已遭到腐蚀,且腐蚀量已到达30%摆布,要做改换筒体筹办,否则会引起大的变乱。

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