回转窑筒体断裂的原因和处理方法

发表日期： 2015-09-16 文章来源： 郑矿机器 阅读数：

回转窑筒体断裂是很罕见的情形，但是一旦发生就必须及时查找原因，解决问题，以免造成更大的损失。郑矿机器工程师认为，回转窑筒体断裂后，应将断裂部分取样送专业机构或生产厂家，对筒体断裂事故原因进一步作定量分析，包括断口分析、材料化学成分分析、力学性能测试、硬度的测试等；*终给出详细的分析报告。

回转窑筒体通常有以下几种情况：
1、处于轮带下的筒体发生程度不同的颈缩现象，持续运转就容易造成筒体断裂。
2、冷却机与回转窑下料口交接处的筒体，容易发生筒体断裂事故。

回转窑筒体断裂通常有多种形态：
1、裂纹沿筒体截面圆周长分布，并伴有筒体弯曲现象。
2、裂纹一旦超出窑圆周长1/3以上，就有可能产生筒体断裂事故。

回转窑筒体断裂的原因分析：
1、整体强度低，在冷却筒与窑下料口交接处筒体圆周上均布若干个多筒冷却机下料孔，使实有铁板长度仅为圆周长的1/2左右，整体强度明显下降，故此处*易断裂。
2、回转窑筒体在加工制造、运输安装等过程中形成了沟痕，导致了微细裂纹，出现裂纹后，必然进行抢修。但在抢修过程中，如果焊工焊接技术不过关，或焊接填充金属选择不当，所焊部位容易再次开裂并延伸扩大，导致筒体断裂事故的发生。
3、高温状态下材质疲劳，筒体要长期承受交变载荷作用和冷热变化，因生产原因及非生产原因停窑时，都有可能使筒体断面产生径向变形。对回转窑的热工标定表明，筒体表面温度常常高达300℃以上，在这种高温工作环境下，尤其是冷热交替，*易导致回转窑筒体钢板材质疲劳，刚度下降，进而断裂。

如果窑筒体断裂源区位置断裂前存在有裂纹缺陷，经过补焊但焊接质量不良，*初裂纹沿补焊处两侧纵向开裂，向两端扩展一定长度后分叉，逐渐在重力的作用下转向环向扩展，直至筒体断裂掉下窑台。窑筒体属于在大尺寸缺陷基础上产生的低温脆性断裂，在材料温度较低的条件下受到动载荷直接导致发生快速脆性断裂，在*终发生低温断裂前，缺陷经历过腐蚀损伤、热焊损伤和裂纹疲劳等扩展过程。

郑矿机器工程师指出，回转窑筒体断裂的原因是先由回转窑筒体氧化腐蚀过大，筒体母材变薄，特别是轮带部位，垫板间隙小，冷却风吹不进去，轮带下筒体得不到充分冷却，造成局部高温氧化腐蚀。

 烟气中硫、磷的超标加速了筒体母材的氧化，使其改变了热态脆裂、冷态脆裂的温度需求，简体母材腐蚀减薄到一定程度时，在高温下就发生脆裂。由于当天点火升温时窑体轮带处的裂纹位置正好在垂直向上的位置上，升温过程中窑尾段节重力作用，加之温度较低，磷的超标使钢材冷脆温度升高，造成裂纹向窑尾扩展，受窑尾段节重力的影响迅速开裂，直至断裂。

回转窑筒体断裂处理方法

对于断裂情况不十分严重的回转窑筒体，可采用焊接的方法加以抢修。

1、做好焊接前的一切准备工作。 ａ．人员准备。挑选技术精湛的焊工承担焊接任务，将人员分成三班。 ｂ．材料准备。根据石灰回转窑筒体即焊接母材的厚度和要求的焊缝宽度，考虑焊接条件、焊条品种规格等。如窑筒体为ａ３钢板，厚度δ 为46mm时，可选用7507结构钢焊条，采用φ ４ｍｍ和φ ５ｍｍ两种规格焊条等等。ｃ．设施准备。如电焊机、砂轮机、超声波探伤仪、小锤、刨削器具等等。 ｄ．在处理前应将断裂严重处旋转至下方，并调整窑体中心线基本保持一致。 ｅ．焊接准备。如清除裂隙内外表面的积灰、油灰、氧化皮等杂物，对筒体断裂情况进行详细检查、探测；对焊条进行预热和干燥处理；石灰回转窑对筒体采用火焰预热法进行加温，使之达到应 有温度（a3钢板筒体，加温１５０℃，加温宽度为焊缝两侧各１００ｍｍ）等等。

2、焊接方法及注意事项。 ａ．采用碳弧气刨法加工坡口（可减少切割后残留在坡口内的氧化铁残渣，并使加工出来的 坡口整洁干净）。 ｂ． 根据母材的厚度， 选择碳棒的直径。 如筒体厚度为４６ｍｍ时， 可选用φ １４ｍｍ碳棒。 ｃ．在刨削时，将气刨的电流*性反接，控制气刨电流为４５０～５５０ａ。 ｄ．为防止空气侵袭溶入而产生气孔和裂纹、砂眼等，焊接时应力求短弧焊接，电弧长度为 ２～３ｍｍ。 ｅ．采用φ ４ｍｍ焊条焊接时，电流可控制在１７０～２１０ａ；采用φ ５ｍｍ焊条时，电 流可控制在２２０～２６０ａ。 ｆ．刨一段、焊一段，每段长为５００～６００ｍｍ。即采用分段方式进行碳弧气刨和回转 窑设备坡口焊接。ｇ．采用对接多层多边的方法进行焊接。 ｖ形坡口角度可选６０°左右。 每层焊缝厚度为４～ ５ｍｍ。在回转窑每边焊缝焊完后，应及时将药皮清除掉，防止夹渣。层焊正反方向交替进 行如图１．１５所示。层焊每段接头层层搭接，*上面一层用粗焊条连续焊，以清除接头， 使各层焊料之间结合牢固。 ｈ．在焊接时，要注意对回转窑焊缝外观质量进行检测，确保焊缝表面没有细气孔、没有夹 渣、没有弧坑和裂纹等缺陷。 ｉ．焊接完毕经检测没有缺陷，质量合格时，回转窑设备可用砂轮机将焊缝打磨平整，使焊 缝与筒体面呈现一个完整曲面。

③为增强焊缝强度， 可在焊好的焊缝上面铺设一层厚为３０ｍｍ的钢板， 并将其与筒体焊接 在一起。

④将已拆除的筒体内侧耐火砖重新铺好，即可开机。