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石灰回轉窯輪帶斷裂的原因及處理方法

石灰回轉窯輪帶斷裂的原因及處理方法

時間：2018-06-22 09:30:11  來源：  瀏覽次數：130

石灰回轉窯輪帶斷裂是水泥廠重大設備事故。由于回轉窯輪帶部件龐大，不僅制造難度大，運輸、安裝費用也十分高昂。為此，修復輪帶裂紋，延長其使用壽命，具有很大的實際意義。回轉窯輪帶斷裂可分為兩種情形：

1.輪帶表面產生網狀裂紋及大塊剝落缺陷，致使輪帶早期非正常接觸疲勞開裂。

我們知道，在回轉窯運轉過程中，輪帶表面實際承受一周期變化的動載荷。在輪帶表層內3-4mm及5-7mm位置，分別存在交變載荷和脈動載荷。在該應力作用下所產生的微裂紋與接觸應力平行或成45°夾角。隨著裂紋擴展及其他外彎矩的作用，裂紋向表面及縱深方向進一步發展，甚至貫通、脆裂，造成表層剝落破壞。

造成回轉窯輪帶表面早期接觸疲勞開裂的主要原因是：輪帶投入運行后，高硬度成分偏析區表面磨損量小于正常區域磨損量，致使該區域表面凸起，從而造成應力集中。在此應力作用下，輪帶表層中存在非金屬雜物處及有鑄造砂眼等缺陷處，首先形成微裂紋，然后因該區域材料硬度高、塑性低、韌性低而得到快速發展，導致輪帶開裂。外界條件如腐蝕介質（冷卻水）滲入，窯的竄動，輪帶溫差等都會加速輪帶開裂。

2.輪帶低溫脆性斷裂。一般輪帶材料在0℃以下，沖擊值很低，幾乎無任何塑性變形能力。因此在低溫條件下，較小的應力就足以使輪帶發生脆性斷裂。

輪帶屬于大型鑄鋼件，不可避免地要存在鑄造缺陷如砂眼、夾渣、夾物等。據調査，輪帶內側裂紋起源位置大多有砂眼和夾渣。正常情況下停窯檢修，窯體溫度從150-300℃降至大氣溫度，整個窯體將有所縮短，使輪帶產生不均勻的內應力，輪帶與托輪的作用點發生變化。冷窯的突然啟動，使得正處于低溫脆性狀態的輪帶發生脆性斷裂。輪帶低溫脆性斷裂，多發生在冬春季氣溫偏低或嚴寒地區。

2.處理方法:

(1)輪帶表面網狀裂紋的焊接修復

①輪帶焊接修復宜選用Ni基高強度焊條作過渡層材料，用自硬化型不銹鋼焊條作為焊補缺陷區的主體材料。

②焊接前，要進行缺陷清理和坡□修磨。

A.缺陷清理:采用手動砂輪磨削裂紋，用著色探傷確保坡□區內裂紋夾渣等缺陷全部清理干凈。

B.坡□修磨：坡□角度應大于45°，深度大于10mm。

③采用冷焊工藝焊接斷裂輪帶。

A.用Ni基焊條打底焊，每次施焊長度不大于30mm，局部溫升不大于80℃，焊后立即用小錘錘擊焊道表面。

B.用不銹鋼焊條進行填充焊接，每焊一層就錘擊焊道一遍，消除內應力。

④焊接完成后，采用砂輪對焊道進行打磨至焊道表面高出正常表面1-2mm，然后對焊道表面進行二次錘擊硬化處理，最后用樣板修磨至標準尺寸為止。

⑤對修復區域進行超聲波探傷和表面著色探傷，確保焊接修復區無超標缺陷。

(2)輪帶低溫斷裂事故的預防

在寒冷地區或北方冬春季節，應做到以下兩點，才能有效地預防輪帶低溫脆裂：

①加強設備日常維護保養工作，使各支點受力均勻。對于輪帶飛邊，不能隨割去，如需割去，需注意消除應力集中。

②設備大修、中修，應盡可能避開氣溫在0°℃以下的季節月份。即便在冬季檢修，也要禁止在低溫下未經預熱突然轉動窯體。當必須轉動窯體時，應在輪帶處采取加溫措施，使輪帶溫度不低于0℃，方可轉窯。

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