水泥股份有限公司回转窑大齿圈裂纹的处理实例探讨.docx

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1、水泥股份有限公司回转窑大齿圈裂纹的处理实例探讨例4m56m回转窑大齿圈裂纹的处理1存在问题水泥股份有限公司1号线4m56m回转窑于年1月投产使用，到年7月开始发现大齿圈腹板出现多处裂纹，其中弹簧板支撑销轴孔部位有三处相当严重。经仔细检查发现大齿圈在铸造时就存在多处铸造缺陷（裂纹），经补焊处理后加工出厂，造成部件内应力没有完全消除，导致在使用过程中继续出现裂纹，并不断扩散恶化。2处理方案方案1：更换新的大齿圈。费用高，周期长，而生产不允许长时间停机。方案2：大齿圈裂纹焊接加固。直接把大齿圈裂纹处打磨后焊接加固，技术难度大，焊接变形难以控制，风险大。方案3：大齿圈裂纹处理加固。大齿圈裂纹打磨处理，

2、钻止裂孔；通过大齿圈腹板工艺孔利用加固板、连接板等对大齿圈裂纹进行加固。经过研究分析比较,决定采用方案三。3处理步骤（1）停窑、冷窑，大齿圈裂纹打磨处理，钻止裂孔。（2）拆除窑中大齿圈罩壳，测量大齿圈径向、轴向跳动情况和传动大小齿轮啮合顶隙及侧隙（圆周均分测量8个点）。（3）传动大齿圈腹板工艺孔（24孔）内孔打磨，轴套（24件）外径与孔相配加工后与孔焊接。见图Io图I大齿圈裂纹处理加固I-大齿圈；2-加固板；3-轴套；4-坐圈；5-连接螺母：6-连接螺怆；7-连接板.（4）安装加固板（48件）并用连接螺栓及螺母、垫圈（24套）等拧紧。（5）沿连接板拉力方向在加固板上焊接调整各加固板间拉力的丝杆

3、支座（96件），用丝杆（M42）拧紧，要求用扭力板手拧紧。（6）再次测量大齿圈径向、轴向跳动情况和传动大小齿轮啮合顶隙及侧隙,检查核对前后各数据有无变化，若变化较大则需要进行相应调整。（7）连接板（96件）与加固板焊接。（8）拆除各丝杆与支座，再次测量大齿圈径向、轴向跳动情况和传动大小齿轮啮合顶隙及侧隙，检查核对前后各数据有无变化。（9）安装大齿圈罩壳。4处理技术要求（1）大齿圈的轴向跳动允许偏差为1.5mm,径向跳动允许偏差为0.75mm。（2）大小齿轮的齿顶间隙应在8.25mm9.25mm范围内；侧隙应在1.92mm2.17mm范围内。（3）大齿圈腹板工艺孔（24孔）内孔与轴套（24件）外

4、径间隙配合后焊接,要求沿连接板拉力方向左右两侧段焊，焊缝高度约10mm,上下方向不焊接。因大齿圈材质为35CrNi3Mo,轴套材质为Q235-A,故采用506焊条焊接，并且焊条必须事先加热、烘干，预热到250并保温约lh。（4）各加固板之间用丝杆（M42,共48件）拉紧，要求用扭力板手拧紧（力矩约1200NM）,各丝杆拉力要均匀，并对称拧紧，分三次逐渐加大扭力，第一次400NM,第二次800NM,第三次1200NM,以便在拧紧丝杆后焊接各连接板，最终拆除各丝杆后在连接板内预留一定的预应力。（5）在焊接连接板（共96件）时，两侧采用连续焊接，焊接长度约150mm,高度约15mmo为减小变形，采用

5、对称交替焊接，即焊好一面后，再转到对称面焊接，从中间往两侧施焊，焊角高度上下45。左右，不宜上下不均或焊脚过高，以免应力集中产生不良后果。焊接速度要均匀，避免过快或过慢，不得有裂纹或夹渣，做到边焊接边敲打清渣。5效果我公司1号线4m56m回转窑大齿圈裂纹于年3月处理加固过程中各数据测量变化不大，加固后使用至今快两年时间，原大齿圈裂纹未见严重恶化扩散，设备运转平稳，说明处理效果较好，同时节省了更换新大齿圈所需的巨额费用及较长的更换时间。其二例4.8m72m回转窑大齿圈开裂的应急处理1问题及分析我公司一条日产5000t水泥熟料生产线,于年9月建成投产。其窑型为4.8mX72m回转窑，斜度3.5%,

6、为3档支撑窑，传动方式为一台kW直流调速电机通过JH800C-SW306-31.5减速机带动开式齿轮幅实现传动。其中大齿轮设计为剖分式结构，两个半齿圈两端通过4条螺栓紧固，并通过12块弹簧板钟接在筒体上带动窑筒体做回转运动。年9月大齿圈在6号弹簧板位置出现裂纹，随着运行时间的延长其裂纹长度也不断伸长。当时正值水泥销售旺季，如停窑处理，将造成较大经济损失，但若不进行处理将造成严重的设备事故。传统回转窑的传动方式为电机通过减速机带动开式直齿圆柱齿轮实现传动。其中大齿轮由于制造能力、运输和安装时需要将其设计为剖分结构，两个半齿圈两端一般是通过4条螺栓紧固，并通过斜接在筒体上12块弹簧板带动筒体回转,

7、因此大齿圈是回转窑传动装置中最关键的部件之一。大齿圈的制作加工精度和安装质量直接影响回转窑运行的稳定性，进而影响内衬的使用寿命及回转窑运转率。一般情况下如果基础下沉、轮带和托轮、轮带垫板磨损等，会导致大齿圈与小轮间隙过小出现顶齿现象，造成齿轮变形严重，齿轮副重合度发生变化、啮合不稳定。从而出现窑振动大，对接螺栓频繁断裂，严重时出现弹簧板断裂甚至齿圈开裂。而大齿圈一旦出现断裂不及时处理将造成大齿圈报废的重大设备事故，一般的处理大多为开坡口焊接修复，处理时间较长（需24h左右）。经过现场分析认为由于轮带、轮带垫板和托轮的磨损导致大齿圈与小轮间隙过小出现顶齿现象，大齿圈的弹簧板连接处受力过大产生裂纹

8、，需要及时处理，消除安全隐患。2采取的措施由于大齿圈开裂时正值水泥销售旺季，生产负荷重，无法满足长时间停机进行处理。针对上述问题，公司技术人员经过反复讨论和研究后，决定首先对回转窑托轮进行调整抬高窑筒体以增大开式齿轮幅的间隙防止顶齿现象，然后经放样、计算设计出扣合修复的夹具（见图1）,夹具采用30mm钢板制作，分为两截，中间采用M42高强（10.9级）螺栓联接，夹具根据大齿圈及弹簧板的形状、弹簧板被制螺栓尺寸设计、制作。夹具安装主要利用大齿圈裂纹两侧安装弹簧板的钱制螺栓伸出的六方尾部和螺母将其固定住，然后拧紧夹具中间联接螺栓即可。夹具安装过程回转窑仅止料IOmin便可以完成安装，处理后回转窑运

9、行中大齿圈裂纹未再扩张，处理效果明显，一直运行至2016年10月才利用回转窑大修时间进行了焊接处理，且夹具至今仍然在使用，避免了长时间停窑处理带来的经济损失，并且消除了生产中的重大事故隐患（见图2）。M42高强螺检图1扣合修复夹具M42较制螺栓弹簧板一图2夹具安装图3结语较制螺栓针对回转窑大齿圈开裂的处理摸索出了一种快速而有效的处理方法，对同类型齿圈开裂的应急处理及提高修复效率、减少损失具有较高的参考意义，极大地避免了经济损失及潜在的重大设备事故。回转窑大齿圈裂缝补焊接注意事项众所周知，大齿圈是常用的机械零件之一，通过它来传递和改变力的方向，广泛应用于回转窑设备中。回转窑设备在使用一定的时间后

10、，大齿圈会有不同程度的磨损，这时就需要对回转窑大齿圈裂缝进行缝补焊接，确保回转窑的正常运行。1、焊前预热：采用氧乙快焰进行加热，加热温度为150250,且焊接过程中一直保持加热状态，以减小焊缝开裂倾向；加热位置距坡口边缘100mm左右。2、焊接：1)焊接前对整个焊道进行清理，要求无裂纹、油物、水、富碳层等。2)焊前对所用焊条进行烘干，J507焊条烘干温度350,保温2h;钛钙药皮不锈钢焊条烘干温度250,保温2h,然后将焊条放于保温筒内随用随取。3)焊接时采用小规范进行焊接，焊接电流采用规定之下限;3.2mm焊条电流范围选择IOo150A;4.0mm焊条选择电流范围140200A.4)焊接打底

11、层时，熔合比尽量小，以减小焊缝巾含碳量，焊填充金属时，可适当放大熔合比。5)焊接时采用连续焊接方法进行，既要保持一定的层间温度，也要防止焊道过热，打底焊时，采用窄道不摆条手法焊接。6)每焊完一道马上用钝头小锤锤击以释放应力。7)焊遭清理采用扁铲清理焊渣，局部难清之处用砂轮修磨。(3)退火：焊后采用600650去应力退火，温升50Ch,保温8h,缓冷;退火时，以岩棉或其他保温材料覆盖整个焊缝及加热区。3、注意事项(1)焊接时，现场有风的情况下最好搭设围棚，以防穿堂风对焊接质量的影响，若夜班环境温度低于5,应停焊保温，以确保焊接质量。(2)焊件预热温度及焊道温度、环境温度采用温度计相红外线测温仪进行监测：(3)每焊完一道立即进行清理，锤击，然后用5倍放大镜进行观察，发现裂纹立即清除并补焊。(4)焊完后用抛光砂轮打磨，要求表面光滑过渡。(5)此工艺均为特殊工序，要严格过程控制，作好质量检查和质量记录。