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回转窑筒体出现裂纹的原因及防范措施

文章作者:www.hzy6.com发布时间:2019-05-22 16:49:29

    回转窑设备在实际生产中由于多方面因素的影响,致使很多回转窑在使用时间不长的情况下便出现了筒体裂纹,给企业造成了不小的损失,因此,本文将围绕分析回转窑筒体产生裂纹的主要原因,提出预防回转窑出现裂纹的具体措施,希望能对回转窑的使用者起到借鉴作用。

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   一般出现裂纹的地方多发生在回转窑的轮带、大齿圈两侧的焊缝处和筒体其他地方焊缝的两侧,当筒体上出现裂纹比较多时,筒体的修复性就较差,必须更换筒体才能使用。一般常见的裂纹形式有两种,即纵向裂纹、环向裂纹。纵向裂纹一般发生在轮带下筒体的垫板处及挡块和筒体的焊缝处;环向裂纹多发生在轮带两侧的过渡筒体的焊缝处。

    1 纵向裂纹形成的原因
       在设计筒体时钢材选择了厚度较薄的钢材,致使钢材的厚度不足只能保证横向刚度,并不能保证回转窑要求的横刚纵柔的特性,所以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,容易易使材料产生变形,裂纹便会在比较薄的焊缝热影响区域形成,其次就是垫板或挡块的厚度和宽度,过宽或过厚,使得该处刚度过大,其他地方较小,回转窑在运转过程中挡块会阻碍筒体的运动产生径向自由弯曲变形,因此挡块或垫板越厚、越宽,阻碍就越大,一旦超过钢板强度极限的最大值,也会产生裂纹。
     在安装方面,很多用户往往只注重回转窑的冷态精度,却忽略了窑体在运转情况下的热态精度,因此造成回转窑运转时各档中心不在一条直线上,使轮带在整个宽度上受力不均匀,一侧受力大,另一侧受力小,致使筒体产生裂纹;另外为了安装方便,在筒体上随意焊接吊环等之类的物件,用过后也不按要求切除,不仅损伤筒体的强度,而且还会造成应力集中,致使筒体产生裂纹。  
   2 环向裂纹形成的原因
      轮带两侧筒体产生裂纹的原因
      1、一般情况轮带下筒体厚度是中间段筒体厚度的两倍以上,假如轮带下筒体与中间段之间的筒体厚度选择不恰当,则托轮通过轮带传到筒体的支撑反力使筒体变形,那么应力集中很难扩散,致使产生裂纹,2、厚板与薄板的过渡坡度不适,小于1∶5,使应力集中很难扩散致使产生裂纹。3、焊缝质量,筒体上焊缝越饱满,刚度就越大,应力就越集中,那么应力就越不容易扩散,很容易形成裂纹。

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      大齿圈弹簧板与筒体焊缝处产生裂纹的原因
     1、大齿圈的筒体选择偏薄,而弹簧板选择偏厚,造成筒体刚度小,弹簧板刚度大,回转窑在运转中本来是弹簧板通过变形来消化应力的,反而却让筒体通过变形来吸收,时间久了就很容易在焊缝的热影响区产生裂纹。2,大齿轮和小齿轮在安装时间隙过小,造成巨大的径向力,径向力通过大齿圈传到筒体上,若超过了筒体的承受极限,便会产生裂纹。3、窑体弯曲严重时,会破坏大齿轮和小齿轮的吃紧度,使受力不均匀,也容易产生裂纹。
     回转窑过渡带筒体产生裂纹的原因
    过渡带筒体没有窑皮的直接保护,生产中碱性气体、碱性物料就会通过砖缝与金属筒体接触发生化学反应,腐蚀筒体。所以回转窑在运行几年就会因筒体变薄而出现裂纹。



h.jpg      筒体温度过高引起的筒体开裂
      回转窑是煅烧设备,其窑体内部温度可达1700℃,尽管筒体内有受耐火砖及窑皮的隔热保护,但传到筒体表面的温度也是很高,金属在高温下的收缩量可达到膨胀量的2倍左右。在高温区进行通风甚至洒水降温等操作不当的措施使筒体急剧收缩而产生裂纹。
      纵向裂纹的预防措施
       综上所述回转窑筒体产生纵向裂纹的主要原因为包括筒体刚度不足、温度应力较大以及附加应力等因素造成,所以在回转窑的设计制造过程中,应适当加大筒体厚度,据我公司多年的生产经验来说,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,来降低因支撑反力引起筒体变形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%左右,来降低局部应力集中而破坏筒体;在安装过程中,不仅要考虑冷态精度,还要考虑运转时的热态精度,预测各档轮带的运转温度,计算出各档中心热态时的升高量,并进行安装调整;在生产维护中,保护好窑皮及耐火砖,防止筒体因环向、轴向温差大,造成筒体弯曲、而产生附加应力。

       环向裂纹的预防措施
       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%左右,这样有利于通过弹簧板的变形消化外力,缓解外力对焊缝的伤害;在生产维护中尽量保证筒温纵向、环向温差小于50℃,来减小附加弯曲应力及温差应力。
       回转窑过渡带裂纹的预防
       经常检查窑皮和耐火砖,保护好窑皮和耐火砖,防止筒温过高,保证筒体材料的机械性能,保证运转状态下的筒体是直线度。


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