1 出現的問題
我公司Φ4.0m×60m 回轉窯 1998 年投入生產。從2004 年開始,窯口護鐵經常脫落,導致窯口澆注料使用周期短,3~4個月即開裂脫落,使窯頭筒體被燒成喇叭形。
為此,多次更換澆注料廠家和型號,并在每次更換時都讓廠家制定相關的施工方案和進行現場指導,但效果并不明顯,窯口澆注料使用周期仍然只有 3 個月左右,由此可以肯定,窯口筒體變形和澆注料無關。至于窯口護鐵,其生產廠家一直與同力股份公司長期合作,在其他生產線上使用并沒有出現類似的情況,并且在每次更換澆注料時也沒有發現護鐵斷裂、鑄造缺陷等情況,因此也可以排除護鐵的因素。
由于窯口變形燒損嚴重,在 2005 年和 2008 年兩次對窯口960mm 長的筒體短節進行更換,極大地影響了生產的正常進行。
2 問題分析
我們經過深入觀察分析,認為問題的主要原因是窯口護鐵螺栓先燒斷,然后導致護鐵脫落。 由于窯筒體在熱態時熱膨脹,窯口裸露。 窯頭負壓導致篦冷機熟料高溫氣體從螺栓孔進入窯口護鐵與筒體之間間隙,護鐵螺栓長期受高溫影響,狀況惡化而斷裂,護鐵松動,引起窯口筒體變形,澆注料脫落,進而形成惡性循環。
在前兩次更換窯口筒體短節時沒有考慮窯筒體熱膨脹的因素, 只是按照原設計圖紙更換了筒體短節,沒有從根本上解決影響護鐵螺栓斷裂的因素。
3 更換筒體短節
對燒損的筒體短節再次更換,考慮筒體熱態時膨脹的因素,預留筒體的熱脹量。
3.1 確定更換長度及劃線
1)確定更換長度
筒體原短節設計尺寸為960mm, 并且新備件已經做好。經理論計算,60m長的筒體熱脹量為260mm,但由于設備已經運行了十余年,這就要求我們根據實際情況確定筒體實際更換尺寸,一是保證回轉窯在上限位時不影響出料,二是保證回轉窯在下限位時筒體不長期裸露在篦冷機內。
停窯前,熱態時在筒體上做標志,等停窯設備完全冷卻下來后,比較標志位置變化,筒體實際變化量為163mm,由此可確定設備正常工作熱態下的實際情況。更換位置定位時還要避開筒體原有焊縫,同時考慮吊裝情況以及鑲磚的需要。 綜合上述因素,切割位置定在筒體原焊縫位置向窯尾方向160mm 處。
2)劃線
在切割前必須進行相關的數據測量和劃線。在筒體旁邊設臨時頂針, 回轉窯啟動輔傳轉動 3~4 周,在定好的切割位置處劃三條線,一條是切割線,從窯頭起筒體(960+160)mm處;一條用以打坡口,從窯頭起筒體(960+160+16)mm 處;一條做切割后的參考線和基準線,從窯頭起筒體(960+160+300)mm 處,用以找正和檢測。 測量參考線的徑向跳動量,測量窯頭輪帶的端面跳動量,并做好相應記錄。 在筒體內部距切割線700mm 處打米字撐。
3.2 新舊筒體的組對及連接
由于我廠備件為整體,并且備件預先已加工好焊接坡口,所以我們準備對筒體短節進行整體更換。將筒體短節吊裝至合適位置, 利用四對八組接絲、壓絲對新舊筒體進行組對,每個接絲周圍用3mm厚墊片點焊在接口處,保證新舊筒體對口錯邊量不大于3mm。 初找正采用在筒體內部正下方、左右水平方向拉鋼絲測量方法進行測量,達到要求后焊接臨時筋板進行加固處理。在組對筒體外部正下方設置固定基準,利用輔傳慢轉窯體,測量接口兩側跳動量,并記錄
好數據,對數據進行分析與調整。窯體連接成整體后,統一進行動態精找正。依據《水泥設備技術標準》徑向跳動值不得超過5mm 的要求,對于跳動超標部位,割開筋板,根據測量數據局部調整拉絲、壓絲或修整環縫,多次測量調整,直至符合要求。然后開始焊接工作。
筒體焊接先焊筒體內部,再焊外部,手工焊接,全部采用CO2保護焊。焊絲選用H08Mn2SiA, 直徑Φ1.6mm,使用前在 250℃溫度下恒溫干燥 2h,并準備兩個保溫桶,隨用隨取,以確保焊絲干燥。焊接內表面時,對筒體段打 30°坡口,深度 10mm。 內表面焊完后,在外表面打單面30°坡口,坡口深度一定要見到焊肉(筒體短節坡口開度也是雙邊30°)焊接技術要求及檢驗要求符合《水泥設備技術標準》中關于回轉窯筒體焊接的技術要求及焊縫等級要求的規定。每條焊縫都必須進行探傷檢驗,射線探傷必須符合B3323-87Ⅲ級的要求。不符合要求的焊縫必須按照要求進行返修,檢驗規則參照JC333—91 技術要求執行。
焊接完畢后,安裝窯口護板,緊固護鐵螺栓后點焊,接下來安裝冷風套,調整好后焊接定位板,并使用調整螺栓調整。一定要保證冷風套端面完全對中插入護鐵內,避免筒體窯口段受熱變形。最后恢復窯頭密封裝置,窯門罩鋼結構,完工清場,去掉各種支撐、拉接板、弧形板、吊裝用點,清凈所有焊點。需要打磨的焊縫要打磨,保證工藝要求。
4 效果
經過本次對回轉窯窯頭短節的維修更換,由于更換方案合理,目前設備已經連續運行了1 年多,窯口澆注料仍然完好,窯口護鐵正常,說明窯口部分筒體短節沒有再出現變形。