某公司①4．8 m×72 m回轉窯2008年投產，在計劃停機更換回轉窯內耐火磚時，發現距窯頭端面約39m的擋磚圈前后筒體內表面腐蝕磨損成環狀深溝 帶，該磨損帶又出現多處直徑3～5 mm的孔洞；而且原焊接在該部位的擋磚圈已大部分被腐蝕脫落和變形；該部位在距原設計的筒體環向焊縫不到50 mm， 如果不及時處理將威脅回轉窯的安全運行。因此在停窯期間對該部位的問題進行了處理，并取得明顯效果，本文就存在的問題和處理措施進行分析總結。

1 存 在 的 問 題  分 析

1．1發生的現象 

正常生產時回轉窯筒體的溫度靠紅外線筒體測 溫裝置進行實時檢測，但局部比如各輪帶和傳動大齒圈的部位存在監測的數據不準的問題，一般根據回轉窯的運行周期安排在計劃停機時進行詳細檢查。在對回轉窯內例行正常檢查時發現，距窯頭端面約39m的擋磚圈前后的耐火磚部分環向有扭曲錯位，該處靠近燒成帶煅燒溫度較高耐火磚面上的較薄窯皮層已大部分脫落并有部分耐火磚損壞缺失； 將該部分的耐火磚清除后發現該處原來增設的擋磚圈全部脫落，兩側區域出現腐蝕磨損，在回轉窯內筒體環向形成寬度40～80mm深度5～23mm(多處明顯磨出孔洞)的磨損帶，靠磨損帶的熱端方向有大量的1～2mm厚的黑色銹片，結構疏松分層易碎；擋磚圈脫落的(窯尾方向)部位磨損出的凹槽寬度最大為80mm，其中沒有脫落的擋磚鐵(弧長1246mm僅剩一根)的部位內筒體的磨損量相對較小，且靠近擋磚圈前(窯頭方向)內筒體磨損量較小，相反方向腐蝕磨損面積和深度均較大。 

1．2產生問題的原因

1)耐火磚損壞的原因

溫度變化導致耐火磚發生膨脹和收縮。耐火磚和窯筒體的膨脹量或收縮量不一致，容易導致耐火磚擠壞或松動產生間隙，耐火磚之間的小間隙被物料沖刷磨損形成較大的縫隙，較大的縫隙形成后耐火磚的隔熱和保護筒體的功能喪失，筒體或擋磚圈暴露在煅燒和物料沖刷環境中，導致高溫氧化腐蝕和磨損。 

2)擋磚圈和筒體腐蝕和磨損原因

擋磚圈原設計的尺寸為厚40mm寬50mm的鋼 帶，材質等同回轉窯的筒體材質，經機械切割制作而成；沿回轉窯內筒體環向等分12根拼裝焊接而成；砌 筑回轉窯耐火磚時緊貼耐火磚，由于擋磚圈尺寸大機械加工過程中等分加工了擋磚鐵，擋磚鐵的尺寸為定長(弧長1246mm)，就位焊接時兩塊擋磚鐵對接 的縫隙與單塊耐火磚存在縱向縫隙，整個環向耐火 磚的端面配合處共7處，造成在該處存在密封薄弱區域，見圖1。

擋磚圈與耐火磚砌筑時設計的裝配情況見圖2， 異形耐火磚與擋磚圈的配合間隙滿足制作要求及膨脹量的要求，并盡量保證較小的間隙，保證擋磚圈的 膨脹應力的影響。擋磚圈的焊接位置垂直軸向中心線，才能不失去環向擋磚的作用，才能確保整個擋磚圈的強度和密封筒體的要求。但是在現場實際切割加工過程沒有嚴格控制尺寸偏差；有的雖然特殊定 制了擋磚圈處的一環異形耐火磚，但在裝配時由于擋磚圈存在腐蝕磨損，尺寸發生變化，其相對間隙增大等原因，擋磚圈磨損尺寸變小后，與異形耐火磚存在較大的裝配間隙并形成空腔，不能與回轉窯筒體全部貼實，使該區域的磚接觸強度降低，運行一定時間后擋磚圈出現局部變形或腐蝕磨損時，擋磚圈能有效地控制耐火磚向下位移的作用力，該部位的耐火磚出現部分損壞及縱向扭曲和環向錯位，使得該部位回轉窯筒體密封性缺失。

由于回轉窯燃料煤燃燒產物中含有硫的化合物，并與原材料中的堿化合物在高溫時形成了熔融鹽，隨窯的運轉透過縫隙沖蝕該部分的筒體，加速對筒體209基體金屬鐵的腐蝕，形成的SO，與燃煤中的Na：O等堿性化合物生成的Na：S：O，等熔融鹽透過 磚縫在耐火磚與腐蝕的擋磚圈之間的空腔沉積于筒體，當停窯期間吸潮使筒體內表面局部含介質CI一 等活性離子，在該部位對筒體表面的氧化膜產生破壞作用，形成鈍化一活化電池，加速了基體金屬鐵的腐蝕；回轉窯內的耐火磚大多采用干砌，由于該部位擋磚圈的變形嚴重，砌筑耐火磚時又采用異形磚，又因為該部位回轉窯的溫度相對較低，沒有窯皮對該部位的筒體進行屏蔽，含塵煙氣通過耐火磚與擋磚圈的縫隙高速沖刷筒體表層腐蝕剝落及煙氣對腐蝕 產物沖蝕交替進行，最終將該部位筒體沿著擋磚圈的環向局部磨穿，出現局部孔洞。 

2 修 復 方 案 的 確 定 

我們在回轉窯筒體上標記出腐蝕磨損的嚴重區域，在筒體展開的周長區域分8等份，沿回轉窯的中心線方向2000mm長度重點對現有筒體厚度進行詳細的檢測，厚度數據經測厚儀測定見圖3；并與專業檢測廠家的檢測數據進行符合性對比測量，參照筒體該部位的剩余厚度分布情況制訂了兩套實施方案 如下： 第一套方案是將腐蝕磨損變薄的區域，進行整體性更換處理；需要的設備資源包括定制該部分回轉窯筒體，采用挖補更換筒體4000mm長的嚴重腐 蝕磨損的區域；按原設計厚度28mm，計算該部分筒體的重量為13．25t，從備件制作、安裝吊運、組對焊接，包括筒體的對中找正等各工序檢測等控制耗時較長，影響全年生產指標的完成。

第二套方案是重點對擋磚圈兩側腐蝕磨損帶進行堆焊修復處理，根據現有筒體厚度經原制造廠家檢測鑒定，在設計厚度的70％左右能滿足筒體的設計強度要求，所以只對筒體的該腐蝕磨損帶進行補 焊處理并對該部位定期跟蹤檢測。 我們結合目前公司的實際情況，對兩套方案進行分析論證，第一套方案能徹底解決問題，但是施工周期較長，投資費用高，且存在一定的安全風險，特別是在水泥生產旺季期間，長時間停窯檢修將會影響回轉窯全年生產任務；所以結合對筒體厚度檢測的數據分析，采取了第二套施工方案，采用保守加固維持處理，即對重點缺陷部位腐蝕磨損帶進行焊接修復，保證滿足生產使用要求。 

3 修 復 方 案 的 實 施

(1)將腐蝕磨損帶腐蝕掉的擋磚圈焊接根部采 用磨光機打磨，打磨區域為原擋磚圈部位一側各100mm長度，將筒體的腐蝕層全部打磨，用著色滲透探傷劑進行噴涂著色滲透探傷，滲透探傷液選用三組分的清洗劑、滲透劑及顯像劑按照使用要求分別進行，并保持足夠的濕潤時間(15min以上)，擦去工作表面多余的滲透劑并用清洗劑清洗，待表面干后噴涂顯像劑，觀察該部位是否存在裂紋等缺陷，并做好記錄，確認無誤后進行下道工序施工。 

(2)對該擋磚圈兩側環向部位經初步探傷檢驗后進行修復性焊接，焊接設備選用cO：保護焊機，焊絲根據回轉窯母體材質209，選用鐵錨焊材型號為 wH50—6，焊絲直徑1．2 mm，手工焊接；為減少焊接應力我們現場從以下幾個方面著手：①預熱焊接；

②少量多次(減小每次的焊接應力，第二層是對第一層的退火，第三層是對第二層的退火)；

③焊接中振動消除焊接應力；

④焊接完成后采用電加熱帶退火等編制焊接工藝施工方案。將腐蝕磨損部位采用鋼絲刷拋光機打磨清理干凈后，焊接筒體內部將缺陷分10段(每段約1．5 m)進行焊接；并分層堆焊，控制適宜的焊接速度，同時采用氣動小風鎬對焊道進行振打，釋放焊接時局部產生熱應力并清除焊渣，委派專人及時進行觀感質量檢測，確保焊接質量；筒體外部焊透部位外部清根焊接，確保該區域焊接后表面平整；焊接完成后按照施工方案要求由專業人員進行超聲波

探傷檢測，符合回轉窯設計的焊接技術規范要求。 (3)去除該部位的擋磚圈并密封原設計的檢修門，該部位原新增的擋磚圈去掉后不會影響耐火磚的砌筑，且該處不再使用異形耐火磚，采用通用耐火磚配耐火膠泥將該環耐火磚補齊密封牢固，使該處筒體的屏蔽作用加強，有效地保護該部分筒體；具體砌筑措施是采用耐火泥打底和使用找正鐵板及夾緊 鐵板處理砌筑磚縫，嚴格控制回轉窯內該區域耐火磚的環向間隙；并將回轉窯原設計的檢修門四周的 磚縫加注耐火泥密封，在外部將檢修門四周進行氣 密性焊接，確保該部位不漏氣；在生產控制環節嚴控進廠原燃材料的質量，從源頭和配料工藝上控制有害成分，力求減少熔融鹽沉積對回轉窯筒體內壁腐 蝕的速率。耐火磚的選型和砌筑時嚴格控制其質量要求，環縫必須控制在規定的要求范圍之內，耐火磚的大頭與筒體貼實，使回轉窯筒體內表面與窯內粉塵氣體完全屏蔽。通過處理后運行情況良好，使用 周期延長。 

4 總 結 

大型回轉窯的筒體選材一般采用209鍋爐鋼，設計運轉率一般較高，但是由于受地方協同停機的影響，年運轉率一般較低，停機次數多、時間長，回轉窯 受頻繁開停的影響，回轉窯內沉積的有害熔融鹽極易潮解，筒體腐蝕現狀比較普遍，在現有工藝技術條件下，應加強停窯期間的檢測，及時處理腐蝕磨損區 域的耐火磚，確?；剞D窯內筒體表面的屏蔽狀態完好，嘗試使用新材料作為砌筑耐火磚的附加內襯仍然是一個課題。 

擋磚圈是回轉窯最初投運時設計防止耐火磚的軸向滑動力，用來控制初期生產時使用的；設計時沒有作詳細的安裝焊接要求，后續使用時需根據現場 情況在允許范圍內作適時調整，一般要求錯開回轉窯的原始環向焊縫。

隨著耐火磚加工精度的提高和筑爐技術的不斷發展及新型兩檔短窯等技術更新， 擋磚圈的設置安裝被逐步淡化。但是對于在現有熟料生產線上仍然使用的擋磚圈要嚴格控制其安裝位置范圍，筒體紅外線溫度檢測、耐火磚的選型、耐火磚質量、耐火磚砌筑是保證窯襯壽命的關鍵，要從這幾方面進行總結提高，才能徹底消除隱患。跟蹤檢查其腐蝕情況及時采取定期更換措施，控制其安裝及焊接質量要求；如果忽視了該部位的管理，將會造成較大的工藝和設備事故。

作者：呂河龍、周太峰

來源：《水泥》

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