大型水泥回轉(zhuǎn)窯輪帶表面網(wǎng)狀裂紋成因分析與焊接修復(fù)

侯欽玲 周永安

1 徐州巨龍機(jī)電工程有限公司（221168） 2 中國(guó)聯(lián)合水泥淮海運(yùn)行區(qū)（221018）

大型水泥回轉(zhuǎn)窯輪帶表面網(wǎng)狀裂紋成因分析與焊接修復(fù)

侯欽玲1周永安2

1 徐州巨龍機(jī)電工程有限公司（221168） 2 中國(guó)聯(lián)合水泥淮海運(yùn)行區(qū)（221018）

輪帶是水泥回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵部件，輪帶能否正常運(yùn)行直接影響整個(gè)水泥廠的生產(chǎn)。一般輪帶的體積巨大，重量在幾十噸到幾百?lài)?，其制造成本大，安裝費(fèi)用高，對(duì)輪帶進(jìn)行有效保養(yǎng)不僅能促進(jìn)輪帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還能延長(zhǎng)輪帶的使用壽命，節(jié)省大量的資金，提高水泥廠的經(jīng)濟(jì)效益。

大型水泥回轉(zhuǎn)窯；輪帶；網(wǎng)狀裂紋；焊接修復(fù)

大型水泥回轉(zhuǎn)窯的輪帶在安裝使用后，可能由于輪帶前期制作的質(zhì)量問(wèn)題、使用不當(dāng)?shù)仍?在表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)大塊剝落。輪帶是回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵支撐部件，而回轉(zhuǎn)窯是水泥廠的核心部分，輪帶出現(xiàn)故障，甚至不能運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)導(dǎo)致水泥廠的生產(chǎn)鏈斷裂，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。購(gòu)買(mǎi)輪帶的成本高，眾多水泥廠沒(méi)有后備輪帶，且輪帶更換難度大，技術(shù)要求高，費(fèi)用昂貴，當(dāng)輪帶出現(xiàn)裂紋時(shí)水泥廠往往選擇焊接來(lái)進(jìn)行修復(fù)。對(duì)大型回轉(zhuǎn)窯輪帶的焊接修復(fù)對(duì)焊接工藝的要求很高,焊接方法、焊接的質(zhì)量也影響著輪帶的使用壽命，不恰當(dāng)?shù)暮附涌赡軙?huì)造成輪帶的損壞。

1 輪帶表面網(wǎng)狀裂紋產(chǎn)生的原因

1.1 鑄造缺陷

不同型號(hào)的輪帶使用的材料往往不同，有些鋼材的鑄造性較差，裂紋敏感度高，在鑄造的過(guò)程中容易產(chǎn)生氣孔、砂眼、內(nèi)裂等問(wèn)題，或者輪帶各部分材料的硬度不一致，部分存在非金屬雜質(zhì)。這些問(wèn)題都會(huì)造成輪帶在使用過(guò)程中出現(xiàn)裂紋、剝落,長(zhǎng)久的不修護(hù)會(huì)造成輪帶使用壽命的縮短。輪帶鑄造的質(zhì)量是影響輪帶使用的最根本因素，但輪帶本身體積大，重量大，鑄造難度大，只有不斷提高輪帶鑄造工藝和技術(shù)，才能為輪帶的安全、正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

1.2 受力不均

水泥廠根據(jù)輪帶的型號(hào)采用三檔、四檔等不同支撐，輪帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，各檔輪表面承受著不同的動(dòng)載荷，各檔輪的疲勞壽命也不同。輪帶表面的硬度不均、性能不均，在運(yùn)行時(shí)，表面的承受應(yīng)力的能力不同，抗疲勞強(qiáng)度不同，高硬度區(qū)域表面承受的磨損高于其他區(qū)域，且容易產(chǎn)生裂紋。

1.3 運(yùn)行環(huán)境惡劣

輪帶在運(yùn)行時(shí)承受著窯體回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的極不穩(wěn)定的動(dòng)載荷和交變荷載，輪帶的抗疲勞能力在交變應(yīng)力下變得十分薄弱，遠(yuǎn)低于在靜應(yīng)力下的抗疲勞能力，當(dāng)輪帶的某個(gè)部位承受的應(yīng)力超過(guò)其抗疲勞能力時(shí)，則該部位容易產(chǎn)生裂紋。窯內(nèi)熱工工況的不斷變化，窯體的不?；剞D(zhuǎn)，輪帶處筒體和輪帶的溫度相差太大，輪帶與托輪的接觸面的大小等都會(huì)導(dǎo)致輪帶各部分應(yīng)力不同，出現(xiàn)不同程度的裂紋。

1.4 托輪調(diào)整不當(dāng)

窯體的上行與下行的調(diào)整主要靠托輪，在調(diào)整過(guò)程中需要保證輪帶的各檔輪下筒體中性線都在一條直線上，否則輪帶和托輪的接觸不平行，接觸面減小，輪帶承載的平均負(fù)荷變大，當(dāng)超過(guò)輪帶的抗壓強(qiáng)度時(shí)會(huì)造成細(xì)微裂紋。

1.5 冷卻水滲入

為降低回轉(zhuǎn)窯托輪的溫度，往往采用水進(jìn)行冷卻，托輪與輪帶接觸時(shí)表面的水和空氣容易進(jìn)入輪帶的細(xì)微裂紋,在窯體回轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大荷載環(huán)境中，托輪與輪帶極易變形。將輪帶細(xì)微裂縫里的水和空氣封閉，高溫環(huán)境促使水和空氣迅速膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)大壓力,促使細(xì)微裂紋在反復(fù)的碾壓下不斷擴(kuò)展，裂紋的深度不斷增加，如果不及時(shí)修復(fù)裂紋，金屬材料就會(huì)剝落。

2 輪帶焊接修復(fù)

2.1 焊接前準(zhǔn)備

回轉(zhuǎn)窯多是在露天場(chǎng)所，沒(méi)有遮攔，風(fēng)沙、灰塵較大，不利于焊接工作。焊接前，需要先設(shè)置帳篷，以保證無(wú)塵的焊接環(huán)境。此外，要將輪帶的裂紋部分轉(zhuǎn)到上方，便于焊接工作。

2.2 焊條選擇

綜合考慮輪帶的材質(zhì)，選擇最適合的焊條。針對(duì)不同深度的裂紋，選擇厚度不同的焊條，過(guò)渡層應(yīng)選擇高強(qiáng)度材料，對(duì)剝脫部分的焊補(bǔ)可選用自硬化型不銹鋼材料。

2.3 焊接過(guò)程

首先，焊接時(shí)需要清理焊區(qū),對(duì)裂紋進(jìn)行磨削，將裂紋里的夾渣全部清理干凈，使用氧乙炔焰進(jìn)行烘烤，以便清除裂縫周?chē)奈蹪n，用鋼絲刷、拋光機(jī)等進(jìn)行多次清理和拋光，對(duì)坡口的角度和深度進(jìn)行加工，降低焊補(bǔ)熱的負(fù)面影響。其次，采用冷焊工藝進(jìn)行焊接，先進(jìn)行打底焊接，再進(jìn)行填充焊接。每次的焊接長(zhǎng)度嚴(yán)格控制在3 cm以?xún)?nèi),焊接完一處后立即錘擊焊道表面。焊接工具的電流也應(yīng)控制在100～130 A，控制焊接局部溫度。最后，焊接完畢后需要對(duì)焊接表面進(jìn)行打磨，當(dāng)焊道表面比正常部位高出1～2 mm時(shí)要對(duì)表面再次進(jìn)行錘擊，促使表面硬化，使用樣板將焊區(qū)修磨到標(biāo)準(zhǔn)要求范圍。

2.4 焊后檢驗(yàn)

焊接修復(fù)完畢后需要對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，采用超聲波或表面著色的方式進(jìn)行探傷，確保焊接沒(méi)有裂紋、沒(méi)有氣孔等缺陷，對(duì)焊接區(qū)的硬度進(jìn)行檢驗(yàn),確保焊接區(qū)的硬度與其他正常部位一致。

3 結(jié)語(yǔ)

大型水泥回轉(zhuǎn)窯的輪帶由于輪帶表面成分不均，硬度不同，且在運(yùn)行過(guò)程中受力不均，在高強(qiáng)度應(yīng)力下，極易產(chǎn)生疲勞破壞，出現(xiàn)裂紋，甚至剝落。針對(duì)不同類(lèi)型的輪帶，采取恰當(dāng)?shù)暮附庸に?，突破焊接過(guò)程的技術(shù)難點(diǎn),對(duì)輪帶進(jìn)行高質(zhì)量的焊接，能有效延長(zhǎng)輪帶的使用壽命,有利于回轉(zhuǎn)窯正常運(yùn)行。

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[2]盧勝奎,郭春鳳,徐長(zhǎng)鈞.ZG35CrMo回轉(zhuǎn)窯輪帶的焊接修復(fù)[J].有色礦冶,2013(04).

[3]郭采鳳,郝文靜,祝亞峰.回轉(zhuǎn)窯輪帶裂紋修復(fù)工藝方案分析[J].金屬加工,2011(01).

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