回轉(zhuǎn)窯輪帶完全斷裂成功修復(fù)與經(jīng)驗(yàn)

黃金仁

(廣西魚(yú)峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008)

回轉(zhuǎn)窯輪帶完全斷裂成功修復(fù)與經(jīng)驗(yàn)

黃金仁

(廣西魚(yú)峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008)

回轉(zhuǎn)窯輪帶完全斷裂不僅影響水泥生產(chǎn)，而且修復(fù)難度也相當(dāng)。文章通過(guò)深入研究輪帶斷裂修復(fù)施工方案，并在施工過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)督和周密控制施工工序，并在熱處理方面反復(fù)推敲，使輪帶修復(fù)得以順利完成。

回轉(zhuǎn)窯；輪帶；斷裂；修復(fù)；熱處理

（一）輪帶概況

2號(hào)窯輪帶為鑄造件，規(guī)格為 D5540mm×d4780mm×B850mm，輪帶厚度H=（D-d）/2=380mm，材質(zhì)為Mat323（FLS公司標(biāo)準(zhǔn)），重量41100kg，材質(zhì)化學(xué)成分為：0.23%C、1.45%Mn、0.39%Si、0.006%S、0.008%P，輪帶工作表面硬度HB300，輪帶端面（非工作面）硬度 HB130，材質(zhì)接近國(guó)內(nèi)的 ZG25Mn2優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，完全斷裂口截面形狀不規(guī)則，橫向、徑向斷紋呈斜曲折線(xiàn)復(fù)雜分布。

（二）輪帶修復(fù)施工方案

1.輪帶熱態(tài)斷裂裂縫開(kāi)度達(dá)70～80mm，常溫下裂縫完全閉合，盤(pán)窯至使輪帶裂縫置于頂部，測(cè)量輪帶在裂縫完全閉合狀態(tài)下的原始數(shù)據(jù)，畫(huà)線(xiàn)確定原狀修復(fù)定位基準(zhǔn)線(xiàn)；

2.用千斤頂將輪帶頂起致使輪帶脫離托輪支撐（以便撐開(kāi)裂縫），用螺桿千斤頂撐開(kāi)裂縫20～30 mm，以便刨開(kāi)工作面U型坡口（外坡口）；

3.卸掉輪帶千斤頂支撐，恢復(fù)托輪支撐，用螺桿千斤頂復(fù)原輪帶原狀定位基準(zhǔn)線(xiàn)弧長(zhǎng)（即恢復(fù)第1步的原始數(shù)據(jù)），將窯盤(pán)動(dòng)90°，致使輪帶裂縫從頂部移到側(cè)面9點(diǎn)鐘位置處，至此所有的修復(fù)工作將全部在此位置來(lái)完成；

4.在窯筒體內(nèi)的輪帶兩側(cè)設(shè)兩組支撐米字架，以防整個(gè)修復(fù)過(guò)程對(duì)筒體圓度造成影響，以輪帶位置為中心在筒體上挖開(kāi)一個(gè)950×400mm的天窗，卸掉與修復(fù)部位相干的輪帶墊板，以便從窯內(nèi)天窗刨開(kāi)輪帶內(nèi)表面U型坡口；

5.輪帶兩側(cè)坡口走向均根據(jù)裂縫走向并行，坡口寬60mm，深190mm，斷口正面開(kāi)坡口也是根據(jù)實(shí)際裂縫逐步往深度方向深入，坡口寬度（最寬面）盡量不超過(guò)100mm，但裂縫走向復(fù)雜也要根據(jù)實(shí)際裂縫來(lái)定；

6.坡口清理，在刨開(kāi)內(nèi)外兩 U型坡口的過(guò)程中，在裂縫斷面發(fā)現(xiàn)多處分叉裂縫小分支，是原始的鑄造缺欠殘留，正是輪帶在此處斷裂的原因所在，所以一定將這些裂縫分支清理干凈，也是本次修復(fù)根除隱患的關(guān)鍵；

7.坡口處理后的裂縫檢驗(yàn)，超聲波探傷或著色探傷，確認(rèn)輪帶沒(méi)有其他裂紋后再進(jìn)行下一步施工；

8.焊前預(yù)熱：焊口兩側(cè)位置預(yù)留 300mm寬度，往兩側(cè)四周安裝電加熱板進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)175℃，并保溫2小時(shí)后才開(kāi)始施焊；

9.焊接首選手工電弧焊，焊條選用J507，焊接技術(shù)參數(shù)

見(jiàn)表1：

表1

焊接采用單面焊雙面成形，焊接過(guò)程內(nèi)外同時(shí)施焊，層間清理清渣，焊接厚度達(dá)一半時(shí)進(jìn)行一次消氫（消氫溫度350℃）處理后再繼續(xù)施焊直至焊縫閉合，整個(gè)焊接過(guò)程保持恒溫（175℃）；焊后消除內(nèi)應(yīng)力處理，去應(yīng)力處理溫度625℃；焊接過(guò)程的保溫控制和熱處理升溫和降溫速度均采用自動(dòng)控溫電加熱器進(jìn)行全程監(jiān)控，恒溫誤差不超過(guò)5℃，升降溫速度不超過(guò)16℃/h。工件焊接過(guò)程及熱處理工藝圖如圖1：

圖1 工件焊接過(guò)程及熱處理工藝圖

說(shuō)明：

①本工藝采用遠(yuǎn)紅外電加熱器進(jìn)行熱處理，溫度全程自動(dòng)控制，升、降溫速度≤16℃/h，恒溫誤差≤5℃，工件厚度380mm，材質(zhì)：25Mn2；

②焊前預(yù)熱175℃時(shí)恒溫2h后，才開(kāi)始施焊；

③施焊過(guò)程工件溫度必須保持在175℃左右，當(dāng)焊縫高度達(dá)一半焊量（約200mm）時(shí)，暫停焊接，做一次消氫處理（350℃），然后使溫度控溫降至預(yù)熱溫度后繼續(xù)施焊；

④當(dāng)整個(gè)工件施焊完后，控溫升至 625℃進(jìn)行去應(yīng)力處理，焊后熱處理降至300℃以下不控溫，任工件自然冷卻；

⑤熱處理完畢后檢測(cè)工件焊縫硬度不大于HB187；

⑥中途停止施焊必須保持預(yù)熱溫度，如因加熱器故障降至常溫必須停止施焊，待做后熱處理（消氫）后方可繼續(xù)施焊。

（三）輪帶修復(fù)后技術(shù)檢驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)

1.經(jīng)過(guò)修復(fù)后超聲波探傷結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何焊接缺陷，坡口清理時(shí)干凈清除幾處開(kāi)叉鑄造小裂紋徹底根除焊縫缺欠隱患，另外焊接溫度的嚴(yán)密控制保證焊縫的均勻成型；

2.焊后硬度檢驗(yàn)結(jié)果：焊縫周?chē)覆挠捕菻B130，焊縫本體硬度HB125，硬度誤差只有4%，說(shuō)明焊材和母材均勻過(guò)渡；

3.輪帶復(fù)原基準(zhǔn)線(xiàn)弧長(zhǎng)檢驗(yàn)表明焊縫在環(huán)向收縮量只有2mm，焊縫主要收縮量在輪帶的厚度方向（輪帶徑向），原因是輪帶環(huán)向張力遠(yuǎn)大于焊縫成型內(nèi)應(yīng)力，而且焊縫內(nèi)應(yīng)力在厚度方向有自由收縮空間，所以大型環(huán)形部件斷裂修復(fù)在環(huán)向不必預(yù)留焊縫收縮量。

TQ172

A

1008-1151(2011)06-0054-01

2011-03-11

黃金仁（1970－），男，廣西靖西人，廣西魚(yú)峰水泥股份有限公司機(jī)械維修部副經(jīng)理，工程師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)和設(shè)備維修技術(shù)管理。