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水泥回转窑筒体开裂的形式有哪些原因是什么《资讯》

发布时间:2020-08-17 11:55:21 阅读: 来源:坩埚厂家

2019-03-10 22:31:29来源:贤集网 赵媛

水泥回转窑是回转窑中一种非常重要也比较常用的一种设备,水泥回转窑的窑体在制造过程中采用了复合型的耐磨材料,使得设备的耐磨性增强、磨损率降低,不仅寿命延长,而且维修成本也大大降低。它主要用于煅烧水泥熟料,分干法生产水泥回转窑和湿法生产水泥回转窑两大类。冶金化工回转窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧;铬、镍铁矿氧化焙烧;耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝;化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰回转窑(即活性石灰回转窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。对于水泥回转窑的相关知识,大家了解并不多,下面贤集网小编来为大家介绍水泥回转窑筒体开裂的形式有哪些?水泥回转窑筒体、预热器、窑门罩及冷却机内耐火内衬的砌筑事项;水泥回转窑三次风管部位常用的耐火材料都有哪些?一起来看看吧!

水泥回转窑筒体开裂的形式有哪些?

回转窑裂纹的部位及形式较多,裂纹的部位多发生在轮带、大齿圈两侧的焊缝处以及筒体其他焊缝的两侧,当前裂纹最多是发生在回转窑过渡带筒体上,一旦开裂,修复性较差,必须更换筒体裂纹的形式归纳起来有3种,即纵向裂纹、环向裂纹以及不规则裂纹。纵向裂纹多发生在轮带下筒体的垫板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,以及回转窑过渡带的筒体焊缝处,还有大齿圈下筒体与弹簧板的焊缝处;不规则裂纹多发生在回转窑的喂料、出料在筒体上的开口处。

一、纵向裂纹形成的原因

纵向裂纹多发生在轮带下筒体与垫板或挡块的焊缝处,一般由外及里、轴向延伸形成纵向裂纹,甚至开裂究其原因主要由四个方面造成:

1、首先是设计时筒体板材厚度选择较薄,回转窑要求横刚纵柔,若板材厚度不足只能保证其横向刚度,所以筒体在自重和扦轮支撑反力产生的交变应力和脉冲应力的作用下,易使材料产生疲劳,裂纹便会在该处比较薄弱的焊缝热影响区形成,即在筒体与挡块或垫板焊缝处形成,并在径向上由外向内发展、在轴向上左右延伸,形成纵向裂纹.在设计方面的另一个问题就是垫板或挡块的厚度和宽度不当,过宽或过厚,使得该处刚度过大,其他地方较小,运转中挡块会阻碍筒体因自重产生的径向自由弯曲变形,挡块或垫板越厚、越宽,阻碍越大,应力集中越严重,一旦超过强度极限,便会产生裂纹。

2、在制造方面,个别制造商为了追求利润,在选材上选择小厂产品,板材厚度负差较大,机械性能指标、危害元素含量指标得不到保证,很难保证回转窑在恶劣环境下的运转可靠性。有的水泥企业为了降低建厂投资,不惜以牺牲设备质量为代价,选用不完全具备生产回转窑能力的机械厂制造回转窑,使得焊缝质量、板材质量没有保证,导致设备投运后,事故频繁,损失巨大。

3、在安装方面,往往只注意窑的冷态精度,而忽略了长期运转下的热态精度,如生产中轮带、筒体、托轮等各档温度不同,其中心高的升高量也不一致,造成回转窑运转时各档中心不在一条直线上,各档轮带的受力发生变化,中心高抬升较高的吃力就大;由于中心线发生了变化,轮带在整个宽度上的受力便出现不均,一侧受力大,另一侧受力小,这些变化会引起局部受力超出设计范围,甚至超过强度极限,致使筒体在焊缝的热影响区产生裂纹;另外安装时,为了施工方便,在筒体上随意焊接如起吊环等之类的物件,用过后也不按要求切除,不但损伤筒体强度,还会造成应力集中,致使筒体产生裂纹。

4、在生产维护方面更为突出,比如一旦窑瓦发热,不分析原因,只管对发热瓦进行退瓦卸载,很少考虑退瓦卸载后,其均匀分布在轮带上支撑反力会集中落在轮带的一侧,传到筒体上就会产生局部过载而引起裂纹有的企业治理瓦发热,不看窑况、不分析大瓦发热的原因,偏方偏治,只知卸载,结果是窑况一变,瓦又发热,致使窑不能长期稳定运行,这就是有的窑能耗高、易产生裂纹的原因。还有些单位对轮带间隙重视不够,当轮带间隙过大时,若不及时调整垫板厚度,实际上就相对削弱了轮带对筒体的加固加强作用,筒体与轮带的接触面积和接触包角都相对减少,筒体椭圆度增大,局部应力增大;再者就是若对筒体降温方法不当,即当筒体温度高时,不顾筒体温度有多高、轮带间隙有多大,即以强风或喷水冷却,使筒体温度急剧下降,金属母材内外就会产生较大温差,结果是筒体表层应力成倍增长,危害极大。另外就是对裂纹的处置不当,挡块与筒体焊缝处出现裂纹后,为了方便,一般在窑的顶部焊接,以为这样容易保证焊缝质量,而不选择在应力为零的筒体上45°施焊,却增加了一倍的焊接应力,结果是裂了焊,焊了又开窑皮垮落后,由于筒体环向温差较大,引起筒体弯曲,偏离中心线的绕曲运行,使轮带下筒体局部应力剧增,在挡块与筒体焊缝处产生裂纹。

二、环向裂纹形成的原因

1、轮带两侧筒体产生裂纹的原因

轮带下筒体厚度多为中间段筒体厚度的两倍以上,若轮带下筒体与中间段之间的过渡筒体厚度选择不当,则托轮通过轮带传到筒体支撑反力使筒体的变形就平缓过渡到一般筒体上,那么应力也很难扩散,应力集中在所难免,由于焊缝强度高于母材强度,裂纹便会在焊缝边缘的热影响区形成,并在交变应力的作用下沿着坏向延伸;其二是厚板与薄板的过渡坡度不适,小于1:5,支撑反力使筒体的局部变形很难实现平缓过渡,必然形成应力集中;其三是焊缝质显的影响,有的企业误以为筒体焊缝饱满就是焊肉越多越好,焊得越高越结实,殊不知焊缝越高,刚度越大,对母材的影响也越大,应力集中越严越容易形成裂纹,还有其他的焊缝缺陷如夹渣、微裂纹、未熔透、咬边等,也是应力集中的发源地,是产生裂纹的重要因素。

2、大齿圈弹簧板与筒体焊缝处产生裂纹的原因

大齿圈弹簧板与回转窑筒体的焊缝处也易产生环向裂纹,主要原因有三个方面。第一,大齿圈所在筒体偏薄,而弹簧板偏厚,造成筒体刚度小,弹簧板刚度大,其结果是设备运转中本该弹簧板通过变形吸收消化的应力,反而让筒体通过变形吸收了,如大小齿轮啮合的径向力、筒体及弹簧板温度升高产生的压应力,久而久之,在焊缝的热影响区就会产生裂纹;第二,大小齿轮安装时顶隙过小,咬根顶齿,造成巨大的径向力,通过大齿圈传到筒体焊缝上,若超过了承受极限,便会产生裂纹;第三,当窑弯曲严重时,会破坏大小齿轮的接触状态,一侧吃力,一侧不吃力,会使得弹簧板的一侧焊缝受到拉、压应力的双重作用,危害很大;另外筒体弯曲、齿轮顶隙过小引起窑体振动产生的附加载荷,也会促进裂纹的产生。

3、回转窑过渡带筒体产生裂纹的原因

过渡带筒体产生裂纹的主要原因是应力与腐蚀。由于过渡带筒体无致密窑皮的保护,该处耐火砖很难把炙热的气体、碱性物料与筒体完全隔离,生产中碱性气体、碱性物料就会通过砖缝与金属筒体接触而发生化学反应,腐蚀筒体、据相关资料介绍,预分解窑在该处的年腐蚀虽超过0.5mm以上,若停窑频繁、配料不当,年腐蚀里会成倍增加,用不了几年,筒体的厚度减少量就会超过30%,所以个别窑仅运行几年就会因筒体变薄而出现裂纹裂纹的形式多为环向,但有时也因腐蚀麻坑的形式产生不规则裂纹。这是筒体应力与腐蚀综合作用的结果,必须引起业内人士的高度重视;其次是由于该处筒体温度较高,也削弱了筒体强度,不规则的腐蚀麻坑及焊接缺陷也会产生压力集中,也是该处产生裂纹的重要因素。

三、筒体温度过高引起的筒体开裂

回转窑作为热工设备,内部温度可达1700℃,尽管筒体受耐火砖及窑皮的隔热保护,传到筒体表面的温度也很高,燃烧带筒体在无窑皮的情况下,即便是新砖,筒体温度也可达到450℃左右,极大地削弱了筒体强度,若窑在较高温度下长期运行难保筒体不产生裂纹,特别是在掉砖红窑的情况下,局部筒体会失去抵抗外力的能力,此时若措施不当(如在高温区进行强力通风甚至洒水降温),筒体就会急剧收缩而产生裂纹,因为金属在高温下的收缩量可达到膨胀量的2倍左右。有的企业在掉转情况下,进行热态压补,往往是补了又掉,掉了再朴,结果是窑皮没补上,筒体反而受到伤害,时间长了,变形严重甚至开裂,耐火砖也无法砌了,不得已更换筒体,还有一种情况,即焊缝一侧温度高,一侧温度低,两侧膨胀量互相限制,温度应力就产生了,一旦超出了强度极限,裂纹随之而生,并沿焊缝方向延伸。

水泥回转窑筒体、预热器、窑门罩及冷却机内耐火内衬的砌筑事项

一、回转窑筒体砖衬的砌筑注意事项有哪些?

1、砖衬砌筑前应对窑壳体进行全面检查,并打扫干净。

2、砖衬砌筑前应做好放线工作。旧窑检修施工时也应放线。

窑纵向基准线要沿圆周长每1.5m放一条,每条线都要与窑的轴线平行。环向基准线每10m放一条,施工控制线每隔1m放一条,环向线均应互相平行且垂直于窑的轴线。

砌筑时无论采取何种砌筑方法,均要严格按基准线进行砌筑,严禁不放线砌砖。

3、窑内砌砖的基本要求是:砖衬紧帖壳体,砖与砖靠严,砖缝直,交圈准,锁砖牢,不错位,不下垂脱空。总之要确保砖衬与窑体在窑运行中可靠地同心,砖衬内的应力要均匀地分布在整个衬里和每块衬砖上。

4、砌砖方法采用环砌法和交错砌两大类。新窑及筒体规整完好,变形不重的窑应采用环砌法。向体变形较重以及所用砖的外形质量较次的传统窑上,在高铝砖和黏土悲愤填膺 部位可采用交错砌法。

5、要严格选砖,环砌时,以选砖的长度均齐为主。交错砌时,以选砖的大小头厚度均齐为主。

6、砖缝应横平竖直。环缝偏差每米长允许≤2mm,但全环长度偏差最大允许量≤8mm。当交错砌时,纵缝偏差每米长度允许≤2mm,一个施工段长(通常为4m)允许≤10mm。

7、干砌用的接缝钢板,其厚度一般为1~1.2mm,要求平整,不卷边,不扭曲,无毛刺。每块板宽应小于砖宽约10mm.砌筑时钢板不得超出砖边,不得出现钢板探空和搭桥现象。每条缝中最多只允许使用一块钢板。调整用的窄钢板应尽量少用。作膨胀缝用的纸板要按设计放置。

8、锁砖时要用平整砖锁紧,相邻环要错开1~2块砖位。终端的加工砖圈要提前1~2环砌筑。全窑的最后一块锁砖,要精细加工,严禁单独用浇注料锁砖,但可用浇注料固着最后一块锁砖。锁砖缝中不得超过一块钢板。

9、窑内砌砖方式分为两种,应根据窑径大小和施工条件分别采用。

(1)拱架法(砌砖机法):这种砌筑方法砌筑速度快、质量好,砌筑长度不限,砌筑时不须转窑,适用于直径≥4m的窑。国内大型窑上目前大都用这一方法。

(2)支撑法:即使用丝杠支撑砌体,砌筑中要转动窑体。这种方法适用于直径小于4米的窑,国内传统回转窑上目前大都用这种方法。

10、全窑砖衬砌筑完成后,在点火之前还应对全窑砖衬作一次全面清理和作必要的紧固。要逐环检查,环环紧固,并保持窑内清洁。紧固后不宜再转窑,应及时点火。

二、预热器系统、窑门罩及冷却机耐火衬里的砌筑注意事项有哪些?

1、预热器、分解炉及上升烟道等处有大量的工艺孔洞,要逐个查清,精心施工,不得遗漏。

2、锥体部分要分段施工,斜壁表面斜度要准确,衬里表面要平滑,以保证生产运行中下料畅通,不滞料。

3、旋风筒的旋风部位要严格按设计尺寸砌筑,用加工砖或浇注料找齐填平,避免出现台阶或缺口,保证气流运行畅通。

4、凡因空间小、衬里薄、密闭性高、操作难度大和安装后又不能操作的管件或设备的内衬均应于安装前或预安装后在地面(或平台上)预制或施工,然后再进行吊运和安装。

5、窑门罩的上半圆顶盖若砌筑耐火砖衬时应先在罩壳上划线,全长中的环缝允许误差为≤8mm.砌体不得出现歪斜、脱空和爬坡等现象。隔热砖与耐火砖应错缝砌筑,最后锁砖可设在罩顶的专用孔处。无专用孔时则应沿砖环方向切开一个长方形小孔,最后一块砖从罩顶上面插入,并用钢板锁紧。

6、多筒冷却机内衬应按I类砌体对待。砌筑时严格选砖,保证外形质量均齐。灰缝饱满度要达到95%以上。

7、单筒冷却机内衬施工中,高低砖应严格按照设计配置 。宜采用环砌法。湿砌时砖缝宜控制在小于1.5mm.砖衬与扬料装置结合紧密,确保不漏热窑气侵袭筒体。

水泥回转窑三次风管部位常用的耐火材料都有哪些?

三次风管用耐火材料包括高强耐碱砖、高强耐碱浇注料、耐磨浇注料、耐磨浇注料预制件、硅酸钙板、硅藻土砖和轻质浇注料等。

1、高强耐碱砖

水泥回转窑上应用的耐碱砖,主要分为四种,即普通型、高强型、拱顶型和隔热型四类。其中在三次风管部位应用的耐碱砖是高强耐碱砖,其主要特点是耐碱侵蚀性能强。不过随着水泥行业的不断发展,高强耐碱砖已经逐渐被硅莫砖所替代。

2、高强耐碱浇注料

高强耐碱浇注料同高强耐碱砖的性能相似,都是具备超强的耐碱性侵蚀性能,能抵抗中、高温下碱金属氧化物(如K2O和Na2O)侵蚀。该浇注料主要是由耐碱耐火骨料和粉料、结合剂和外加剂组成的混合物。耐碱浇注料的耐碱机理是其在高温下会与碱金属氧化物反应生成高黏度的液相,形成一层釉化状保护层,以阻止碱金属熔融物的渗透和侵蚀。

3、耐磨浇注料、耐磨浇注料预制件

耐磨浇注料,顾名思义,是指拥有高强耐磨性能的耐火浇注料,耐磨浇注料在测定时磨损量越小,表示该浇注料的耐磨性越好。耐磨浇注料的耐磨性能主要来源于采用的电熔刚玉、烧结刚玉、电熔锆刚玉、碳化硅、氮化硅等耐火原材料。另外,为了提高材料的軔性和耐磨性,一般还需加入耐热钢纤维。

耐磨浇注料预制件,则是采用耐碱浇注料在生产企业预先按照使用部位预制而成,而后运输到施工场地直接组装的产品。相较于耐磨浇注料,耐磨浇注料预制件的使用性能与浇注料相当,甚至高于浇注料。耐磨浇注料预制件最大的优势在于施工方便,缩短工期,节约人工成本。

4、硅酸钙板

硅酸钙板是以硅藻土和石灰为主要原料,加入增强纤维制成的隔热耐火制品又称硅钙板。硅酸钙板可锯可钉,可制成板、块或套管等形状。

除了上述的四种外,三次风管部位常用的还有硅藻土砖、轻质浇注料、硅莫砖等材料。在实际的砌筑施工需求中,需三次风管实际的工作需求,选择适宜的耐火材料,配合严格的施工控制以及正确的烘炉方式,方能打造长炉龄水泥回转窑生产系统。

上述是贤集网小编为大家讲解的水泥回转窑筒体开裂的形式有哪些?水泥回转窑筒体、预热器、窑门罩及冷却机内耐火内衬的砌筑事项;水泥回转窑三次风管部位常用的耐火材料都有哪些?希望这些知识能够帮助到大家!水泥回转窑作为大型的矿石加工机械设备,在使用操作过程中安全操作非常的关键,在安装回转窑之前,首先我们要对图纸进行相关的熟悉,了解其办公地点的水、电、道路,以及安全方面,确定电源位置以及临时电源位置。在水泥回转窑的安装过程中,由于水泥回转窑比较重,因此我们要对起重设备做好一定的准备,还有运输安装工具,也要提前做好准备,以防止水泥回转窑在安装过程中出现一些来不及准备的事项,所以,卓亚提醒大家应该提前准备好所有工具。水泥回转窑在安装的时候由于水泥回转窑窑体比较大,在安装的时候要避免交叉作业,因为我们布置的时候回转窑离地面是有一定距离的,因此我们要特别注意安全方面,建议有安全员监工进行技术指导,要保证水泥回转窑的安装能够安全有效。

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