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回转窑筒体结构变形处理技术和方法

作者:鑫邦工程网址:http://www.xianxingbang.icoc.in

回转窑生产过程中经常会出现筒体变形的现象,这时需要对回转窑筒体结构进行综合的处理,包括回转窑的窑头结构的调整,下面就是具体的处理办法。

为了保证回转窑试运转高效性,必须保持回转窑筒体“直而圆”的几何形状但由于违犯操作规程,如停窑时不按规定转窑,或局部火砖脱落不及时镶补,或特殊原因造成停窑后长期不能转动(如密封圈烧坏、突然停电、牙轮损坏等)筒体会发生弯曲,严重时,轮带和托轮脱离接触,甚至发生转不动窑的现象。遇此情况,使用辅助马达翻窑慢转,直到恢复大马达可以转窑。
   在慢转窑时,用小火烧,经过慢转使窑筒体逐渐恢复正常,然后根据托轮受力情况调至正常。如窑弯曲后,辅助马达转窑也只能转大半圈,则把窑身弯曲的拱部转到上面,然后停窑止火,使窑冷却,弯曲的拱部会慢慢恢复正常,然后点火开窑。回转窑变形后,从窑电机电流表看电流不稳定,窑内易发生掉砖,轮带与托轮接触不均,严重时造成轮带移位等现象。
   能否在靠窑头的筒体上喷水处理?窑弯曲后,一般是不喷水处理的,使用连续转窑的方法使其自然恢复正常,因为热窑处理,可使弯曲的筒体恢复。
当窑严重弯曲时,轮带与托轮严重脱离,窑头罩被挑起,震动加大,或根本无法转窑,此时可将拱起的部分旋转到上边(转半圈是可行的) ,在烧成带即分解带末端筒体上面喷水,使其冷却、收缩、恢复原状,千万不能在靠窑头筒体上加水,否则窑筒体不但不能恢复正常,而且会出现多节变形,更不易修复处理。
一、回转窑设备筒体变形的解决措施:
   
在回转窑设备筒体结构设计中,为减少筒体径向变形,告诉您应采取以下措施:
 
1) 增强筒体刚度
   1.以焊代铆。因铆接回转窑筒体存在着表面不光滑,不利于镶砌耐火砖,并易结灰腐蚀;铆钉受热会松动,使筒体刚度降低,易产生变形,加工时工作量大,筒体总重较重等缺点,所以现代回转窑几乎全部都采用结构筒单、成本低、重量轻、强度好的焊接筒体。只有在现场不具备良好的焊接条件时,才允许保留有局部的铆接结构。
   
2.适当加厚回转窑筒体钢板。生产实践和理论分析表明。一般回转窑在轴向弯曲强度下,有较大的安全度,但刚度往往不足,径向变形较大。因此,回转窑的筒体钢板可适当加厚,尤其应增加轮带下和轮带附近筒体钢板厚度,并在支点与跨间采用过渡段节。在易掉砖的烧成带处,筒体也有加厚的必要。回转窑筒体的重量(不包括轮带和齿圈)占回转窑设备总重量的45%一55%,如一台Φ3.5mX145m的窑,筒体壁厚增加1mm,钢板重量增加约12.5 t,因此选定厚度要慎重。单纯以增加筒体厚度来增加筒体的径向刚度,其效果并不显著,应与其它措施配合使用。
   
3.合理采用加固圈。在筒体上装设若干个加固圈以增强筒体刚度,这是曾经普遍采用的方法。经过多年的生产实践和理论研究,人们对加固圈提出了种种看法。
回转窑筒体上各段的温度不同,并在运转过程中有所波动,故加固圈与回转窑设备筒体间的间隙很难确定。间隙过大,则对筒体不起加固作用;间隙过小,又会产生“缩颈”温度应力,使加固圈断裂并在筒体上产生附加应力。原则上,在安装回回转窑时不允许加固圈与筒体之间不留间隙地。回转窑设备点焊在一起.而应松套在筒体上,其两者之间的间隙可通过现场使用经验来确定之。应保证在运转中任何时间里略有过盈,以达到加固筒体的作用。
   由于加固与回转窑筒体间的间隙值很难确定,且加固作用也不很明显,故新设计的窑,都是以在轮带下采用较厚的筒体钢板来取代加固圈。但对于直径较大而壁厚较薄的旧窑,只要正确地设计和安装加固圈,仍然不失为一种加强筒体径向刚度的补救措施。
 
2) 轮带与回转窑筒体垫板间隙值应合适
   从以下三方面来讨论:
   1.在回转窑设计时,应使轮带与筒体垫板间隙尽可能小。对于广泛采用的活套轮带、理想状态下,应该是当窑运转时,轮带恰好箍住筒体垫板,既无过盈又无间隙。使轮带下的筒体变形与轮带一致,既起到了加强筒体径向刚度的作月,又不致产生巨大的“缩颈温度应力”。在窑运转过程中,窑内的温度是在一定范困内变动的;在筒体制造、运输和安装过程中,筒体也有一定的形状和尺寸公差。因此,在实际设计中,常来用热态下轮带和筒体垫板之问留有2m--3m。间隙。由理论分析和实测表明,这个间隙值对筒体的径向变形和环向应力值影响很大,应予以极大的重视。
   2.在回转窑运转中,应保持轮带和筒体垫板间的间隙合适。虽在设计中,己确定了轮带和筒体垫板的间隙,但在长时期的运转中.此间隙由于磨损而变大,导致回转窑设备筒体径向变形很快增大。为此可采取以下措施:把垫板做成可以更换的结构,以便定期更换垫板,保持合适的间隙;采用耐磨材料的垫板,以延长垫板的使用寿命;在轮带内表面进行润滑,以减少轮带与筒体的磨损。由于轮带下筒体表面温度可达200℃ - 300℃,则应采用含石墨或M0S:的润滑脂。
   3.在回转窑点火时,控制轮带和筒体垫板的间隙变化。对大直径的回转窑设备,要严格遵守点火程序,以控制耐火砖表面温升的速度,保证回转窑设备筒体和轮带同步升温,以免因轮带温升较慢而产生过大的“缩颈温度应力”。
 
3) 加强轮带刚度
   回转窑当轮带与筒体垫板间隙为零时,轮带下的筒体径向变形和轮带变形可视为相同。筒体的径向变形则主要取决于轮带刚度。所以,在设计中,应适当加强轮带的刚度。但是由于操作的差异,加工上的误差及在生产过程中的磨损,不易达到理想的配合。因此,在国外的最新设计中出现了轮带与筒体结合为一体的结构。
二、回转窑在运行过程中如果红窑后不能及时冷窑或突然停窑不能及时慢转,会造成窑体的各种变形,此时必须利用停窑时间尽快修复,以便使得后续生产顺利进行。具体修复方法有:
 
1)挖补修复法。当筒体发生局部大面积变形,且变形部位损坏严重时,可用此法,换掉变形和损坏部位的钢板。具体做法:先确定需挖补的尺寸和部位,在准备挖补的位置两端设置“米字型”支架,防止筒体进一步变形。然后制作用来补焊的钢板,上卷板机卷制成圆弧状,并开坡口磨光,再将补焊用的钢板爱你如挖口中,用低氢焊条分段焊接。
 
2)压力支撑法。使用300吨千斤顶,在筒体凹凸变形区进行强制支撑。制作上下弧形支座,将千斤顶放在支座中间,靠千斤顶的力量强制支起变形的部位,在加力的同时可以用火焰局部加热,以加速变形区域恢复。
 
3)筒体弯曲修复法。针对筒体发生弯曲变形,可在变形区段的筒体最下部画出标记,将筒体翻转180度,缓慢升温1小时,将筒体再转90度,缓慢升温30分钟,再转90度,缓慢升温30分钟,如此反复,共转4次;将筒体停在原180度的位置,继续缓慢升温,并以每分钟1/15转的缓慢转速转动约4小时。结束升温后投料生产,投料量应为正常量的60%~80%,运转中筒体变形将逐渐减小。
注:修复中应注意的问题
   
1.在制作备件、割除变形筒体时,应充分考虑开口处应力集中现象,其四角圆弧度宜大不宜小。
   2.在量取母线长数据过程中,要严格控制数据的准确性,避免拉尺子出现的人为误差,导致筒体弯曲,跳动过大。
   3.在焊接过程中,随时用手锤敲击焊缝,以消除焊接应力集中,必要时用气焊对焊缝进行烘烤。


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