已阅
当前位置:首页 > 企业新闻

水泥回转窑筒体为什么会开裂,其开裂的形式有哪些?

 

发布时间:2025-05-12   字号:【

  

  回转窑在正常投入运行中,由于水泥回转窑的整体强度较低,容易造成回转窑筒体的断裂,原因有两种。

  一种是回转窑在高温状态,局部材料可能老化,从而形成回转窑的筒体呈现断裂,一种可能是人为的要素,主要是维修不科学导致回转窑的筒体呈现断裂,还有一种可能就是在回转窑设备的运输与装置的过程中,由于碰撞等缘由致使回转窑的筒体呈现潜在的裂纹,然后在运行中随着负荷的增重,筒体上潜在的裂纹就会呈现扩张,导致裂纹的呈现。

  01 纵向裂纹形成的原因

  纵向裂纹,这一在轮带下筒体与垫板或挡块焊缝处常见的现象,其产生原因与多个方面息息相关。从设计的角度来看,若筒体板材厚度选择过薄,就无法满足回转窑横刚纵柔的要求。当筒体在自身重量和托轮支撑反力产生的交变应力和脉冲应力作用下,易使材料产生疲劳,从而在焊缝热影响区形成裂纹。此外,垫板或挡块的厚度和宽度若设计不当,例如过宽或过厚,会导致该处刚度过大,使得运转中挡块阻碍筒体的径向自由弯曲变形,进一步加剧应力集中,最终可能导致裂纹的产生。

  在制造过程中,一些制造商为了追求利润,可能会选用质量较差的板材,其机械性能指标和危害元素含量可能无法达到标准,从而影响了回转窑在恶劣环境下的运转可靠性。同时,如果选用的机械厂并不完全具备生产回转窑的能力,那么焊缝质量和板材质量也无法得到保证,这同样可能导致设备投运后事故频发,损失巨大。    

  安装过程中也存在一些可能导致裂纹的因素。例如,如果只关注窑的冷态精度而忽略了长期运转下的热态精度,或者为了方便施工而在筒体上随意焊接物件,这些都可能导致筒体产生裂纹。此外,安装时若对轮带间隙重视不够,也可能导致筒体椭圆度增大,局部应力增大,从而产生裂纹。

  在生产维护方面,如果不注意对窑瓦发热的原因进行分析,只是盲目地进行退瓦卸载,可能会导致轮带上的支撑反力集中在一侧,传到筒体上就会产生局部过载而引起裂纹。同时,对筒体降温方法不当,例如使用强风或喷水冷却,可能会使筒体温度急剧下降,导致筒体表层应力成倍增长,危害极大。另外,对裂纹的处置不当,例如选择在应力不为零的位置进行焊接,可能会增加焊接应力,导致裂纹反复出现。

  纵向裂纹的产生是多方面因素共同作用的结果。为了预防和减少裂纹的产生,我们需要从设计、制造、安装、生产维护等多个方面入手,加强质量控制和技术管理,确保回转窑的稳定运行和长寿命。 

  02 环向裂纹形成的原因

  2.1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。

  2.2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。    

  2.3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,腐蚀会成倍增加,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。

  03 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,掉了再补,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。

  版权声明:本文内容转载自公众号“水泥生产技术”,版权归原作者所有;我们对文中观点保持中立,内容只做参考交流学习之用若涉及版权问题敬请告知!

分享到:
联系电话:0432--63986507           吉ICP备11002573号
Copyright © 2015 YATAI GROUP All Rights reservedved.
吉林亚泰(集团)股份有限公司 版权所有
技术支持:亚泰智能科技有限公司、北京拓尔思信息技术股份有限公司