在日常生产研制设计中,总结出回转窑纵向裂纹所形成的直观的原因,需要从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。
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,所以筒体在自重和托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。
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。
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。
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