回转窑托轮缺陷的修复
回转窑托轮缺陷的焊接修复工艺
［］ 国 华 ． 用 工 程 材 料 焊 接 手 册 【 一Ｅ ： ２杜 实 Ｍ］ 京 机械工业出版社．
进 行 打底 ， Ｊ０ 焊 条填 平 。 用 ５７
３２ 焊接 注 意 事项 ． （ ） 接 电 流 尽 量 选 用 电 流 下 １焊
进 给 量 取 ｌ３ 一 ｍｍ／。 ｒ
≤ ０．０ ９ ≤ ０．５ ７
Ｓ
≤ ０．３ ０ ≤ ００ ５ ．３
Ｐ
≤ ００ ５ ．３ ≤ ００ ．４
Ｃ ｒ
１ ～１ ４ ８ ≤ Ｏ． Ｏ２
口ｂＭＰ ， ａ
≥ ６１ ０ ≥４ ０ ９
８５ ． ＭＰａ
≥３ ０
≤ ０ １ ．２ ≤ ０ １ ．２
焊 缝 中 含 碳 量 ， 小 裂 纹 倾 向 ， 弧 减 收 时注 意 填满 弧 坑 。 （） ３ 焊接 时各 层 的每 道 焊缝 应 用 小 手 锤 进 行 锤 击 以减 少 焊 接 应 力 。
（ ） 接 后 坡 口 边 缘 处 焊 缝 与 ４焊
Ｍ 。
２ ． 切 削参 数 的选 择 ７
２ ６ ｍ， 加 工 切 削 深 度 取 ０ ５ ～ｍ 精 ．～ ０
０３ ． ｍｍ 。
以上是我们在 主轴加工过程中 ，
经 过长 期 实践 总结 出的加 工方 法 。
（ ） 给量 ３进
从用户现场反馈 的信息看 ， 采取上述 工艺方法加工选粉机主轴 ， 装配过程
容 易 ， 行 状 况 稳 定 ， 行 过 程 振 动 运 运
（ ） 削 速 度 １切
２ ． 切 削液 的使 用 ８
在 切 削加 工 中 ， 合理 使 用切 削
液 ， 以改 善 切 削 时 工件 与刀 具 间的 可 摩擦状况 ， 低切 削力和切削 温度 ， 降
回转窑托轮的维护与调整
目前，回转窑在水泥熟料的煅烧过程中以其优质、稳定、高产，已经在我国水泥行业中得到广泛的推广和应用。
随着我国水泥产量在全国各地区逐渐趋于均衡，各企业为了追求利益最大化，逐渐更加重视减低成本、设备设备运转率和可靠性。
这其中回转窑由于在熟料煅烧过程中，因处于直接决定整个工厂产品质量和能源消耗的特殊地位，提高回转窑的运转率和可靠性成为水泥企业生产和设备管理的重中之重。
这其中托轮运转状况的优劣又是重点之一。
但是，由于各地区各企业的技术力量不平衡，回转窑的托轮问题，尤其是托轮轴承瓦高温问题一直困扰着一些水泥企业。
以下介绍一些认识以供大家借鉴和探讨。
1、在回转窑维护和调整中，要对托轮和轮带进行必要的检查和测量对托轮的检查和测量，无论对维护维修还是对安装工作都是非常重要的一环，是所有其他一切工作展开的基础。
我们知道，在设计上，托轮中心轴线和轮带中心轴线在回转窑纵向中心线垂直面上的位置关系，是正三角形关系。
无论是安装还是维护回转窑托轮，都必须以其实际尺寸来确定或校验他们之间的相互关系，以确保符合设计要求。
为此，维护调整时测量的尺寸应该包括：轮带外径、托轮的外径、托轮轴的外径，同时包括上述部位外表面的锥度，以及托轮底座的实际有效高度，另外还应测量托轮安装后托轮轴中心到回转窑中心的水平距离，以及托轮外表面的平整性和圆度。
2、运行中要确保托轮处于合理的位置，从而保证托轮不受到纵向外力前面说过，要使托轮正常工作，需要两个托轮纵向中心线与轮带纵向中心线平行，且都垂直于回转窑的纵向中心线，同时在垂直于回转窑的纵向中心线的垂直面内两个托轮中心点与轮带中心点构成正三角形，相互夹角为60°，其误差一般不超过2°（见图1）。
各档托轮和轮带的上述三角形都要达到上述要求。
只有保证夹角60°左右，驱动回转窑的动力载荷才最小，各托轮受力也最小，才能保证托轮的工作状况良好。
只有在此状况下才能保证各托轮瓦受力合理，避免因托轮受到纵向力而使托轮瓦边与托轮轴挡圈不合理的摩擦，从而避免托轮瓦因积聚热量过多而最终刚度降低、拉伤变形而失效。
回 转 窑 托 轮 的 调 整
回转窑托轮的调整回转窑的重量占整个水泥厂机械设备总重的20%～40%；它的造价占全厂投资的10%～15%；它的性能和运转情况在很大程度上决定着水泥的产质量和成本。
所以，它素有水泥厂心脏之称。
许多人这样评价它：只要大窑转，就有千千万万。
由此可见，提高回转窑的运转率是非常重要的。
要保证回转窑能够长期安全稳定地运转，从设备维护和正确使用方面来说，调整好托轮是重中之重的一项工作。
当前，许多水泥厂最缺乏的技术工人就是经验丰富的看火工和托轮工。
因为这些工种技术比较复杂，不是在短期内就能掌握的。
许多水泥厂的回转窑因为托轮调整不当，引发了许多重大设备事故。
如回转窑下炕，也有称为掉窑的，就是回转窑窑体从托轮上掉下来、轮带顶坏或顶掉挡铁、回转窑发生剧烈振动、托轮和轮带表面出现点蚀、掉碴掉块、裂纹、严重磨损不均、多边形或小波纹和窑体弯曲等，严重时还会引起托轮轴承烧瓦断轴事故，这些都会造成巨大的损失。
调整托轮的目的有三：一是使窑体能够按所要求的规律沿轴向正常地上下往复窜动，以保证托轮和轮带外表面均匀磨损；二是使回转窑筒体中心线在热态时永保一条直线，以使托轮和轮带受力均匀，不产生超载现象，降低功率消耗；三是使各档托轮能够均衡地承受窑体载荷，以保证不产生附加应力，减少或避免机件的过早损坏。
如果通过调整托轮，达到上述目的，就必须在理论上进行深入研究，在方法上能够熟练掌握。
但笔者在现场工作中发现，全面具有这方面知识的技术人员和技术工人却较少，往往因此将回转窑调乱，进而引发出许多不该出现的问题，甚至造成很大的损失。
为此，笔者根据在生产调试、达产、监理和处理有关问题中的体会，对回转窑正确调整进行介绍，供大家参考。
1 窑体运转时轴向窜动的分析回转窑筒体通过轮带支承在多档支承装置的托轮上慢速回转工作，一般以3%～5%的斜度倾斜布置，绝大多数在3.5%～4.0%之间。
当托轮的轴向中心线与窑体中心线平行，在窑运转时窑体就会沿轴向下窜。
曾有许多人提出过这个问题，为什么窑体不转时不下窜而转动时才下窜?下面就从理论分析上来解答这个问题。
回转窑托轮的调整及维护1
静止时 T>G2
1、托轮的受力分析
为防止筒体向下窜动过大，造成破坏事故，根据窑回转方
向，将托轮整体调歪斜（同向）
1#窑 1# 窑尾 窑头
3#
2#
V1 β V2
V
β＝1～30〃
V2=轮带圆周线速度
2、托轮的结构
3、回转窑托轮调整法则
仰手法则（左、右手法则）
面对窑筒体所要调整的方 向，握手，手心向上，大拇指 与窑体中心线一致，并指向窑 体所需要调整的方向，使四指 的方向与窑体回转方向一致， 然后根据窑的转向选用左手或 右手，在选定的手上沿着四指 的中间关节连成一条直线，即 是托轮中心线所需调整的歪斜 方向。
学习目的
1. 了解回转窑的托轮系统功用
2. 详细了解回转窑托轮系统的结构，
3. 托轮系统的相关检查、维护及故障处理
1、托轮系统功用
回转窑托轮系统是整个回转窑系统的重要组成部 分 它是回转窑进行回转运动的支撑 提供回转窑所所需的上行推力
1、托轮的受力分析
筒体中心线斜度4：100；冷端筒体L<3.3D; 热端
1、托轮的受力分析
运转后由于驱动，产生轮带表面切线方向圆周力（垂 直与于2），使轮带与托轮接触表面处产生弹性变形而 引起的弹性滑动,从而减小一部分摩擦力，当T>G2时， 向窑头滑动。
G2 G3 G3
T
G2
20 G3
f＝0.15
G
G1
G
G2=G×Sina≈0.025G T=2×f×G3 ≈ 0.173G
总 结
托轮的受力
托轮的结构
仰手法则
L<1.5D；其余L<8D； L<32D称为短窑（干法线）； (1#窑382t)
回转窑托轮表面裂纹修复方案
回转窑托轮表面裂纹修复方案可以采用以下步骤：
1. 检测：首先使用探伤仪对托轮表面进行检测，找出裂纹的位置、长度和深度。
同时，对裂纹周边进行打磨处理，确保表面干净、平整，为后续修复做好准备。
2. 选择修复材料：根据托轮的材质和工况条件，选择具有良好耐磨、耐热、抗腐蚀性能的修复材料，如“MSFH”功能梯度冶金粉末复合材料。
3. 预处理：对受损部位进行预处理，如去除残留的旧涂层、氧化皮和焊渣等，以提高修复材料与基体的粘结力。
4. 熔敷层的结构设计：根据工件的材质、工况条件和技术要求，设计结合层、过渡层和工作层的厚度。
5. 修复工艺：采用焊接或热喷涂等方法，将修复材料涂敷到托轮表面，并控制熔敷过程中的温度、速度和压力等参数，以确保涂层的质量和性能。
6. 固化与加工：修复材料熔敷后，进行适当的热处理和冷却，使其达到预期的硬度和强度。
然后对修复部位进行加工，如打磨、抛光等，以满足托轮的使用要求。
7. 检验与验收：对修复后的托轮进行检验，检查修复部位的表面质量、尺寸和性能是否满足要求。
如有必要，可以进行二次修复或调整。
8. 后期维护与保养：在托轮修复后，要加强监测其使用过程中的磨损和裂纹情况，及时采取措施进行调整和修复。
同时，遵守相关操作规程，确保托轮的正常运行。
窑中心线找正及回转窑托轮调整
窑中心线找正及回转窑托轮调整窑中心线找正回转窑是连续运转设备，在运转中重要的是保持窑体的“直而圆”和轴向窜动的稳定性。
而窑体中心线的直线度和窑体的正常游动，是受各个托轮位臵影响的。
因此，窑体中心线的直线度和托轮位臵的正确与否，是回转窑长期安全运转在机械方面的关键。
1、窑体中心线不直的危害回转窑在运转中，窑体中心线保持一直线，是长期安全运转的重要条件之一。
窑体中心线不直，会造成支承零件过快的磨损或损坏、功率消耗增加、密封装臵失效，致使窑内耐火砖松动，发生掉砖红窑事故，以及造成窑体产生裂纹，直至影响回转窑的运转。
2、窑体中心线不直的原因回转窑中心线不直，多数是由于托轮组基础下沉不均匀；托轮位臵调整的不正确；支承零件（轮带、托轮、托轮轴颈、轴承、窑体热板等）磨损不一致；检修更换支承零件时没考虑新旧尺寸的影响；窑体刚度不够以及停窑时，操作不正确等原因所造成。
因此，要定期校正窑体中心线。
3、窑体中心线找正的方法回转窑窑体中心线找正的方法有：挂钢丝法、灯光法、纬仪法、压铅丝法和激光法等。
回转窑托轮调整为了保证回转窑的长期安全运转，在回转窑的运转过程中，在机械维护方面的首要任务是维护窑体的“直而圆”和轴向窜动的稳定性，而要完成上述任务的最重要的工作之一，就是正确地调整托轮。
1、调整托轮的基本原则（1）调整托轮使窑体中心线是一直线回转窑的窑体是通过轮带支承在多挡托轮上的，在支承零部件尺寸不变的情况下，窑体的位臵是受托轮位臵确定的。
回转窑在是使用过程中，要经常调整托轮的位臵，保证窑体中心线呈一条直线。
即调整托轮的水平位臵及同一挡两托轮中心距的大小。
（2）调整托轮使窑体正常游动（适用于固定挡轮）回转窑在运转中，为使托轮和轮带表面磨损均匀，应使窑体在上下挡轮之间不断地轴向窜动（称为游动），但不允许轮带与挡轮经常接触转动，即使偶尔接触转动，也不要受力过大或时间过长，以免顶坏挡轮。
为实现上述要求，应将各个托轮（传动装臵附近的托轮除外）的中心线歪斜一个小角度，使托轮在转动过程中，产生一个对窑体的向上的推力，以克服窑体的下滑动，并使窑体缓慢地向上窜动，当窑体达到上挡轮位臵时，可在托轮表面加适量的润滑油，减小托轮与轮带表面之间的摩擦系数，使托轮的向上推力减小，窑体依靠其下滑力缓慢向下窜动；当窑体达到下挡轮位臵时，托轮表面的润滑也没有了，窑体又开始向上窜动，即进行再一个循环的游动，这就叫做人工游动法。
回转窑托轮瓦更换方案
2511回转窑“2-2托轮瓦”修复方案由于2-2托轮瓦出高温“拉瓦”现象，被迫停窑进行修理，特制定“托轮瓦”修复方案：一、Ⅱ挡2-2托轮瓦现状：1、“托轮瓦”大面积拉瓦，托轮轴大面积粘铜屑；2、“油勺及淋油盘”严重损坏。
二、主要维修内容:1、淋油盘重新制作，“油勺”整形修复；2、“托轮瓦”更换。
三、Ⅱ档2-2托轮瓦更换方案：出于修理方便考虑，需将2-1、2-2托轮吊至地面进行轴面修磨及轴瓦研配。
（一）、修理步骤：1、修理前的准备：(1)、将顶窑用的工具运至现场，并在具备作业条件时就位；(2)、用錾子或直尺对2-1、2-2托轮座前后、左右位置做出标示记号，并割除底座端板(靠一线侧)。
(3)、拆卸轴承座隔热板、石墨板支架等相应附件，并放至不阻碍作业及行走位置。
2、顶窑、外移托轮及轴面修复：⑴、顶窑前，应办理停电手续，放净轴承座内润滑油,拆除油封、上盖、淋油盘、油勺等相关附件；⑵、架设顶窑工具，用2只320t千斤顶将Ⅱ挡轮带顶起5mm 左右后，用保险垫板将千斤顶保住；⑶、拆卸2-1、2-2轴承座固定螺栓及顶丝，并用2只16t千斤顶将2-1、2-2托轮座外移400mm左右。
(4)、用25t吊车将2-1、2-2托轮及2-2球面瓦及衬瓦吊至地面落实放稳。
(5)、检测“轴瓦背与球面瓦面”是否存在间隙，并观察轴瓦的表面状况，依此决定是否进行修复或更换轴瓦。
(6)、用细锉刀及油石对轴面进行修理，应重点磨削铜屑高点,要求轴面光滑、无高点。
3、轴瓦研配要求：⑴、先将“轴瓦背与球面瓦”研配磨削，接触角为90°。
待符合要求后再进行轴瓦面与托轮轴研配工作。
⑵、研配轴瓦时，要注意检测进、出口侧的油隙及端面接触状况。
主要技术标准为：轴瓦背与球面瓦配合刮研后，每 2.5×2.5cm2上的接触斑点不少于3点；轴瓦面与轴颈的接触角度为30°，接触斑点不少于1—2点/cm2；轴瓦面与轴颈的侧间隙为0.001—0.0015D（D为轴的直径）。
回转窑托轮的调整及维护
▪ 检查管道，冷却水是否在正常运 行，通过摸管路温度，判断是否 有冷却效果；
▪ 看密封，轴颈羊毛毡密封情况如 何，是否有泄漏，磨损严重与否 ，游标端盖有没有漏油现象；
Huaxin Group Support Manufacturing Workforce Training – 回转窑
Manufacturing Workforce Training 制造业工人培训材料
PRODUCTION
Operation Area(s)实施区域:
所有
范畴:
设备：
回转窑
Module/Sub-Module模数/子模数: 回转窑托轮的调整及维护
Presentation Name介绍的名称: 托轮组件
Version译本:
12
Filters.ppt
常规检查
▪ 观察托轮于轮带的接触情况，判 断托轮是否有端 面摩擦的现象。
▪ 轮带挡铁的位置如何，是否经常 移动，有没有受力过大，脱落的现 象。
Huaxin Group Support Manufacturing Workforce Training – 回转窑
13
Filters.ppt
遇紧急情况，可采取停窑措施，避免事故发生。
Huaxin Group Support Manufacturing Workforce Training – 回转窑
10
Filters.ppt
5、常见问题检查、分析处理-3 ▪ 托轮表面出现裂纹，轮辐、轴颈断裂
筒体中心线不直，使托轮受力过大超负荷；（托轮受力观察接触面） 托轮轴材质不佳，有内部缺陷；强度不够，耐疲劳差； 轴颈过渡处应力集中；托轮歪斜过大，轴承推力过大 长期冷却水浇、淋，造成表面裂纹、起层剥落（同时影响轮带）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
回转窑托轮缺陷的焊接修复
石广新
朝阳重型机器有限公司
回转窑是水泥生产企业的核心，是最重要的关键设备，托轮是回转窑最重要的组成部件之一，它承载者窑体、耐火材料、物料等的全部重量，其制造质量的好坏，直接影响着回转窑的利用率，进而影响水泥厂的产量和质量。
我公司是专业生产水泥机械和冶金机械回转窑的设备厂家，下面就回转窑托轮缺陷的修复情况作一介绍。
各规格回转窑托轮结构大致相同，有空心和实心两种结构，材质大多为ZG340～640。
1在回转窑托轮制造过程中，由于各种原因，有时经常出现各种铸造缺陷如裂纹、夹渣、缩松、缩孔等，为了保证产品质量，降低制造成本，需要对缺陷处进行焊接修复处理。
2补焊方案的选择
焊接性分析
ZG340～640铸钢件的化学成分及机械性能见表1
表1 ZG340～640的化学成分及机械性能
化学成分(%) 力学性能
C Si Mn S P Ni Cr Cu Mo V σb/Mpa σs/Mpa δ5(%) ψ(%) A kv/J
0.60 0.50 0.90 0.04 0.04 0.30 0.35 0.30 0.2 0.05 640 340 10 18 10
该材料含碳量高，抗裂性差，用常规法焊接，在熔池及其周围由于温差极大及温度突变，极易产生裂纹，达不到质量要求。
补焊修复用材料
过渡层材料的选择
为了保证根部焊道热影响区的补焊质量，考虑焊缝金属与母材的强度、韧性与补焊层更好地结合，选用A302不锈钢焊条作为过渡层材料，此焊条具有良好的抗裂和抗氧化性能，可交直流两用，有良好的操作工艺性能。
补焊材料的选择
为了保证托轮的使用性能，焊接材料宜选择等强或弱强高韧性原则，焊补缺陷区的主体材料选用J507碱性低氢型焊条。
该焊条直流反接，可进行全位置焊接，具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定，飞溅少，易脱渣，其熔敷金属具有优良的力学性能和抗裂性能，抗低温冲击韧性好。
两种焊条的化学成分和力学性能见表2
表2 熔敷金属化学成分及力学性能
焊条化学成分（％）力学性能
C Mn Si S P Ni Cr Mo σb/Mpa δ5(%)
A302 ≤0.15 0.25～0.5 ≤0.90 ≤0.03 ≤0.04 12～14 22～25 ≈0.75 ≥550 ≥25
J507 ≤0.12 ≤1.60 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.04 ≥490 ≥22
3焊接修复工艺
3.1 焊前准备
焊接前用烘干箱对焊条预先烘干，J507焊条烘干350ºC，保温2h，A302焊条烘干250ºC，保温2h，烘干后放在100～150ºC恒温箱中保温，随用随取。
在使用时注意保持干燥。
3.2 托轮清理与检测
在焊接前对缺陷部位先进行清理和探伤，对托轮的缺陷部位进行人工清理，清理后再用煤油进行清洗，清洗完后经风干处理后进行探伤。
探伤的主要内容是超声波和磁粉探伤，目的是以证实缺陷被完全清除，超声波探伤是对托轮的外表面进行检测，以检测其内部的缺陷情况，如有缺陷，清理后处理。
磁粉探伤是对托轮所有的内、外表面进行检查。
3.3缺陷的处理
如果缺陷从托轮的外表面深入到内表面，则采用单面U形坡口，背部加垫板的形式进行焊接，以减小焊接量，保证焊接质量，见图1a。
如缺陷在表面或较浅，则将缺陷清理后，将边缘修磨后与U 形坡口侧面相近的角度并平滑过渡，然后进行焊接，见图1b。
图1 补焊坡口示意图
开坡口时采用碳弧气刨，成形后的坡口必须清除所有缺陷，最后用抛光砂轮对坡口表面进行打磨修整，达到施焊条件，特殊情况可采用机械加工方法开出坡口。
3.4焊接参数的选择
3.4.1 由于焊件材质为ZG340～640，外形为厚壁大刚度构件，为防止焊接过程中产生缺陷的可能性，在施焊前必须进行预热，而且焊接过程中对焊接温度进行严格控制，焊接后还需进行热处理，以消除焊接残余应力。
热处理工艺曲线见图2，每小时升温50ºC，升至550ºC～600ºC，保温8小时，冷却时每小时降温不得大于100ºC。
图2 热处理工艺曲线
3.4.2焊接参数补焊材料采用J507碱性低氢型焊条，堆焊打底采用￠3.2mm不锈钢A302焊条，焊
接参数见表3。
表3 焊接参数
焊条类型直径d/mm 焊接电流I/A 电源类型极性
A302 ￠3.2 70～130 直流正
J507 ￠4 90～125 直流反
4焊接
焊接前先将缺陷部位全部清理干净，然后进行缺陷部位的焊接。
4.1托轮缺陷处的焊接
首先将托轮缺陷处按图1所示开出坡口，修补托轮外表面的缺陷时应采用立焊位置进行焊接，焊接时用A302焊条进行打底，用J507焊条填平，如缺陷较浅则用A302焊条直接填平；轮毂上的缺陷处理时，将缺陷处于水平位置进行焊接；里孔上的缺陷处理时，将托轮外圆平放在地面上，使缺陷处于最方便操作的位置进行焊接。
用单面U形坡口背部加垫板的方法进行焊接，如缺陷延伸至托轮的外表面则用平焊方法将缺陷填平，托轮外表面处的坡口用立焊方法进行补焊，直至达到焊缝高度要求时为止。
4.2 焊接注意事项
4.2.1 焊接电流尽量选用电流下限，实际操作中取I=90A.
4.2.2 焊接时采用短弧法进行焊接，打底焊及与母材熔合焊时采用窄道不摆条焊法进行焊接，减小熔合比，降低焊缝中含碳量，减小裂纹倾向，收弧时要注意填满弧坑。
4.2.3 需进行焊后加工的焊接表面及侧面焊道处留有3～5mm加工余量，坡口边缘处焊缝与外表面必须平滑过渡，不许有表面缺陷。
4.2.4 焊接时每层焊缝的高度不宜过大，以不超过3mm为宜。
5 质量检查
焊接过程中，每焊完一道后要清渣及锤击，用10倍放大镜进行观察，及时发现缺陷并清理。
焊后对焊缝进行超声波检查，要求无裂纹。
6焊后加工
如果补焊面在托轮内、外表面且补焊面积较大，焊后热处理后，还要对加工面进行加工，加工时找正要合理、精确，由于焊缝硬度较高，所以在加工时要注意控制进刀量以防刀具损坏，如在加工过程中发现个别区域焊缝加工余量不够，可进行再次焊补，补焊的要求与初次补焊相同，补焊完后再进行加工。
7结论
采用上述焊补工艺，成功地对多个有缺陷的托轮进行了修复，取得了良好的效果，没有因为缺陷修复问题影响托轮的使用，不但为公司节省了大量的原材料费用，又保证了产品质量。