梁麗強 戎建永
（河北鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司）
摘 要：Ф4m×13m水泥磨在更換出料端襯板時，發現端蓋板螺釘通過孔有較長的貫穿性裂縫。對出料端端蓋板進行更換，在磨尾中空軸內加裝隔熱套，并通入冷卻空氣降溫，有效控制了磨尾軸瓦溫度高的問題。
1 磨機出現的問題及原因分析
我公司一分公司1#水泥磨規格Ф4m×13m，雙倉管磨機，圈流生產。在生產中由于振動嚴重停機檢修，發現出料端蓋板在螺釘通過孔邊緣處出現環向貫穿性裂紋（見圖1），裂紋總長度約2.5m，已成圓周狀，占整環的近1/3。
經綜合分析后認為，部件在鑄造過程中，內部存在鑄造缺陷，磨機在運行中局部應力集中，產生疲勞裂紋；此磨系統因調峰啟停頻率較高，且殘余應力及使用的交變載荷易導致母材疲勞而出現裂縫等問題。
圖1 端蓋板裂紋
2 問題處理
2.1端蓋板含筒體短節定制及更換施工
定制新的端蓋板。根據球磨機筒體規格，出料端蓋板外緣處與筒體為環向焊接，筒體出料端方向分別用60mm與46mm兩種厚度的鋼板焊接過渡。選取筒體短節規格Φ4.12m×1.18m，壁厚60mm，材質Q245R；端蓋板Φ4.12m，厚度120mm，材質Q245R。
端蓋板更換的整體施工，因球磨機置于廠房內，空間受限無法使用吊車，根據建筑物特點合理設置卷揚機進行大型吊裝作業。前期先行對球磨機中空軸徑向、軸向跳動等原始數據測量留底。因新短節接口附近自帶米字撐裝置，舊筒體預切口距離隔倉架較近，故接口附近不再單獨架設防變形米字撐。
（1）筒體劃制切割線。對球磨機筒體切割線劃制必須依據備件實際相關尺寸，同時必須考慮預留坡口間隙與切除筒體寬度差異，從而準確確定切割線位置。首先劃制切割線，在預切位置環向每間隔1m，依據上述方式計算準確距離，從端部法蘭加工面測量取點，最終將各點相連得出切割線（因磨機運轉存在軸向滑動，故切割線劃制不建議采取輔傳慢轉轉磨方式刻畫），之后依據切割線陸續劃制基準線、坡口線及切割機軌道線。
（2）筒體切割。球磨機預切口附近架設千斤頂磨裝置并架設百分表，中空軸亦架設百分表，監控承壓情況，頂起合理位置后設置保險架。確保短節吊裝軸向空間足夠，再使用火焰型管道切割機按照切割線進行筒體切割。拆下舊端蓋板含筒體短節，之后使用基準線復核切口面，防止出現馬蹄口現象。
（3）吊裝新筒體（見圖2）。新筒體初步就位后，內表面圓周均分8點成組焊接軸向調整絲杠及徑向調整楔鐵進行微調（見圖3），控制內壁環向焊縫對口錯邊量≤1mm，對口間隙留置（2±1）mm，同步保證接口兩側筒體襯板螺栓孔軸線一致。
（4）磨體中空軸回落。新舊筒體接口調整完畢后，另可焊接連接板進行加固。操作頂磨裝置，將磨體中空軸回落到球面瓦，回裝軸瓦供油裝置等，使用輔傳圓周等分8點檢測并控制兩中空軸軸頸的相對徑向圓跳動公差≤0.2mm（如檢測過程中該值超出公差要求，可采取對應綜合微調筒體接口處調整組件。
圖2 吊裝新筒體
圖3 新舊筒體接口處調整組件
（5）新舊筒體接口焊接。焊接的操作關鍵是控制焊接熱變形。使用二氧化碳氣體保護焊，焊接過程中，保留中空軸徑向、端面百分表，時時監測焊接過程中有無變形位移，根據百分表數值變化特點，靈活調整焊接位置及方式，整體原則應先行坡口外側焊接，并采取對角分段分層逐步焊接方式，之后進行坡口內側清根打磨焊接，最終焊接完畢實施超聲波探傷檢測，質量評定滿足GB/T11345中Ⅱ.B級規定。
為了提高工件質量，降低焊縫脆性，使其具有一定的韌性，對筒體焊縫作低溫退火熱處理（見圖4），消除鋼件中殘余應力。緩緩加熱到500~650℃，經過一段時間的保溫然后在空氣中自然冷卻，通過熱處理后，大大提高了磨件的使用壽命，提高了生產效率。
圖4 焊縫熱處理
焊縫冷卻至常溫后，對工件進行探傷，再次復測兩中空軸軸頸的相對徑向圓跳動公差等無誤后，按照設計力矩要求重新復緊中空軸與端蓋板連接固定螺栓，之后進行入料裝置、筒體襯板及其他輔件回裝，最后按照球磨機試運轉要求，實施試車等驗收。
2.2磨尾軸瓦溫度高的問題及解決
在更換端蓋板后，出現磨尾軸瓦溫度高（超過65℃）跳停的現象， 尤其是夏季氣溫高磨機連續運行時，當軸瓦溫度設定為70℃時還有跳停發生，嚴重影響了磨機的生產。對此我們采取在中空軸內加裝隔熱套的辦法來解決。
用厚度10mm、材質為Q235鋼板，先卷制一只（分兩半）隔熱套筒體；再卷制60°圓錐法蘭圈入料端，圓錐體的目的是減少阻力使物料通暢，兩者之間焊接連接。在出料罩外側相應位置臨時割開一只圓孔（或半圓孔），孔徑比隔熱套稍大，以方便進入安裝為宜。隔熱套從該孔進入，焊接拼裝整個隔熱套，同時，在靠磨機端隔熱套內壁長度400mm上加焊3~4條螺旋葉片。原螺旋筒葉片（長度只有螺旋筒長度的1/3）不必割除，可以作為隔熱套的支撐部分。
一般來說，隔熱間隙越大，保溫效果越好，但對物料通過有影響，可以根據螺旋葉片高度（80~100mm）確定隔熱套外徑，取隔熱間隙100mm，以方便安裝為宜。并把原來的填充物硅鈣板更換為石棉，使隔熱效果更佳。另外，在原螺旋筒與隔熱套間隙加裝一根DN50鍍鋅管作為冷卻風管，該管子穿過出料罩，伸進隔熱套內，伸入長度為原螺旋筒2/3處，以不碰到螺旋葉片為準，另一端焊接固定安裝在出料罩上。這樣固定的冷卻風管可以向隨磨機旋轉的中空軸隔熱套圓周間隙內自然通入外部常溫空氣，以降低隔熱間隙內空氣溫度。采取上述措施后，磨尾軸瓦溫度降低了5℃，保證了生產正常進行。
3 結束語
此次水泥球磨機出料端端蓋板含筒體短節更換，有效增加整體使用壽命，整體項目實施，為同行業此結構球磨機端蓋板維修維護及改造提供較好案例。加裝隔熱套后，軸瓦溫度至少降低5℃，明顯改善磨機運行狀況，未發生磨機因軸瓦溫度高而跳停現象。
由于此工程是在現場焊接，加之周圍環境的影響，采用人工焊接，工程難度大。正式焊接時焊接變形的不確定性使得最終打表測量磨頭磨尾中空軸外側徑向跳動偏差在±0.30mm以內，符合使用要求。采用數字超聲波探傷儀對焊縫進行100%探傷，質量合格。通過對施工過程中的各個關鍵點的嚴格把控，使得此次施工進展順利并圓滿完成，消除了水泥磨的一項重大設備隱患。
綜上所述，根據磨機端蓋板的受力情況、不同特點進行精心設計，以科學的態度，嚴格管理，嚴把端蓋板設計、制造、安裝、使用的每一道關，這樣才能解決端蓋板失效問題。
來源：《水泥》
（版權歸原作者或機構所有）
