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回转窑托轮开裂的焊接修复

【摘要】中国铝业山西分公司Φ4.5mxllom氧化铝熟料回转窑Ⅲ档北托轮(Z1355Ⅱ托轮)因为交变载荷的作用以及加工缺陷的发展而发生开裂，该厂对更换下的托轮进行了手工电弧焊修复，采用“U”型坡口形式，选择合适的焊接材料，严格按照焊接工艺要求进行焊接操作和焊后质量检查，成功实施了ZG55Ⅱ托轮厚壁件的焊接修复。

关键词：ZG55Ⅱ托轮；裂纹；焊接；热处：

WeldingrepairofcrackonsupportingrollerofrotarykilnHONGYi,CHENRui-jun(ShanxiBranchofChinaAlumiumCorporation,Shanxi,043300,China)

[Abstract]Underalternatingloadandwiththedevelopmentofmanufacturedeficiency,supportingroller(ZG55]I)of04.5

mxll0maluminarotarykilnofShanxiBranchofChinaAlumiumCorporationdehisced.Theplanttookhand.archwelding

methodtorepairthesupportingroller,intheprocess,theyadoptedUshapeslope,choseappropriateweldingmaterial,oper-

atedstrictlyaccordingtotherequirementofweldingtechnicsandtesttheweldingqualitystrictly,andsosuccessfullyrepaired

theZG55IIsupportingrollerwithwelding,

Keywords:ZG55I1supportingroller;crack;welding;heattreatment

l概况

回转窑是烧结法和混联法生产氧化铝的关键设备，它的质量很大(我公司回转窑的质量就达l212t)，而且是在高温、高粉尘的环境中运行，窑体的重量通过领圈传到托轮，由托轮和托轮幅承回转部分的全部重量。

我厂共有6台氧化铝熟料窑，规格均为Φ4.5m×ll0m，五档支撑；冷却机为Φ4.5m×50m，二档支撑，每档2个托轮。冷却机和回转窑的托轮结构和材质均相同(材质为ZG55Ⅱ，质量为7700吨)，其外形尺寸为Φ1.6m×840mm，轴孔直径为480mm，工作面壁厚140mm，截面形状见图l。

托轮制造技术要求：使用碱性平炉钢或电炉钢铸造，不得用转炉钢；机械加工前应淬火以消除铸造应力，精加工前对缺陷(砂眼、气孔、疏松、裂纹)使用J507焊条切凿补焊，而且需进行正火和回火处理，硬度要求HB=187~229，工作表面补焊部分硬度差不得大于10％。

2开裂过程及原因分析

2.1开裂过程

在生产运行过程中，各托轮均存在一定程度的磨损和表面剥落。1996年9月，鬯窑Ⅲ档北托轮表面一侧发现一道裂纹，裂纹由托轮轮幅的铸造孔开始沿半径方向向外延伸，从外表面看裂纹的轴向长约120mm，如图2示。由于生产及其它原因，当时对裂纹只进行了简单处理，设备运行了约20d，旧焊缝就又开裂，而且裂纹长度增加到180mm左右；再次对其进行处理，运行约一个月后，裂缝进一步沿轴线方向延伸至托轮宽度方向3／5处(约500mm)，不得已停窑对托轮进行更换。

由于库内无备用托轮，决定对更换下来的托轮进行修复。在修复过程中我们发现，在中间立筋处还有由外径向内径方向上的裂纹，深度由外表面已裂至根部达200mm左右。此外在轴线主裂纹边缘，还存在有与其方向一致的微裂纹。

2.2原因分析

经分析，托轮开裂原因主要有二方面：一是在生产运行过程中，因窑线的恶化而使窑体在运行过程中产生周期性应力峰值，使托轮承受交变载荷的作用；二是托轮自身存在加工缺陷，如气孔、疏松、裂纹等，这些缺陷随着运行工况的恶化而发展，直至发生开裂。在第一次裂纹出现后，未能采用正确的焊接方法阻止裂纹进一步发展，最终导致托轮轴向和径向裂纹严重。

3焊接修复方案确定

3.1焊接性能分析

托轮ZG55Ⅱ材质的化学成分及机械性能见表1及表2。