梁丽强　戎建永

（河北鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司）

摘　要：Ф4m×13m水泥磨在更换出料端衬板时，发现端盖板螺钉通过孔有较长的贯穿性裂缝。对出料端端盖板进行更换，在磨尾中空轴内加装隔热套，并通入冷却空气降温，有效控制了磨尾轴瓦温度高的问题。

1　磨机出现的问题及原因分析

我公司一分公司1#水泥磨规格Ф4m×13m，双仓管磨机，圈流生产。在生产中由于振动严重停机检修，发现出料端盖板在螺钉通过孔边缘处出现环向贯穿性裂纹（见图1），裂纹总长度约2.5m，已成圆周状，占整环的近1/3。

经综合分析后认为，部件在铸造过程中，内部存在铸造缺陷，磨机在运行中局部应力集中，产生疲劳裂纹；此磨系统因调峰启停频率较高，且残余应力及使用的交变载荷易导致母材疲劳而出现裂缝等问题。

图1 端盖板裂纹

2　问题处理

2.1端盖板含筒体短节定制及更换施工

定制新的端盖板。根据球磨机筒体规格，出料端盖板外缘处与筒体为环向焊接，筒体出料端方向分别用60mm与46mm两种厚度的钢板焊接过渡。选取筒体短节规格Φ4.12m×1.18m，壁厚60mm，材质Q245R；端盖板Φ4.12m，厚度120mm，材质Q245R。

端盖板更换的整体施工，因球磨机置于厂房内，空间受限无法使用吊车，根据建筑物特点合理设置卷扬机进行大型吊装作业。前期先行对球磨机中空轴径向、轴向跳动等原始数据测量留底。因新短节接口附近自带米字撑装置，旧筒体预切口距离隔仓架较近，故接口附近不再单独架设防变形米字撑。

（1）筒体划制切割线。对球磨机筒体切割线划制必须依据备件实际相关尺寸，同时必须考虑预留坡口间隙与切除筒体宽度差异，从而准确确定切割线位置。首先划制切割线，在预切位置环向每间隔1m，依据上述方式计算准确距离，从端部法兰加工面测量取点，最终将各点相连得出切割线（因磨机运转存在轴向滑动，故切割线划制不建议采取辅传慢转转磨方式刻画），之后依据切割线陆续划制基准线、坡口线及切割机轨道线。

（2）筒体切割。球磨机预切口附近架设千斤顶磨装置并架设百分表，中空轴亦架设百分表，监控承压情况，顶起合理位置后设置保险架。确保短节吊装轴向空间足够，再使用火焰型管道切割机按照切割线进行筒体切割。拆下旧端盖板含筒体短节，之后使用基准线复核切口面，防止出现马蹄口现象。

（3）吊装新筒体（见图2）。新筒体初步就位后，内表面圆周均分8点成组焊接轴向调整丝杠及径向调整楔铁进行微调（见图3），控制内壁环向焊缝对口错边量≤1mm，对口间隙留置（2±1）mm，同步保证接口两侧筒体衬板螺栓孔轴线一致。

（4）磨体中空轴回落。新旧筒体接口调整完毕后，另可焊接连接板进行加固。操作顶磨装置，将磨体中空轴回落到球面瓦，回装轴瓦供油装置等，使用辅传圆周等分8点检测并控制两中空轴轴颈的相对径向圆跳动公差≤0.2mm（如检测过程中该值超出公差要求，可采取对应综合微调筒体接口处调整组件。

图2 吊装新筒体

图3 新旧筒体接口处调整组件

（5）新旧筒体接口焊接。焊接的操作关键是控制焊接热变形。使用二氧化碳气体保护焊，焊接过程中，保留中空轴径向、端面百分表，时时监测焊接过程中有无变形位移，根据百分表数值变化特点，灵活调整焊接位置及方式，整体原则应先行坡口外侧焊接，并采取对角分段分层逐步焊接方式，之后进行坡口内侧清根打磨焊接，最终焊接完毕实施超声波探伤检测，质量评定满足GB/T11345中Ⅱ.B级规定。

为了提高工件质量，降低焊缝脆性，使其具有一定的韧性，对筒体焊缝作低温退火热处理（见图4），消除钢件中残余应力。缓缓加热到500~650℃，经过一段时间的保温然后在空气中自然冷却，通过热处理后，大大提高了磨件的使用寿命，提高了生产效率。

图4 焊缝热处理

焊缝冷却至常温后，对工件进行探伤，再次复测两中空轴轴颈的相对径向圆跳动公差等无误后，按照设计力矩要求重新复紧中空轴与端盖板连接固定螺栓，之后进行入料装置、筒体衬板及其他辅件回装，最后按照球磨机试运转要求，实施试车等验收。

2.2磨尾轴瓦温度高的问题及解决

在更换端盖板后，出现磨尾轴瓦温度高（超过65℃）跳停的现象， 尤其是夏季气温高磨机连续运行时，当轴瓦温度设定为70℃时还有跳停发生，严重影响了磨机的生产。对此我们采取在中空轴内加装隔热套的办法来解决。

用厚度10mm、材质为Q235钢板，先卷制一只（分两半）隔热套筒体；再卷制60°圆锥法兰圈入料端，圆锥体的目的是减少阻力使物料通畅，两者之间焊接连接。在出料罩外侧相应位置临时割开一只圆孔（或半圆孔），孔径比隔热套稍大，以方便进入安装为宜。隔热套从该孔进入，焊接拼装整个隔热套，同时，在靠磨机端隔热套内壁长度400mm上加焊3~4条螺旋叶片。原螺旋筒叶片（长度只有螺旋筒长度的1/3）不必割除，可以作为隔热套的支撑部分。

一般来说，隔热间隙越大，保温效果越好，但对物料通过有影响，可以根据螺旋叶片高度（80~100mm）确定隔热套外径，取隔热间隙100mm，以方便安装为宜。并把原来的填充物硅钙板更换为石棉，使隔热效果更佳。另外，在原螺旋筒与隔热套间隙加装一根DN50镀锌管作为冷却风管，该管子穿过出料罩，伸进隔热套内，伸入长度为原螺旋筒2/3处，以不碰到螺旋叶片为准，另一端焊接固定安装在出料罩上。这样固定的冷却风管可以向随磨机旋转的中空轴隔热套圆周间隙内自然通入外部常温空气，以降低隔热间隙内空气温度。采取上述措施后，磨尾轴瓦温度降低了5℃，保证了生产正常进行。

3　结束语

此次水泥球磨机出料端端盖板含筒体短节更换，有效增加整体使用寿命，整体项目实施，为同行业此结构球磨机端盖板维修维护及改造提供较好案例。加装隔热套后，轴瓦温度至少降低5℃，明显改善磨机运行状况，未发生磨机因轴瓦温度高而跳停现象。

由于此工程是在现场焊接，加之周围环境的影响，采用人工焊接，工程难度大。正式焊接时焊接变形的不确定性使得最终打表测量磨头磨尾中空轴外侧径向跳动偏差在±0.30mm以内，符合使用要求。采用数字超声波探伤仪对焊缝进行100%探伤，质量合格。通过对施工过程中的各个关键点的严格把控，使得此次施工进展顺利并圆满完成，消除了水泥磨的一项重大设备隐患。

综上所述，根据磨机端盖板的受力情况、不同特点进行精心设计，以科学的态度，严格管理，严把端盖板设计、制造、安装、使用的每一道关，这样才能解决端盖板失效问题。

来源：《水泥》

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