蘭東，吳明獻(xiàn)，鄒波

我公司?4.2m×13m水泥磨機(jī)于2010年投入使用，粉磨能力≥180t/h，傳動方式為中心傳動，其支撐方式為雙滑履軸承支撐，也稱為水泥滑履磨。2021 年12 月13 日，水泥滑履磨運行過程中，其磨尾出料端突然出現(xiàn)噴料揚塵等異常情況，經(jīng)檢查，為磨機(jī)筒體磨損穿孔所致，經(jīng)多方案比較，最后確定采用“修補(bǔ)、加強(qiáng)筒體保護(hù)板”的修復(fù)方案，較好地解決了滑履磨磨損問題。

1 故障排查

水泥滑履磨磨尾出料端出現(xiàn)噴料揚塵異常情況后，中控室即進(jìn)行了順序停車，并將滑履磨切換為慢速驅(qū)動；隨后，磨機(jī)出料端滑履承油站發(fā)出了供油壓力低壓報警。為保護(hù)滑履軸承和軸瓦免受傷害，設(shè)備管理人員立即停磨檢查，發(fā)現(xiàn)承油站供油壓力低是由于過濾器壓差升高所致。拆卸噴料處滑履密封發(fā)現(xiàn)，磨機(jī)出料端筒體外部密封處存在6mm×10mm 的穿孔（圖1），大量粉塵從穿孔處噴入（圖2），對滑履罩及滑履潤滑系統(tǒng)造成污染。

圖1 筒體穿孔

圖2 滑履罩粉塵污染

水泥滑履磨筒體穿孔處位于磨內(nèi)出料端300mm 處，出料端筒體被保護(hù)板遮蓋（見圖3），保護(hù)板厚度為6mm，上有揚料角鋼。經(jīng)檢查，出料端筒體內(nèi)部已嚴(yán)重磨損（見圖4），穿孔處四周呈漏斗狀，越接近穿孔處，筒體越薄。

圖3 筒體保護(hù)板

圖4 筒體磨損狀況

2 筒體磨損穿孔原因分析

水泥滑履磨出料端筒體與中空軸及聯(lián)軸器法蘭為一體化設(shè)計（見圖5），該設(shè)計可以增大磨機(jī)出料截面積，有利于提高出磨物料降塵率，減少磨內(nèi)通風(fēng)阻力。但中空軸與聯(lián)軸器法蘭間存在直徑差，導(dǎo)致二者聯(lián)接處形成了一定圓錐度的筒狀，部分出磨物料通過卸料孔滑落到筒體水平段，混合著雜物，堆積在水平段筒體保護(hù)板處。當(dāng)物料和雜物堆積足夠多時，保護(hù)板上的揚料角鋼就會將物料拋擲于空中，物料借助風(fēng)力再次向卸料口運動，大部分物料被送入選粉系統(tǒng)，少量物料回落至水平段，重復(fù)拋送動作。

圖5 出料端筒體中空軸及聯(lián)軸器法蘭一體化設(shè)計

水泥滑履磨使用多年后，磨機(jī)出料端水平段保護(hù)板厚度由6mm磨損至4mm，個別部位變形上翹，內(nèi)部已無填充物，保護(hù)板處堆積的物料和雜物勢必會進(jìn)入保護(hù)板與筒體內(nèi)壁之間，旋轉(zhuǎn)起落，磨損筒體內(nèi)壁。物料經(jīng)磨機(jī)粉磨，超細(xì)粉被風(fēng)力帶走，留下的粗粉及雜物顆粒與新補(bǔ)充的物料繼續(xù)沖擊筒體，使筒體長期被磨損直至穿孔。

該水泥滑履磨的筒體設(shè)計出廠平均厚度為46mm，出料端滑履處筒體厚度為95mm，現(xiàn)場測量磨損處水平段的筒體平均厚度為14mm（不含穿孔處），出料端滑履處筒體平均厚度為66mm，筒體實際強(qiáng)度損失大，易出現(xiàn)局部變形或疲勞損壞。

3 修復(fù)處理方案選擇

筒體磨損穿孔的修復(fù)處理方案必須兼顧提高筒體強(qiáng)度和隔熱問題。雖可通過手工焊接修補(bǔ)水泥滑履磨出料端筒體磨損穿孔，但若要解決根本問題，則需從解決兩大設(shè)備隱患入手：一是被磨損部位的筒體強(qiáng)度損失大，抗疲勞能力減弱；二是筒體厚度變薄，熱量傳遞膨脹異常，影響滑履正常使用。

“更換磨損部位筒體”“現(xiàn)場堆焊磨損部位并修磨滑履”兩種修復(fù)處理方案修復(fù)時間較長（15～30d），嚴(yán)重影響水泥供應(yīng)。我公司結(jié)合實際生產(chǎn)需求，制定了“修補(bǔ)、加強(qiáng)筒體保護(hù)板”的修復(fù)方案，施工用時較短，實施后既加強(qiáng)了筒體強(qiáng)度，又實現(xiàn)了筒體隔熱、防變形。現(xiàn)將各方案介紹如下：

3.1 更換磨損部位筒體方案

此方案需提前生產(chǎn)所需更換的筒體、焊接出料端板、初加工滑履軸，檢修時間較長。檢修前，封堵漏料點，使筒體帶“病”運行；檢修時，拆除磨機(jī)內(nèi)外所有裝置和部件，將筒體運至制造廠進(jìn)行筒體切割、焊接、消除應(yīng)力、精加工等修復(fù)工作，完成后運回現(xiàn)場進(jìn)行更換。此方案筒體修復(fù)周期預(yù)計1 個月，修復(fù)時間過長，無法滿足實際生產(chǎn)需求。

3.2 現(xiàn)場堆焊磨損部位并修復(fù)磨削滑履方案

此方案無需拆除磨機(jī)內(nèi)外裝置，但需清空磨內(nèi)所有鋼球，以減輕磨機(jī)轉(zhuǎn)動負(fù)荷；且需現(xiàn)場制作安裝替代滑履支撐驅(qū)動裝置，以便堆焊時滑履轉(zhuǎn)動速度可控可調(diào)，也為了保證前后滑履修復(fù)磨削的同軸度，保護(hù)滑履軸瓦不受傷害。檢修時，在出料端筒體內(nèi)架設(shè)自動焊機(jī)，堆焊修復(fù)磨損部位。由于焊接量較大，焊接熱能集中，堆焊時會造成滑履表面變形，焊接完成后，需在其外部架設(shè)磨削軌道和磨削裝置，修復(fù)滑履外部變形量。整個修復(fù)周期預(yù)計為15d，修復(fù)時間仍較長。

3.3 修補(bǔ)、加強(qiáng)筒體保護(hù)板方案

此方案通過修補(bǔ)筒體深坑、焊接保護(hù)板、填壓保溫棉等措施修復(fù)筒體磨損部位，既加強(qiáng)了磨機(jī)筒體強(qiáng)度，又實現(xiàn)了筒體隔熱、防變形。若全面修補(bǔ)加強(qiáng)保護(hù)板，修復(fù)周期約5d（24h 作業(yè)），整體性能好；若局部修補(bǔ)加強(qiáng)保護(hù)板，修復(fù)周期約3d（24h作業(yè)），能夠滿足生產(chǎn)所需且施工時間較短。修補(bǔ)加強(qiáng)筒體保護(hù)板施工前準(zhǔn)備見表1。

表1 修補(bǔ)加強(qiáng)筒體保護(hù)板施工前準(zhǔn)備

3.3.1 全面加強(qiáng)保護(hù)板施工技術(shù)要求（圖6）

圖6 全面加強(qiáng)保護(hù)板施工技術(shù)要求

（1）水泥磨停機(jī)后，首先清理筒體磨損處及周邊區(qū)域的粉塵，保證筒體修復(fù)工作環(huán)境清潔，可提高工作效率及焊接修復(fù)質(zhì)量。

（2）依據(jù)筒體檢測厚度，對較薄的＜20mm 的凹坑進(jìn)行焊接修補(bǔ)，焊接修補(bǔ)時不能一次性將深坑填平，需每隔300～400mm 焊接一層。焊接后，利用壓縮空氣進(jìn)行表面冷卻，增強(qiáng)筒體抗變形強(qiáng)度，降低焊接修復(fù)時產(chǎn)生的溫度集聚，減小應(yīng)力集中。

（3）加工卷制?4.2m、寬600mm、厚20mm 的加強(qiáng)型筒體保護(hù)板，根據(jù)實際測量寬度進(jìn)行裁切，鋼板卷制完成后，剖分成20 等分并編號，便于送入出料口后按順序編號進(jìn)行組焊。

（4）先點焊一塊保護(hù)板，將保護(hù)板與筒體間填滿壓實保溫棉材料，再點焊下一塊保護(hù)板，每點焊完一塊保護(hù)板，就必須填滿對應(yīng)筒體間隙保溫棉，最后一塊保護(hù)板可定為200mm 寬，多填充一些保溫棉，強(qiáng)行壓實并點焊。

（5）分段式滿焊，先每層間斷焊接，焊接一圈自然冷卻后，再連續(xù)焊接，確保不會因焊接溫度集中，造成滑履變形及損傷滑履瓦，最后焊接揚料板。

3.3.2 局部加強(qiáng)保護(hù)板施工技術(shù)要求（圖7）

圖7 局部加強(qiáng)保護(hù)板施工技術(shù)要求

（1）依據(jù)筒體測量厚度，對較薄的筒體凹坑處進(jìn)行修補(bǔ)（圖8），技術(shù)要求參照全面加強(qiáng)保護(hù)板。

圖8 磨機(jī)出料端筒體凹坑修補(bǔ)

（2）加工卷制16 件?4.2m、弧長400mm、長度600mm、厚度20mm的加強(qiáng)型筒體保護(hù)板。

（3）利用原保護(hù)板修復(fù)焊接，保護(hù)板與筒體間填滿壓實保溫棉材料，點焊加強(qiáng)保護(hù)板。

（4）進(jìn)行分段式滿焊，確保不會因焊接溫度集中，造成滑履變形及損傷滑履瓦。

由于局部加強(qiáng)保護(hù)板修復(fù)方案施工時間短（3d），修復(fù)難度低，運行安全可靠，最終選擇了此施工修復(fù)方案，3d（24h連續(xù)作業(yè)）即完成了修復(fù)，實現(xiàn)了滑履磨平穩(wěn)安全生產(chǎn)，達(dá)到了預(yù)期修復(fù)目標(biāo)（圖9）。

圖9 磨機(jī)出料端筒體修復(fù)完成

4 結(jié)語

我公司水泥滑履磨實施“修補(bǔ)、加強(qiáng)筒體保護(hù)板方案”后，已正常運行一年多時間。利用大修時機(jī)，割開8mm保護(hù)板檢查發(fā)現(xiàn)，保護(hù)板內(nèi)保溫棉依然緊實，無粉塵和雜物進(jìn)入，各焊接點牢固，沒有出現(xiàn)裂紋和磨損，且在生產(chǎn)運行過程中，出磨滑履溫度低于修復(fù)前，這可能是因為保溫棉隔絕了部分物料傳遞的熱量。采用“修補(bǔ)、加強(qiáng)筒體保護(hù)板”方案進(jìn)行磨機(jī)筒體修復(fù)，不僅加強(qiáng)了筒體強(qiáng)度，而且實現(xiàn)了筒體的隔熱、防變形，達(dá)到了預(yù)期修復(fù)效果?！?/p>