蒸汽加热煅烧炉滚圈现场车削修复法(河北发明)

Φ3.6m蒸汽加热轻灰煅烧炉滚圈现场车削修复法

一、 3.6m蒸汽加热煅烧炉滚圈现场车削修复法简介

（一）概述

蒸汽加热煅烧炉是化工股份公司的心脏设备，我公司现有八台煅烧炉，其中Φ3600×30000mm轻灰煅烧炉是国内首次制造，并投入使用的同类型最大设备。做为整个炉体支撑件的滚圈，由于与驮轮接触并支撑炉体旋转，滚圈表面必然出现磨损，由于设计和使用上的原因，滚圈表面出现了长短不一的龟裂纹和许多深1至15mm的蜂窝状孔洞，尤其是当滚圈表面出现大面积的轴向凹坑时，滚圈外圆面径向跳动严重超差，使炉体产生剧烈振动。此时，如果不及时消除振动，不但使驮轮组使用寿命大为降低，而且使与炉体相关联的炉头炉尾密封等部件受到损坏，更为严重的是炉体不得不降速运转，使生产低负荷运行，极大影响纯碱产量，甚至造成停车。

修复煅烧炉滚圈，恢复其外圆的几何精度和表面质量有几种方法可供选择：一是将滚圈拆下送加工单位车削，二是现场补焊、修磨，三是现场车削。方案一是现在还没有成熟的滚圈更换方案，即使制定出来，施工时间也将很长，必然影响纯碱产量。方案二也将较长时间停车，同时焊接工艺条件也不易保证，对焊工技术要求极为严格，一旦焊接失败还会使修复效果适得其反。而采用现场车削法将无上述缺点，不但可在炉体运转情况下加工，修复质量也易保证，当然采用去除材料的加工方法，将使滚圈本体强度和刚度降低，但在实际车削中我们采用局部补焊和只要运转恢复正常就“见好就收”的方法加以弥补，因此比较而言，采用现场车削法将达到事半功倍的效果。

按检修惯例，转动零、部件的回转表面（内外圆、端面）磨损后，只要拆下送机加工车间，在车床上车削即可修复。但是，在实际检修作业中，采取现场车削的方法，更能达到事半功倍的效果。在车床上车削工件，主轴通过夹具将动力传递给工件使之做旋转运动，称为主运动，刀具相对工件做走刀运动，称为进给运动。因此，利用旋转设备自身的转动做主运动，利用自制的车削装置做进给运动，就可能对其回转表面进行车削，我们称为现场车

削。

（二）现场车削方案实施

1 现场车削方案的制定

煅烧炉的炉体在传动装置的带动下旋转形成主运动，自制专用车床提供进给运动，从而满足了车削运动的需要。由此在适合的旋转速度下就可以实施对滚圈表面的车削加工。

2 专用车床性能参数

滚圈现场车削专用车床是我们自行设计、制造、安装、调试的，此车床安装、布局方案新颖，在国内制碱行业尚属首创。专用车床是由刀架、靠模、纵走刀导轨副、床架、传动机构组成。基本性能参数如下：

电机功率 2.2kw

纵拖板行程 650mm

刀架拖板行程 180mm

进给速度 0.6—2.4 mm/min

刀具截面尺寸 30×30mm

3 专用车床的安装（见示意图一）

按照惯例，刀尖都是水平对准工件中心，由于滚圈中心太高（中心至安装基准高度为2669.2），因此我们将刀架倾斜安装，降低了中心高度（刀尖至安装基准高度为1383.7）。缩小了专用车床的外形尺寸，而且提高了刚性，为安装和工人操作提供了便利条件。

把专用车床安装在滚圈左侧（从炉头方向看）进行反吃刀车削，一旦从专用车床上掉下东西落到驮轮上，也不会卷入滚圈与驮轮间而造成重大设备事故。安装是在停车状态下进行的，在起重工配合下将床架吊至预定位置，钳工根据驮轮的上母线和侧母线进行垂直和水平方向找正（见示意图一），由于采用靠模法车削，找正精度对车削影响不大，因而缩短了安装时间。床架找正后用电焊与驮轮底座点牢。根据床架位置找正传动装置，找正后同样焊接牢固。整个安装过程约需一个半小时。

4 滚圈车削

在安装结束后便可进行车削，车削是在生产过程中进行的，对生产无影

响。一般分两班进行车削，每班两人。由于每走一刀约需3至11小时，若采用人工走刀，不但劳动强度大而且加工质量也不易保证。因此进给运动需采用机械传动（见示意图二）。

由于炉体在运转过程中径跳很大，滚圈外圆几何精度又被破坏，如果采用刚性车削，就会把滚圈车成多棱形，采用靠模法即可解决这一问题。靠模部分由靠模体和靠模板等组成，靠模板与滚圈接触，因而要用耐磨材料（我们选用QT60-2球墨铸铁）。靠模与车刀对称安装在自由滑动的刀架上。

滚圈车削分粗车和精车两个阶段。粗车阶段采用较大的吃刀深度和进给速度，吃刀深度一般可在0.5mm以上，进给速度根据炉体转速确定，一般控制

在1-2mm/min。精车阶段采用较小的吃刀深度和进给速度，吃刀深度一般控

制在0.2-0.3mm，进给速度控制在1mm/min以下。刀具材料采ＹＷ1。

二、主要技术创新点

（一）保证加工精度

被修复的回转表面以设备自身的旋转轴线为中心转动，相当于在车床上对主轴的自加工，因此，没有装夹和找正误差，使被加工面与设备的旋转中心同轴度与车削运动无关，避免了安装时找正不理想带来的同轴度超差的问题。

（二）减少停车时间

采用现场车削，被加工件不需拆卸，省去了拆卸、安装等过程，减少了停车时间。现场车削是在生产状态下进行，只是在车削装置安装、拆除时停车，而在车削时，为了得到合适的切削速度，最多只需调整煅烧炉收量运行，而对炉体运行没有其他影响，这样有充分的车削时间，使车削质量易达到使用者要求。对一台炉滚圈进行长达一个月以上的车削是很正常的。这一点是停车采取焊接或其他修复方法无法相比的。

（三）无需大型加工设备

将Ф4176 mm煅烧炉滚圈拆下送机加工单位修复，车削如此大直径的工件需重型加工设备，而一般维修单位又不具备这样的加工能力，因此必须运输到外地外协加工。而采用现场车削则利用了“蚂蚁啃骨头”的原理，小型设备加工了大型工件。

三、经济效益及社会效益分析

（一）经济效益

我公司率先投入运营的三台ø3600×30000mm轻灰煅烧炉已正常运转15年。为了保证炉体安全稳定运行，我们在1993年12月对3#炉炉尾滚圈进行了第一次试切削，取得了成功。至今，已经对这三台炉的炉头和炉尾滚圈进行了多次现场车削。以三台炉计，11年累计减少更换驮轮组16次，每次节省检修费用6万元，累计增产量以21000吨计，吨碱效益按160元计，共产生效益60000×16+160×21000=432万元。

（二）社会效益

利用现场车削法修复煅烧炉滚圈经实践证明获得成功，为我公司连续、稳定生产创造了条件，避免了因滚圈损坏严重造成煅烧炉长时间停车从而严重影响常量的可怕局面的发生。我们也借鉴此方法在其它大型设备如发电机组、重灰煅烧炉检修中采用了现场车削法，取得了显著效果。利用现场车削法修复煅烧炉滚圈也引起了纯碱行业其他单位的较大关注，连云港碱厂借用我公司的这套装置成功地对煅烧炉滚圈进行了修复，有的单位索要有关资料，有的单位实地考察。利用现场车削法修复煅烧炉滚圈也为我公司对重灰煅烧炉、化灰机等具有相似结构的大型旋转设备的滚圈检修开创了一条新路。

四、获奖情况

蒸汽加热煅烧炉滚圈现场车削修复法获得了唐山三友集团2002年度科技进步三等奖。