ϕ4.2m×13m水泥滑履磨筒体磨损穿孔修复

兰东，吴明献，邹波

我公司ϕ4.2m×13m水泥磨机于2010年投入使用，粉磨能力≥180t/h，传动方式为中心传动，其支撑方式为双滑履轴承支撑，也称为水泥滑履磨。2021 年12 月13 日，水泥滑履磨运行过程中，其磨尾出料端突然出现喷料扬尘等异常情况，经检查，为磨机筒体磨损穿孔所致，经多方案比较，最后确定采用“修补、加强筒体保护板”的修复方案，较好地解决了滑履磨磨损问题。

1 故障排查

水泥滑履磨磨尾出料端出现喷料扬尘异常情况后，中控室即进行了顺序停车，并将滑履磨切换为慢速驱动；随后，磨机出料端滑履承油站发出了供油压力低压报警。为保护滑履轴承和轴瓦免受伤害，设备管理人员立即停磨检查，发现承油站供油压力低是由于过滤器压差升高所致。拆卸喷料处滑履密封发现，磨机出料端筒体外部密封处存在6mm×10mm 的穿孔（图1），大量粉尘从穿孔处喷入（图2），对滑履罩及滑履润滑系统造成污染。

图1 筒体穿孔

图2 滑履罩粉尘污染

水泥滑履磨筒体穿孔处位于磨内出料端300mm 处，出料端筒体被保护板遮盖（见图3），保护板厚度为6mm，上有扬料角钢。经检查，出料端筒体内部已严重磨损（见图4），穿孔处四周呈漏斗状，越接近穿孔处，筒体越薄。

图3 筒体保护板

图4 筒体磨损状况

2 筒体磨损穿孔原因分析

水泥滑履磨出料端筒体与中空轴及联轴器法兰为一体化设计（见图5），该设计可以增大磨机出料截面积，有利于提高出磨物料降尘率，减少磨内通风阻力。但中空轴与联轴器法兰间存在直径差，导致二者联接处形成了一定圆锥度的筒状，部分出磨物料通过卸料孔滑落到筒体水平段，混合着杂物，堆积在水平段筒体保护板处。当物料和杂物堆积足够多时，保护板上的扬料角钢就会将物料抛掷于空中，物料借助风力再次向卸料口运动，大部分物料被送入选粉系统，少量物料回落至水平段，重复抛送动作。

图5 出料端筒体中空轴及联轴器法兰一体化设计

水泥滑履磨使用多年后，磨机出料端水平段保护板厚度由6mm磨损至4mm，个别部位变形上翘，内部已无填充物，保护板处堆积的物料和杂物势必会进入保护板与筒体内壁之间，旋转起落，磨损筒体内壁。物料经磨机粉磨，超细粉被风力带走，留下的粗粉及杂物颗粒与新补充的物料继续冲击筒体，使筒体长期被磨损直至穿孔。

该水泥滑履磨的筒体设计出厂平均厚度为46mm，出料端滑履处筒体厚度为95mm，现场测量磨损处水平段的筒体平均厚度为14mm（不含穿孔处），出料端滑履处筒体平均厚度为66mm，筒体实际强度损失大，易出现局部变形或疲劳损坏。

3 修复处理方案选择

筒体磨损穿孔的修复处理方案必须兼顾提高筒体强度和隔热问题。虽可通过手工焊接修补水泥滑履磨出料端筒体磨损穿孔，但若要解决根本问题，则需从解决两大设备隐患入手：一是被磨损部位的筒体强度损失大，抗疲劳能力减弱；二是筒体厚度变薄，热量传递膨胀异常，影响滑履正常使用。

“更换磨损部位筒体”“现场堆焊磨损部位并修磨滑履”两种修复处理方案修复时间较长（15～30d），严重影响水泥供应。我公司结合实际生产需求，制定了“修补、加强筒体保护板”的修复方案，施工用时较短，实施后既加强了筒体强度，又实现了筒体隔热、防变形。现将各方案介绍如下：

3.1 更换磨损部位筒体方案

此方案需提前生产所需更换的筒体、焊接出料端板、初加工滑履轴，检修时间较长。检修前，封堵漏料点，使筒体带“病”运行；检修时，拆除磨机内外所有装置和部件，将筒体运至制造厂进行筒体切割、焊接、消除应力、精加工等修复工作，完成后运回现场进行更换。此方案筒体修复周期预计1 个月，修复时间过长，无法满足实际生产需求。

3.2 现场堆焊磨损部位并修复磨削滑履方案

此方案无需拆除磨机内外装置，但需清空磨内所有钢球，以减轻磨机转动负荷；且需现场制作安装替代滑履支撑驱动装置，以便堆焊时滑履转动速度可控可调，也为了保证前后滑履修复磨削的同轴度，保护滑履轴瓦不受伤害。检修时，在出料端筒体内架设自动焊机，堆焊修复磨损部位。由于焊接量较大，焊接热能集中，堆焊时会造成滑履表面变形，焊接完成后，需在其外部架设磨削轨道和磨削装置，修复滑履外部变形量。整个修复周期预计为15d，修复时间仍较长。

3.3 修补、加强筒体保护板方案

此方案通过修补筒体深坑、焊接保护板、填压保温棉等措施修复筒体磨损部位，既加强了磨机筒体强度，又实现了筒体隔热、防变形。若全面修补加强保护板，修复周期约5d（24h 作业），整体性能好；若局部修补加强保护板，修复周期约3d（24h作业），能够满足生产所需且施工时间较短。修补加强筒体保护板施工前准备见表1。

表1 修补加强筒体保护板施工前准备

3.3.1 全面加强保护板施工技术要求（图6）

图6 全面加强保护板施工技术要求

（1）水泥磨停机后，首先清理筒体磨损处及周边区域的粉尘，保证筒体修复工作环境清洁，可提高工作效率及焊接修复质量。

（2）依据筒体检测厚度，对较薄的＜20mm 的凹坑进行焊接修补，焊接修补时不能一次性将深坑填平，需每隔300～400mm 焊接一层。焊接后，利用压缩空气进行表面冷却，增强筒体抗变形强度，降低焊接修复时产生的温度集聚，减小应力集中。

（3）加工卷制ϕ4.2m、宽600mm、厚20mm 的加强型筒体保护板，根据实际测量宽度进行裁切，钢板卷制完成后，剖分成20 等分并编号，便于送入出料口后按顺序编号进行组焊。

（4）先点焊一块保护板，将保护板与筒体间填满压实保温棉材料，再点焊下一块保护板，每点焊完一块保护板，就必须填满对应筒体间隙保温棉，最后一块保护板可定为200mm 宽，多填充一些保温棉，强行压实并点焊。

（5）分段式满焊，先每层间断焊接，焊接一圈自然冷却后，再连续焊接，确保不会因焊接温度集中，造成滑履变形及损伤滑履瓦，最后焊接扬料板。

3.3.2 局部加强保护板施工技术要求（图7）

图7 局部加强保护板施工技术要求

（1）依据筒体测量厚度，对较薄的筒体凹坑处进行修补（图8），技术要求参照全面加强保护板。

图8 磨机出料端筒体凹坑修补

（2）加工卷制16 件ϕ4.2m、弧长400mm、长度600mm、厚度20mm的加强型筒体保护板。

（3）利用原保护板修复焊接，保护板与筒体间填满压实保温棉材料，点焊加强保护板。

（4）进行分段式满焊，确保不会因焊接温度集中，造成滑履变形及损伤滑履瓦。

由于局部加强保护板修复方案施工时间短（3d），修复难度低，运行安全可靠，最终选择了此施工修复方案，3d（24h连续作业）即完成了修复，实现了滑履磨平稳安全生产，达到了预期修复目标（图9）。

图9 磨机出料端筒体修复完成

4 结语

我公司水泥滑履磨实施“修补、加强筒体保护板方案”后，已正常运行一年多时间。利用大修时机，割开8mm保护板检查发现，保护板内保温棉依然紧实，无粉尘和杂物进入，各焊接点牢固，没有出现裂纹和磨损，且在生产运行过程中，出磨滑履温度低于修复前，这可能是因为保温棉隔绝了部分物料传递的热量。采用“修补、加强筒体保护板”方案进行磨机筒体修复，不仅加强了筒体强度，而且实现了筒体的隔热、防变形，达到了预期修复效果。■