2500t d回转窑托轮轴瓦事故的处理及实例分析.docx

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1、1事故概述我公司二线4m60m回转窑，三档支撑，单传动，单液压挡轮,斜度3.5%,主减速器型号ZSY63O-35.5-V,速比34.601,主电动机型号ZSN4-355-092,功率315kW,其窑体旋向从窑头往窑尾看为逆时针方向。其主要结构及各档轴承座布置见图1,该生产线自2006年9月投产运行至今，设计产量为2500t/d。2#4#2#4#2#4#图1回转窑结构及各档轴承座布置示意各档关键组件的轮带分别被两组托轮呈60。夹角支撑传递动力。各托轮轴承座内结构见图2,由托轮轴、球面瓦、衬瓦、止推圈及油勺、油勺支架等组成。12月28日17点40分，中控操作员在正常操作时发现窑主传电流从350A升

2、至600A,且维持了几秒。针对此异常电流情况，中控操作马上电话通知岗位现场排查，但由于岗位人员未认识到问题的严重性，只对现场相关设备作了简单的检查后，以“一切正常”反馈给了中控，继续维持运行，但时隔5h13min（即当天的22点53分），窑电流又冲到100OA以上，随即第11档3#轴承座温度由50C陡升至75且失去控制，中控被迫止料停窑，再次通知岗位排查，检查后发现H档1#轴承座内托轮轴肩靠尾端沿止推圈卡槽处整体断裂，如图3所示，而同轴的另一端即3#轴承座密封及油勺被刮坏，3#托轮轴瓦已严重缺油冒烟，用测温仪现场测试轴面温度己达80C,且还在上涨，轴上已有明显铜屑，从而导致了此次恶性事故的发生

3、。图2回转窑各档托轮轴端结构放大示意断裂线断裂线图311档1#托轮轴头断裂示意2抢修措施我公司及时组织相关人员进行抢修：其一通知维修轴瓦技术娴熟、作风过硬的维修队伍进场；其二对整个检修现场所需工器具、吊装设备从安全角度上作全面的风险评估检查，对施工现场的安全范围半径、临时安全照明、施工的安全监管等进行了详细的现场交底；其三，对此次抢修的关键配件及施工技术的相关要求进行落实：由于公司此档托轮及轴均无配件，故整体安排是将1#轴承座内断裂的轴头作焊接加固处理，对3#轴与轴瓦配合面由于烧瓦造成的铜屑、毛刺等做手工打磨处理，对配件库已落实好的同型号规格的新轴（铜）瓦做重新研刮、修配的重点处理，其他相关组

4、件只作例行检查处理；其四，考虑当时市场需求及窑内温度较高而无法深入内部系统排查，故在原因未彻底分析清楚之前，暂只恢复到前期正常投料量的90%先行组织生产。3具体抢修施工要点先将顶窑及维修用的相关工器具运至现场。顶窑前，为释放窑体偏心力，手动松开辅传抱闸，然后在II挡轮带中心位架设固定40Ot液压油顶及顶窑专用弧板，将II挡轮带顶起约20mm,为安全起见，采用保险垫铁将千斤顶两边塞牢。然后，拆卸1#、3#组托轮两边的轴承座隔热板、冷却水管、石墨板支架、测温装置等相关组件，同时放尽1#、3#轴承座内润滑油，并拆除两边轴承座端盖、轴承座内淋油盘、油勺等相关组件，利用50t吊车及钢丝绳将1#、3#轴承

5、座上盖、托轮及轴吊至窑墩地面，这样空旷的场地，为后续的施工安全及进度创造了非常有利的条件。为尽可能争取时间，通过不断优化现场施工方案后，决定1#、3#两轴承底座可不做移动，但各轴承底座内的球面瓦及1#端托轮瓦等必须注意例行的技术检测及油泥的清理。对于3#托轮轴由于烧瓦时产生的表面磨痕的修复，先用细铿刀修刮、再用油石反复打磨，直至整个轴面光滑、无高点方可。3#托轮新轴瓦的换新是本次抢修时间和技术的关键节点，其主要技术指标必须符合：托轮轴瓦背与球面瓦刮研配合，其接触角为90。，接触面为每2.5cm2.5cm上的接触斑点不得少于23点；托轮瓦面与轴颈的接触角度为30,接触面接触斑点不少于12点/cm

6、2；轴瓦面与轴颈的侧间隙为0.0010.0015D（D为轴的直径），且用涂色法检查各配合表面，着色均匀、接触良好，而轴瓦进、出口侧游隙应做两次各分五处用塞尺进行测量，即第一次放在轴颈上测量；第二次在组装受力时测量，并做好相关检测记录，作业时轻吊轻放，避免轴瓦受损。最后，待新瓦修刮全面达到技术要求，各相关配件全部清洗干净后，将球面瓦及衬瓦吊至轴承座内，并用50t吊车及手动葫芦将托轮及轴吊至1#、3#轴承座内，在轴瓦面上抹上润滑油并用白布覆盖，落下时要防止托轮及轴的滚动，并控制其轴向窜动。而1#开裂轴头的修复，则先用手砂轮机将裂纹口毛刺清除干净、再磨削裂纹口呈30。坡口，焊工用手工电弧及25mm2

7、5mm长度低于轴头直径470mm的钢板作加强焊接处理。经过维修人员连续奋战18h后，窑顺利投产。4原因分析针对此次突发事故，通过上述的重点安排及抢修，运行32d后，到了次年的年修阶段，于是公司再次组织相关技术人员深入窑内，通过全方位排查、分析及相关处理，同时结合前后期的生产运行情况，特别是年修开机后稳定而连续的运行，也终于找到了这次事故的原因，其具体可初步描述为：窑提产，窑内填充率增加，窑体窜动加剧，但由于窑尾筒体与烟室间隙不均引发剧烈碰撞，碰撞所产生的作用力迅速传递于各组托轮上，而间隙最小的H档1#托轮止推圈形成反作用力致使该事故轴止推圈瞬间崩裂，同时伴随窑电流飙升、同轴的另一端油勺破坏、轴

8、瓦被烧的一系列后果。4.1 提产和事故的关联性回转窑筒体与水平呈一定的斜度安装在托轮上，经过长期的运行后，由于基础的变化、筒体的弯曲度、各托轮与轮带表面的不均匀磨损、接触表面摩擦系数的变化等，窑体运转时一般均存在一定幅度的窜动。经分析，事故前两天，分厂工艺根据整个窑况及产质量情况，结合其他国内同类窑型的投料量情况（一般均为熟料日产3000t左右），制定了尝试提产的计划，生料投料从175t/h逐渐提高至186th,且要求每3h增加0.5t量控制，生产第一天后，各相关设备运行未见明显异常，但随着后续的生产，窑内填充率在慢慢增加，导致整个窑体窜动的幅度增加，同时托轮受力也发生了一定的变化，只是未引起

9、重视。事故后通过反查中控DCS曲线时，各托轮温度曲线绝大部分有小幅的上升。这样，提产后窑内填充率逐渐增加，加重了整个窑体的窜动势能,造成了窑尾的偏摆量增加，故提产成了此次事故的第一导火线。4.2 窑尾烟室的碰撞及后期处理窑尾烟室下料嘴与筒体结构如图4所示。虽其窑尾密封结构从最初设计的石墨块形式已改为可以承受一定偏摆的鱼鳞片式，但由于该生产线已经过十多年运行，回转窑在多次点火升温、临时停窑过程中工艺有时未严格按升温要求操作转窑，致使筒体中心弯曲度较大，加之原烟室支座为槽钢焊接件，欠牢固及温度交变的叠加，从而加速了整个窑尾烟室的位置的形变。虽事故前曾几次在外面进行过简单的固定处理，但关键部位如图4

10、所示的回转窑筒体与烟室下料嘴的内部间隙50mm尺寸处未调整到位，而平时每次停窑检修时技术人员也忽视了对此处的检查。图4回转窑与烟室下料嘴间隙经过前面的事故后，2019年2月的年修期间，技术人员在冷态后利用辅传多次旋转窑体，然后对筒体内端与烟室下料嘴间外端的各点间隙进行了准确测量记录，从窑头看，整体间隙数值左大右小，最小处只有35mm,在筒体可见弧长为30mm深度约3mm的磨痕。为彻底消除此隐患，公司经过多次讨论,制订了详细的技术及安全施工方案。第一步，为安全起见，在烟室与预热器的立柱间交叉架设4个5t手动葫芦；第二步，逐一将支撑烟室的4个立柱中间或上部割除一道上下约50mm距离的平口，然后在各

11、上下空档处平行焊接厚度为20mm且面积大于立柱截面的钢板，再在两平行钢板中间塞入三根可活动自如的IOmm的圆钢，以利于整体割断后的自由调整，具体如图5所示；第三步，在下部所有支撑立柱加装活动圆钢的工序全部完工后，再将上部分解炉下缩口的膨胀节、相连的C5下料管分别割断，以达到整个烟室与分解炉的完全分离；第四步，利用2只20Ot千斤顶加4个5t手动葫芦，以筒体为基准，利用各支撑立柱中间增加的三根圆钢为活动支点，将整个烟室拖动、调整到下料嘴与窑尾筒体360。间隙为（502）mm；第五步，待整个烟室下料嘴与筒体调整到位后，重新对接固定焊接各割断点槽钢，并增加槽钢焊接加强固定处理，见图6。4.3 对此次

12、事故中II档1#托轮轴头断裂的分析在日常回转窑设备管理中，对回转窑的各档轴承座内止推圈间隙的检查与记录，是一项非常重要而细致的基础管理工作，因为各档托轮止推圈间隙大小及变化，可以非常直观地反映窑体各托轮受力的大小及方向的变化。图6窑尾烟室调整后固定同时根据设计可知：此规格窑型托轮轴头止推圈与轴瓦端面间隙合理范围为6mm2mm,且窑体正常运转时，各组托轮一般间隙低端稍大于高端，即此窑各档3#、4#轴端间隙大于各档1#、2#数据，也可说明托轮受力主要为上推力。事故出现后，通过查阅分厂事故前的各档托轮止推圈间隙数据（如表1）及结合图1、图2分析可知，整个托轮各档止推圈间隙虽属合理数值，但H档1#托轮

13、轴止推圈间隙明显小于其他止推圈间隙，仅为4mm,这样，当窑尾烟室与筒体瞬间发生剧烈碰撞时，碰撞产生的作用力迅速传递于各组托轮上，而间隙最小的11档1#托轮止推圈将形成非常大的反向作用力从而造成此轴端止推圈的瞬间断裂，引发窑体电流的波动，及同轴的另一端轴瓦油勺破坏、轴瓦缺油、烧毁。当然，如没有窑尾筒体与烟室下料嘴的碰撞，此事故也不会发生。表1各档各轴承座内止推圈间隙mm轴承座第I档第11档第UI档1#7462#10983#1521154#1816185结束语此次事故虽在公司技术部门的精心组织下得到了有效的处理，特别是通过后期的分析，再次处理后，已连续稳定运行1年，在年修第三天后窑投料量就实现了预

14、期的提产目标值，窑电流再未出现任何的波动,产质量及现场设备非常稳定,但事故的教训值得我们思考。（1）回转窑的提产是生产组织管理中的常见工作，但需要组织各专业系统评估、分析、持续的跟踪后方可实施，不能完全凭臆想实施。（2）加强工艺设备日常的现场巡检，及时发现生产过程中一些设备异常的响声、振动、摩擦，并及时反馈和分析，以免造成事故。（3）对于生产中各种故障的出现，我们应有一个正确的认知，要从多方位、多角度去认真组织分析，这样，将有效提高整个生产设备的管理水平。某公司某生产线回转窑二档托轮7#轴瓦发热导致被迫减产，通过调整工艺操作，并采取开外排循环水、风扇吹风、淋冷润滑油等一系列降温措施后，设备恢复

15、正常生产。为检查该托轮轴瓦是否在发热过程中产生损伤，利用错峰生产时间，邀请了托轮检修外包队伍对其进行检查，并对轴瓦进行了刮研处理。但开窑后托轮轴瓦又出现了高温发热现象，导致回转窑无法提至正常转速，且托轮轴瓦因温度过高（最高达90左右）采取了直接淋水的紧急降温措施，对托轮轴瓦损伤较大。此次设备故障不仅消耗了大量的人力物力，且严重影响了熟料的产量和质量。实际生产中，回转窑托轮轴瓦发热主要与其润滑状态、承受的载荷情况有关,下文将主要从这两个方面分析托轮轴瓦发热原因及相应的预防处理措施。02托轮轴瓦发热的主要原因分析1 .1润滑状态不良1 .回转窑冷却循环水内杂质过多，导致冷却水管因堵塞使循环水流动不

16、畅，润滑油降温效果不明显；内部循环水管破裂导致渗水漏水,造成润滑油发生乳化,因油质劣化使轴瓦温度升高。2 .托轮轴瓦润滑油失效需换油时未及时换油，导致润滑油粘度降低、油变质乳化等。3 .托轮轴密封不良导致渗油、漏油严重，使油位下降，或出现油勺脱落的情况，润滑不足导致托轮轴瓦温度上升。4 .托轮轴表面粗糙或轴拉丝严重（轴和轴瓦部分区域相当于点接触），不利于油膜的形成。5 .轴与轴瓦发生相对移动，轴跟轴瓦重新研磨，导致发热。6 .瓦过小或刮研方法不对，在托轮轴和轴瓦之间未形成良好的楔形空间，无法形成有效油膜。7 .托轮轴瓦通过长时间的使用，瓦与轴的接触角度越变越大，同时瓦口与轴之间的接触间隙也越来越小，当其小到一定