王占光
（焦作堅固水泥有限公司）

　　0、引言
　　近些年來，窯磨事故較多，主要表現在立磨減速機進軸螺旋傘齒輪斷齒，立磨減速機末級行星機構行星輪斷齒、開裂；窯上主要表現在過渡帶裂紋甚至炸裂。這兩種惡性事故的出現，往往因備件加工周期長無法短期恢復正常生產，給水泥企業造成巨大損失。本文現就這兩類事故發生的原因進行淺析并提出一些防范措施，意在引起同行以及制造廠商的關注，杜絕或減少類似事故的發生。

　　1、事故的表現
　　為了方便說明，下面簡單敘述一下該類事故的具體表現。
　　1.1立磨減速機的事故表現
　　立磨減速機的進軸斷齒及末級行星機構的行星輪斷齒或開裂，往往前期沒有明顯征兆或征兆時間比較短暫，非常突然。比如減速機輸入軸斷齒前，振動參數沒有超標，可能略有增加，尚未來得及措施，齒已斷過；行星輪的輪齒折斷或開裂更是如此，振動參數反映均不強烈，但事故就發生了。筆者曾目睹過兩臺減速機，一臺是發現進軸出現斷齒，全面檢時發現四個行星輪內壁均已出現了裂紋，且有的深度已到邊緣狀態，如果不檢查，回裝好的減速機用上就會出現行星輪炸裂事故；還有一臺減速機，振動值比平時有增加但仍在允許范圍內，且遠遠小于平時因磨機因料床不穩引起的振動值增大時，就趕快進行降壓運行，但幾個小時后，行星輪確全部炸裂了。
　　1.2回轉窯過渡帶筒體開裂事故表現
　　其實，回轉窯筒體裂紋的類型較多，但本文僅就回轉窯過渡帶開裂進行分析，主要是近些年來此類事故較多，損失較大，有必要單獨闡述而已。近些年來，回轉窯過渡帶裂紋事故頻繁，發現裂紋后，即使進行及時加強，也會補了此處，裂了別處，不得不停產更換該處筒體，給企業經營帶來困難；更甚者，有的企業在停產冷窯過程中出現了筒體炸裂事故，去年還有一企業在停產多日后出現了筒體炸裂成幾節的惡性事故。

　　2、事故的原因分析
　　2.1立磨減速機輸入軸斷齒事故的原因分析
　　作為立磨主減速機，設計富余應該是很大的，一般情況下并非容易斷齒損壞。斷齒的原因主要是接觸精度不足、偏載掛角，比如螺旋傘齒輪，僅前端很少的部分接觸，結果就是前端吃力后端不吃力，全部傳動扭矩由前端承擔，局部超載在所難免，再加上現在的齒輪均為硬齒面，寧斷不彎，結果就可想而知了。細分原因主要有以下幾個。一是加工精度不足，一對齒輪副的螺旋角及齒形不符，很難保證正常接觸；二是安裝時沒有對齒輪副進行精確修研，間距沒有正確調整，造成接觸高度、接觸寬度不足，甚至掛角；三是減速機僅對溫度、振動進行檢測而對噪音沒有檢測，因檢測不全面，當溫度、振動表征還在允許范圍內的時候，減速機已經事故了，若有噪音檢測的話，起碼多了一道關卡；四是相關人員對事故判斷的經驗不足，延誤了問題的解決，甚至造成事故擴大。五是不排除齒輪在加工、熱處理中，齒輪已經存在如微裂紋等缺陷。
　　2.2回轉窯過渡帶筒體開裂的原因分析
　　回轉窯筒體裂紋非常常見，但近些年過渡帶筒體開裂比較頻繁。主要原因有以下幾個方面，一是回轉窯過渡帶沒有穩定的窯皮，火磚之間存在縫隙，有害氣體、堿性物料對對筒體存在化學腐蝕以及應力腐蝕，使得該處筒體減薄，應力增大；二是該處穩定較高，筒體材料強度下降；三是操作管理不當，造成事故惡化。具體可做如下分析，一是由于過渡帶筒體無致密的窯皮保護，該處火磚很難把炙熱的腐蝕性氣體、堿性物料與筒體完全隔離，生產中堿性氣體、堿性物料就會通過磚縫與金屬筒體接觸而發生化學反應，腐蝕筒體，據相關資料介紹，預分解窯在該處的年腐蝕量超過0.5mm，若停窯頻繁、配料不當，年腐蝕量會成倍甚至幾倍增加，用不了幾年，筒體的厚度減少量就會超過百分之三十，所以個別窯僅運行幾年就會因筒體變薄而裂紋就是這個道理，同時也在此說明，這些年的錯峰生產，聯合停窯，從某種意義說，不能不說對窯不是一種傷害。該處裂紋的形式多為環向，但有時也因腐蝕麻坑的形式的不同，產生不規則裂紋。這是筒體應力與腐蝕作用的綜合結果，斷口形式表現為脆斷，裂縫中多夾有氧化皮，該處一旦出現裂紋，發展很快，不易控制，必須引起業內人士的高度重視；其二是由于該處筒體溫度較高，也削弱了筒體強度，不規則的腐蝕麻坑及焊接缺陷必然造成應力集中，這也是該處產生裂紋的重要因素，同時也必須指出，近些年由于火磚的更新換代，很多企業以硅莫磚代替了耐堿磚，增大了導熱系數使筒溫升高，削弱了筒體強度，也使得熱能在此遭到浪費，更有甚的是加劇了該處的應力腐蝕，據相關資料介紹，筒體每升高10°，應力腐蝕的速度增加一倍，可想而知高溫對筒體的危害。三是操作管理不當使得事故惡化，比如某廠發現裂紋不及時處理，冷窯期間不慢轉窯，豈不知窯在冷卻收縮期間托輪的縱向阻力是很大的，已經裂開的窯怎么能夠承受這些巨大的拉力呢？等等。

　　3、事故的防范措施
　　3.1立磨輸入軸斷齒的預防措施
　　立磨輸入軸斷齒、點蝕情況比較多，筆者認為應從以下幾個方面解決，首先在加工精度上必須保證一對齒輪副的螺旋角匹配，齒形精度達到設計精度；第二，安裝時必須對齒輪副進行接觸精度著色檢驗，使其接觸長度、高度達到要求，必要時要對齒形修研，通過調整使其接觸高度、寬度達到要求，避免如掛角等局部的不良現象，使應力得到分散，避免局部過載使得輪齒折斷；第三，在操作管理上必須嚴格觀察振動參數、溫度的變化，發現有升高的現象，必須認真分析確定原因，到現場查看噪音情況，同時對溫度、振動進行手工測試并與儀表比對，判斷是否存在問題，防止事故發生或防止事故惡化。第四，定期對減速機、電機地腳螺栓的松緊程度檢查，防止因振動造成位置變化，影響對中；第五，經常檢查聯軸器的運行情況，防止因螺栓松動引起的對中偏離，引起附加載荷的增加。對于查出的問題必須先排除后開機，如對中偏離必須重新找正，若軸承存在問題則必須調整或更換，絕不可使設備帶病運行。第六，建議把振動控制參數縮小，知道有些單位已經這樣做了，取得了好的效果。第七，在有條件的情況下，增設軸向振動檢測儀表，以便判斷振動的原因。

　　3.2立磨行星輪開裂的預防措施
　　對于立磨行星輪開裂事故，想有幾項措施可供參考。，從設計來講，可考慮適當擴大外形尺寸，給行星輪增加壁厚提供空間；第二，有了空間就可增加輪壁厚度，以增大行星輪抵抗變形的能力，減小輪壁應力；第三，制造商必須保證加工精度，組裝時必須注意軸承游隙的檢查，保證軸承游隙一致，防止行星輪受力偏載，組裝也必須按規范進行，不得野蠻裝卸，造成零部件的損傷。要知道該處一旦一個齒輪故障，會使該處整體機構遭到破壞；第四，減速機組裝時也要對齒輪的接觸精度進行著色檢驗，使其達到規范要求，組裝完畢后必須把對機殼內部清理干凈，防止造成不必要的零件干涉損壞；第五，在使用管理上嚴格執行操作規程，發現振動、溫度參數發生變化，必須認真檢查，判斷是否存在問題，查不出問題決不能隨意開機，防止事故擴大，若查出有問題更不能開機，使問題必須得到處理。第五，加強巡檢，認真比較減速機內部噪音的變化，彌補自動化上僅有溫度、振動參數檢測的缺陷。第六，加強工藝管理，穩定磨機料床，防止設備振動造成附加載荷的增加。第七，加強潤滑管理，定期檢測潤滑油的變化，當發現油內有異常金屬雜質時，要分析雜質來源，若判斷為減速機內某零件磨蝕而來，則必須處理；還要注意油溫的變化，不正常的油溫變化，來自軸承的可能性Z大，必須結合噪音、振動的變化查清問題；需要說明的是因為立磨潤滑油流量很大，有時候溫度變化并不明顯，特別是突發性故障，所以必須全面觀察、全面分析綜合判斷。第八，與前者一樣，縮小振動參數的設定控制值，以便及時提醒關注。第九，在有條件的情況下，增設內齒圈的振動檢測，以便觀察行星機構的運轉情況。

　　3.3回轉窯過度帶裂紋的預防措施
　　過渡帶的筒體開裂，主要原因是筒體遭到窯內堿性氣體、堿性物料的腐蝕后，筒體變薄所致。所以首先要考慮堿性物料與金屬筒體的隔離，避免其直接接觸，以減少堿性物料對筒體的腐蝕，其措施有幾個方面，一是可在筒體內表面粉刷高溫防腐涂料，使二者隔離；二是通過火磚濕砌，使濕砌包漿消除磚與磚之間的縫隙、磚與筒體間的縫隙，把堿性物料與金屬筒體隔離開來，減少筒體在存在應力下的化學腐蝕，延長筒體壽命；三是可通過提高筒體厚度的方法延長筒體壽命，如：把筒體厚度提高到筒體工程直徑的百分之零點七。四是降低該處筒體溫度，因為前面講過，筒體溫度每升高10°，應力腐蝕的速度就會增加一倍，何況這里的溫度不低于300°呢。有些單位做得很好，就是用炮筒風機對該處進行降溫。第五，對火磚的管理上也應注意，有些單位一味的提高磚的檔次，如以硅莫磚代替耐堿磚，其導熱系數明顯不同，結果是該處溫度升高幾十度，既加快了筒體腐蝕，削弱了筒體強度，也對熱能的利用不利，為什么要這樣做呢？其實耐堿磚在此處的壽命并不短，或許大家都體會，筆者更是這樣認為。第六，要定期對該處進行筒體厚度檢測，超聲波探傷儀就可完成該項工作，通過檢測可以大致掌握腐蝕速度，預測筒體的壽命周期，以便早做準備。第七，當發現出現裂紋后，應及時停窯進行焊接并補強，努力使其運轉到合適時間，避免造成大的損失；這些補焊補強工作雖為臨時措施，也絕不可麻痹大意，避免新的損傷，比如焊接缺陷的控制等。這些工作完成后，還必須嚴密監視，出現新的情況，另行措施。第八，裂紋一旦生成，窯的上下串動就應該適當控制，因為上下串動會增加筒體的拉應力，會使裂紋延伸或擴張，不利于裂紋的控制，應減少回轉窯上下串動的頻率，在此筆者更主張停止窯的上下串動，以利于運轉到計劃停運時間。第九，若檢測筒體厚度的腐蝕量超過了筒體鋼板厚度的30%以上，筆者建議做筒節更換處理，不要等到裂紋出現再做處置。當然在運行中也應關注，比如適時注意大小齒輪的振動，正確調整托輪莫讓該處承擔不應有的彎矩，檢修時不能隨意焊接起吊環等等。還有一項非常重要，就是要保證運行中的托輪、輪帶有很好的圓度和同軸度，因為有了臺階的托輪、輪帶會給窯的收索造成極大的障礙，造成筒體軸向應力劇增。

　　4、結束語
　　近些年來，立磨減速機、窯筒體裂紋發生很多，比較典型；其它設備事故也不少，比較典型的如窯尾提升機因過載或其它原因跳停時開不起來，筆者也在群聊中幫助解決，但有的因處理方法不當或原因判斷不準發生事故，造成人員斷臂甚至丟命的都有；近期安全上因清庫造成人員傷亡的也不少等等，但因本文重點闡述的是窯磨問題，所以在此不多贅述。關于窯磨問題，本文分析了回轉窯過渡帶筒體裂紋的主要原因，也提出了裂紋的預防措施；磨上也是如此，解釋了減速機進軸斷齒、行星輪開裂的原因，列出了一些注意事項。但是由于筆者時間倉促，水平有限，分析不到位甚至錯誤定會存在，在防范措施上也是如此，或許有些措施可能純屬多余，有的可能根本不對，望讀者不要盲從，用對的舍錯的，也歡迎同行對不適之處批評指正。另外也特別提醒制造商對減速機斷齒、輪壁開裂的原因進行分析并采取措施杜絕或減少類似事故的發生，耐火材料廠能夠生產出更環保、更節能、更耐用的火磚。再需要說明的是，文中所說磨機減速機比較突然，也不是說就沒有一點發現以及采取措施的時間，只要巡檢到位，操作注意，還是能夠察覺到問題的，這個不是化的事情。

來源：（水泥內參）