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篦冷机高温篦板使用失效原因分析及解决方案.pdf
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1、摘要:随着篦冷机高温篦板使用量的快速增长,叶片断裂、磨损、弯曲等失效问题日益突出。通过对篦冷机高温篦板失效状态进行分类及原因分析,提出了改进思路,研发了具有更好高温力学性能的新材料篦板,优化了篦板结构,并采用精密(失蜡)工艺及无损RT射线进行了新材料篦板铸造及质量检测。优化升级后的高温篦板在使用一年后,篦板叶片基本无磨损和变形,整体应用情况良好。关键词:高温篦板;高效急冷斜坡技术;精密铸造;质量检验中图分类号:TQ172.622.4 文献标识码:B 文章编号:1001-6171(2023)04-0028-06DOI:10.19698/ki.1001-6171.20234028通讯地址:天山水泥
2、股份有限公司,上海 200126;收稿日期:2023-06-01;编辑:孙 娟篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使
3、用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效篦冷机高温篦板使用失效原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因
4、分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案原因分析及解决方案张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆张忠圆Failure Analysis and Solution of High Temperature Grate Plates in Grate CoolerZHANG Zhongyuan(Tianshan Cement Co.,Ltd.,Shangh
5、ai 200126,China)Abstract:With the rapid growth of the usage of high-temperature grate plates in grate coolers,failureproblems such as blade breakage,wear,and bending had become increasingly prominent.Throughclassifying and analyzing the failure state of high-temperature grate plates,improvement idea
6、s wereproposed.New material with better high-temperature mechanical properties was developed,thestructure of the grate plate was optimized,and precision(lost wax)technology and non-destructive RTray was used for new material casting and quality inspection.After one year of utilization,theoptimized a
7、nd upgraded high-temperature grate plate blades were basically free from wear anddeformation,and the overall application was in good condition.Key words:high temperature grate plate;efficient rapid cooling slope technology;precision casting;quality inspection装备技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/4281前言天津水泥工业设计
8、研究院有限公司(以下简称“天津水泥院”)自主设计研发的第四代篦冷机,是目前国内综合性能较为优异的篦冷机机型,其核心技术包括:高效急冷斜坡技术、新型前吹高效篦床篦板技术、高温区细分供风技术、高温耐磨材料创新技术、新型流量调节阀技术及智能化“自动驾驶”技术。其中,高效急冷斜坡技术主要应用于具有高速射流效果的新型高温篦板,替代传统的固定斜坡高温篦板。图1展示了高效急冷斜坡高温篦板风道冷却路径及优化前后软件模拟分析结果。为实现高速射流风道效应,高温篦板需具备以下三个条件:(1)形成风道效应的篦板叶片,需具备较好的高温强度,使用过程中不能发生弯曲变形;(2)篦板叶片需具备较好的高温耐磨性能,使用过程中磨
9、损速率缓慢;(3)篦板框架结构稳定,框架整体需具备较好的耐高温性能,使用过程中不能发生挤压弯曲变形。近年来,第四代篦冷机使用量高速增加,高温篦板在使用过程中逐渐凸显出了一些问题。通过对2019年之前投产的高温篦板进行统计,发现约5%高温篦板使用后存在不同程度的失效问题,失效原因各不相同。天津水泥院对高温篦板失效状态进行了收集汇总分类并分析了失效原因,提出了解决方案,采用力学性能更优的新篦板材料、适宜的篦板铸造成型工艺和质量检验方法以保证篦板的使用效果。多个项目实际应用情况表明,新篦板使用效果良好。2篦板的失效方式分类高温篦板使用过程中的失效方式分为四类。每类失效方式占总失效方式的比例及发生时间
10、统计结果如表1所示。第一类:篦板叶片自身塌陷弯曲变形,如图2所示。第二类:篦板叶片断裂,但断裂位置有规律,如图3所示。第三类:篦板叶片前端发生磨损、开裂、掉块等问题,影响篦板使用效果和寿命,如图4所示。第四类:篦板叶片和框架整体拱起,弯曲变形,如图5所示。3篦板失效原因分析从表1可以看出,高温篦板的失效方式以第一类最为常见,约占总失效方式的75%,一般在使用12个月后发生;第二、三类失效方式,约占总失效方式的20%,一般发生在使用初期的1个月左右;第四类失效方式比较少见,约占总失效方式的5%左右,一般在使用12个月后发生。排查分析各类失效方式失效原因如下。(1)第一类失效方式失效原因现场勘察发
11、现,第一类失效方式篦板的叶片在a 高效急冷斜坡高温篦板风道冷却路径b 软件模拟分析结果图 1高效急冷斜坡高温篦板风道冷却路径及优化前后软件模拟分析结果对比优化后优化前装备技术2023年第4期29图4叶片前端掉块失效图5叶片和框架挤压弯曲变形失效装备技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/4图2叶片自身塌陷变形失效图3叶片断裂失效使用12个月后,磨损减薄严重,强度显著降低,在物料冲击及高速冷却风的综合作用下,叶片自身塌陷弯曲变形。此类失效方式,不仅叶片与叶片配合形成的具有高速射流效果的风道失效,且变形叶片和未变形叶片不同程度贴合在一起,导致通风风道截面减小甚至堵死,造成篦冷机热交换效果
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