إطار الفرن الدوار (حلقة الركوب) وبكرة الدعم: دليل ضغط التلامس، وترحيل الإطارات، والمحاذاة، ووضع الفشل

في مصنع الأسمنت أو الجير، يعد الفرن الدوار قطعة المعدات الدوارة الأكثر كثافة في رأس المال في الموقع. يزن فرن الأسمنت الذي يبلغ قطره 5 أمتار وطوله 80 مترًا 800-1200 طن، ويدور بشكل مستمر بسرعة 1-4 دورة في الدقيقة، ويعمل في درجات حرارة داخلية تتجاوز 1450 درجة مئوية. النظام الميكانيكي الذي يدعم هذه الكتلة الدوارة - الإطارات (حلقات الركوب) وبكرات الدعم الخاصة بها - بسيط بشكل خادع في المظهر ولكنه يتطلب هندسة غير عادية. إطار الفرن عبارة عن حلقة فولاذية ضخمة مطروقة، عادةً ما يكون مقطعها العرضي 200-400 مم، والتي يتم وضعها بشكل غير محكم على هيكل الفرن وتتدحرج على بكرتين دعم في كل محطة رصيف. الاتصال بين الإطار والأسطوانة عبارة عن خط اتصال هيرتزي ضيق يحمل أحمالًا تتراوح من 1000 إلى 4000 كيلو نيوتن لكل زوج من الأسطوانات - مما يولد ضغوط تلامس تقترب من 400 ميجا باسكال عند سطح التلامس.

عندما يتم تصميم هذا النظام وصيانته بشكل صحيح - إزالة هيكل الإطار الصحيح، وانحراف الأسطوانة الصحيح، وتوزيع الحمل الصحيح - يمكن أن يستمر إطار الفرن لمدة 15-25 عامًا. عندما لا يكون الأمر كذلك، فإن العواقب تتسلسل: تسارع هجرة الإطارات، وزيادة بيضاوية القشرة، وتشقق الطوب الحراري وسقوطه، وظهور نقاط ساخنة على القشرة، وفي النهاية يجب إغلاق الفرن لاستبدال المواد الحرارية الطارئة بتكلفة

400.000 لكل حادثة. يوفر هذا الدليل الإطار الهندسي الكامل لاختيار إطارات الفرن الدوار وبكرات الدعم وتحديدها وصيانتها - بدءًا من حساب إجهاد التلامس الهرتزي وحتى قياس انتقال الإطارات إلى منهجية محاذاة الفرن الساخن NKM.

الجزء الأول: تشريح إطار الفرن ونظام الأسطوانة الداعمة

1.1 إطار الفرن (حلقة الركوب)

إطار الفرن عبارة عن حلقة فولاذية مطروقة مستمرة تحيط بهيكل الفرن في كل محطة دعم. وهو غير ملحوم بالهيكل — بل يتم وضعه على الهيكل بخلوص شعاعي مصمم ('فجوة الإطار') يسمح للغلاف بالتمدد حراريًا دون أن يقيده الإطار. يتم الاحتفاظ بالإطار محوريًا على الهيكل بواسطة قضبان الحشو وألواح الاحتفاظ الملحومة بالهيكل، مما يمنع الإطار من الانزلاق محوريًا مع السماح بالتمدد الحراري الشعاعي.

يتحمل إطار الفرن ثلاث فئات من الضغط الميكانيكي أثناء التشغيل:

1. إجهاد فرق درجة الحرارة: يكون السطح الخارجي للإطار أكثر برودة من السطح الداخلي (الذي يكون على اتصال بقشرة الفرن الساخن). يؤدي هذا التدرج في درجة الحرارة إلى خلق إجهاد حراري عبر المقطع العرضي للإطار، حيث يكون السطح الداخلي في حالة ضغط، والسطح الخارجي في حالة توتر.

2. إجهاد الانحناء: أثناء دوران الفرن، يمر كل قسم من الإطار بالتناوب فوق بكرات الدعم (المدعومة) وبين البكرات (غير المدعومة). يؤدي هذا إلى إنشاء لحظة انحناء دورية في حلقة الإطار - ينثني الإطار قليلًا مع كل دورة، مما يؤدي إلى إجهاد تحميل مادة الإطار.

3. إجهاد التلامس (الضغط الهيرتزي): يؤدي الاتصال الخطي المركز بين السطح الخارجي للإطار وسطح الأسطوانة الداعمة إلى توليد إجهاد ضغط عالي جدًا في منطقة التلامس - ضغط التلامس الهيرتزي.

1.2 أسطوانة الدعم (أسطوانة مرتكز الدوران)

تحتوي كل محطة رصيف للفرن على بكرتين داعمتين، واحدة على كل جانب من الخط المركزي للفرن، ويتم وضعها بشكل متناظر عند زاوية 30-45 درجة من الوضع الرأسي. تحمل بكرات الدعم الوزن الكامل لهيكل الفرن، والبطانة المقاومة للحرارة، وشحنة المواد في محطتها - عادةً ما يتراوح بين 1500 إلى 5000 كيلو نيوتن لكل زوج بكرات لأفران الأسمنت الكبيرة.

يتم تصنيع بكرات الدعم من سبائك الصلب المطروق أو المصبوب، والمعالجة بالحرارة لتحقيق صلابة سطحية تبلغ 300-380 HB. يجب أن يكون سطح الأسطوانة أكثر صلابة من سطح الإطار لضمان حدوث التآكل بشكل تفضيلي على الأسطوانة (وهو أمر أسهل وأقل تكلفة في الاستبدال من الإطار). مواصفات المواد النموذجية:

يتم تركيب عمود الأسطوانة الداعم في محامل كروية ذاتية المحاذاة، والتي تستوعب اختلال المحاذاة الطفيف المتأصل في تشغيل الفرن. يتم وضع المحامل في مبيت كتلة وسادة يسمح بتحريك الأسطوانة (تدويرها قليلاً حول المحور الرأسي) للتحكم في الهجرة المحورية للفرن.

1.3 الأسطوانة التوجه

تتحكم أسطوانة الدفع (أو أسطوانة التثبيت) في الموضع المحوري للفرن بأكمله. وهو يلامس الوجه الجانبي للإطار ويمنع الفرن من الانزلاق إلى أسفل على طول محوره المائل (تميل الأفران بنسبة 2-5% لتسهيل تدفق المواد من طرف التغذية إلى طرف التفريغ). تحمل أسطوانة الدفع المكون المحوري الكامل لوزن الفرن:

أين:

= إجمالي كتلة الفرن بما في ذلك شحنة المواد المقاومة للحرارة (كجم)

= 9.81 م/ث⊃2;

= زاوية ميل الفرن (بالدرجات)

بالنسبة لفرن سعة 1000 طن ويميل بزاوية 3 درجات:

يجب أن يتم تصميم محمل أسطوانة الدفع لهذا الحمل المحوري الكامل بالإضافة إلى عامل ديناميكي قدره 1.5-2.0 لانعكاسات الدفع أثناء تغيرات اتجاه الفرن.

الجزء الثاني: إجهاد الاتصال الهرتزي - معلمة التصميم الحاكم

2.1 معادلة ضغط الاتصال بالهرتز

الاتصال بين إطار الفرن وبكرة الدعم هو اتصال خط هيرتز كلاسيكي بين أسطوانتين متوازيتين. الحد الأقصى لضغط الاتصال (ضغط هيرتز) عند خط الاتصال هو:

حيث عرض نصف الاتصال

يكون:

وبالتالي:

أين:

= قوة الاتصال لكل بكرة (N)

= طول التلامس (عرض وجه الأسطوانة، مم)

= نصف قطر الإطار (مم)

= نصف قطر أسطوانة الدعم (مم)

= وحدات مرنة للإطارات والأسطوانة (عادةً ما تكون 206,000 ميجا باسكال للصلب)

= نسب بواسون (عادةً كلاهما 0.3 للصلب)

للاتصال الصلب على الصلب (

,

):

2.2 حدود ضغط الهرتز المسموح بها

حدود التصميم القياسية الصناعية لضغط التلامس الهيرتزي في أنظمة بكرات الإطارات في الفرن الدوار هي:

أكدت الأبحاث التي استخدمت تحليل العناصر المحدودة على ملامسة بكرات الإطارات في قمائن الأسمنت أن الحد الأقصى للضغوط الهرتزية البالغة 363.7 ميجا باسكال هي نموذجية للأنظمة جيدة التصميم - تقترب ولكنها لا تتجاوز الحد المسموح به وهو 400-428 ميجا باسكال. يؤدي تجاوز ضغط هيرتز المسموح به إلى إجهاد السطح، والتشظي، والتدهور التدريجي لسطح التلامس.

2.3 مثال عملي: حساب الضغط بالهرتز

منح:

• قطر الفرن: 4.8 م → نصف القطر الخارجي للإطار

  

  = 2,600 مم (يضيف الإطار ~200 مم إلى نصف قطر الهيكل)

• قطر الأسطوانة الداعمة: 1,200 مم → نصف قطر الأسطوانة

  

  = 600 ملم

• عرض وجه الأسطوانة:

  

  = 900 ملم

• تحميل لكل بكرة:

  

  = 2500 كيلو نيوتن = 2500000 نيوتن

• فُولاَذ:

  

  = 206.000 ميجا باسكال،

  

  = 0.3

تتجاوز هذه النتيجة الحد المسموح به وهو 400-428 ميجا باسكال - مما يشير إلى أنه يجب إما زيادة قطر الأسطوانة، أو زيادة عرض وجه الأسطوانة، أو يجب تقليل الحمل لكل بكرة عن طريق ضبط محاذاة محور الفرن لإعادة توزيع الحمل بالتساوي عبر محطات الرصيف.

الجزء 3: خلوص هيكل الإطار - معلمة الأبعاد الأكثر أهمية

3.1 ما أهمية التخليص الجمركي؟

يتم وضع الإطار على غلاف الفرن مع خلوص شعاعي مصمم. يؤدي هذا التخليص وظيفتين حاسمتين:

1. بدل التمدد الحراري: تسخن قشرة الفرن حتى 250-350 درجة مئوية في منطقة ملامسة الإطارات. يجب أن تكون القشرة حرة في التمدد قطريًا دون أن يقيدها الإطار - إذا كان الإطار ملتصقًا بالصدفة، فإن القشرة تنحني إلى الداخل (وهي حالة تسمى 'اختناق القشرة')، مما يؤدي إلى تدمير البطانة المقاومة للحرارة وربما تشقق القشرة.

2. الزحف المتحكم فيه (الهجرة): تعتبر الحركة النسبية بين الإطار والقشرة (الزحف أو الهجرة) مؤشرًا مباشرًا على خلوص غلاف الإطار. يعد قياس الزحف الطريقة الميدانية الأساسية لمراقبة خلوص هيكل الإطار دون إيقاف التشغيل.

3.2 قيم الخلوص والزحف الموصى بها

القاعدة الصناعية الأساسية لإزالة غلاف الإطار في ظل ظروف التشغيل الساخنة:

لفرن قطره 4.8 م:

زحف الإطارات الموصى به (معدل الهجرة) في ظل الظروف الحارة:

أو يتم التعبير عنها كمعدل يومي (عند 2 دورة في الدقيقة × 60 دقيقة × 24 ساعة = 2880 دورة في اليوم):

العتبة الحرجة: يجب ألا يقل خلوص هيكل الإطار أبدًا عن 2 مم في الظروف الحارة (ما يعادل حوالي 6 مم/زحف الدوران). تحت هذه العتبة، يصبح خطر اختناق القذيفة أمرًا بالغ الأهمية - خاصة عند حرق أنواع الوقود البديلة التي تسبب سقوط الطلاء والتدوير الحراري السريع.

3.3 قياس هجرة الإطارات – الطريقة الميدانية

يتم قياس انتقال الإطارات (الإزاحة المحورية للإطار نسبة إلى غلاف الفرن لكل وحدة زمنية) بواسطة طريقة علامة الطلاء:

1. حدد نقطة مرجعية على السطح الخارجي للإطار بالطلاء

2. ضع علامة على الموضع المقابل على غلاف الفرن في نفس الموقع المحيطي

3. بعد 24 ساعة من التشغيل، قم بقياس الإزاحة المحورية بين العلامتين

4. التعبير عن مم / يوم

عتبات معدل الهجرة:

لاحظ أن معدلات الهجرة المرتفعة للغاية والمنخفضة للغاية تمثل مشكلة. يشير الانتقال القريب من الصفر إلى أن الإطار يعمل بإحكام على الهيكل، مما يعرضه لخطر اختناق الهيكل. تشير الهجرة العالية جدًا إلى الخلوص المفرط، مما يؤدي إلى ارتفاع البيضاوية والضرر الحراري.

3.4 الزحف مقابل الهجرة: توضيح المصطلحات

كثيرا ما يتم الخلط بين هذين المصطلحين في الممارسة الميدانية:

• الزحف (المحيطي): الانزلاق الدوراني النسبي بين السطح الداخلي للإطار والسطح الخارجي لقشرة الفرن. يتم التعبير عنها بالملليمتر/الثورة أو بالملليمتر/الثانية. ترتبط بشكل مباشر بالخلوص الشعاعي لقذيفة الإطار عن طريق:

  

• الهجرة (المحورية): صافي الإزاحة المحورية للإطار على طول محور الفرن لكل وحدة زمنية. يتم التحكم فيها عن طريق دعم انحراف الأسطوانة. يُستخدم كمؤشر ميداني أساسي لحالة خلوص هيكل الإطار.

الجزء 4: بيضاوية القشرة والأضرار المقاومة للحرارة

4.1 آلية البيضاوية

عندما يكون خلوص هيكل الإطار زائدًا، يتشوه هيكل الفرن إلى مقطع عرضي بيضاوي أثناء دورانه. الآلية هي:

1. يتم دعم الغلاف في الأسفل (عند نقاط اتصال الأسطوانة) ولكنه غير مدعوم في الأعلى

2. يؤدي وزن القشرة إلى تسطيحها قليلًا، حيث يقل القطر الرأسي ويزداد القطر الأفقي

3. أثناء دوران الفرن، تمر كل نقطة على محيط القشرة بالتناوب عبر الأوضاع المدعومة (المضغوطة) وغير المدعومة (المتوترة)

4. هذا التشوه الدوري هو الشكل البيضاوي للغلاف - ويتم التعبير عنه بالفرق بين الحد الأقصى والأدنى لقطر الغلاف في محطة الإطارات

العلاقة بين خلوص غلاف الإطار والبيضاوية:

أين

هو عامل يعتمد على قطر القشرة وسمك الجدار (عادةً 1.5-3.0 لقذائف فرن الأسمنت القياسية). تنتج فجوة 10 مم ما يقرب من 15-30 مم من الشكل البيضاوي.

4.2 عواقب الإفراط في البيضاوية

إن بيضاوية القشرة المفرطة لها ثلاث عواقب أساسية:

1. تكسير وسقوط الطوب الحراري:

يتم تركيب الطوب الحراري في نمط دائري. عندما تتشوه القشرة إلى شكل بيضاوي، فإن الطوب الموجود في المنطقة المضغوطة يتعرض للضغط الزائد ويتشقق؛ يفقد الطوب الموجود في المنطقة المتوترة الاتصال بالقشرة ويصبح مفككًا. يسقط الطوب السائب في شحنة الفرن، مما يتسبب في تعطيل العملية والضرر المحتمل للمعدات النهائية. الحد البيضاوي الحرج لسلامة بطانة الطوب هو عادة 0.5-1.0% من قطر الفرن - بالنسبة لفرن 4.8 متر، هذا هو 24-48 ملم من البيضاوي.

2. مناطق الصدفة الساخنة:

عندما ينخفض ​​الطوب الحراري، تتعرض قشرة الفرن العارية لدرجة الحرارة الداخلية البالغة 1450 درجة مئوية. يبدأ الغلاف الفولاذي (عادةً Q345B أو ما يعادله) في التأكسد والتليين خلال دقائق. تعتبر النقاط الساخنة في القشرة حالة طوارئ في الفرن - يجب إيقاف الفرن على الفور لمنع انثقاب القشرة.

3. تسارع تآكل الإطارات والقذائف:

تتسبب البيضاوية العالية في اهتزاز الإطار على الهيكل الخارجي أثناء دورانه، مما يؤدي إلى حدوث حمل تصادمي عند نقاط الاتصال بهيكل الإطار. يؤدي هذا إلى تسريع تآكل كل من سطح الهيكل والتجويف الداخلي للإطار، مما يؤدي تدريجيًا إلى زيادة الخلوص وتفاقم البيضاوية في دورة التعزيز الذاتي.

الجزء 5: محاذاة الفرن الساخن NKM - المعيار الذهبي

5.1 لماذا تعد محاذاة الفرن الساخن أمرًا ضروريًا

يجب قياس محاذاة الفرن أثناء تشغيل الفرن في درجة حرارة التشغيل - وليس أثناء إيقاف التشغيل البارد. الأسباب أساسية:

• يتمدد غلاف الفرن حراريًا بمقدار 15-30 مم في القطر و200-400 مم في الطول عند تسخينه من درجة الحرارة المحيطة إلى درجة حرارة التشغيل

• تستقر ركائز الأساس بشكل تفاضلي تحت الأحمال الحرارية والميكانيكية للتشغيل

• لا يمكن قياس توزيع الحمل الحقيقي عبر محطات الرصيف إلا في ظل ظروف التشغيل المباشرة

يوفر مسح المحاذاة الباردة بيانات أساسية مفيدة ولكن لا يمكن أن يحل محل قياس الفرن الساخن (NKM — طريقة Neck-Kiln) لاتخاذ القرارات التصحيحية. تظهر الأفران التي تتم محاذاتها فقط على القياسات الباردة في كثير من الأحيان اختلالًا كبيرًا عند قياسها على الساخن.

5.2 إجراء قياس NKM

يلتقط قياس الفرن الساخن NKM هندسة الفرن بينما يعمل الفرن عند درجة حرارة العملية الكاملة:

أ. قياس انحراف القشرة:

يتم وضع الأهداف البصرية أو الليزرية في كل موضع من الرصيف. يتم قياس إحداثيات مركز الصدفة أثناء دوران الفرن، مع أخذ القراءات على الأقل 6 مواضع زاويّة لكل رصيف. عادةً ما يكون انحراف الغلاف المقبول عند كل دعامة في حدود 1.5-3 مم اعتمادًا على قطر الفرن ومواصفات OEM.

ب. مسح ارتفاع الرصيف:

تحدد أدوات التسوية الدقيقة الارتفاع المطلق للرصيف بالنسبة لمحور الفرن النظري. تتطلب التسوية التفاضلية بين الأرصفة المتجاورة التي تتجاوز 2 مم مراجعة هندسية فورية.

ج. تحليل توزيع الأحمال:

من بيانات انحراف القشرة، يتم حساب الحمل على كل محطة دعم. توزيع الحمل المثالي للفرن ذو الثلاثة أرصفة يبلغ حوالي 33% / 33% / 33% . تشير الانحرافات التي تتجاوز 15% من التوزيع المتساوي إلى إزاحة المحور التي تتطلب تصحيح موضع الأسطوانة.

د. التحقق من المحور:

تتم مقارنة إحداثيات مركز القشرة المقاسة عند كل رصيف بمحور الفرن النظري (خط مستقيم يربط بين الخطوط المركزية لنهاية التغذية ونهاية التفريغ). تشير الانحرافات عن المحور النظري إلى تسوية الرصيف أو تشوه القشرة الذي يتطلب التصحيح.

5.3 مقارنة طرق المحاذاة

تردد مسح NKM الموصى به:

• كل 12-18 شهراً للأفران العاملة بشكل مستمر

• مباشرة بعد أي استبدال حراري، أو إيقاف تشغيل كبير، أو حدث اهتزاز غير عادي

• مباشرة بعد أي تغيير ملحوظ في معدل انتقال الإطارات (زيادة > 50% من خط الأساس)

الجزء 6: دعم انحراف الأسطوانة — التحكم في الموضع المحوري للفرن

6.1 كيف يتحكم انحراف الأسطوانة في هجرة الفرن

يعد انحراف الأسطوانة الداعمة الأداة الأساسية للتحكم في الموضع المحوري للفرن. عندما تكون الأسطوانة الداعمة منحرفة (تدور قليلاً حول المحور الرأسي بالنسبة لمحور الفرن)، فإن التلامس بين الأسطوانة والإطار يولد مكون قوة محورية يدفع الفرن إما لأعلى أو لأسفل على طول محوره المائل.

زاوية الانحراف المطلوبة لتوليد قوة محورية محددة هي:

أين:

= قوة التلامس الشعاعي على الأسطوانة (N)

= زاوية الانحراف (درجة)

= معامل الاحتكاك عند ملامسة بكرة الإطار (عادةً 0.15-0.25 للفولاذ المشحم على الفولاذ)

ومن الناحية العملية، تكون زوايا الانحراف البالغة 0.5-2.0 مم لكل متر من عرض الأسطوانة كافية للتحكم في انتقال الفرن. يؤدي الانحراف المفرط إلى إنشاء قوى محورية كبيرة تزيد من التحميل على محامل الدفع وتتسبب في تآكل وجه الإطار بشكل سريع.

6.2 إعداد انحراف الأسطوانة والتحقق منها

القاعدة الحاسمة: يجب تعيين انحراف الأسطوانة كمهمة هندسية دقيقة بقياسات موثقة - لا يتم تعديلها عن طريق الشعور أو عن طريق الملاحظة البصرية وحدها. الانحراف غير الصحيح هو المحرك الرئيسي للحمل الزائد لمحمل الدفع، وتآكل واجهة الإطار، وتلف الرصيف في الأفران الدوارة.

6.3 تزييت الأسطوانة

يتطلب السطح الملامس لبكرة الإطار التشحيم من أجل:

• تقليل معامل الاحتكاك عند جهة الاتصال، مما يحد من الحرارة الناتجة عن جهة الاتصال المتداول/الانزلاق

• منع تآكل المادة اللاصقة (القذارة) على سطح التلامس

• التحكم في معدل الانتقال - يؤثر التشحيم على معامل الاحتكاك الفعال وبالتالي على القوة المحورية الناتجة عن انحراف الأسطوانة

طرق التشحيم:

• تشحيم كتلة الجرافيت: يتم ضغط كتلة من الجرافيت على سطح الإطار وترسب طبقة رقيقة من الجرافيت على الإطار. ينتقل الجرافيت إلى سطح تلامس الأسطوانة. بسيطة، منخفضة الصيانة، فعالة.

• التشحيم بالتنقيط بالزيت: يتم تطبيق تقطير متحكم فيه من الزيت المعدني على سطح الإطار عند ملامسة الأسطوانة. يوفر تشحيمًا أكثر اتساقًا من كتل الجرافيت ولكنه يتطلب نظام إمداد.

• تشحيم الشحوم (لا يوصى به عند ملامسة بكرات الإطارات): الشحوم شديدة اللزوجة ويميل إلى التراكم عند حواف التلامس، مما يتسبب في توزيع الحمل بشكل غير متساوٍ. مخصصة لمحامل عمود الدوران فقط.

الجزء 7: تحليل وضع فشل الإطارات والأسطوانة الداعمة

7.1 تشظي وتنقر سطح الإطارات

المظهر: حفر دائرية أو بيضاوية الشكل على السطح الخارجي للإطار، يبلغ قطرها عادة 5-50 ملم وعمقها 2-10 ملم. يؤدي التشظي التدريجي إلى إنشاء سطح تلامس خشن وغير منتظم يولد اهتزازًا ويسرع من تآكل الأسطوانة.

الأسباب الجذرية:

• تجاوز ضغط هيرتز الحد المسموح به: يؤدي ضغط التلامس > 428 ميجا باسكال إلى تجاوز إجهاد القص تحت السطح حد إجهاد المادة، مما يؤدي إلى ظهور شقوق تحت السطح تنتشر إلى السطح وتتسبب في تناثر المواد. السبب الأكثر شيوعًا هو عدم محاذاة تركيز الحمل على محطة أو محطتين للرصيف.

• عيوب المواد: تعمل الشوائب تحت السطح أو الانفصال في تزوير الإطار كمواقع لبدء التشقق تحت تحميل الاتصال الدوري.

• الصدمة الحرارية: يؤدي التدوير الحراري السريع (سقوط الطلاء وتغيرات اللهب) إلى حدوث طفرات في الضغط الحراري تؤدي إلى حدوث تشققات سطحية.

الإجراء التصحيحي:

• قم بإجراء محاذاة الفرن الساخن NKM للتحقق من توزيع الحمل وتصحيحه - قم بتقليل ضغط التلامس إلى أقل من 400 ميجا باسكال

• افحص سطح الإطار عن طريق اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) أثناء إيقاف التشغيل التالي لرسم خريطة لمدى التشقق تحت السطح

• إذا كان التشظي محصوراً في أقل من 15% من مساحة وجه الإطار، فمن الممكن أن يستمر الإطار في الخدمة مع زيادة وتيرة المراقبة؛ إذا كانت النسبة أكبر من 15%، خطط لاستبدال الإطار في عملية الإصلاح الرئيسية التالية

7.2 هجرة الإطارات هارب

المظهر: يزداد معدل انتقال الإطارات تدريجياً على مدى أسابيع أو أشهر، ليتجاوز في النهاية 120 ملم/يوم. قد ينتقل الإطار إلى نهاية نطاق الاحتفاظ الخاص به، مما يؤدي إلى ملامسة لوحات التثبيت والتسبب في حدوث ضرر نتيجة الاصطدام.

الأسباب الجذرية:

• وسادات الحرارة / قضبان الحشو البالية: تتآكل قضبان الحشو الموجودة بين الإطار وقشرة الإطار بمرور الوقت، مما يزيد من فعالية خلوص غلاف الإطار. مع زيادة الخلوص، يزداد الزحف، ويهاجر الإطار بقوة أكبر.

• انحراف غير صحيح للأسطوانة: جميع الأسطوانات المنحرفة في نفس الاتجاه تدفع الفرن بشكل مستمر في اتجاه واحد بدلاً من التأرجح - يهاجر الإطار إلى أحد الأطراف ويبقى هناك.

• التشحيم غير الكافي: يؤدي التلامس الجاف لبكرة الإطار إلى زيادة معامل الاحتكاك، مما يؤدي إلى تضخيم القوة المحورية المتولدة عن أي انحراف متبقي للأسطوانة.

الإجراء التصحيحي:

• قم بقياس خلوص هيكل الإطار (عن طريق قياس الزحف) لتحديد ما إذا كان استبدال شريط الحشو مطلوبًا

• التحقق من إعدادات انحراف الأسطوانة وتصحيحها - تأكد من ضبط البكرات الموجودة على كل رصيف لتوليد قوى محورية معاكسة تتسبب في تأرجح الإطار بدلاً من تحركه بشكل مستمر في اتجاه واحد

• فحص واستعادة تزييت بكرة الإطارات

7.3 اختناق الصدفة (تثبيت الإطار)

المظهر: ينخفض ​​معدل انتقال الإطارات إلى ما يقرب من الصفر أو ينعكس. تظهر نقاط شل الساخنة في محطة الإطارات. يتشقق الطوب الحراري ويسقط في منطقة الإطارات. في الحالات الشديدة، تنحني القشرة إلى الداخل عند نقاط الاتصال بالإطار.

الأسباب الجذرية:

• خلوص غير كافٍ لهيكل الإطار: تم ضبط الخلوص البارد على مسافة صغيرة جدًا، أو لم تتآكل قضبان الحشو بشكل كافٍ لتوفير الخلوص الساخن المطلوب. عندما يتمدد الغلاف حراريًا، يقوم الإطار بتثبيت الغلاف ويمنع المزيد من التوسع.

• حدث حراري غير طبيعي: يؤدي اضطراب العملية (سقوط الطلاء وتغير اللهب) إلى التمدد الحراري السريع لهيكل الإطار، مما يؤدي إلى إغلاق فجوة هيكل الإطار بشكل مؤقت.

الإجراء التصحيحي:

• هذه حالة طوارئ في الفرن - قلل من سرعة الفرن وراقب درجة حرارة القشرة بشكل مستمر

• في حالة ظهور بقع ساخنة في القشرة، قم بإيقاف الفرن للفحص

• أثناء إيقاف التشغيل التالي، قم بقياس خلوص هيكل الإطار وإزالة قضبان الحشو أو قم بمعالجة بطانات الهيكل لاستعادة الخلوص الصحيح

• لا تحاول مطلقًا زيادة الخلوص عن طريق تسخين الإطار - فهذا يخلق ضغطًا حراريًا لا يمكن التحكم فيه في حلقة الإطار

7.4 دعم فشل تحمل الأسطوانة

المظهر: ترتفع درجة حرارة التحمل فوق 70 درجة مئوية (تنبيه) أو 85 درجة مئوية (يتطلب الإجراء). يزداد الاهتزاز. في النهاية، يؤدي نوبة المحمل إلى توقف الأسطوانة عن الدوران.

الأسباب الجذرية:

• الحمل الزائد الناتج عن عدم المحاذاة: يؤدي عدم محاذاة محور الفرن إلى تركيز الحمل على محطة رصيف واحدة، مما يؤدي إلى زيادة التحميل على محامل بكرات الدعم بما يتجاوز قدرتها المقدرة. السبب الأكثر شيوعًا لفشل المحمل المبكر في بكرات الدعم.

• دخول التلوث: يلوث غبار الفرن والمواد المعالجة شحم المحامل، مما يتسبب في تآكل جلخ لسباقات المحامل.

• انحراف الأسطوانة المفرط: تؤدي إعدادات الانحراف الشديدة إلى إنشاء قوى محورية كبيرة على عمود الأسطوانة، مما يؤدي إلى زيادة التحميل على المحمل في الاتجاه المحوري.

الإجراء التصحيحي:

• قم بإجراء محاذاة الفرن الساخن NKM على الفور للتحقق من توزيع الحمل وتصحيحه

• فحص وتصحيح إعدادات انحراف الأسطوانة

• قم بترقية أختام غلاف المحامل للبيئات المتربة

• تنفيذ مراقبة يومية لدرجة حرارة المحمل باستخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء - يوفر اتجاه درجة الحرارة إنذارًا مبكرًا بتطور ضائقة المحمل

7.5 تآكل مقاس الترس والترس في محطة الإطارات

المظهر: زيادة رد الفعل العكسي في محيط محرك التروس، وتآكل سطح أسنان التروس، والضوضاء أثناء التشغيل.

الأسباب الجذرية:

• بيضاوية القشرة في محطة تروس محيط الجسم: تؤدي بيضاوية القشرة المفرطة إلى نفاد ترس محيط الجسم (المثبت بمسامير في القشرة)، مما يؤدي إلى حدوث تباين دوري في شبكة التروس - يفتح رد الفعل العكسي ويغلق بالتناوب مع كل دورة، مما يتسبب في تحميل التأثير على أسنان التروس.

• عدم محاذاة محور الفرن: يؤدي عدم المحاذاة بين محور الفرن ومحور تروس محيط الجسم إلى تشغيل الترس الصغير على مسافة مركزية متفاوتة، مما يؤدي إلى تسريع تآكل الأسنان.

الإجراء التصحيحي:

• قم بتصحيح خلوص غلاف الإطار لتقليل بيضاوية الغلاف عند محطة تروس محيط الجسم

• قم بإجراء محاذاة NKM لتصحيح محور الفرن

• قم بقياس جريان تروس محيط الجسم أثناء التشغيل - عادة ما يكون الجريان المقبول أقل من 3 مم لأفران الأسمنت الكبيرة

الأسئلة المتداولة

س1: ما هو الخلوص الصحيح لهيكل الإطار للفرن الدوار؟

التخليص الساخن الموصى به هو

مم — بالنسبة للفرن الذي يبلغ طوله 4.8 م، يكون هناك خلوص ساخن يبلغ 4.8 مم. يجب أن يكون الخلوص البارد أكبر لمراعاة التمدد الحراري: عادةً ما يكون 1.5-2.5× الخلوص الساخن اعتمادًا على مادة الغلاف ودرجة حرارة التشغيل. الحد الأدنى المسموح به من الخلوص الساخن هو 2 مم - وأقل من ذلك، يصبح خطر اختناق القذيفة أمرًا بالغ الأهمية، خاصة عند إطلاق أنواع الوقود البديلة التي تسبب التدوير الحراري السريع. قم بمراقبة زحف (هجرة) الإطارات يوميًا للتأكد من أن الخلوص ضمن النطاق المقبول دون إيقاف التشغيل.

س2: كيف أقيس هجرة الإطارات وما هي الحدود المقبولة؟

ضع علامة على النقطة المرجعية على الإطار والموضع المقابل على الغلاف في نفس الموقع المحيطي. بعد 24 ساعة، قم بقياس الإزاحة المحورية بين العلامات. الهجرة الطبيعية هي 25-75 ملم / يوم (التذبذب الأمامي والخلفي). عتبة التنبيه هي 75-120 ملم/اليوم - تحقق من انحراف الأسطوانة وخلوصها. الإجراء المطلوب أعلى من 120 مم/يوم - تعديل انحراف الأسطوانة خلال 48 ساعة. تعتبر الهجرة القريبة من الصفر (أقل من 25 مم/يوم) أيضًا علامة تحذيرية - فقد يكون الإطار ملتصقًا بالهيكل.

س 3: ما الذي يسبب ارتفاع ضغط التلامس بالهرتز على بكرات دعم الفرن وكيف يتم تصحيحه؟

يحدث ارتفاع ضغط الهيرتز (> 428 ميجا باسكال) في أغلب الأحيان بسبب اختلال محاذاة محور الفرن مع تركيز الحمل على محطة أو اثنتين من محطات الرصيف بدلاً من توزيعه بالتساوي. التصحيح هو محاذاة الفرن الساخن NKM لإعادة توزيع الحمل على التوزيع المستهدف 33%/33%/33% للفرن ذو الثلاثة أرصفة. إذا كان توزيع الحمل صحيحًا بالفعل وكان ضغط هيرتز لا يزال يتجاوز الحد، فقم بزيادة عرض وجه الأسطوانة أو قطر الأسطوانة لتقليل ضغط التلامس — يتناسب ضغط هيرتز مع

لذا فإن مضاعفة عرض وجه الأسطوانة يقلل من ضغط الهيرتز بنسبة 29%.

س 4: كم مرة يجب إجراء مسح المحاذاة الساخنة للفرن الدوار NKM؟

الفاصل الزمني القياسي هو كل 12-18 شهرًا للأفران العاملة بشكل مستمر. بالإضافة إلى ذلك، قم بإجراء مسح NKM غير المجدول مباشرة بعد: أي استبدال للحرارة (تغير البطانة الجديدة توزيع وزن الفرن)؛ أي إغلاق كبير؛ أي زيادة ملحوظة في معدل انتقال الإطارات > 50% فوق خط الأساس؛ أي حدث لنقطة الصدفة الساخنة؛ أو أي اهتزاز أو ضوضاء غير عادية من محطات الأسطوانة الداعمة. توفر مسوحات المحاذاة الباردة أثناء عمليات إيقاف التشغيل بيانات أساسية مفيدة ولكنها لا يمكن أن تحل محل قياس الفرن الساخن لاتخاذ القرارات التصحيحية.

س5: ما الفرق بين زحف الإطارات وهجرة الإطارات؟

الزحف هو الانزلاق المحيطي (الدوراني) بين السطح الداخلي للإطار والسطح الخارجي لقشرة الفرن - وهو ناتج عن الخلوص الشعاعي لقشرة الإطار ويتم التعبير عنه بالملليمتر/الثورة. الهجرة هي الإزاحة المحورية الصافية للإطار على طول محور الفرن - ويتم التحكم فيها عن طريق انحراف الأسطوانة الداعمة ويتم التعبير عنها بالملليمتر/اليوم. يتم استخدام الزحف لحساب خلوص هيكل الإطار (Gap = Creep / π). يتم استخدام الهجرة كمؤشر ميداني أساسي للحالة الميكانيكية للإطارات وفعالية انحراف الأسطوانة.

س 6: ما هي المواد التي يجب تحديدها لاستبدال إطارات الفرن؟

يجب أن تكون إطارات الفرن محددة من سبائك الفولاذ المطروقة - ولا يُقبل الصب في هذا التطبيق بسبب خطر المسامية الداخلية وتحميل الكلال الدوري العالي. المادة القياسية هي 42CrMo4 (أي ما يعادل AISI 4140) أو 34CrNiMo6 للتطبيقات ذات المهام الأعلى. يجب معالجة الإطار بالحرارة (التبريد والتقسية) لتحقيق صلابة سطحية تبلغ 260-320 HB وصلابة أساسية تتراوح بين 220-280 HB. ينبغي تحديد بكرات الدعم بصلابة سطح تبلغ 300-380 HB — أصعب من الإطار — لضمان التآكل التفضيلي للأسطوانة بدلاً من الإطار.

آلات Yile: إطارات الفرن المخصصة، وحلقات الركوب، وبكرات الدعم

تقوم شركة Yile Machinery بتصنيع إطارات الفرن الدوار المخصصة (حلقات الركوب)، وبكرات الدعم (بكرات مرتكز الدوران)، وبكرات الدفع للأسمنت والجير ومعالجة المعادن والأفران الكيميائية. تم تصميم مكوناتنا وفقًا لأبعاد الفرن الفعلية وأحمال التشغيل - ولم يتم تحديدها من الكتالوج القياسي.

قدراتنا في تصنيع مكونات الفرن الدوار:

• إطارات الفرن (حلقات الركوب): مصنوعة من سبائك الصلب 42CrMo4 أو 34CrNiMo6؛ بأقطار من 1.5 م إلى 8.0 م؛ مقاطع عرضية تصل إلى 500 مم × 500 مم؛ مروي ومخفف إلى 260-320 صلابة السطح HB

• بكرات الدعم (بكرات مرتكز الدوران): سبائك الصلب المطروقة أو المصبوبة؛ بأقطار من 400 ملم إلى 1800 ملم؛ عرض الوجه يصل إلى 1200 مم؛ صلابة السطح 300-380 هب؛ سطح ملامس دقيق للأرض (Ra ≥ 1.6μm)

• بكرات الدفع: مزورة 42CrMo4؛ مصممة للحمل المحوري الكامل للفرن مع العامل الديناميكي 1.5-2.0

• مهاوي الأسطوانة: مزورة 42CrMo4 أو EN19؛ مصممة للانحناء والالتواء المشترك؛ اتصال محور التجميع بدون مفتاح

• التوثيق الهندسي: تقرير حساب ضغط الاتصال من هيرتز؛ التحقق من إجهاد العمود وانحرافه؛ تحمل حساب الحياة L10. شهادة فحص الأبعاد

• الهندسة العكسية: الإطارات والبكرات البديلة المصنعة من أبعاد المكونات الموجودة أو العينات البالية

المنتجات ذات الصلة والموارد التقنية:

• حلول صناعة التعدين والأسمنت - توريد المكونات الكاملة للأفران الدوارة، ومطاحن الكرات، والكسارات

• حلول معالجة الصلب والمعادن - مكونات الفرن للمعدات الدوارة لمصانع الصلب

• دليل اختيار الأسطوانة الوسيطة للناقل — عمر المحمل ومنهجية ضغط التلامس لبكرات الناقل

• دليل اختيار بكرة الناقل - تصميم العمود ومنهجية الاتصال هرتز لبكرات الناقل

• لفات الدرفلة: دليل لفات العمل واللفائف الاحتياطية - مواصفات ضغط وصلابة ملامسة اللفات لتطبيقات مطاحن الدرفلة

• المطروقات المخصصة - الأعمدة وفراغات التروس والمطروقات الحلقية - حلقات إطارات الفرن المطروقة وأعمدة الأسطوانة

• دليل اختيار علبة التروس الصناعية الحلزونية والمخروطية الحلزونية - اختيار علبة التروس لمحرك الفرن

• أعمدة الفولاذ المصبوب والمشكل للكسارات - عملية الحدادة ومرجع اختيار المواد

للحصول على عرض أسعار، قم بتقديم:

• ✅ قطر الفرن (القذيفة OD في محطة الإطارات، مم)

• ✅ أبعاد المقطع العرضي للإطار (العرض × الارتفاع، مم) أو رسم الإطار الموجود

• ✅ دعم قطر الأسطوانة وعرض الوجه (مم)

• ✅ الحمولة لكل بكرة (كيلو نيوتن) أو الوزن الإجمالي للفرن وعدد محطات الرصيف

• ✅ مواصفات المواد (42CrMo4 / 34CrNiMo6 / أخرى)

• ✅ صلابة السطح المطلوبة (HB)

• ✅نوع الفرن (أسمنت/جير/معالجة معدنية/كيميائية) ودرجة حرارة التشغيل

• ✅الكمية وموعد التسليم المطلوب

• ✅ رسومات المكونات الموجودة أو العينات البالية للهندسة العكسية

بريد إلكتروني: jasmine@yileindustry.com

تقديم طلب عرض الأسعار: www.yilemachinery.com/contactus.html

يتم توفير تقارير حساب ضغط التلامس من شركة Hertz وشهادة المواد مع كل طلب إطار فرن وأسطوانة دعم.

الموارد الفنية ذات الصلة

• اختيار الأسطوانة الوسيطة للناقل: سلسلة CEMA وتقييم الحمل ودليل حياة المحمل

• اختيار بكرة الناقل: تصميم العمود، وشد الحزام، ودليل التأخر

• لفات الدرفلة: دليل اختيار المواد لفة العمل ولفة احتياطية

• دليل اختيار علبة التروس الصناعية الحلزونية والمخروطية الحلزونية

• مهاوي مزورة مقابل مهاوي الصلب المصبوب للكسارات

• المطروقات المخصصة - فراغات التروس، والمطروقات الحلقية والأعمدة

• حلول صناعة التعدين والأسمنت