Φ3.8×13m水泥磨机筒体焊接工艺设计

水泥球磨机安装工艺摘 要:随着我国基础建设的不断发展，水泥需求量越来越大，水泥生产设备向大型化发展，特别是球磨机越做越大，结构上也有了新的发展，对安装技术要求也更高。

本文以φ3.8×13m球磨机为例介绍大型球磨机安装工艺。

关键字：球磨机 滑履轴承1、 概述1.φ3.8×13m水泥磨是目前国内研发出来的比较大的球磨机，它采用双滑履轴承，与相同规格的中空轴式磨机相比，滑履轴承式磨机具有磨机筒体强度高，稳定性，产量高等优点，它是整个120万吨水泥粉磨线子项主要设备，因此，在整个安装方式过程中，一定要精心组织，认真施工，采用先进的施工方法和检测手段，严格把好每道安装工序的质量关，方能确保其优质、高效的长期稳定运转。

它自重220吨，载重约180吨。

主电机用2500Kw高压电机拖动，是重量大、电压高、安装精度要求高的大型设备。

2.主要技术性能磨机型式:三仓管磨，圈流生产驱动方式:中心传动磨机转速:16.3r/min研磨体装载量:185t（最大）磨机支承方式:两滑履轴承支撑主轴承润滑方式:带高压浮升的稀油集中润滑2、 生产工艺介绍粉磨站的主要生产过程工艺为：⑴来自配料库的混合材经过皮带运输机运送至磨前提升机⑵混合材经提升机送入磨机后，经过磨机的粉磨后送入磨尾提升机⑶磨尾提升机粉磨料与来自粉煤灰库的粉煤灰材料经空气输送斜槽送入动态选粉机⑷经选粉机后未达到粒度的再次被送入磨机粉磨，达到粒度的经过收尘器收尘后被送入水泥储存库3、 设备特点φ3.8×13m球磨机主要结构是由回转筒体、滑履轴承、进料装置、卸料装置和转动装置组成。

3.1 与中小型磨机不同的是，回转筒体两端没有另行伸出支撑轴，而由两个φ3.8m的滑圈焊接在筒体的两端作为回转轴，每个滑圈由两组与竖直方向呈30°角的托瓦形式的滑履轴承支撑。

这种装置使整台设备结构紧凑，并能很好地承载设备运行时的动静负荷。

如图一。

图一1-滑履圈 2-托瓦 3-凸球体3.2 筒体两端一端作进料用，另一端作为出料用，并与拖动装置相连，电动机经减速机、摩擦离合器、出料轴带动磨机筒体旋转，出料轴为花轴，轴上有孔，料从孔中落下。

Ф3.8m×13m水泥磨提产到180th的技术改造我公司一线原水泥磨系统为Ф3.8m×13m磨机O-Sepa选粉机组成闭路磨系统，磨机产量为60t/h，工序电耗42kWh/t。

为了实现提产降耗、节能减排的目标，于2012年6～10月对水泥磨系统进行了节能技术改造，新增一台套TRP180-140辊压机TVS96/24 V型选粉机TESu-310动态选粉机，与原Φ3.8m×13m磨机组成联合粉磨开路磨系统。

经过一年多来运行，效果良好，目前磨机台时产量稳定在180t/h（P·O42.5水泥，比表面积365m2/kg），平均电耗34.78kWh/t。

本文介绍此次水泥磨改造的情况。

1 改造方案利用现有水泥调配库各原料仓，对仓下设备进行改造。

更换石膏仓出口处定量给料机，保留原有入磨皮带机不动，靠此皮带机输送脱硫石膏直接入磨。

将熟料仓出口处定量给料机更换为220t/h大量程给料机，将石灰石仓及备用仓出口处定量给料机旋转45°布置，在现有入磨皮带机侧新建一套皮带机输送系统，从而将经过计量后的熟料和混合材送至辊压机系统。

该物料经小斗式提升机提升后与从V型选粉机落下的物料一起进入稳流仓，再进入辊压机挤压。

挤压后的物料经出辊压机大斗式提升机提升后喂入到V型选粉机。

物料经过V型选粉机风选后，较细颗粒随风进入动态选粉机。

动态选粉机选出来的细粉经过两个旋风筒收集后通过空气输送斜槽喂入水泥磨，动态选粉机风选后排出的粗粉返回稳流仓，进行辊压机二次挤压。

水泥磨粉磨后的物料作为水泥成品经出磨斗式提升机提升到水泥成品斜槽入库。

两个旋风筒后接系统循环风机，风机出口的气体一部分作为循环风入V型选粉机，另一部分进入水泥磨系统的气箱式袋除尘器，除尘器收集下的细粉也进入水泥成品斜槽。

本系统特点是磨机系统由闭路磨系统改造为开路磨系统，通过磨机粉磨后的物料直接作为水泥成品通过空气输送斜槽和提升机送至水泥库储存。

Φ3.8m×13m水泥磨的调试与试生产我公司20XX年4月投产的2000t/d新型干法生产线,水泥粉磨系统配有2台Φ3.8m×13m水泥磨(双滑履),设计台时产量70～75t/h,水泥比表面积320m2/kg。

在水泥磨的调试和试生产过程中,由于研磨体的级配和系统操作参数不合理、滑履温度偏高、袋除尘器使用不当以及中控操作能力和水平欠缺等诸多原因,磨机不能正常开机,停机次数频繁。

磨机工况极不稳定,饱磨、磨头吐料现象时有发生,严重影响了磨机的产质量和粉磨系统的正常运行。

1存在的主要问题1.1磨机后滑履温度偏高,不能正常开机滑履原设定报警温度为80℃,跳停温度为85℃,经过调整后分别为90℃和95℃。

在试生产初期,磨机开机后,后滑履温度升高很快,在短时间内滑履温度升高到90℃以上,达到94.5℃后,磨机被迫停机。

一般磨机开机1.5～2.0h就要停机1次。

冷却滑履使温度达到环境温度约需2h,每天停机次数多达6～7次。

由于磨机开机不正常,造成熟料库涨库,外放熟料。

1.2研磨体级配不合理,操作工况不稳水泥磨分为3仓,三仓所配的最小球径为Φ15mm,因磨尾挡料圈上通风孔径在Φ15mm左右,所以开机后不久,即出现研磨体混仓现象,一仓中出现Φ15mm的球,球位偏高,三仓球位低。

一仓破裂能力较差,物料在磨内停留时间较长,磨机工况不稳定,经常饱磨,台时产量波动大,只有60～65t/h,并且水泥质量不稳定,细度波动大,简单跑粗。

1.3袋除尘器的使用、维护不到位,收尘效果差由于袋除尘器密封不好,平常检查不认真,下雨进水后出现糊袋现象,使通风阻力变大,影响收尘效果,冒灰严重,现场环境较差。

1.4操作参数不合理,三班操作不统一由于磨机混仓,系统拉风较大,袋除尘器出口负压偏高,高达6.5～7.0kPa,压差大,达到3.0～3.5kPa;出磨负压偏高且波动大,一般在1.6～2.0kPa,出磨提升机电流偏低(40～45A),磨机回粉少,循环负荷率低,三班操作不统一,操作参数和产质量波动大。

Φ3.8×13m水泥磨机筒体焊接工艺分析和工艺设计摘要水泥磨机是水泥厂设备，主要用于建材、冶金、电力及化工行业，粉磨各种水泥熟料及其它物料。

随着我国基础建设的不断发展，水泥需求量越来越大，水泥生产设备向大型化发展，特别是水泥磨机越做越大，结构也有了新的发展，对筒体的焊接要求也更高。

本文主要研究方向是Φ3.8×13m水泥磨机筒体焊接工艺分析和工艺设计。

焊接工艺分析主要是对磨机筒体的材料焊接性、筒体结构、生产工艺及技术要求进行分析。

工艺设计内容主要有备料工艺设计和焊接工艺设计。

备料工艺设计主要包括焊前预处理、切割下料、坡口加工、钢板弯曲等。

焊接工艺设计包括焊接方法选择，焊缝位置和形状的设计，焊接顺序的设计，焊接检验的确定。

通过对筒体焊接工艺的分析可知在焊接过程中宜采用分部件焊接的装配顺序，焊接方法采用埋弧自动焊，筒体材料选取低碳钢Q235C，焊材选用φ4的H08A的焊丝与H J431焊剂匹配。

焊接过程中对环焊缝采用米字型支撑梁刚性固定以及对连续的环焊缝采取两段对称施焊的方法来控制变形，对于纵焊缝可以采用预变形法控制变形。

焊后焊缝整体在580~620℃回火消除焊接残余应力。

关键词：水泥磨机，筒体，焊接，工艺分析，工艺设计Welding P ro cedu re An alysis an d Pro cedu re Des ign fo r th e b arrel of Φ3.8×13m C e men t millABS TR AC TC e m e n t g r i n d i n g m a c h i n e i s c e m e n t p l a n t e q u i p m e n t, m a i n l y u s e d i n b u i l d i n g m a t e r i a l,m e t a l l u r g y,e l e c t r i c p o w e r a n d c h e m i c a l i n d u s t r y,g r i n d i n g v a r i o u s c e m e n t c l i n k e r a n d o t h e r m a t e r i a l s.Wi t h C h i n a's i n f r a s t r u c t u r e d e v e l o p m e n t,t h e d e m a n d t o c e m e n t i s m o r e a n d m o r e s t r i c t a n d t h e c e m e n t p r o d u c t i o n e q u i p m e n t i s d e v e l o p i n g t o t h e l a r g e-s c a l e.E s p e c i a l l y c e m e n t g r i n d i n g m a c h i n e i s b i g g e r a n d b i g g e r. S t r u c t u r e s h a v e t h e n e w d e v e l o p m e n t o f t h e c y l i n d e r b o d y w e l d i n g r e q u i r e m e n t s a r e a l s o h i g h e r.To g e t t h e r e l i a b l e q u a l i t y a n d t h e g o o d p e r f o r m a n c e o f c e m e n t g r i n d i n g m a c h i n e, w e s h o u l d a n a l y s i s w e l d i n g p r o c e s s a n d t o w o r k o u t t h e r e a s o n a b l e w e l d i n g p r o c e s s.W h a t t h i s a r t i c l e s t u d i e s a r e w e l d i n g p r o c e s s a n a l y s i s a n d t h e w e l d i n g p r o c e s s d e s i g n f o r t h e b a r r e l o fΦ3.8×13m c e m e n t m i l l.A n a l y s i s o f w e l d i n g t e c h n o l o g y a r e m a i n l y t h e a n a l y s i s o f t h e m a t e r a l’s w e l d a b i l i t y,t h e a n a l y s i s o f b a r r e l s t r u c t u r e p r o c e s s a n d t h e a n a l y s i s o f t h e t e c h n i c a l c o n d i t i o n a n d p r o d u c t i o n p r o c e s s e s.T h e p r o c e s s d e s i g n c o n t a i n s t h e d e s i g n o f p r e p a r a t i o n p r o c e s s a n d w e l d i n g p r o c e s s.T h e d e s i g n o f w e l d i n g p r o c e s s c o n t a i n s t h e s e l e c t i o n o f w e l d i n g m e t h o d,t h e d e s i g n o f g r o o v e,t h e d e s i g n o f w e l d p o s i t i o n a n d s h a p e,t h e d e s i g n o f w e l d i n g s e q u e n c e a n d t h e c h e c k o f w e l d.T h r o u g h t o t h e a n a l y s i s o f t h e c y l i n d e r b o d y w e l d i n g p r o c e s s t h a t t h e w e l d i n g p r o c e s s o f a p p r o p r i a t e t h e w h o l e a s s e m b l y-w e l d i n g a s s e m b l y s e q u e n c e,w e l d i n g m e t h o d a d o p t s a u t o m a t i c s u b m e r g e d a r c w e l d i n g,w e l d i n g m a t e r i a l s e l e c t i o n o fφ4H08A w e l d i n g w i r e a n d H J431f l u x.We l d i n g p r o c e s s t o r i n g t h e s u p p o r t b e a m w e l d i n g r i g i d l y c o n t r o l d e f o r m a t i o n,t o v e r t i c a l w e l d s c a n u s e t h e m e t h o d o f d e f o r m a t i o n c o n t r o ld e f o r m a t i o n.A f t e r w e l d i n g w e s h o u l d o v e r a l l a n n e a l i n ge l i m i n a t e w e l d i n g r e s i d u a l s t r e s s.K E Y W R O D S：C e m e n t g r i n d i n g m a c h i n e,c y l i n d e r,w e l d i n g, p r o c e s s a n a l y s i s a n d p r o c e s s d e s i g n目录第一章绪论 (1)§1.1水泥磨机的发展现状 (1)§1.2水泥磨机的简介 (1)§1.3本文研究内容 (2)第二章Φ3.8×13m水泥磨机筒体生产工艺分析 (4)§2.1筒体材料的焊接性分析 (4)§2.2筒体焊接的结构工艺性分析 (8)§2.2.1结构工艺性分析 (8)§2.2.2焊接变形的分析、控制及矫正 (9)§2.3备料工艺分析 (12)§2.3.1钢材的预处理 (13)§2.3.2放样、划线与号料 (15)§2.3.3切割下料 (15)§2.4技术要求分析 (18)§2.4.1筒体部技术要求 (18)§2.5焊接工艺分析 (20)§2.5.1焊接生产装配工艺分析 (20)§2.5.2焊接方法分析 (22)§2.5.3焊接材料分析 (24)§2.5.4焊接工艺参数分析 (26)§2.5.5焊前预热及焊后热处理 (27)§2.6焊接检验 (28)第三章Φ3.8×13m水泥磨机筒体焊接工艺设计 (29)§3.1备料工艺设计 (29)§3.2焊接工艺设计 (30)§3.2.1焊接方法确定 (30)§3.2.2焊接材料的选择 (30)§3.2.3焊接工艺参数的选择 (30)§3.2.4焊接坡口形式的设计 (31)§3.2.5焊缝位置和尺寸的确定 (32)§3.2.6焊接顺序和焊接层数的选择 (32)§3.3热处理工艺和检验方法的设计 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章绪论§1.1水泥磨机的发展现状水泥磨机作为传统的水泥厂设备，已有了100多年的历史。

水泥磨施工方案一、概述Φ3.8×13m水泥磨为唐山水泥机械厂制造，磨仓内径为3.8米，主要由进料装置、滑履装置、回转部分、出料装置、传动装置和研磨体组成，传动设计为中心传动，功率为2500KW，生产能力为70～75吨/小时，转速为16.6r/m。

该磨机体积大，吨位重，零部件多，技术要求高，安装难度大，安装过程中要特别注意滑履轴承和主减速机的安装。

二、施工准备与设备检查1、施工人员应熟悉图纸，安装说明书等技术资料。

2、施工人员应了解设备到货情况、设备存放位置等现场情况。

3、准备施工工机具及材料，接通临时电源。

4、用盘尺及弹簧称实测筒体实长。

5、轴瓦外观检查，要求无砂眼、气孔、裂缝等缺陷，钨金瓦与球面铸铁瓦结合必须紧密、牢固，6、磨机中空轴是否满足要求，轴颈表面有无砂眼、毛刺、腐蚀、碰伤等缺陷。

7、轴承冷却水管及管件要进行水压实验，检查是否有渗漏现象，水压为0.6MPa，保压8分钟。

8、检查钨金瓦与所配中空轴的接触情况，是否符合图纸要求。

9、以上检查应有详细记录，如有问题应及时反映并会同甲方、监理、制造厂家处理。

三、设备基础验收1、设备安装前应会同甲方、监理、土建单位进行设备基础验收，验收合格后，方能进行安装。

2、设备基础的外形尺寸、中心线、标高、地脚螺栓孔相互位置尺寸，应符合施工图纸和验收规程的要求。

3、基础周围填土必须夯实，地脚孔内杂物及积水需清理干净。

四、基础划线及标板埋设1、纵向中心线至少埋设四块标板，两滑履横向中心线各要两块标板，减速机横向中心线要两块标板。

2、标板采用100×50×10钢板制作，基准标高采用圆钢制作，表面磨平。

3、根据土建单位给定的基准点和基准线，按照施工图的要求，用经纬仪、盘尺、角尺、弹簧秤、钢板尺、线坠划出磨机、减速机的纵横中心线，并已对角法复核放线精度。

4、基础划线应符合以下要求基准点的标高允许偏差为0.5mm;横向中心线距离偏差不得大于+1 mm；纵向中心线允许偏差0.5 mm。

备料工艺分析焊接结构生产过程中的材料准备、零件的备料加工是焊接生产中的必经的首道工序，它将直接或间接地影响到整个产品的质量和生产效率。

如果零件毛坯加工质量不良，会直接增加装配的困难，使焊接质量下降。

例如：装配间隙、坡口形式、零件外形等不符合要求，就会直接影响焊缝的质量，甚至会产生焊接缺陷。

为获得优质焊接结构和稳定的生产过程，应该有合理的备料加工工艺，其主要包括：矫正（校直）、清理、表面防护处理、预落料等钢材的预处理，以及划线、号料、下料、坡口及边缘加工、弯曲和成形、冲压等工序。

钢材的预处理一、矫正钢材在轧制过程中，以及吊装、运输或在库内堆放、储存中都可能产生变形，如整体、局部的弯曲，表面的凹凸不平，扭曲、波浪变形等。

这些变形将会焊接结构件生产过程中各工序的正常进行，并降低产品的质量。

例如：会使划线号料达不到所要求的精确度，直接影响自动气割机的切割精度，造成零件尺寸误差过大，以致不能保证装配间隙精度，造成焊接烧穿和未焊透等缺陷，以及整个产品几何尺寸超差等。

所以，凡是变形超过技术要求的金属材料，在划线号料前必须进行矫正。

对于厚度5mm以下的成卷供应的钢板，则在开卷后接着进行矫平，才能应用。

在钢板落料、拼接和结构制造过程中，也会发生变形，这种变形的矫正称为2第二次矫正，而预先进行的矫正称为第一次矫正。

据工厂经验，10%~100%钢板、扁钢和15%~20%的型材需要矫正。

由于矫正是利用钢材局部塑性变形来达到矫平和矫直的目的，为了避免钢材矫正量过大而过度消耗钢材塑性和设备负荷过大，通常对冷矫正的变形量有限制，对Q235钢冷矫正的伸长率不得超过1%，为防止低温下冷矫正和冷弯曲时发生脆裂，碳素结构钢和低合金结构钢在环境温度分别低于-16℃和-12℃时，不得进行冷矫正和冷弯曲。

超过规定范围的矫正需采用加热矫正，碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时加热温度应根据钢材性能确定，但不得超过900℃。

低合金结构钢在加热矫正后应缓慢冷却。

焊接工艺分析焊接生产装配工艺分析焊接结构生产的装配工艺是将组成结构的已加工好的零件，按图样规定的相互位置加以固定成组件、部件或结构的过程。

装配时零件的固定常用定位焊、定位板、焊接夹具来实现。

装配时焊接结构制造中的重要工序，装配质量直接影响到焊接质量和产品质量。

装配时一项繁重的工作，它约占总工时的25%~30%，提高装配效率也就提高了焊接生产的效率。

提高装配的质量和生产效率要先从提高零件、部件的加工精度入手，制定合理的装配工艺，加强生产管理等。

装配时用定位焊和定位板固定零件时，其强度要求是，从装配到焊接的运送过程中不能开焊或超过规定的变形；并且对于减少焊接变形也有利。

定位焊焊道的截面尺寸不宜过大，尽量布置在基本焊缝施焊后能将其全部重熔，并保证焊接质量。

如果定位焊必须布置在非焊缝位，则该定位焊缝和定位板的定位焊缝，在焊接后应清除掉，并仔细清理打磨表面。

装配方法的可以分为划线定位装配，用样板和定位器进行装配和用安装孔装配。

划线定位装配是将待装配零件按划好的装配位置线固定后进行定位焊实现装配。

该装配方法工作繁重，并要求有熟练的操作技术，一般只适用于单件生产和大型结构。

成批、大量生产的结构一般利用样板和定位器进行装配。

这种装配方法的生产效率和生产质量较高。

用安装孔装配适用于有安装孔的结构件，可分为固定地点装配和流动装配。

固定地点装配在固定位置上进行，用于重型结构或单件产品。

流动装配大量用于成批大量流水生产。

焊接顺序可以分整体装配-焊接。

边装边焊、按部件装配-焊接三种。

整装整焊即由单独零件逐渐装配成结构之后再进行焊接。

这种焊接顺序适用于结构简单的产品，通常是批量生产的产品。

该方式焊接变形小，但应力大，并且可达性差。

随装随焊是对某些复杂结构由单个零件组装，然后焊接，再装配，再焊接，即装配焊接交替进行。

该方法在一个工位上装配和焊接工作交叉进行，影响生产率，也不利于采用先进的焊接工艺和工艺装备。

适用于单件小批量的大型复杂结构生产。

φ3.8m×13m闭路水泥磨系统辊压机预粉磨改造后的工艺调整张旭【摘要】威顿水泥集团有限责任公司水泥磨系统原为φ3.8m×13m闭路水泥磨系统,2012年由中材装备粉磨公司对该系统进行了增加辊压机预粉磨设备的技术改造,采用了半终粉磨的工艺设计.改造后整个系统运行产效果不佳(产量低、电耗高),后通过工艺操作调整和设备改造达到了设计产量要求,详细介绍公司水泥磨系统改造后采取的提产降耗措施.【期刊名称】《水泥工程》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P30-33)【关键词】闭路水泥磨;半终粉磨;辊压机;预粉磨;产量;电耗【作者】张旭【作者单位】威顿水泥集团有限责任公司山西新绛043100【正文语种】中文【中图分类】TQ172.6+3我公司水泥磨系统原为Φ3.8m×13m闭路水泥磨系统，产量低电耗高，2012年由中材装备粉磨公司对水泥磨系统进行了增加辊压机预粉磨设备的技术改造，采用了半终粉磨的工艺设计。

改造后整个系统运行产效果不佳（产量低、电耗高），后通过工艺操作调整和设备改造达到了设计产量要求。

现将我公司水泥磨系统改造后采取的提产降耗措施总结如下，仅供同仁们参考。

改造前后粉磨系统主机设备配备见表1，2，工艺流程图见图1，2。

由于辊压机挤压分级后入磨物料具有晶格“裂纹效应”和“粒径效应”，其易磨性将提高15%～25%。

因此球磨机一仓的破碎能力由辊压机与V型选粉机取代，改造后一仓仓长由4.5m缩短至3.87m（缩短0.63m），一仓最大钢球尺寸由Φ90mm降低到了Φ30mm，加强了球磨机的研磨能力，见表3。

2.1 降低系统循环负荷，提高磨机产量在进行辊压机预粉磨设备改造后，辊压机电机功率为1800kW，水泥磨电机功率为2500kW，装机功率比为0.72。

辊压机物料通过能力为650t/h，球磨机设计产量为120t/h，产量比为5.42，从设备配置上看辊压机能力较大，提产幅度应在原有基础的一倍以上。