1.1宏观分析

（1）筒体开裂部位在27.8m处，为两段节筒体对接焊缝上，裂纹延筒体焊缝环向延伸，断裂长度约6.8 m，裂纹走向呈现不规则波纹状、裂纹末端出现轴向撕裂一角。筒体开裂不排除在煅烧工艺过程中的各种不可抗因素，如跑生料、结圈不均、垮圈、窑砖剥落变薄、受高温影响等，导致筒体区域温度差大，筒体膨胀率不一致，筒体温度过高、刚性减弱，筒体弯曲幅度大，加上往复交变力的影响，筒体金属疲劳等原因，使得筒体在短时间内产生裂纹直至迅速扩展。

（2）开裂筒体位置两段节段对接焊缝于2017年10月焊接，焊缝周期5年左右，焊缝位置开裂与焊接时产生的热影响区域存在魏氏体组织导致的材料性能下降无关，检测试块报告中没有强调魏氏体超标。

（3）停机后进入窑内检查发现窑头至15 m位置窑皮过厚，根据状况推断，存在窑皮过厚原因致使窑内物料输送受到一定的阻力，窑头段位置物料堆存较厚，筒体传递扭矩加大，加上筒体在长时间热工状态下发生腐蚀和磨损，筒体薄弱区域承受较大负荷扭矩。

1.2金属检测

1.2.1化学成分析

对裂口处取样采用Axios Pw4400型X射线荧光光谱仪进行分析，结果如表1所示。

1.2.2机械性能检测

通过对取样筒体切割后的拉伸、硬度、冲击的样品进行相应的机械性能测试，得到该试样的机械性能参数如表2所示。

1.2.3金相组织分析

筒体样品上分别制取金相样品，经研磨、抛光后用4%硝酸酒精腐蚀，最后采用DFC450型金相显微镜进行组织观察，结果如图1。非金属杂物级别为：A0.5、B0.5、C2e、D1.5,其中C类杂物最宽约18μm;铁素体晶粒度为8级，组织为铁素体+珠光体(约15%),部分珠光体呈带状分布。

金属检测总结：筒体开裂是由多因素并存导致的，此次更换筒体前对一、二、三档基础沉降和窑中心线测量复核，数据均在范围内，排除一、二、三档窑墩基础下沉导致中心线偏离。通过金属化学成分分析、机械性能检测、金相组织检测结果来看，Q235C碳素结构钢中有害物质S、P含量均未超标，试块中所提到的含有微量Al、Mg元素掺杂，不排除在生产熟料过程中，所使用的原料中含有Al、Mg元素有一定的影响，筒体在长期接触，加上高温的辅助产生渗透，也存在铸造钢板时残留的掺杂元素，但是根据碳素结构钢Q235C在GB700含量较少的微量元素Al、Mg元素没有标准要求，筒体碳素结构钢Q235C中的微量元素未影响金属性能。

2.1施工前的准备

材料和工具准备见表3。

2.2确定更换范围

筒体开裂位置为27.8m处裂纹沿筒体焊缝环向延伸，裂纹末端筒体轴向撕裂一角，裂纹总长度为6.8m左右；裂开位置筒体原始厚度分析，从一线窑2023年7月14日筒体测量数据中看，27.3m开裂位置北10mm腐蚀量为23%,腐蚀厚度5.6mm(原始厚度24 mm,测量最小厚度为18.5mm);28.3m腐蚀量为16.13%,腐蚀厚度3.8 mm(原始厚度24mm,测量最小厚度为19.76 mm);29.3m腐蚀量为21%,腐蚀厚度4.95mm(原始厚度24 mm,测量最小厚度为17.27mm);30.3m腐蚀量为15%,腐蚀厚度3.28 mm(原始厚度24 mm,测量最小厚度为18.58 mm)。开裂处到30.3m筒体整体腐蚀量偏大，最终确定更换筒体从27.5~31m共3.5m,采购筒体3.5m。确定好更换筒体长度后需要对筒体的斜度、筒体中心线进行测量，测量好后将数据进行收集与整理，方便更换后还原到原始状态。

2.3切割筒体前准备

在切割筒体之前，为了防止筒体变形和中心找正，需拆除切割处以及支撑点的窑砖，在筒体一、二、三挡轮做十字支撑，在两条切割线旁1m位置分别做米字支撑，用Φ700 mm厚30mm钢板作为支撑中心，用长2100 mm×200 mm工字钢作出米字支撑如图2。在一、二、三挡轮带总宽中心距位置，用更700 mm厚3 0mm钢板作为支撑中心，用22#槽钢长度2100 mm做出十字支撑如图3。支撑安装到位后分别在圆板中心位置割通φ50 mm圆孔，再用经纬仪盘窑辅传测量窑中心线初始数据并记录，便于筒体更换后恢复初始状态和调整分析对比备用。

3.1筒体切割

确定切割点时需要注意：确定切割点必须先对新筒体尺寸进行复核，再确定出两个切割点，防止新筒体精度偏差大，导致切割后误差大，出现切割过长或过短，造成新旧筒体连接不上的情况出现。切割点确定好后通过辅传转动回转窑测量弯曲度，用伸缩式画针在切割部位划出基准线，再由基准线反推划出切割线，因为切割部位筒体存在变形，需对划好的切割线。通过转动辅传取16个对应点的长度进行复核，调整两条切割线最大误差不超过3mm,划出坡口切割线。条件具备后利用窑辅传转动在筒体外侧沿切割线切割筒体，注意不能一次切割掉，每切割长2000 mm,留400mm不切割，如图4,以保证切割的同时筒体不受热变形及支撑作用。根据窑内耐火砖情况，切割完一段割缝后，继续切割第二段、第三段……切割完后，检查筒体外部支撑，启动500t油顶将窑筒体保持在原位置，做好防泄压措施并进行安全支撑，如图5。在筒体上焊接两个吊耳，用吊车将需割除的筒体吊住，收紧吊车钢丝绳，然后再采用自动切割机对切割的留余处(每段400 mm)进行彻底切割，同时往拆除筒体的方向延伸100 mm环向切除一整圈，便于切割后将筒体吊出。

3.2筒体对接

在旧筒体吊出后需要在新旧筒体连接处打磨出焊接坡口，两边坡口角度要求30°。新筒体在运输过程中需注意不要被挤压变形，两端已经做好的米字支撑在吊装时保留不拆除。

新筒体吊装用钢绳环绕筒体固定吊装，不采用在筒体上焊接吊耳吊装，主要防止筒体受力集中于两点容易变形，影响对接工作。起吊时钢绳一端直接连接吊车主钩，另外一端采用20t手拉葫芦辅助，手拉葫芦主要用于调整新筒体与回转窑斜度3.5%对应及两边间隙，便于新筒体吊装到位。

3.3筒体找正与焊接

找正之前准备好20组拉码、40组压码、8块连接板，将20组拉码均匀焊接，每2个拉码中间焊接2个压码，以便于精确对口，将新旧筒体连接为一体。在最初找时错边量应小于3mm,对拉码与压码进行统一动态调整，调整后跳动量合格的地方用筋板进行加固。调整后纵向误差不超过2mm、横向误差不超过2mm,筒体椭圆度<±5mm。

在筒体找正完成后需要用对筒体的中心线、斜度进行测量，斜度要与之前的数据一致，中心线偏差不超过±5mm。复核完成后开始对筒体进行焊接，焊接时应遵循由外而内的原则，首先从筒体外部进行环向焊接，焊接方式为THQ-50C二氧化碳气体保护焊，施工焊接之前搭好防水防风棚，避免焊接过程中受温差大变化大影响焊接质量，焊接500~700 mm后转一次，焊完一圈后进行打磨，保证焊缝无气泡、无杂质，再进行第二圈焊接，以此往复6~7次直至将坡口堆平。筒体外部焊接完成后进行内部焊接，同样焊接一圈后要进行打磨，保证焊缝光滑、平整、无气泡等，内部因为坡口较小，施焊3次，内部焊接完成后，将内部的连接件割除，拆除米子架，打磨焊疤至平整，防止窑砖安装不平整，运转时有窑砖脱落风险。

(1)筒体焊接前，先进行找正，用激光经纬仪检测，窑中心线要求<±5mm。实测数据，窑头0~0mm、二档轮带0~5mm、旧筒体(1)1~4mm、新筒体(1)2~4 mm、新筒体(2)1~5mm、旧筒体(2)0~5mm、窑尾0~0 mm,窑中心线未超要求范围。筒体圆度跳动要求<±5mm,实测一、二、三、四，四个点最大值<3mm符合验收标准范围内。

(2)大小齿轮跳动径要求≤±1.5mm轴向≤±1.2 mm,实测径向±1.3mm、轴向±1.0 mm,液压挡轮压力初始压力(3~5 MPa),恢复后4MPa,符合验收标准。

（3）在焊接完成后委托检测机构对焊缝进行探伤测检测。检测比例为焊缝总数的100%，共检测2条环焊缝，探伤焊缝长度共27.00 m。所检窑筒体对接环焊缝缺陷评定等级均为Ⅰ级，符合《焊缝无损检测超声检测验收等级》GB/T 29712—2013规定的AL2验收等级要求，检验检测结果合格。

回转窑筒体在运转过程中，有很多不可控的因素，在筒体更换后，需要中控操作员、技术人员、岗位实时监测窑筒体运行数据，包括托轮温度、筒体外观、窑电流、筒体温度等，直至窑运转正常。为了避免筒体开裂的情况出现，需要在日常维护中周期性对筒体厚度进行测量，大中修过程中需要对焊缝进行探伤测试，记录好相关数据，以便于对筒体材料性能变化实时掌握，发现隐患，提前制定解决方案以形成闭环管理。