Φ3×48m窑外分解窑轮带与筒体间隙对运转率的影响

回转窑是水泥生产的关键设备,如何管理维护好回转窑、提高窑的运转率,是各大中型水泥厂普遍关心的问题。特别是窑外分解窑,人们更为关注。目前,我国已有大小不同的窑外分解窑近百套,其中只有冀东水泥厂回转窑运转率1992年能达到89%的较高水平,其它各厂大都达不到设计的运转率指标,尤其是采用以国产设备为主的新型干法水泥厂运转率均在70%左右,有的只到50%。为此,国内外一些专家都围绕着回转窑进行研究每个细节问题。本文谈的主要是轮带与筒体的间隙对回转窑运转率的影响。

　　回转窑在人们的想象中应该是一个斜放的平直正圆筒体。其实,它是热工设备,在高温和重负荷下工作,再加上本身的倾斜和各处的温度不均匀及热膨胀量的不同,它的变形是一个很复杂的过程。从某一截面上看,可以认为是一个椭圆形。它的变化具有正负不断和多次反复的特征,一转中就有六次。筒体内的耐火砖是靠拱的作用随筒体的转动而转动,它中性面的曲率是随着筒体的转动而做周期性的交替增减。它的变化幅度是随筒体横向变形的增大而加剧。筒体横截面的变形是与回转窑的三个支点有关,并通过轮带反映到筒体上。筒体与轮带的间隙大小直接影响着筒体的变形量,大的间隙有大的变形量。然而,间隙过小筒体膨胀又会出现过盈,引起缩颈现象的发生,也会使筒体出现大的变形。不论是哪种变形,都会引起耐火砖的松动、排列扭曲和断裂,从而发生掉砖红窑事故。更严重时会导致筒体出现裂纹,甚至断裂,造成整个筒体的损坏。

　　根据以上的分析,为减少事故的发生,笔者认为,从设计上应重视轮带处筒体的刚度和轮带与筒体的间隙。在增加刚度方面,设计上都相应地采取了措施,如我厂Φ3×48m回转窑,轮带下的筒体厚度为40mm,比一般段厚的22mm多18mm。而冀东水泥厂Φ4.7×74m回转窑轮带下最厚的一挡筒体为95mm,比一般段的28mm厚67mm。这在国内外回转窑的设计上都普遍予以重视。然而,轮带与筒体的间隙在设计中采用的理论间隙计算公式为:
δ=D窑(t1-t)α-D轮(t2-t)α
式中:D窑——回转窑的外径,我厂700t/d窑外分解窑为3166mm;
D轮——轮带的内径为3170mm;
α——钢的线膨胀系数为0.000012;
t1——轮带处筒体温度:
tⅠ=200～300℃,
tⅡ=200～350℃,tⅢ=150～200℃;
t2——轮带温度:
t2Ⅰ=100～200℃,
t2Ⅱ=150～250℃,t2Ⅲ=80～150℃;
t——环境温度,20℃。

　　各挡轮带取平均温度计算省略。以实测工况温度计算间隙为第一挡5mm;第二挡6mm;第三挡4mm。

　　我厂的回转窑是上海新建机器厂制造,如果各挡的间隙按以上的数据选取比较理想,正常运转中轮带和筒体的间隙为零。实际制造的各挡的间隙完全相等,均为5mm。所以在运转中,第二挡实际间隙小于理论间隙,常出现吱吱的响声,原因是此处正处烧成高温未端,内部无窑皮保护,筒体温度较高,发生缩颈现象,使筒体内的耐火砖松动,还出现过几次掉砖红窑的事故。
第三挡的实际间隙比理论间隙大,常出现轮带和筒体滑动现象。随着滑动而产生相互摩擦,使磨损严重。继之间隙加大,如不加强管理与维护,就会出现大间隙引起大变形——大滑动——大磨损,直致更大磨损的恶性循环。不言而喻,掉砖红窑的事故将不断发生,直接影响着回转窑的运转率。

　　笔者认为应采取下列措施,可以提高窑外分解窑的运转率及延长回转窑筒体的寿命。
(1)在设计和制造方面,各挡的轮带和筒体间隙应区别对待,应根据正常生产时的实际工作温度,预留好冷态时的合理间隙。
(2)点火初期缓慢升温。降低轮带和筒体的相对温差,减少间隙。
(3)点火初期减少转窑的次数。因为冷态时每挡的间隙都很大,回转窑转动时滑动和磨损都比较严重,所以,应定时翻窑和慢速转动。尽量地减轻磨损。
(4)及时涂抹耐热润滑脂。当出现相对滑动时,托轮工应及时涂抹含石墨的耐热润滑脂,使接触面光滑,减少拉伤及磨损。
(5)严禁过载强烧。平时不要盲目追求高产量而长时间的过载生产,台时产量不应超过设计能力的10%。特别是烧成带窑皮不好时,更不能高产强烧。筒体温度不应超过350℃。
(6)当轮带与筒体间隙过大时,应及时的增加垫板,调整间隙。