回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,如何管理維護(hù)好回轉(zhuǎn)窯、提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率,是各大中型水泥廠普遍關(guān)心的問題。特別是窯外分解窯,人們更為關(guān)注。目前,我國已有大小不同的窯外分解窯近百套,其中只有冀東水泥廠回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率1992年能達(dá)到89%的較高水平,其它各廠大都達(dá)不到設(shè)計(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)率指標(biāo),尤其是采用以國產(chǎn)設(shè)備為主的新型干法水泥廠運(yùn)轉(zhuǎn)率均在70%左右,有的只到50%。為此,國內(nèi)外一些專家都圍繞著回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行研究每個(gè)細(xì)節(jié)問題。本文談的主要是輪帶與筒體的間隙對(duì)回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率的影響。
回轉(zhuǎn)窯在人們的想象中應(yīng)該是一個(gè)斜放的平直正圓筒體。其實(shí),它是熱工設(shè)備,在高溫和重負(fù)荷下工作,再加上本身的傾斜和各處的溫度不均勻及熱膨脹量的不同,它的變形是一個(gè)很復(fù)雜的過程。從某一截面上看,可以認(rèn)為是一個(gè)橢圓形。它的變化具有正負(fù)不斷和多次反復(fù)的特征,一轉(zhuǎn)中就有六次。筒體內(nèi)的耐火磚是靠拱的作用隨筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),它中性面的曲率是隨著筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)而做周期性的交替增減。它的變化幅度是隨筒體橫向變形的增大而加劇。筒體橫截面的變形是與回轉(zhuǎn)窯的三個(gè)支點(diǎn)有關(guān),并通過輪帶反映到筒體上。筒體與輪帶的間隙大小直接影響著筒體的變形量,大的間隙有大的變形量。然而,間隙過小筒體膨脹又會(huì)出現(xiàn)過盈,引起縮頸現(xiàn)象的發(fā)生,也會(huì)使筒體出現(xiàn)大的變形。不論是哪種變形,都會(huì)引起耐火磚的松動(dòng)、排列扭曲和斷裂,從而發(fā)生掉磚紅窯事故。更嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致筒體出現(xiàn)裂紋,甚至斷裂,造成整個(gè)筒體的損壞。
根據(jù)以上的分析,為減少事故的發(fā)生,筆者認(rèn)為,從設(shè)計(jì)上應(yīng)重視輪帶處筒體的剛度和輪帶與筒體的間隙。在增加剛度方面,設(shè)計(jì)上都相應(yīng)地采取了措施,如我廠Φ3×48m回轉(zhuǎn)窯,輪帶下的筒體厚度為40mm,比一般段厚的22mm多18mm。而冀東水泥廠Φ4.7×74m回轉(zhuǎn)窯輪帶下最厚的一擋筒體為95mm,比一般段的28mm厚67mm。這在國內(nèi)外回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計(jì)上都普遍予以重視。然而,輪帶與筒體的間隙在設(shè)計(jì)中采用的理論間隙計(jì)算公式為:
δ=D窯(t1-t)α-D輪(t2-t)α
式中:D窯——回轉(zhuǎn)窯的外徑,我廠700t/d窯外分解窯為3166mm;
D輪——輪帶的內(nèi)徑為3170mm;
α——鋼的線膨脹系數(shù)為0.000012;
t1——輪帶處筒體溫度:
tⅠ=200～300℃,
tⅡ=200～350℃,tⅢ=150～200℃;
t2——輪帶溫度:
t2Ⅰ=100～200℃,
t2Ⅱ=150～250℃,t2Ⅲ=80～150℃;
t——環(huán)境溫度,20℃。
各擋輪帶取平均溫度計(jì)算省略。以實(shí)測(cè)工況溫度計(jì)算間隙為第一擋5mm;第二擋6mm;第三擋4mm。
我廠的回轉(zhuǎn)窯是上海新建機(jī)器廠制造,如果各擋的間隙按以上的數(shù)據(jù)選取比較理想,正常運(yùn)轉(zhuǎn)中輪帶和筒體的間隙為零。實(shí)際制造的各擋的間隙完全相等,均為5mm。所以在運(yùn)轉(zhuǎn)中,第二擋實(shí)際間隙小于理論間隙,常出現(xiàn)吱吱的響聲,原因是此處正處燒成高溫未端,內(nèi)部無窯皮保護(hù),筒體溫度較高,發(fā)生縮頸現(xiàn)象,使筒體內(nèi)的耐火磚松動(dòng),還出現(xiàn)過幾次掉磚紅窯的事故。
第三擋的實(shí)際間隙比理論間隙大,常出現(xiàn)輪帶和筒體滑動(dòng)現(xiàn)象。隨著滑動(dòng)而產(chǎn)生相互摩擦,使磨損嚴(yán)重。繼之間隙加大,如不加強(qiáng)管理與維護(hù),就會(huì)出現(xiàn)大間隙引起大變形——大滑動(dòng)——大磨損,直致更大磨損的惡性循環(huán)。不言而喻,掉磚紅窯的事故將不斷發(fā)生,直接影響著回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
筆者認(rèn)為應(yīng)采取下列措施,可以提高窯外分解窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率及延長回轉(zhuǎn)窯筒體的壽命。
(1)在設(shè)計(jì)和制造方面,各擋的輪帶和筒體間隙應(yīng)區(qū)別對(duì)待,應(yīng)根據(jù)正常生產(chǎn)時(shí)的實(shí)際工作溫度,預(yù)留好冷態(tài)時(shí)的合理間隙。
(2)點(diǎn)火初期緩慢升溫。降低輪帶和筒體的相對(duì)溫差,減少間隙。
(3)點(diǎn)火初期減少轉(zhuǎn)窯的次數(shù)。因?yàn)槔鋺B(tài)時(shí)每擋的間隙都很大,回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)和磨損都比較嚴(yán)重,所以,應(yīng)定時(shí)翻窯和慢速轉(zhuǎn)動(dòng)。盡量地減輕磨損。
(4)及時(shí)涂抹耐熱潤滑脂。當(dāng)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)時(shí),托輪工應(yīng)及時(shí)涂抹含石墨的耐熱潤滑脂,使接觸面光滑,減少拉傷及磨損。
(5)嚴(yán)禁過載強(qiáng)燒。平時(shí)不要盲目追求高產(chǎn)量而長時(shí)間的過載生產(chǎn),臺(tái)時(shí)產(chǎn)量不應(yīng)超過設(shè)計(jì)能力的10%。特別是燒成帶窯皮不好時(shí),更不能高產(chǎn)強(qiáng)燒。筒體溫度不應(yīng)超過350℃。
(6)當(dāng)輪帶與筒體間隙過大時(shí),應(yīng)及時(shí)的增加墊板,調(diào)整間隙。
【作者：李廣宇】
