氧化鋁熟料燒成回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的直線度是回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵。如何快速準(zhǔn)確進(jìn)行軸線測(cè)量和計(jì)算，一直是國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家研究的重要課題。本節(jié)重點(diǎn)針對(duì)國(guó)內(nèi)目前的靜態(tài)測(cè)量技術(shù)和計(jì)算方法進(jìn)行了優(yōu)化，總結(jié)出一種利用計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)模擬仿真比較精確的繪制和計(jì)算各支承檔位筒體中心的坐標(biāo)相對(duì)偏移;另外本文介紹了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的回轉(zhuǎn)窯動(dòng)靜態(tài)測(cè)量?jī)x，具有很好的推廣價(jià)值。要求理論聯(lián)系實(shí)際，動(dòng)靜態(tài)測(cè)量相結(jié)合，使回轉(zhuǎn)窯軸線的測(cè)量與計(jì)算技術(shù)達(dá)到智能優(yōu)化的目的。
中鋁山西分公司氧化鋁熟料窯直徑4.5m，長(zhǎng)度110m，是目前我國(guó)氧化鋁行業(yè)中最大規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯?；剞D(zhuǎn)窯規(guī)格越大，負(fù)荷越重，機(jī)械故障相對(duì)較多，窯體軸線變化和調(diào)整難度也相對(duì)較大。筆者從事回轉(zhuǎn)窯修理技術(shù)工作多年，理論聯(lián)系實(shí)際，在軸線測(cè)量與計(jì)算技術(shù)上不斷總結(jié)、完善和優(yōu)化，現(xiàn)參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料作以探討。
1 目前回轉(zhuǎn)窯軸線測(cè)量技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
1.1 靜態(tài)測(cè)量技術(shù)
雖然靜態(tài)測(cè)量結(jié)果與回轉(zhuǎn)窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)下的狀態(tài)有明顯的差異。但由于目前動(dòng)態(tài)測(cè)量旋窯技術(shù)還有待進(jìn)一步發(fā)展，動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x還存在一些不足，因此大多數(shù)氧化鋁及水泥生產(chǎn)廠家對(duì)回轉(zhuǎn)窯的軸線檢測(cè)多是在停窯冷卻后進(jìn)行，即靜態(tài)測(cè)量。有人工測(cè)量計(jì)算法、經(jīng)緯儀測(cè)窯法，激光測(cè)窯法、窯內(nèi)測(cè)定法、窯外測(cè)定法等等。目前使用較多的是人工測(cè)量計(jì)算法和經(jīng)緯儀測(cè)窯法。
人工測(cè)量計(jì)算法就是通過測(cè)量各檔托輪、滾圈直徑、滾圈與筒體墊板間隙、托輪軸頭標(biāo)高、半開檔距等數(shù)據(jù)，通過幾何原理計(jì)算出各支承位筒體中心，即所謂的“窯線”。經(jīng)緯儀測(cè)窯法，是通過經(jīng)緯儀測(cè)出各檔滾圈正上方坐標(biāo)(垂直標(biāo)高和水平偏離)，再根據(jù)滾圈直徑、滾圈與墊板間隙等數(shù)據(jù)計(jì)算出各支承位筒體中心。兩者原理基本一致。
人工測(cè)量計(jì)算法和經(jīng)緯儀測(cè)窯法除具有測(cè)量誤差大和未考慮熱工設(shè)備的溫度效應(yīng)等靜態(tài)測(cè)量技術(shù)通病外，計(jì)算方法還存在一定誤差，比如(1)由于滾圈、托輪等部件的磨損，滾圈中心與兩托輪軸中心已不構(gòu)成60°夾角，然而一般計(jì)算仍按60°計(jì)算。(2)計(jì)算滾圈中心與托輪軸中心垂直高差時(shí)，依據(jù)勾股定理分別計(jì)算南北兩托輪垂直高差、再取平均值，本身就是一種錯(cuò)誤。(3)回轉(zhuǎn)窯水平窯線偏差與兩托輪半開檔距、托輪直徑、托輪軸中心標(biāo)高三個(gè)因數(shù)有關(guān)。一般計(jì)算只考慮開檔距的影響。(4)有些計(jì)算窯線時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)選擇不當(dāng)?shù)鹊?。因此目前的靜態(tài)測(cè)量技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了生產(chǎn)需求，必須進(jìn)一步優(yōu)化。
1.2 動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展
回轉(zhuǎn)窯軸線動(dòng)態(tài)測(cè)量就是在窯體熱態(tài)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，測(cè)量筒體回轉(zhuǎn)中心的直線度?；剞D(zhuǎn)窯在熱態(tài)下無論在窯的長(zhǎng)度上，還是在各段滾圈、筒體的直徑、都發(fā)生不同的增量，這些增量造成窯軸線的偏移。加上窯體機(jī)件磨損不均，人為的測(cè)量誤差等，從上世紀(jì)80年代末起，國(guó)內(nèi)外開始研究回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行軸線的動(dòng)態(tài)測(cè)量法。
波蘭首創(chuàng)了滾圈位置測(cè)量法、隨后丹麥FLS公司研制了激光滾圈測(cè)量法，它們是利用經(jīng)緯儀、光學(xué)垂直儀、激光等測(cè)窯儀測(cè)量滾圈外徑水平和垂直切線到基準(zhǔn)線的距離來計(jì)算轉(zhuǎn)窯軸線，方法相當(dāng)于靜態(tài)測(cè)量法中經(jīng)緯儀測(cè)窯法。隨后德國(guó)Polysius公司開發(fā)了托輪位置測(cè)定法、采用測(cè)量學(xué)方法測(cè)定托輪軸心位置，再測(cè)量托輪、滾圈直徑、滾圈與墊板間隙，計(jì)算出窯筒體軸線，方法相當(dāng)于靜態(tài)測(cè)量法中的人工測(cè)量計(jì)算法。還有筒體位置測(cè)定法等。由于筒體易變形，圓度難以保證，托輪磨損較大，與滾圈接觸面不平直，而滾圈變形及磨損相對(duì)較小。因此現(xiàn)在的動(dòng)態(tài)軸線測(cè)量?jī)x多采用滾圈位置測(cè)定法。目前，國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)窯動(dòng)態(tài)軸線測(cè)量?jī)x主要有武漢工業(yè)大學(xué)研制的“KAS—02”動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)和山東鋁業(yè)公司研制的“回轉(zhuǎn)窯軸線動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x”兩種。
以上動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x雖直接反映出回轉(zhuǎn)窯熱態(tài)運(yùn)行中的軸線狀況，測(cè)量速度快，并且能通過計(jì)算機(jī)直接打出窯線圖形，使人一目了然。但同時(shí)測(cè)量系統(tǒng)存在一些不足之處：
(1)設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，安裝精度要求高。
(2)水平測(cè)量位置高，不便于操作。
(3)定基準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)，且存在偏差。
(4)滾圈外徑最大處難找，存在偏差。
(5)對(duì)操作者責(zé)任心要求較高，人為影響因素大。這些都有待于不斷提高和優(yōu)化。
