回轉窯熱態(tài)中心線和托輪軸線

1、回轉窯熱態(tài)中心線和托輪軸線摘 要：隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展，新型干法回轉窯的設 備管理技術已不斷地得到發(fā)展和更新，此文提出的回轉窯熱態(tài)中心線 直線度和托輪軸線斜角度一說，便是在這類不斷發(fā)展和研究中隨之表 現出的一種新的觀點和見解，窯中心線與托輪軸線之間有著密切關 系，托輪軸線斜角度的任何變化都會帶來窯中心線直線度的變化，窯 中心線直線度的變化反過來又對托輪的均勻受力、軸瓦均勻性接觸等 方面直接起作用，對此作者就它們之間的關系及其相關問題進行了較 為詳細的闡述。關鍵詞：回轉窯、中心線、托輪、設備管理?；剞D窯不僅是水泥生產過程中的重要設備更是水泥企業(yè)的心 臟。使用和管理維護好回轉窯，保證其能夠

2、長期安全正常的運行，從 設備管理工作的角度來說，回轉窯中心線的直線度和各個托輪軸線的 斜角度這兩個方面顯得尤為重要。在新型十法水泥生產工藝技術快速 發(fā)展以來，不少水泥企業(yè)，尤其是新型干法水泥企業(yè)的設備管理技術 人員在這方面的意識還比較模糊或淡薄，對于回轉窯中心線直線度與 托輪軸線斜角度的相互關系、托輪軸線正確的方位及托輪調整的目的 與長期安全運行等方面的利弊關系知之甚少，彳主彳主過多地調整托輪使 得回轉窯中心線和托輪軸線斜角度混亂，出現很多不應該出現的問 題，甚至引起各種事故，造成不必要的經濟損失。下面就以上有關問 題進行討論，希望能引起大家的重視。1.回轉窯冷態(tài)和熱態(tài)中心線的直線度回轉窯中心

3、線在熱態(tài)中應呈良好的直線度狀態(tài)。在原國家建材局 頒發(fā)的新型干法水泥企業(yè)設備管理實施細則中曾明確指出:新型 干法回轉窯筒體中心線直線度偏差最大不能超過5mm。這里要求的直 線度是指熱態(tài)，即運行狀態(tài)中的直線度，而非冷態(tài)即靜止狀態(tài)中的直 線度，這二者之間的差距是很大的。通過對回轉窯中心線的直線度分 為冷態(tài)和熱態(tài)兩種不同狀況來分析，回轉窯中心線冷態(tài)是直線，則熱 態(tài)時不可能是直線，若熱態(tài)保持是直線狀態(tài)而冷態(tài)不是直線則無妨 礙，因為在生產運行中需要的是熱態(tài)的直線度保持在良好狀態(tài)。冷態(tài)中的回轉窯中心線處于何種狀態(tài)，國內外同行在這一問題上 的觀念和處理方法上是有所不同的。經過分析它們似乎都有道理，但 對于國內

4、的水泥企業(yè)來說，應該正視現實中工藝技術人員的管理和操 作習慣，國外同行的觀念和處理方法可以借鑒和學習。圖1中反映的 是運行過程中（p4m直徑的窯中心線從冷態(tài)向熱態(tài)的變化情況。國內 水泥企業(yè)大都認定設備安裝后的窯中心線基本上是一條直線，其直線 度狀況應該是相對良好的，即為冷態(tài)中心線的第一種情況，A、B、C 三個檔支撐部位的窯中心點連線在一條直線上。當窯在點火升溫后到 生產運行正常過程中，窯中心線的三個檔支撐點逐漸升高到A、B、 。三個不同的高度；常常由于各個企業(yè)中控室窯操作人員不同的操 作方法和習慣，有的企業(yè)習慣將燒成帶拉的靠前，離窯頭較近，即I 檔輪帶內筒體溫度會高于11檔輪帶內的筒體溫度，使

5、其中心點的 升高幅度大于B，于是其中心線形成熱態(tài)中心線第一種情況，11檔 輪帶內筒體中心高B明顯低于2,即形成冷態(tài)中心線是直線在熱 態(tài)時不是直線；有的企業(yè)習慣將燒成帶拉的靠后，接近窯中輪帶處， 使II檔輪帶內筒體溫度高于1檔輪帶內的筒體溫度，其中心點的 升高幅度大于A,于是其中心線形成熱態(tài)中心線第三種情況，11檔 輪帶內筒體中心高8又明顯高于2和C；熱態(tài)中心線第二種情 況的直線度狀況表現是相對較好和理想的，然而實際上不可能或是很 難能實現的。為了能讓窯熱態(tài)中心線保持良好的直線度狀態(tài)，使熱態(tài)中心線第 二種情況的直線度狀況盡量得以實現，國外同行們常常采取對新安裝 后的回轉窯中心線在冷態(tài)直線度較好的

6、情況下，將I檔或II檔兩邊的 托輪向外作少量的平行移動，使其中心高垂直下降一定高度，下降的 距離正好與熱態(tài)升高的距離相吻合，這種處理方法的前提是要求企業(yè) 使用原、燃材料的成分保持相對穩(wěn)定，中控室窯操作人員的操作方法 應嚴格按照該工藝線設計人員編制的操作規(guī)范進行操作，否則熱態(tài)中 心線第二種情況的直線度狀況將不可能實現，其直線度狀況將會是第 一、三種情況，這種處理方法目前在國內的水泥企業(yè)中很少被采用。 從圖1的回轉窯冷態(tài)和熱態(tài)中心線變化情況來看國內外的專業(yè)公司 在III檔輪帶內筒體的中心高由冷態(tài)的C點到熱態(tài)的C點設定的距離 一般都是6mm左右，說明在對離大齒輪處的輪帶內筒體溫度升高變 化的幅度所持

7、觀點是相同的，一般在220-2600目的是為保證大 小齒輪的齒頂間隙控制在合理范圍之內及液壓擋輪與輪帶側面接觸 均勻。但在I檔和II檔設定的距離各公司就不盡相同了，說明各自的 工藝設計理念不同，則與之相適應的工藝操作條件應得到滿足，這一 點若由國外專業(yè)公司提供工藝設計、設備選型及其制定的工藝操作方 案并全部按照其設計要求進行，其熱態(tài)中心線的直線度理想狀態(tài)將可 能得以實現。目前國內的設計院所對于這一點沒有納入設計安裝要求 之中，并不是沒有考慮到其重要性，原由是國內各企業(yè)使用原、燃材 料的品質常常受對不確定因素的影響，成分波動較大或各個企業(yè)原有 不同的操作習慣等方面原因使得很難滿足設計要求。為了使

8、窯熱態(tài)中心線實現良好的直線度狀態(tài)，國內不少水泥企業(yè) 采取了不同于國外同行的處理方法。在新生產線的試生產調試正常， 工藝系統穩(wěn)定或老生產線調整工藝方案和操作方式后，對窯熱態(tài)中心 線直線度狀況進行動態(tài)技術檢測，通過檢測的數據對各檔中心高情況 作出準確的判斷，從而確定對托輪的調動方案。采用這種方法的優(yōu)點 是各水泥企業(yè)可以結合自己的工藝狀況和操作習慣來使窯熱態(tài)中心 線直線度狀況與之相適應，從而實現對窯設備的管理伺服于工藝管理 的要求，而不是國外專業(yè)公司采用的方法，讓工藝管理和操作方式服 從于設備管理的要求。在對回轉窯中心線熱態(tài)的檢測時，最好是新安裝的回轉窯 試生 產調試期間進行，這樣可及時發(fā)現回轉窯在

9、運行時中心線的變化情 況，并及時對托輪進行調整，使窯中心線在從靜態(tài)的直線度情況向動 態(tài)的變化過程進行監(jiān)測，當工藝操作和產量達到相對的均衡穩(wěn)定后， 此時的窯中心線動態(tài)直線度情況也達到相對穩(wěn)定，隨后可以根據檢測 的中心線動、靜態(tài)之差值對相關托輪進行調整，使動態(tài)的窯中心線回 復到需要的直線度狀態(tài)。當然，對于運行時間較長、中心線直線度狀 況不是很好情況的回轉窯參照上述方法進行檢測也同樣可以見效若 是工藝操作和產量達到長期的相對均衡穩(wěn)定后，對托輪方位所作的恢 復性調整效果會更明顯。若是沒有通過窯中心線的動態(tài)檢測，象八十 年代以前窯中心線動態(tài)檢測技術尚未開發(fā)出來時，僅憑經驗觀察結果 作為調整托輪依據的這一

10、作法是不得已采取的辦法，隨著科學技術的 發(fā)展今天已不再提倡。而今提倡每1 2年進行一次窯中心線動態(tài)檢 測是科學正確的、與當今新型干法水泥生產技術相適應的設備管理方 法，如同疾病患者所表現出來的各種病癥經內科醫(yī)生判斷疑是患有某 種癌癥時，最后的確認彳主彳主需要借助CT或其他某種醫(yī)療器械的檢測 結果，當檢測結果和病癥表現相一致時，內科醫(yī)生才能確診并對癥下 藥或由外科醫(yī)生進行手術治療，在目前醫(yī)療技術高度發(fā)達的年代，彳主 彳主在身體狀況沒有發(fā)現明顯癥兆時，也作必要的定期體檢，做到事先 發(fā)現將問題處理在萌芽狀態(tài)的方式是同樣的道理。熱態(tài)中的回轉窯中心線的直線度狀況在受到托輪軸承座位置的 調動；窯筒體表面溫

11、度的變化；輪帶與墊板、輪帶和托輪表面、托輪 軸和軸瓦及各接觸面之間正常和非正常的磨損;及基礎沉降等方面因 素的影響會發(fā)生變化。輪帶內圈與墊板、輪帶和托輪表面、托輪軸和 軸瓦之間的磨損會使得窯筒體的中心高下降，從而影響到窯熱態(tài)中心 線的直線度，其中輪帶內圈與墊板的之間磨損使得窯筒體中心高下降 的狀況表現的最為突出。應當明確的是作為回轉窯支撐點的托輪，對 其位置不調動或少調動是相對的，不是絕對的。當輪帶與墊板輪帶 和托輪表面、托輪軸和軸瓦及各接觸面之間的正常和非正常的磨損以 及基礎沉降方面因素引起的回轉窯中心線直線度狀況發(fā)生變化時建 議通過窯中心線動態(tài)檢測在確定了各個托輪的調動量后進行比較合 適。

12、其調動原則應該能滿足下列條件，即：使回轉窯中心線在動態(tài)(即 熱態(tài))時趨于良好的直線度狀態(tài)；使托輪軸線與回轉窯中心線保持相 對平行；使各個托輪與輪帶之間受力均勻，表面接觸均勻一致。在生 產運行中出現因窯工藝系統失去平衡而引起的軸瓦發(fā)熱現象，試圖以 通過調動托輪的方法以達到消除軸瓦發(fā)熱現象作為目的;或因窯筒體 表面溫度、尤其是輪帶附近筒體表面溫度的變化引起輪帶與托輪出現 暫時性接觸不均勻狀態(tài)而對托輪的調動都是不應提倡的，其原因已在 相關文章中作過詳細敘述，在此不再多述。托輪在經過數次調整后， 必然會引起窯熱態(tài)中心線的直線度發(fā)生變化，如此反復，托輪受力的 均勻性也必然會受到破壞，托輪軸瓦徑面和端面的

13、發(fā)熱現象增多亦成 必然。因此，熱態(tài)中的回轉窯中心線的直線度狀況應是企業(yè)的工藝和 設備管理人員都應密切關注和重視的。2.托輪軸線的斜角度托輪軸線的斜角度是指托輪實際軸線與窯中心線平行時的虛擬 軸線所形成的夾角，見圖2(b)。斜角度的大小是判別托輪與輪帶接 觸、托輪和軸瓦的受力狀態(tài)的重要依據。早期在濕法和半十法窯上沒有液壓擋輪的情況下，常常采用調斜 托輪位置，據國內外資料上介紹當時的托輪軸線斜角度一般為0.5 左右，目的在于對窯產生一定上行的推力，使窯作軸向運動，以達到 窯的長期安全運行。新型干法回轉窯的上下行軸向運動是依靠液壓擋 輪來實現的，托輪軸線的斜角度對于新型十法回轉窯來說不應再起作 用，

14、托輪軸線的斜角度為0或小于0.05比較合適，即托輪實際軸 線與窯中心線平行時的虛擬軸線基本重合，其形態(tài)見圖2(a)。以 2500/d的中4x60m新型十法回轉窯為例，0.05的斜角度相當于 托輪軸承座支頭桿前進或后退0.30.5mm。在新建的新型十法 生產線的試生產調試前，回轉窯托輪軸線的斜角度一般在0或小于 0.05。的正常范圍內，然而在調試后多數都發(fā)生了變化，其原因在于 安裝的冷態(tài)筒體中心線直線度偏離了行業(yè)標準的要求，造成輪帶和托 輪接觸不良而又試圖通過調動托輪軸承座位置使其能接觸均勻；或由 于托輪軸瓦發(fā)熱，調進或調退軸承座位置來緩解發(fā)熱現象，由于托輪 位置的調動，使得斜角度發(fā)生了變化。在

15、托輪軸線的斜角度為0或 小于0.05時，見圖2(a)，輪帶與墊板熱態(tài)間隙6在輪帶的兩端表 現較為均勻。而當托輪軸線的斜角度大于0.05時，見圖2(b)，輪 帶與墊板熱態(tài)間隙6在輪帶與托輪接觸緊密的一端無縫隙，另一端則 會出現距離最大為2倍6的開度。這種現象的出現將使得托輪軸瓦 背及瓦端發(fā)熱的幾率增大，同時還會使輪帶與墊板之間的不均勻性磨 損越來越嚴重。托輪作為回轉窯支撐點，前面談到過對其位置不調動是相對的， 不是絕對的作為前提，若需調動在這里還應滿足調動后的托輪軸線與 回轉窯中心線保持相對平行，即托輪軸線的斜角度靠近0或小于 0.05。的條件。目前不少企業(yè)的技術人員因為軸瓦發(fā)熱或僅憑觀察主 觀

16、認為托輪與輪帶接觸不均勻等方面原因而背離上述原則隨意調動 托輪位置，主要是因為對回轉窯熱態(tài)中心線的直線度及托輪軸線的斜 角度狀況，與液壓擋輪不能正常運行、托輪軸瓦發(fā)熱和燒瓦斷軸、托 輪及輪帶表面出現點蝕、掉渣掉塊、裂紋或不規(guī)則的磨損，輪帶擋鐵 移位、脫落，回轉窯發(fā)生振動等等不正?，F象有著相關聯的重要性不 甚了解所為。體現托輪軸線斜角度重要性的另一方面，是對于安裝的新窯當發(fā) 現托輪和輪帶因加工方面原因導致外形成為錐體或鼓型而使得它們 之間接觸不均勻時，是對相關的軸承座墊高還是調斜托輪，增大托輪 軸線斜角度？從托輪軸線斜角度方面出發(fā)，筆者認為在處理方法上采 取對稱于窯中心線兩邊墊高相關軸承座的方法

17、是正確的這種方法的 好處在于僅使得托輪軸線在垂直平面上有所變化，讓原本平行窯中心 線的托輪軸線在大于或小于窯體的斜度（3.5%或4.0%）的平面上 向設計要求的斜度靠近，不會對窯體產生額外的軸向推力，有利于軸 瓦和止推盤的受力趨于均衡。而采取調斜托輪的方法雖然使托輪與輪 帶之間的接觸能趨于均勻，但其產生額外的軸向力將會使托輪軸線形 成大八字或小八字現象，或使兩組以上托輪同時形成同方向的軸向推 力，影響液壓擋輪的正常運行。有時在回轉窯安裝過程中也常常會出 現由于采用了設備制造商提供加工精度不夠，偏差過大的斜度規(guī)，造 成軸承座底座和托輪的斜度與回轉窯中心線不相符，輪帶與托輪接觸 面之間在冷態(tài)時就出

18、現明顯接觸不良的縫隙，為消除這類縫隙，安裝 人員有時圖省事而采取將各個托輪調斜的方法來處理，這種方法看似 縫隙被消除，實則輪帶與托輪之間仍處于局部接觸狀態(tài)，經過熱態(tài)的 長時間運行在輪帶和托輪表面不均勻接觸的明暗條紋就會顯現出來。 在HNXX水泥企業(yè)的2500t/d生產線#4x60m回轉窯在就發(fā)現過 類似情況，安裝后的生產調試期間發(fā)現托輪和輪帶之間存在不同程度 的縫隙，后安裝人員就是采取了將托輪調斜的方法來處理，經過一年 多時間的運行后發(fā)現各個輪帶表面均出現明顯縱向的明暗條紋，且托 輪軸瓦及止推盤常常伴隨有不同程度的發(fā)熱，這種狀況表明了輪帶與 托輪之間處在不均勻的接觸狀態(tài)。在經過對窯中心線的直線度和托輪 軸線的斜角度進行熱態(tài)檢測后，發(fā)現窯中心線在水平面的投影情況 為：1檔處的中心偏移6.5mm，II檔處的中心朝相反方向偏移 3.5mm。托輪軸線斜角度均為 0.911、0.166、0.259、0.724、 0.033、0.198，有兩個托輪軸線斜角度競超過了前面所述的早期 濕法和半十法窯時期斜角度為0.5左右的要求，離新型十法窯對托 輪軸線斜角度為0或小于0.05的要求相差過多，六個托輪軸線的 斜角度都顯得偏大。由于托輪軸線斜角度偏大，1、11檔處的托輪止 推盤與軸瓦端部長期處于接觸狀態(tài)，經常發(fā)熱。在檢測中發(fā)現這些情 況后，另外對各軸承座底座基礎的斜度也進行了檢測，發(fā)現I、11