回轉窯窯體竄動的原因分析及解決措施

后亞瓊

云南錫業股份公司冶煉分公司，云南個舊市 661000

回轉窯窯體竄動的原因分析及解決措施

后亞瓊

云南錫業股份公司冶煉分公司，云南個舊市 661000

針對回轉窯在使用過程中出現的窯體竄動問題，從回轉窯的組成入手，分析竄動原因，提出通過托輪調整解決回轉窯窯體竄動的方法和調整時的注意事項。

回轉窯竄動；托輪調整；注意事項

Abstract

for the rotary kiln in use in the process of the kiln body movement problems, from the point of the rotary kiln, jumping reason, put forward by roller adjustment to solve the bulk movement of rotary kiln adjustment method and the matters needing attention in the.

Keywords

rotary kiln movement; roller adjustment; matters needing attention

前言

回轉窯是重要的建材、冶金、化工爐窯之一。在建材、冶金、化工、環保等許多生產行業中，廣泛地使用回轉對固體物料進行干燥、焙燒、揮發等物理或化學處理，按處理物料不同可分為水泥窯、冶金化工窯和石灰窯，盡管性能不同，所針對的物料有些不同，但其結構還是比較相近的，回轉窯窯體竄動是生產過程中遇到的共性設備故障問題。

某公司采用回轉窯焙燒工藝，對含雜質較高的錫物料進行煉前處理。2010年5月份開產到2011年1月，生產不到半年的時間，即出現窯體整體向下移動120mm,窯頭的輪帶有25mm左右未支撐在托輪上，三組托輪均被磨出一道高15mm左右，寬80mm～100mm臺階，在運轉過程中，中部托輪組和窯頭托輪組，是輪帶帶動托輪轉動，窯體只會下竄，不能上竄，伴有不同程度的振動的設備故障。后經對托輪組進行修復、調整后，回轉窯才運行正常。經分析認為，回轉窯出現上述問題是因為回轉窯托輪受力不均勻，有的托輪徑向受力過大，致使托輪與輪帶間摩擦力增加，及時調整托輪受力狀況，保持各托輪組承載力均勻，是消除上述設備故障的關鍵和行之有效的方法。

1 回轉窯的組成

回轉窯主要由筒體，支承裝置，傳動裝置，活動窯頭，窯尾密封裝置，噴煤管裝置等部件組成。回轉窯的窯體與水平呈一定的傾斜，整個窯體由托輪裝置支承，并有控制窯體上下竄動的擋輪裝置組成。窯體主要用來承載生產中物料的傳熱、傳質和輸送被焙燒的物料；傳動裝置主要是傳遞回轉窯運轉所必需的動力，支承裝置則是整個設備的立腳點和基礎。支承置由滾圈、托輪、擋輪三部分組成。整個窯體質量由窯體本身通過墊板傳給輪帶,再由輪帶傳給托輪,最后由托輪座傳給托輪組基座和基礎；在傳動齒輪驅動下,通過大齒輪和窯體一裝起將轉動力傳給輪帶,使其在托輪上滾動。托輪組起托住輪帶和窯體,并調節和控制窯體上竄和下竄的作用；而擋輪則在一定范圍內被動地阻擋窯體在一定范圍內上、下竄動。因此,控制好回轉窯窯體竄動關鍵在于調整好回轉窯托輪組。

2 回轉窯竄動的原因及托輪組受力分析

2.1 回轉窯運轉中產生竄動的原因

在正常運轉中，窯體的中間輪帶會在上下檔輪之間往復游動，俗稱竄動。但窯體有時會出現只有一個方向的竄動，其主要原因是由于輪帶和托輪接觸表面之間的摩擦力發生變化引起的。摩擦力等于正壓力乘摩擦系數。而輪帶與托輪接觸表面間的摩擦系數，隨著接觸表面磨損情況、潤滑狀態、窯速快慢和風、水、塵土等不同而頻繁改變。同時，由于窯的熱工制度或氣溫的改變，也會影響窯體的軸線，這些都會引起摩擦力的變化，改變各組托輪正壓力的數值大小，使各個托輪組受力不均，從而破壞窯體的相對平衡而引起窯體竄動。

2.2 托輪組運動過程中的受力分析

托輪組運動過程中的受力分析如圖1所示。

由圖1 可以看出,在托輪與輪帶接觸點處, 由于托輪軸線是固定的,因此托輪的速度方向是Ut，輪帶圓周速度方向為Ur，Ut與Ur由于運行的方向不同,即產生一個水平向上或向下的竄動速度Uc。當托輪向圖1所示另一方向歪斜即產生反方向竄動速度,使窯體產生向上或向下的竄動分力。根據窯體運行力學計算可知, 當靠托輪軸線相對于輪帶水平方向軸線歪斜產生的竄動力小于窯體自重產生的下滑分力時, 窯體就下竄；當靠托輪軸線相對于輪帶水平方向軸線歪斜產生的竄動力大于窯體自重產生的下滑分力時,窯體就上竄。

圖1 托輪組運動過程中的受力分析

2.3 托輪組運動過程中的受力判斷

托輪受力大小的判斷可根據某個輪帶接觸表面的光亮程度來估計。輪帶接觸表面發亮，說明受力大；發烏說明受力小。

3調整回轉窯窯體竄動的方法

通過上述對回轉窯的組成、回轉窯竄動的原因及托輪組受力分析可知，回轉窯竄動的原因是各托輪組受力不平衡，因此，可通過調整托輪，使各托輪組受力平衡，解決回轉窯窯體竄動。調整時，首先把托輪的坎肩車到與帶輪接觸面相平，然后采取調整各托輪組受力平衡，使回轉窯能達到上下竄動。

3.1 調整托輪的目的

一是維持回轉窯筒體中心線為一直線；二是使窯體能沿軸向正常地往復竄動；三是使各檔托輪均衡地承受窯體載荷。這樣既能保持回轉窯有較高的運轉率和運轉周期，又能使輪帶、托輪及其軸承損壞較少，節約大量的維修費用。因此，正確調整托輪是非常重要的。

3.2 調整托輪組受力平衡的方法

通常情況下，窯體的斜度是不變的，而且無特殊情況，托輪很少調整。但由于托輪組磨損出現的坎肩，控制了窯體上竄的動作，打破了窯體的相對平穩，正常情況下回轉窯的軸向上、下竄動間距要控制在20mm～40mm之間，否則就必須調整。

根據窯體的竄動方向，確定托輪的轉動方向，然后在窯體轉動情況下，搬動托輪軸承座的調節螺絲，頂絲每次只許轉動30°～60°，小量的移動以求逐步達到合適，最終達到每組托輪組受力均勻，回轉窯運轉平穩，可上下竄動。調整原理如圖2所示。

圖2 回轉窯上下竄動調整原理

4 調整時注意事項

根據在力學體系中要保持受力均衡的原理，調整托輪時應注意以下幾點：

（1）托輪的調整工作，一般應從窯的入料端各對托輪開始，盡量使窯體出料端及反應帶附近的各道托輪中心線與窯體中心線保持平行，避免在窯中大齒圈傳動處和窯頭的托輪組進行調整。

（2）根據相關資料要求：托輪歪斜角度一般不應大于0°30′。在調整托輪產生竄動力時,必須使若干組托輪組件的調整方向保持一致,即各組托輪的扭動方向都必須向同一方向調整,使其呈如圖3所示的平行四邊形, 各托輪組的托輪軸線與窯體的軸線應如圖4所示，否則,將破壞窯體的正常運轉。

圖3 各組托輪的扭動方向

（3）利用受力較大的一道托輪進行調整工作，雖然可以使窯體迅速往上竄或往下竄，但調整時容易發生事故，而且托輪和托輪帶以及托輪軸均易損傷，因此不許采用。

（4）托輪調整時,可先在窯體靜止時調整,然后運轉時觀察；也可采用邊運轉邊調整的方法(對質量較大的回轉窯一般傾向于在靜止中初調,然后在運轉時再微調)。對于運轉中調整,可先稍稍松開用于固定托輪座的固定螺栓,然后緩慢同時、同方向調整一對托輪的頂絲(同步緊或同步松,并確切記下調整的幅度),觀察其有無變化,然后依次調整其它托輪組的頂絲,再仔細觀察窯體竄動情況,直至符合要求為止。一般情況下,空窯體調整時歪斜幅度可略小些,因為窯體帶料后,在自重作用和托輪歪斜產生的竄動分力要比空窯時增加,竄動力也會隨之增加。對于運轉過程中調整產生了比理想要稍大一點的竄動力,還可通過對輪帶添加少量潤滑油,減少輪帶的摩擦系數,使之緩慢、少量地朝反方向竄動,以最終達到理想的狀態。

圖4 各托輪組的托輪軸線與窯體的軸線

5 結語

近一年以來，某公司機修人員通過及時調整托輪受力狀況，保持各托輪組承載力均勻,達到窯體平穩地上下竄動，回轉窯能正常地運轉平穩，各托輪組磨損均勻，未產生托輪嚴重磨損的坎肩現象，窯體振動也消失，滿足了生產的需要。因此，正確掌握回轉窯窯體竄動的調整方法, 及時調整托輪受力狀況，保持各托輪組承載力均勻,達到窯體平穩地上下竄動，并按規范安裝和檢修好窯體,切實有效地加強設備的日常維護、保養工作，是確保回轉窯正常運行的有效途徑。

[1]國家建材工業局.水泥機械設備安裝工程施工及驗收規范 （JCJ03-90）.

The bulk movement of rotary kiln and the reason analysis and solving measures

Hou Yaqiong
Yunnan Tin Corporation metallurgical branch， Gejiu Yunnan， 661000，China

后亞瓊（1968—），女，漢族，云南石屏縣人，機械工程師，大專，主要從事設備管理工作，現在云南錫業股份公司冶煉分公司工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.036