筒體墊板在回轉窯中的應用

唐威

摘 要：筒體墊板結構是否合理關系到回轉窯整體運行的穩定與否，回轉窯運行的穩定性以及連續性都會受到筒體墊板的影響，另外筒體墊板還會影響到設備的檢修費用以及日常維護工作，一定程度上起到了決定作用。

關鍵詞：通體墊板；回轉窯；擋圈

1 前言

回轉窯的筒體墊板位于松套輪帶下，均勻分布在筒體段的表面，呈現出若干弧形截面的鋼板，其作用是為了襯墊輪帶，避免筒體的外表面同輪帶面直接接觸，這些筒體外的鋼板就被稱作筒體墊板。筒體墊板是否具有合理的結構是保證回轉窯能否長期穩定的安全運行的關鍵，同時還具有決定維修、使用設備期限的重要作用。

2 作用

2.1 筒體以及輪帶

回轉窯在運行時，筒體溫度相對較高。而輪帶則會裸露于空氣中，其外表面距離筒體距離較大，因而相對溫度較低。若是輪帶內表面無法及時的冷卻，那么就會在內外表面產生相當的溫度差，溫度差會產生一定的應力，在該種應力的作用下就會使得輪帶斷裂。而在筒體外設置墊板后，輪帶同筒體之間就會由于存在墊板而能夠良好的進行通風散熱，因而就不會在輪帶內表面以及筒體的外表面形成過熱的現象，從而有效的控制輪帶內外的溫度差，令其能夠在規定的溫度范圍內，保證輪帶能夠安全穩定運行。

2.2 筒體的保護

而在回轉窯中使用了浮動輪帶結構，通常在筒體以及輪帶圓周方向都會存在滑動。若是該處直接令輪帶同筒體直接接觸則必然會產生磨損，而添加了墊板之后則會降低磨損程度。設置了墊板之后的筒體外表面不會直接接觸輪帶，因此就不會因為相對摩擦而使得筒體受到磨損。此外，設置了墊板的筒體，其剛度也有一定的加強。

2.3 輪帶安裝相對方便

設置墊板的回轉窯其本質上加大了支撐段的筒體直徑，墊板長度一般設置為筒體長度的一半。一定程度也能夠說是縮短了筒體的節段，因此輪帶在進行套裝時更為方便、容易，這一優勢在更換輪帶時較為突出。

2.4 利于粘掛窯皮

在回轉窯的筒體中，會在內壁砌筑一層耐火磚，或者打上澆注料用以提高耐火度，保護筒體。在回轉窯進行作業過程中，其窯襯的內表面會有窖皮產生，并附著在燒成帶內表面。而對于窖皮的粘掛則要求平整、厚實、堅固、均勻，并且還應當牢牢粘固在耐火材料桑。因此回轉窯進行操作的過程中需要把握窖皮的粘掛，窖皮對于整個生產過程具有重要意義。但是窖皮在過高的溫度下不易粘掛，因此需要對筒體的溫度予以控制，即公國墊板的設置，保證筒體中窖皮的粘掛。

3 計算、設計墊板

墊板的應用從上世紀初開始便有了一定的發展，其結構不斷的被加以改進。目前回轉窖中筒體墊板大多采用了浮板設計，基本上都采用浮放墊板。而墊板的設計需要以確切的數據作為基礎，因此就涉及了墊板的計算。針對墊板的計算主要內容包括了周長、長度、寬度以及形狀、塊數，并需要對其同筒體之間的連接、支擋等做出正確的技術指標計算。

3.1 確定總周長

作用在回轉窯筒體上的作用力作用在輪帶上是通過墊板進行傳遞的，但是由于墊板的特殊結構使得墊板的受力并非是均勻的，往往在某一瞬間最下面的墊板受到作用力最大，兩側的則較小，位于上面的墊板在一般情況下幾乎不受力。因此，應當保證墊板受到的最大作用力小于墊板所能承受的最大壓力值，避免出現冷焊以及塑性形變現象。考慮到輪帶以及筒體應當在結構上方便更換且具有足夠空間進行冷卻，墊板的總周長可以通過以下公式予以確定。

CF=KCCS=KC？仔D mm （1）

式中：KC-墊板的總周長系數，一般KC=0.5～0.7；

CS-筒體的外圓周長，mm CS=？仔D；

D-筒體的外圓直徑，mm；

？仔-周周率，？仔=3.142

3.2 寬度以及數量的確定

確定了墊板總周長后，墊板的寬度會直接影響到墊板的使用數量。若是墊板具有較大的寬度，那么就會由于焊縫開裂導致筒體裂縫，這是出現筒體焊接問題的主要原因。鋼板的厚度會影響到其剛度，剛度越大就越容易受到外力作用。若是對焊縫處產生集中的應力以及疲勞影響，那么應當對其進行及時的處理保證變導致筒體裂紋以及焊縫連接開裂。

3.3 確定墊板長度

輪帶長度受到了諸多因素的影響，其中最主要的為輪帶寬度以及支擋結構。可以通過相關計算予以明確：

LF=KLBt mm （2）

上述公式中KL為長度系數，用以應用在墊板長度計算中，相對于可調墊板、普通墊板，其中KL范圍在1.7至2.4；對于可調型的墊板，KL取值1至1.002，該種計算僅對輪帶接觸點予以計算；而KL在浮放墊板即墊板的接觸段，取值應當保證在1.2至2.1之間。其中Bt為輪帶寬度，單位為毫米。

若是材料條件優越，那么應當選擇墊板長度較長的。但是長度上應當控制，避免加固成本的提高，著對于企業盈利以及加工也是一種影響。

3.4 確定墊板厚度

徑向變形在筒體上是無法避免的，尤其是輪帶同墊板的內部被磨損后，由于輪帶間隙的增加，就會加大筒體的變形量。由于墊板厚度的增加，剛性的加大，墊板不會隨著筒體的變形隨意變形，從而加大了焊縫處的應力。因此對于筒體外壁設計的較厚而將墊板設計較薄是較為合理的。墊板的厚度可以通過以下方式進行確定：

？啄F=K？啄？啄t mm （3）

上述公式中Kδ是墊板厚度的常用系數。普通墊板Kδ取值區間在0.4到0.6，而在小型回轉窯以及浮放墊板其取值為0.6，而對于可調墊板中的固定墊板，厚度系數為0.35至0.50；而可調墊板中的活動墊板，其Kδ的取值范圍最小為0.26，最大值為0.35；δt表示筒體厚度，單位毫米。

3.5 形狀以及貼合度

焊縫應力大小以及加工的難易程度、筒體損傷都會受到墊板形狀的影響。為了方便加工且對焊縫處的應力予以減小，筒體的焊接件全都改為使用圓角，并在墊板的端頭增加一個大坡角作，這對于墊板同筒體之間的貼合有一定的作用。

墊板與筒體的貼合度，主要靠墊板橫截面圓度與筒體焊接時所采取的措施來保證。國內大部分控制間隙≤0.5mm，而國外多控制在≤0.25mm，只要采取恰當的措施是能夠滿足這種要求的。

圖1 擋圈擋塊與墊板

3.6 墊板與筒體的聯接

墊板浮放在筒體上，沒有焊縫的影響。這樣，不存在焊縫開裂的問題，筒體也不會產生附加應力，可以避免斷裂的發生。所用的定位塊和夾塊雖與筒體焊接，因為塊度小，所有的尖角又都采用圓角，所以受筒體變形的影響很小，應力集中也很小。但必須注意：在設計浮放墊板時，必須考慮三維的限位問題，即環向、軸向和徑向都必須有定位和限位措施。

3.7 輪帶的止擋裝置

回轉窯在運轉時需要上下往復移動，以保證輪帶和托輪接觸表面磨損均勻。另外，窯體因溫度變化軸向長度也在隨之變化。這些都會使輪帶與筒體在軸向上有相對移動。為了使輪帶在軸向上準確地與墊板接觸，必須在墊板上設置輪帶的止擋裝置，推薦使用擋圈。考慮熱脹的問題，擋圈不宜制成整體，而應分瓣。一般可分為4～6瓣較好，具體根據窯徑的大小確定。

擋圈與擋圈的接頭，靠輪帶的里側應加工出大坡角或大圓弧，見圖1，以免劃傷輪帶側面，減輕磨損。

4 結束語

回轉窯的發展速度令筒體墊板必須隨之發展，目前筒體上采用復方結構的墊板是最佳的。雖然回轉窯的筒體墊板在結構上通過不斷的更新換代取得了一定成就，但是還是存在一些問題有待改進。

參考文獻

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