回轉(zhuǎn)窯托輪調(diào)整的方法

莫計(jì)松，潘國(guó)文，劉驥，黃興望

水泥回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行期間，其托輪襯瓦經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱情況，導(dǎo)致襯瓦燒損、球瓦損壞、托輪軸磨損等事故，嚴(yán)重影響窯的正常穩(wěn)定運(yùn)行，因此，有必要對(duì)運(yùn)行中的托輪襯瓦進(jìn)行有效監(jiān)控[1]。我公司2號(hào)生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯自1986年投產(chǎn)至今，已運(yùn)行三十余年，回轉(zhuǎn)窯托輪襯瓦溫度穩(wěn)定在55℃以下，但回轉(zhuǎn)窯不能上下自由竄動(dòng)，且為防止托輪襯瓦溫度突然發(fā)生變化，未對(duì)回轉(zhuǎn)窯托輪進(jìn)行過調(diào)整。由于回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期處于上限位運(yùn)行，導(dǎo)致3 號(hào)墩托輪表面磨損嚴(yán)重，磨損量約15mm，加之1號(hào)墩托輪施加在輪帶上的上竄力過大，加劇了輪帶與墊板擋鐵之間的磨損，輪帶磨損量（窯尾方向）約15mm?；剞D(zhuǎn)窯長(zhǎng)期不能自由上下竄動(dòng)，對(duì)輪帶、托輪及大小齒輪嚙合處等的磨損影響較大，因此，需調(diào)整回轉(zhuǎn)窯托輪，使2號(hào)生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)。

1 原因分析

我公司2號(hào)生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行期間，經(jīng)歷過輪帶更換、筒體更換、大齒圈更換等多次大修，設(shè)備狀態(tài)和性能已不能與投產(chǎn)時(shí)相比。同時(shí)，經(jīng)長(zhǎng)期的運(yùn)行和振動(dòng)，各托輪土建基礎(chǔ)也存在一定沉降，以致回轉(zhuǎn)窯斜度、中心線等與設(shè)計(jì)值有一定偏差，未能達(dá)到理想運(yùn)行狀態(tài)。因此，需對(duì)回轉(zhuǎn)窯各托輪進(jìn)行調(diào)整，以確?；剞D(zhuǎn)窯處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)的影響因素分析如下：

（1）3 號(hào)墩托輪表面磨損產(chǎn)生凸臺(tái)，使回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)。從磨損情況看，托輪中間相對(duì)兩端磨損深度約15mm，寬度與輪帶基本一致，可以判斷是輪帶與托輪長(zhǎng)期相對(duì)靜止運(yùn)行產(chǎn)生的磨損。我們對(duì)3號(hào)墩托輪兩端采取在線車削的加工方式，車平凸臺(tái)后，回轉(zhuǎn)窯仍不能自由上下竄動(dòng)。

（2）斜度變化引起回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)。通過對(duì)各托輪基礎(chǔ)標(biāo)高的檢測(cè)和計(jì)算，得到回轉(zhuǎn)窯目前的斜度為3.94%，與理論設(shè)計(jì)值4.0%并無明顯變化，不會(huì)造成回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)。

（3）從托輪軸頸及止退盤溫度判斷，1 號(hào)墩托輪窯尾端止退盤與軸瓦接觸，油膜偏薄，止退盤溫度相對(duì)2號(hào)、3號(hào)墩托輪高10℃左右，可判斷該組托輪所受軸向力較大。同時(shí)，從該檔輪帶窯尾側(cè)與擋環(huán)接觸面摩擦、磨損較大，且有磨出鐵塊掉落的情況可知，1號(hào)墩托輪對(duì)回轉(zhuǎn)窯窯尾方向施加的軸向力過大，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)。

因此，要解決回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)的問題，對(duì)托輪進(jìn)行調(diào)整是最直接有效的手段。

2 受力分析及調(diào)整方案

調(diào)整托輪前，首先對(duì)托輪與輪帶間的受力進(jìn)行分析，如圖1所示。

圖1 托輪與輪帶間的受力分析

2.1 受力分析

回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行期間，托輪旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)輪帶所產(chǎn)生的圓周力Q沿托輪切線且垂直托輪中心線方向，其可分成重力方向的G1分力和平行于窯中心線方向的F分力，而F分力的大小與回轉(zhuǎn)窯的上下竄動(dòng)密切相關(guān)。通過調(diào)整回轉(zhuǎn)窯托輪，改變其圓周分力F的大小，即可使回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)[2]。

2.2 調(diào)整方案

（1）將需要松動(dòng)的地腳螺栓積灰清理干凈，并保護(hù)好各測(cè)溫線。

（2）松動(dòng)地腳螺栓（每組托輪4 顆），并安裝百分表，對(duì)好零位（表針位置需平整）；觀察此狀態(tài)下回轉(zhuǎn)窯上下竄動(dòng)情況、各個(gè)托輪襯瓦溫度情況（此周期至少需24h）、百分表位置情況，并記錄數(shù)據(jù)。

（3）若回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)，則緊固相關(guān)地腳螺栓；若回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)，則調(diào)整頂絲。第一次調(diào)整頂絲時(shí)，兩邊托輪分別向外調(diào)整0.25mm（即頂絲旋轉(zhuǎn)1/16圈），觀察回轉(zhuǎn)窯情況（此周期約需48h），并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)（托輪襯瓦溫度、百分表位置等）。

（4）調(diào)整頂絲后，若回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)，則緊固相關(guān)地腳螺栓；如不能，則再次調(diào)整頂絲，且一次只能調(diào)整一個(gè)托輪。將托輪向外調(diào)整0.25mm（即頂絲旋轉(zhuǎn)1/16圈），觀察回轉(zhuǎn)窯狀態(tài)（此周期約需48h），并做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。

（5）重復(fù)第四步，直到回轉(zhuǎn)窯狀態(tài)良好為止。

3 調(diào)整實(shí)踐

3.1 2012年4月，調(diào)整1號(hào)墩托輪

調(diào)整原因：1號(hào)墩輪帶東端（窯尾方向）與擋鐵間受力過大，輪帶磨損。

調(diào)整方法：南面一組托輪東端軸瓦座向南移動(dòng)調(diào)整（見圖2），北面一組托輪西端軸瓦座向北調(diào)整（見圖3）。

圖2 南面托輪的調(diào)整

圖3 北面托輪的調(diào)整

調(diào)整過程：松動(dòng)托輪地腳螺栓，跟蹤觀察24h內(nèi)回轉(zhuǎn)窯托輪襯瓦溫度及回轉(zhuǎn)窯上下竄動(dòng)情況；兩組托輪分別向外調(diào)整0.25mm，跟蹤觀察48h；每次托輪單邊向外調(diào)整0.25mm，跟蹤觀察48h，直到回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)。

調(diào)整結(jié)果：南面一組托輪東端軸瓦座向南調(diào)整1.4mm，北面一組托輪西端軸瓦座向北調(diào)整0.4mm，歷時(shí)兩周時(shí)間，各組托輪襯瓦溫度受控，液壓擋輪受力為0～1.5MPa，回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)。

3.2 2013 年 3 月及 2015 年 4 月，調(diào)整 2 號(hào)墩和 3 號(hào)墩托輪

在更換回轉(zhuǎn)窯筒體時(shí)，根據(jù)回轉(zhuǎn)窯中心直線度和大小齒輪齒頂嚙合情況，調(diào)整2 號(hào)墩和3 號(hào)墩托輪。2 號(hào)墩托輪兩邊分別向內(nèi)側(cè)平行移動(dòng)20mm；3號(hào)墩托輪兩邊分別向內(nèi)側(cè)平行移動(dòng)8mm，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行后，各組托輪襯瓦溫度受控，但回轉(zhuǎn)窯仍不能自由上下竄動(dòng)。

3.3 2015年11月4日，調(diào)整2號(hào)墩托輪

調(diào)整依據(jù)：回轉(zhuǎn)窯不能自由上下竄動(dòng)，2 號(hào)墩南面托輪東端（窯尾方向）軸頸溫度相對(duì)其他位置高，托輪表面溫度高且托輪兩端溫度差別明顯。

調(diào)整方法：南面一組托輪東端軸瓦座向南移動(dòng)調(diào)整。

調(diào)整過程：記錄各組托輪襯瓦溫度，該組托輪襯瓦溫度為63℃，軸頸端止退盤溫度為54℃，11 月4日早上10:00，安裝百分表后，松動(dòng)托輪地腳螺栓，松動(dòng)頂絲1/8圈（頂絲螺距4mm，計(jì)劃外調(diào)0.5mm），下午15:45 回轉(zhuǎn)窯能下竄，各組托輪襯瓦溫度正常（該組襯瓦溫度60℃），液壓擋輪受力0～1.5MPa；16：00松動(dòng)頂絲1/16圈，跟蹤觀察。

11 月5 日早上8:00，各托輪襯瓦溫度正常（該組襯瓦溫度60℃），液壓擋輪受力0～1.8MPa；9：30重新安裝百分表并對(duì)好零位，松動(dòng)頂絲1/16 圈，百分表變化了0.25mm（即托輪移動(dòng)了0.25mm）。9：40 發(fā)現(xiàn)該組托輪襯瓦溫度快速升高，將頂絲旋緊1/8 圈（此時(shí)百分表回到零位，即托輪移動(dòng)了0.25mm），托輪西端頂絲向外調(diào)整1/12圈并更換潤(rùn)滑油后，襯瓦溫度仍升高至130℃。此時(shí)發(fā)現(xiàn)，該組托輪從窯尾方向軸頸端接觸軸瓦端面變?yōu)榉聪蚪佑|，襯瓦端面已拉傷。再次更換潤(rùn)滑油，窯速降低為1.2r/min，待襯瓦溫度穩(wěn)定后逐步提速。

當(dāng)提速至2r/min 時(shí)，襯瓦溫度穩(wěn)定在80℃，提速至2.3r/min 時(shí)，襯瓦溫度又上升至130℃。經(jīng)降低窯速、向外調(diào)整托輪西端頂絲約1/10 圈（此時(shí)百分表走動(dòng)0.18mm）和更換粘度為1 000 的潤(rùn)滑油（正常粘度為600）后，仍未能有效控制襯瓦溫度。為使托輪軸合金瓦面不被燒傷，最終決定對(duì)托輪軸瓦進(jìn)行注水冷卻及磨合，直至19：30托輪又變回窯尾方向軸頸端接觸軸瓦，襯瓦溫度50℃，移開冷卻水管，將窯速提至2.3r/min，襯瓦溫度保持穩(wěn)定，液壓擋輪受力0～2MPa。11 月6 日日間，更換了新的潤(rùn)滑油，且窯速恢復(fù)正常2.5～2.6r/min，襯瓦溫度穩(wěn)定，至此托輪調(diào)整全部結(jié)束。

調(diào)整結(jié)果：綜合考慮南面托輪東端向外調(diào)整約0.5mm（頂絲退出量一樣），歷時(shí)35h，各組托輪襯瓦溫度控制穩(wěn)定，該組托輪襯瓦溫度為50℃，軸頸端止退盤溫度為40℃，液壓擋輪受力為0～2MPa，回轉(zhuǎn)窯能夠自由上下竄動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）調(diào)整托輪前，需采集各組托輪數(shù)據(jù)并進(jìn)行托輪受力分析，確定需要調(diào)整的托輪及調(diào)整方法。

（2）松動(dòng)托輪地腳螺栓前，需要安裝百分表，并保證百分表示數(shù)正常、準(zhǔn)確。

（3）調(diào)整過程中不能移動(dòng)百分表，隨時(shí)跟蹤記錄百分表數(shù)值及各組托輪襯瓦溫度變化情況、液壓擋輪受力情況。

（4）調(diào)整托輪后，盡量延長(zhǎng)跟蹤觀察時(shí)間，至少需跟蹤觀察48h 以上。第一次調(diào)整可選0.25mm調(diào)整量，再次調(diào)整時(shí)，每次調(diào)整量≯0.1mm，避免托輪襯瓦溫度突然變化。

（5）跟蹤記錄襯瓦溫度時(shí)，需嚴(yán)格監(jiān)控調(diào)整的托輪軸頸接觸的止退盤溫度變化情況，如止退盤溫度變化明顯時(shí)，需要延長(zhǎng)觀察時(shí)間，待托輪襯瓦溫度和止退盤溫度穩(wěn)定后再作下一步調(diào)整。

（6）各組托輪須配合調(diào)整，避免單組托輪調(diào)整量過大而發(fā)生意外。

（7）調(diào)整托輪時(shí)，需采用擰緊頂絲向中間調(diào)整的方式，而不是松動(dòng)頂絲向外側(cè)調(diào)整，這樣易于控制托輪的調(diào)整量，且調(diào)整過量時(shí)，易于回調(diào)。

（8）調(diào)整托輪前，需做好相關(guān)應(yīng)急預(yù)案，防止突發(fā)狀況時(shí)產(chǎn)生慌亂，進(jìn)而導(dǎo)致重大事故發(fā)生。