回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦溫度過(guò)高原因分析及處理

魯鳳鳴，邵振鵬

回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦溫度過(guò)高原因分析及處理

Reason Analysis and Treatment of Over-heated Bearing Shell for the Rotary Kiln Support Roller

魯鳳鳴，邵振鵬

1 托輪的調(diào)整

托輪的安裝找正，是以由經(jīng)緯儀在底座上打出的回轉(zhuǎn)窯的中心線為基準(zhǔn)進(jìn)行的，找正時(shí)，要求同一側(cè)三檔托輪中心線在豎直平面內(nèi)的直線度偏差不大于0.5mm；每檔托輪的標(biāo)高偏差不大于0.5mm。

在烘完窯投料之后，Ⅲ檔托輪的2號(hào)瓦溫度過(guò)高，檢查這個(gè)托輪的軸承座安裝標(biāo)記后，發(fā)現(xiàn)3號(hào)軸承座偏離了原來(lái)的位置。經(jīng)過(guò)調(diào)整后，2號(hào)瓦的溫度降了下來(lái)，但是Ⅱ檔托輪的1號(hào)瓦溫度開始上升并已接近報(bào)警溫度（如圖1）。接下來(lái)又開始調(diào)整這個(gè)托輪，調(diào)整完之后，當(dāng)窯的喂料量達(dá)到320t/h、轉(zhuǎn)速為3r/min時(shí)，1號(hào)瓦的溫度穩(wěn)定在48℃附近。

2 問(wèn)題分析及處理

當(dāng)窯的轉(zhuǎn)速為3.5r/min、喂料量達(dá)到360t/h時(shí)，Ⅱ檔托輪1號(hào)瓦的溫度急劇上升到56℃；Ⅲ檔托輪的2號(hào)瓦溫度上升了6℃；Ⅰ檔托輪的1號(hào)瓦溫度上升了7℃，3號(hào)瓦溫度上升了9℃。而此時(shí)窯的轉(zhuǎn)速和產(chǎn)能都沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)值，如果繼續(xù)提產(chǎn)、提高窯的轉(zhuǎn)速，上面幾塊瓦的溫度有可能繼續(xù)急劇升高，需要繼續(xù)調(diào)整托輪，并且調(diào)整的方向與先前的一致。

從理論上講，托輪的調(diào)整量包括：同一側(cè)托輪的安裝直線度誤差、托輪以及輪帶的加工誤差和窯體上行所需的托輪的傾斜度這三部分。而上面三部分加在一塊的總和，一般不大于3mm?？墒窃谙惹暗耐休喺{(diào)整中，有一個(gè)軸承座的調(diào)整量已經(jīng)達(dá)到4mm，如果后續(xù)再調(diào)整，最大調(diào)整值與理論值的差會(huì)更大。一般這種情況出現(xiàn)在安裝質(zhì)量較差或者基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí)。

觀察各檔托輪與輪帶的接觸情況發(fā)現(xiàn)，Ⅰ檔、Ⅱ檔托輪呈外“八”字與輪帶接觸（如圖2所示），Ⅰ檔托輪與輪帶之間的縫隙大于Ⅱ檔托輪與輪帶之間的縫隙。一般這種情況出現(xiàn)在Ⅰ檔托輪安裝標(biāo)高高于理論值或者基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí)。

檢測(cè)窯筒體及輪帶溫度發(fā)現(xiàn)，Ⅰ檔輪帶處窯筒體溫度是370℃，輪帶溫度是208℃，此時(shí)輪帶與墊板之間已經(jīng)沒(méi)有間隙；Ⅱ檔輪帶處窯筒體的溫度是220℃，輪帶溫度是155℃?；剞D(zhuǎn)窯是以冷態(tài)下的最佳狀態(tài)設(shè)計(jì)的，在冷態(tài)下，筒體在窯頭的部分略微向上翹起，三檔輪帶之間的部分有不同撓度，窯尾部分有向下的撓度（如圖3所示，藍(lán)色的是筒體的實(shí)際中心線，紅色的是筒體的理論中心線），這樣在冷態(tài)下，Ⅱ檔、Ⅲ檔的輪帶與托輪有較好的接觸；按照這個(gè)理論，Ⅰ檔的輪帶與托輪之間會(huì)有間隙，但是輪帶與墊板之間還有一定的間隙，這樣輪帶就會(huì)略微傾斜，它與托輪也有較好的接觸。在熱態(tài)下，按照設(shè)計(jì)，窯筒體的最高溫度應(yīng)該位于Ⅰ檔輪帶和Ⅱ檔輪帶之間靠近Ⅱ檔輪帶的位置。三個(gè)輪帶處的筒體溫度相比較：Ⅱ檔輪帶處筒體溫度最高，Ⅰ檔輪帶處筒體溫度次之，Ⅲ檔輪帶處筒體溫度最低。因?yàn)棰驒n輪帶處筒體的溫度高于Ⅰ檔和Ⅲ檔輪帶處筒體的溫度，這樣Ⅱ檔輪帶處筒體中心會(huì)高于Ⅰ檔、Ⅲ檔輪帶處筒體中心的連線，故窯頭筒體在冷態(tài)下的翹起量會(huì)被彌補(bǔ)掉，如果按照設(shè)計(jì)溫度，這三檔輪帶與托輪的接觸都是好的。

現(xiàn)在，以本臺(tái)窯為例，窯筒體的最高溫度在Ⅰ檔輪帶附近，按照測(cè)量值計(jì)算如下：

由于Ⅰ檔輪帶與墊板之間沒(méi)有了滑移量，窯筒體中心線在這個(gè)位置的熱膨脹位移是從冷態(tài)下的窯筒體中心線到熱態(tài)下輪帶中心線的距離。

Ⅰ檔輪帶的徑向膨脹量：

h1=5930×（208-20）×1.2×10-5mm=13.38mm（常溫取20℃，熱膨脹系數(shù)取1.2×10-5，以下相同。此處為近似計(jì)算，5930mm是輪帶內(nèi)徑與外徑的算術(shù)平均值。）

輪帶膨脹后中心點(diǎn)向上的位移：

在冷態(tài)下，窯筒體中心點(diǎn)與輪帶中心點(diǎn)的標(biāo)高差值：

Δh2=mm=7mm（Ⅰ檔輪帶與墊板之間的間隙冷態(tài)下為14mm）

那么，窯筒體熱態(tài)下的中心點(diǎn)相對(duì)于冷態(tài)下的位移是：

Ⅱ檔輪帶與墊板之間存在滑移量，窯筒體中心線在這個(gè)位置的熱膨脹位移可以近似地看作是：冷態(tài)下的窯筒體中心線到熱態(tài)下的窯筒體中心線的位移與輪帶厚度的熱膨脹量之和（如圖4）。

Ⅱ檔輪帶厚度的熱膨脹量為：

Δh3=490×（155-20）×1.2×10-5mm=0.79mm（輪帶厚度是490mm）

窯筒體的徑向熱膨脹量為：

h2=5390×（220-20）×1.2×10-5mm=12.94mm（筒體外徑是5390mm）

窯筒體中心點(diǎn)的熱膨脹位移為：

那么，窯筒體中心點(diǎn)相對(duì)于冷態(tài)下的位移為：

在忽略墊板熱膨脹的情況下，Ⅰ檔輪帶處筒體中心點(diǎn)位移Δh與Ⅱ檔輪帶處筒體中心點(diǎn)位移Δk之差為：

這樣，Ⅰ檔輪帶處筒體的中心點(diǎn)比理論值高出6.43mm，按照比例可以得出Ⅰ檔輪帶與托輪的理論最大間隙：

Ⅰ檔輪帶與托輪的實(shí)際最大間隙，還要用δ1加上一個(gè)自然狀態(tài)下的翹起量；Ⅱ檔輪帶與托輪的實(shí)際最大間隙，要用δ2減去一個(gè)自然狀態(tài)下的撓度。這樣，就表現(xiàn)出了Ⅰ檔輪帶與托輪的最大間隙大于Ⅱ檔輪帶與托輪的最大間隙。

隨著輪帶與托輪接觸間隙的變化，托輪的受力發(fā)生變化，軸瓦的受力也跟著變化，從而引起軸瓦溫度的變化。如果現(xiàn)在就調(diào)整托輪，等溫度正常之后，輪帶與托輪的接觸間隙還會(huì)變化，那樣，我們還要再次重新調(diào)整托輪。

處理方法：要求業(yè)主的操作員根據(jù)我們的設(shè)計(jì)調(diào)整對(duì)窯的操作，首先把整個(gè)窯筒體溫度的變化趨勢(shì)改變過(guò)來(lái)，即：Ⅱ檔輪帶處筒體溫度最高、Ⅰ檔輪帶處筒體溫度次之、Ⅲ檔輪帶處筒體溫度最低。如果更正之后瓦的溫度還是過(guò)高，再調(diào)整托輪。

結(jié)果：窯筒體溫度變化趨勢(shì)正常之后，當(dāng)窯的轉(zhuǎn)速為3.5r/min、喂料量達(dá)到360t/h時(shí)，Ⅰ檔、Ⅱ檔輪帶與托輪接觸良好，Ⅱ檔托輪1號(hào)瓦的溫度降到了42℃，其余瓦的溫度都在35℃以下。

TQ172.622.29

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趙 蓮