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从窑皮保护与托轮轴瓦发热说起
http://www.31nmcl.com 2015-02-28 16:06:56

  回转窑设备是水泥企业生产过程中的心脏。从事过水泥生产的人们都知道它是水泥生产中关健的设备,常挂在嘴边“只要大窑转,就有千千万”的说法不无道理。托轮作为支撑着运动中回转窑的支点,承受着热负荷,物料负荷和窑自重三大载荷,故保护好托轮轴瓦,使它能正常安全运行显得尤为重要。
  引起托轮轴瓦发热的因素很多方面,诸如设备设计的合理性,制造质量,安装质量,工艺操作水平和维护状况等等。然而工艺操作水平的影响不仅至关重要,而且是常常容易受到忽视的方面。笔者在这里与同行们要共同探讨分析的是因工艺操作不当所引起轴瓦发热的现象,以及在处理方法上所持的观点。
  长期以来,操作者往往有只注重熟料产量和质量的习惯,而不太重视窑皮的保护和它的均匀性。并普遍认为掉点窑皮是正常的事,只要熟料质量不受影响而无关紧要。其实则恰恰相反,由于不关注窑皮的保护,会使窑皮在轴向或径向的,或二者并存的不均匀现象时有发生。由于窑皮的厚薄不均匀,使得窑筒体延轴向和径向发生不均匀的膨涨和收缩,从而破坏了窑中心线的直线度。尤其在处于烧成带附近窑头和中间两档轮带的筒体,出现这种状况更应值得关注和警惕,因为它将会直接导致托轮受力状态的变化,引起轴瓦发热。
  由于配料成分的波动,预热器局部堵塞,来料不均,喷煤管位置不当等原因会很容易使窑皮出现不均匀的状况,这一观点对于大多数有经验的管理者都会认同。当出现这种情况若不及时处理,随着时间的延续,托轮轴与瓦之间的受力不均导致油隙变小,油膜破坏,轴瓦开始发热,轴和瓦处在无油的干磨擦状态中很快就会伤轴拉瓦,甚至发生一系列更严重事故。如浙江某水泥厂的一条新型干法回转窑曾发生过类似情况,并伴随着某种特定条件导致了一系列严重事故。事发前,窑头轮带处筒体窑皮长达近一周时间的严重脱落,一个工作日内挂上数次又脱落数次,筒体径向180°表面温差近200℃,用手持式激光测温仪和筒体扫描仪的检测结果一致,四个轴承座承受的载荷方式由均衡转为交变,筒体每旋转一周轮带与托轮表面呈现出大面积的非接触状态。窑的状态正处在危机之中,又由于窑皮长时间的大量脱落,使得篦冷机前段堆积了已快接触到窑口处大量灼红的熟料,导致了“堆雪人”即红河现象的事故发生。为了清除堆积在篦冷机上的熟料,操作者又再次失误,将运转的窑停下,打开篦冷机前端观察人孔门,人工清除堆积的熟料。此时,灼红的熟料所产生的高温气流被窑尾排风机直接拉到窑头段的筒体表面,与存积在筒体下面的高温熟料汇集一起使筒体下表面温度继续升高。由于已承受着重力负荷和热负荷状态下的筒体,又与长期窑皮脱落处在高温状态的集中作用,使筒体刚度下降,筒体在窑头托轮和轮带组成的支撑点处向下折弯。事后测量窑口处筒体径向跳动量为6cm~7cm之多,接踵而来的是:筒体的定向弯曲所产生的轴向和径向作用力使托轮表面出现数条规则的压痕;四个托轮座也出现不同程度无规则的振动,振动的剧烈程度随窑皮厚薄的变化而变化;轴表面也出现由于受力不均,所导致的轴瓦之间局部油膜被破坏后产生的压痕;支撑着四个托轮座的整个混凝土基础,随着窑体的转动也出现周期性规则的振动和晃动;轴瓦继而发热,并伴随着严重的拉伤,侥幸的是维护人员抢救及时方法得当尚未造成严重后果。随着生产的继续,以上现象并未减轻或消失,其原因为窑头段的筒体是处在一种悬臂梁式的支撑状态,不可能靠转动调整恢复。筒体过度的弯曲已是一种不可逆转的塑性变形。由此发展下去,各托轮轴瓦之间都将受到额外的偏心力,即轴向和径向分力的作用下长期不均匀接触,油膜被破坏,轴瓦受到不规则的非正常磨损以致更严重的事故再度发生。这一事例表明不关注窑皮状况和工艺操作不当给窑设备正常运转所带来的危害,是不可忽视的重要因素。
  另一种容易被忽视的倾向也是由于窑皮脱落,出现筒体受热不均,尤其是轮带处筒体径向窑皮不均,所造成的过大温差而出现的筒体伸缩不均,致轮带与托轮不均匀接触所产生轴瓦发热现象的处理方法上不合理。对于这种情况,人们往往多习惯以处理湿法回转窑托轮轴瓦发热的经验去对待。如简单的用冷水浇淋托轮轴和瓦,以达到降温冷却不伤轴瓦的目的;或用调整托轮的方法来减轻轴瓦发热托轮的受力状况。这些方法可能起到暂时的缓解作用,但它却会带来很多的不利方面,是不可取的。由于新型干法窑和湿法窑虽然传动方式一样,但托轮所受均载荷不一样,新型干法窑托轮所承受的物料负荷、热负荷、自重负荷、窑体斜度和高转速产生的离心力比湿法窑要大得多,若继续沿用湿法窑的某些处理方法会带来很多事故隐患。新型干法窑的窑直径和热负荷大,筒体刚度比湿法窑要低;斜度大,窑体的下滑力和上推力也要大,故对托轮的轴向力也随之增大;转速高,则物料流动快,其偏心力也会随之加大等等诸方面都与湿法窑有明显的差异。

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