回转窑轮带下筒体更换体会

回转窑轮带下筒体更换体会

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回转窑轮带下筒体更换体会

作者:徐志勇单位:庐山水泥有限责任公司

我公司现有2条湿法回转窑，其中1台是1961年投产的Φ3.3m/2.7m/3.1m×95m从捷克引进的窑。从1995年起我公司先后4次对该窑1号、2号、4号、5号(按从窑头往窑尾的顺序)轮带下筒体和垫板进行了更换。

1 问题

该窑轮带结构是中空箱形,活套在筒体上，并适当留有间隙。垫板一端与筒体焊接，另一端自由，焊缝交替排列，挡铁焊在垫板的自由端。轮带与垫板预留间隙过小，造成筒体膨胀受限，而产生颈缩现象。4号轮带处颈缩最大达40mm，使窑内耐火砖使用周期缩短(最长30d，最短只有5d)，严重制约了生产。

由于筒体材料已到使用寿命，抗疲劳强度下降，加上筒体直线度变化，受交变应力作用而在垫板两侧产生轴向裂纹。1号、2号轮带下筒体在垫板两侧产生多道裂纹，严重之处40mm厚钢板裂穿。

2 轮带下筒体更换

1)筒体设计

原轮带处筒体40mm厚,材质是Q235钢。分析认为在垫板处筒体沿轴线方向出现裂纹的主要原因是筒体厚度偏薄，因此新筒体厚度选用50mm以增加刚度。为与两侧筒体拼接，将原250mm过渡斜坡改为300mm，以消除应力集中。

2)垫板

由于轮带下筒体厚度增加，所以垫板必须重新设计。原设计垫板数量为24块，厚度为60mm。因筒体厚度增加10mm，故垫板厚度相应地减少10mm。垫板厚度降低，其刚度会明显下降,因此我们用增加数量的方法进行弥补，即由原设计24块垫板增加到28块。实践证明这一方案切实可行。

3)顶隙的确定

在设计中，参考原设计方案(预留间隙量)，结合该窑长期运转时有关实际顶隙测量数据、轮带与垫板每转1圈相对位移量以及理论计算公式：

ΔD=ΔDs－ΔDr=λ[(ts－t1)Ds－(tr－t1)Dr]

式中：ΔD——筒体垫板外径和轮带内径的热膨胀差值；

ΔDs——筒体垫板外径热膨胀差值，m;

ΔDr——筒体轮带内径热膨胀差值，m；

λ——钢的线性膨胀系数，12×10－6℃－1；

t1——室温(环境温度)，℃；

ts——热态时该档轮带处的筒体垫板平均温度，℃；

tr——热态时该档轮带平均温度，℃。

分别确定顶隙预留量为：1号8mm；2号10mm；4号10mm；5号4mm。

4)轮带与托轮接触面考虑

在更换过程中，我们重点把握窑体中心的直线度，根据冷态时筒体各档支承处温度、膨胀量的不同，在冷态下调整筒体中心时将膨胀量差值考虑进去，使筒体在热态时中心线偏差减少。其次，应考虑托轮与轮带接触面。在冷态时，轮带在托轮上接触宽度不少于75％，以免接触应力过负荷。窑在热态下，轮带的中心应与托轮的中心重合，因此在更换筒体之前一定要测量出热态和冷态时两轮带之间距离，两距离之差为该两档支承的热膨胀量。在安装时应将这一值考虑进去，确保热态下两中心重合。

3 效果

1)运转率得到大幅提高。更换前该窑年运转率徘徊在80％左右，更换后2000年年运转率95％，2001年前10个月平均运转率达到97％。由于运转率高，熟料质量提高2MPa。

2)窑内耐火砖使用寿命，超历史最好水平。

4 仍存在的问题

1)在对轮带直径和截面尺寸校核时发现原设计值偏小。根据公式：D′=(1.25～1.28)D，D′为轮带外径，D为筒体内径，得轮带外径D′=(1.25～1.28)×3100=3875～3968mm，而实际只有3820mm，直径小55～148mm。轮带质量Gr=(5％～10％)Q，Q是支点反力，约为200t，故Gr取值应为10～20t，实际只有8.54t。由于无法对此进行补偿，则既不能加大轮带内外径，也不能增加其宽度。因此其刚度偏小。

2)顶隙预留考虑时虽然结合实际情况，并参照以前测量数据，基本满足了实际情况，但由于窑内煅烧工况的不断变化，造成各档支承温度的变化，且受环境温度的变化影响，4号、5号2档轮带更换后，轮带与垫板相对位移量偏大。在以后设计考虑时应将窑内煅烧工况和环境温度变化适当考虑进去，保障回转窑长期安全运转。

参考文献:

[1]回转窑编写组.回转窑(设计、使用与维修)[M].北京：冶金工业出版社，1978