迴轉窯的結構要點

迴轉窯的結構

迴轉窯是有：胴體、支承裝置、傳動裝置、密封裝置組成。

一、胴

體

生產實踐表明，迴轉窯運轉率的高低，運轉時間的長短，主要決定於耐火磚（也稱窯襯）壽命，而窯襯壽命除取決於耐火磚及其鑲砌質量、原料效能、掛好、保護好窯皮外，還與筒體的彎曲變形和徑向變形（特別是徑向變形）有直接的關係。另外，就回轉窯發生輪帶斷裂、託輪斷軸、傳動裝置運動不平穩以及電機過負載等故障來看，也主要是由於筒體不直所引起的。因此，在設計、製造、安裝、操作和維護過程中保證筒體直線性公差和減少徑向變形是非常重要的。

1、筒體形狀

迴轉窯筒體的形狀有直筒形、熱端擴大型、冷端擴大型以及兩端擴大（啞玲）型。

2、

筒體的材質與厚度

迴轉窯的筒體一般是用不同厚度的

Q235（A3）鋼板，通常採用18、20、25、28、29、32毫米等幾種規格。在支承輪帶處筒體除用厚鋼板外，還在圓周上加裝有數十塊均布的墊板，這樣使筒體受力更為均勻、防筒體被輪帶磨損同時也為筒體提供了較好的散熱條件。

3、

筒體的熱變形及影響因素

（1）

、筒體的熱膨脹

儘管在筒體內襯以很厚的耐火磚，在工作時筒體內腔由於受高溫熱氣流的作用，筒體的溫度仍較冷窯時高很多，燒成帶筒體高達

300～400℃。溫度向窯的兩端逐漸降低。在出料端達300℃左右，加料端200℃左右。因此，運轉中窯筒體的長度和直徑要比冷窯時有所伸長和擴大，由於安裝在筒體外周輪帶的溫度低，其徑向熱膨脹遠較筒體小，因此輪帶與筒體之間在安裝時一般要預留間隙。由於筒體的軸向熱膨脹，輪帶和託輪以及大小齒輪的相對位置都要改變。安裝時應仔細地檢查各部分尺寸並預留出由熱膨脹而產生的移動量。

筒體沿軸線方向因熱膨脹而產生的位移量是這樣考慮的，夾在擋輪間的輪帶因受擋輪的限制，其軸向移動量不大，故把檔輪輪帶的位置作為中立斷面，即該處筒體不移動。當筒體工作受熱時，在中立斷面左右方面的輪帶各向其左右方向移動，其移動數值計算如下：

Δl=α（t

平均

-t

環境

）

l（

㎜

）

式中

l——由中立面至所要計算的那一擋的筒體長度（

㎜

）

t

平均

——在計算的這段筒體上平均溫度（℃）

t

環境

——窯所在的環境溫度（℃）

α——線膨脹係數，對於鋼α=0。000012（開

-1

）

（

2）、筒體的熱彎曲

筒體受熱不均勻而發生彎曲。多發生在：點窯時沒有定期轉窯；如傳動機械的損壞或停止供電等。此時，下面筒體由於受到熱熟料作用溫度升高，而上面的筒體則由於散熱及空氣流的冷卻作用溫度降低，因而筒體下部較上部伸長很多，致使筒體發生彎曲。

二、支承裝置

支承裝置由輪帶、託輪組和檔輪組等部分組成

1、

輪帶

輪帶支承迴轉窯筒體，承受全部迴轉質量，加強筒體的剛性。

（1）

輪帶在託輪上滾動時，其工作表面要逐漸磨損。如果使託輪軸線安裝成平行於窯筒體中心線，則輪帶與託輪在整個寬度上的磨損是均勻的，此時接觸面保持圓柱形狀。當託輪軸線對窯筒體中心線發生歪斜時，輪帶與託輪表面的磨損就不均勻，長期運轉之後以致變成畸形，就會使窯筒體在運轉時失去穩定性，這就需要修理或更換輪帶與託輪。一般託輪受滾壓次數為輪帶的

3～4倍。在保證輪帶經久耐用的前提下，應儘量提高兩者的耐磨效能，延長雙方使用壽命。從這一點出發，採用45號鑄鋼輪帶和55號鑄鋼託輪是比較舒適的。

（2）

輪帶的斷面型式

實心矩形：實心矩形斷面輪帶，具有製造簡單，溫度應力小的優點，但利用材料不合理，剛度小，散熱條件差。

中空箱形兩種形式：箱形斷面輪帶，材料利用合理，剛度大，運轉時散熱條件好，但製造較複雜。

（3）

輪帶的安裝方式

主要兩種方法：固裝和活裝

目前活裝應比較廣泛

2、

託輪組

託輪組由託輪、託輪軸及軸承所組成

要求每對託輪安裝在窯筒體斷面中心線的對稱位置，且其距離等於託輪與輪帶半徑之和，此時，透過託輪中心和筒體斷面中心連線的夾角等於

60°。託輪這樣安裝時，可以保證筒體穩定性而不致向兩側移動，也不會被託輪擠緊。並要求每個託輪軸都與窯中心線平行，以保證輪帶與託輪表面均勻接觸。

輪帶與託輪直徑之比一般為

3～4。

託輪寬度稍寬於輪帶是保證迴轉窯在運轉中輪帶始終與託輪全面接觸；停窯時，任一輪帶在託輪上的接觸寬度不小於輪頻寬度的

75

﹪，

以免過載。輪帶與託輪中心的最大偏量

Δl發生在靠窯頭第一擋支承上。託輪的最小寬度按下式計算。

輪帶與託輪的偏移

B-b≥50

㎜

並且當

Δl≥b/4+25時可用下式求託輪寬度B

B/2≥b/4+Δl

即

B≥b/2+2Δl

託輪與軸的裝配多用熱裝法，將它們牢固地聯接在一起。

託輪軸承一般是滑動軸承，瓦襯鑲在球面瓦上，運轉中能自動調心。油勺帶油潤滑，球面瓦通水冷卻。軸端設有止推盤，或軸肩設有止推環，用以承受軸向推力。軸承固定在底座上，其上設有調整託輪用的頂絲。

三、窯體竄動及其調整

保持迴轉窯筒體中心線正直，使迴轉窯窯體沿其軸線方向作上下往復有規律地移動，是維護迴轉窯長期安全運轉的關鍵問題之一。

1、

迴轉窯筒體軸向竄動的原因

迴轉窯筒體是與水平面成一定傾斜角度支承在託輪上的，其斜度一般為

2。5～5

﹪

（

一線

為

4

﹪

，二線為3。5

﹪

）現在就託輪軸線平行於窯筒體中心線和託輪軸線與筒體中心線歪斜兩種情況進行討論。

（1）

託輪軸線平行於窯筒體中心線時情況

對於靜止迴轉窯

，由於窯體自重產生的向下的軸向分力能否使窯體下滑？分析如下。

由圖

3-54可知，如果迴轉窯的迴轉部分重力為G，促使窯體下滑的軸向分力G2為

G2=Gsinα=（0。025～0。05）G （3-23）

式中

α——-窯體中心線與水平面的傾斜角，一般取sinα=0。025～0。05

迴轉窯迴轉部分重力

G分解為作用於託輪接觸表面上的正壓力G1為

G1=Gcosα/sinβ （3-24）

式中

β——-一對託輪的夾角之半，一般2β=60°，因此，輪帶與託輪之間的磨擦力F為

F= G1f （3-25）

式中

f=輪帶與託輪間和磨擦係數。

將

（3-24）式代入（3-25）式得

F= Gfcosα/sinβ （3-26）

如取

β=30°、α=2°，代入（3-26）式則得

F = 1。16Gf

當輪帶與託輪間為幹摩擦時

，其磨擦係數f=0。15～0。2，則

F = 1。16（0。15～0。2）G = （0。174～0。232）G （3-27）

當輪帶與託輪間有油潤滑時

，其摩擦係數f = 0。1～0。12，則

F = 1。16（0。1～0。12）G = （0。116～0。1392）G （3-28）

比較（

3-23）和（3-27）、（3-28）式可知，G＜F。因此，當窯靜止時窯體是不會向下滑動的，事實也是如此。

當窯迴轉時，其受力情況如圖

3-55所示，輪帶除受窯體迴轉部分重力產生的下滑力G2作用外，垂直於下滑力G2沿輪帶圓周表面切線方向還作用著由窯體齒輪傳動而產生的圓周力P。可以經過計算分析得知G2與P的合力Q，仍遠遠小於磨擦力F。但運轉著的迴轉窯，事實上是往低端緩慢滑動的。這可用彈性理論來解釋。

分析得出，託輪的平均圓周速度事實上已落後於輪帶的圓周速度。把由於輪帶和託輪接觸處產生的彈性變形所引起的滑動，叫做彈性滑動。

上述為圓周力

P的作用下產生周向滑動速度V

圓周

，同理在軸向分力

G

2

作用下，由於彈性滑動現象產生軸向下滑速度

V

下滑

，這就是窯體下滑的原因。

V

圓周

與

V

下滑

都與其作用力成比例，因此可寫出下列關係式

V

下滑

= V

圓周

G

2

/P （3-29）

圓周彈性滑動速度為託輪丟失速度，即

V

圓周

= εV

託輪

（

3-30）

式中

ε——滑動率，對於兩輪都是金屬時，

ε=（0。001～0。005）P/fG

1

（

3-31）

由此可知

，滑動率與圓周力P成正比，而與輪帶和託輪間不產生相對滑動所能允許的最大摩擦力G

1

成反比。

將（

3-31）式代入（3-30）式然後再代入（3-29）式，以及把G

2

= G

1

tgα代入整理後得

V

下滑

= （0。001～0。005）V

託輪

tgα/f （3-32）

因為彈性滑動速度值很小，可以近似認為輪帶和託輪的圓周速度相等，即

V

下滑

= V

託輪

，則

V

下滑

= （0。001～0。005）V

輪帶

tgα/f （3-33）

（2）

託輪軸線歪斜的情況

如果託輪軸線與窯體中心線不平行，如圖

3-57所示。當窯體迴轉時，託輪與輪帶接觸處的圓周速度V

託輪

可以分解為兩個分速度，即

V

1

和

V

2

。

V

2

與輪帶的圓周速度在方向和大小上都一致的，而

V

1

則是沿軸向的分速度，這就產生了所謂

“螺旋效應”。在託輪與輪帶間的摩擦力作用下，迫使窯筒體以V

1

的速度向上移動。

顯然，託輪軸線歪斜角

β越大，則軸向分速度V

1

也就越大，推窯體向上移動的速度也就越快。如果推窯體向上移動的速度大大超過其彈性下滑的速度，則將使託輪和輪帶表面產生相對滑動，使託輪和輪帶表面、大小齒輪表面產生軸向刻痕，加速其磨損。因此，應使窯體上移的速度等於其彈性下滑的速度，以此來確定託輪軸線的歪斜角

2、

窯體竄動的調整

窯託輪調整前的準備

新託輪瓦安裝及維修後，因託輪與窯輪

帶可能存在不平行及託輪中心與輪帶中心尺寸不合理造成窯胴體上竄下滑不合理，使瓦的推力面與託輪軸推力面、瓦面與託輪軸接合面發熱，因此需要調整託輪座。

如排除託輪軸及瓦製造、安裝中重大缺陷，排除瓦口油楔不合理，瓦口內進入異物使油膜嚴重破壞而導致託輪瓦溫升高，須抽瓦刮研外，一般情況都可透過調整託輪座位移的辦法來消除託輪瓦溫發熱問題。

1）調整前的準備。相關技術人員要了解設計、安裝、保護等情況，並做好相應的工具和方案准備。在瞭解了窯的設計基本情況後，對安裝中的過程和隱蔽資料要核實，如中心線誤差、託輪瓦刮研情況、託輪座內各連線件是否可靠、油品是否合理和清潔、託輪座內是否有異物等。在溫度保護方面，南京院設計的迴轉窯有瓦溫和油溫測量裝置，天津院設計的迴轉窯僅有瓦溫測量裝置，萬噸線窯有瓦溫測量裝置，設定值一般應設定在大於45℃報警，大於55℃跳停（或大於55℃報警，大於60℃跳停）。要準備好相應的工具，如75噸左右的薄千斤頂、手持式溫度計、百分表、自制用於鬆緊地腳螺栓和頂緊螺栓的專用扳手、備用潤滑油及加油壺等。

2）調整前如何進行觀察？從窯開始慢轉時起就要觀察現場實際油溫及軸溫變化趨勢，有時由於中控溫度測量裝置顯示的溫度與實際可能有出入，而且無論是瓦溫還是油溫測量都是區域性的，往往中控顯示測量溫度不高，但現場實際溫度已經較高了，所以一定要到現場實地觀測。當溫度上升過快時或瓦（油）溫超過45℃，專業技術人員要到現場實地檢視是推力面發熱還是瓦面發熱或是其它情況，從5000t/d生產線實際執行來看，在試執行初期推力面發熱的可能性較大。

3）如何判斷託輪對胴體推力？判斷託輪對胴體是否有推力主要靠觀察託輪上推力板與瓦端面的間隙。當託輪對胴體有向上推力時，如推力板置於託輪軸端時，則間隙應保持在託輪軸頭的下端（窯頭方向），上端（窯尾方向）應無間隙；當推力板置於託輪側時，推力向下，則間隙應保持在託輪軸頭的上端（窯尾方向），下端（窯頭方向）應無間隙；推力的大小可根據推力板與瓦端面接觸處的油膜厚度判斷，油膜小而薄，推力大，油膜厚，推力小。

窯託輪瓦發熱時調整方法

託輪與發熱分某一個託輪瓦推力面發熱、某一個託輪瓦面發熱或某一個託輪瓦推力面和託輪瓦面同時發熱等幾種情況。

1）、調整時方向控制：在現場用雙手螺旋定律來指導對託輪座的調整，方法簡單實用。即面向託輪緊握左右手，左右手分別代表一組託輪的左右兩個託輪座。緊握左右手中指、無名指、小指頭，其方向與託輪旋轉方向一致，食指和大拇指伸直，大拇指方向為窯移動方向（迴轉窯軸向），食指方向為託輪座需要調整移動的方向（迴轉窯徑向）。

2）、推力面發熱時調整方法：當一個託輪座瓦推力面發熱時，可透過進（退）託輪座使託輪沿窯中心線方向移動來改變推力板和瓦的間隙消除摩擦發熱，有時為了調整效果快，對一組託輪中推力發熱的託輪座進（退）一點，將另一託輪座退（進）一點，但兩個託輪瓦座同時進（退）且進（退）量相等時是無法緩解推力面發熱問題的。一般來講12個託輪座僅有個別瓦推力面發熱，一組託輪內部兩個託輪座推力面都發熱的現象更少。理論上為了保證窯中心線不變化，可在調整該託輪座後，再調整該託輪中與之斜對的那個託輪座，但在實際中因調整量少對中心線影響小，這樣調意義不大。

3）、瓦面發熱時調整方法：當託輪座瓦面發熱時可透過退託輪座使託輪中心線垂直方向移動來緩解瓦的受力從而消除發熱。如在現場當用手持式溫度計測量的軸表面區域性溫度比端部高10～20℃左右時，說明瓦內可能有異物，油膜難以形成，此時不僅要退託輪座，還要判斷與是否已經損壞；新安裝的窯有時當託輪座瓦溫度一直比較正常，但不久就出現瓦面發熱，這有可能是窯工礦波動所造成，此時退託輪座後可能會隨窯工礦波動 消除後，另一組託輪瓦面發熱；新安裝的窯輻射熱也會造成瓦面發熱，此時應增加隔熱和降溫設施。

4）、推力面和瓦面同時發熱時調整方法：當一個託輪座瓦推力面發熱而瓦面同時發熱時，可透過進（退）兩個託輪座量的不同來使託輪沿窯中心線方向移動的同時，沿窯中心線垂直方向移動來改變託輪的位置，以消除推力面和瓦面發熱問題，實際執行中這種現象較少。

5）、調整時窯速度的控制：調整時窯可短時停下來進行，但窯正常執行過程中也可以進行調整，此時窯的速度應適當降低，一般在1rpm左右較合適，尤其是用千斤頂將窯向內頂託輪時，更需將窯慢轉起來或將窯速控制在1rpm左右。

6）、調整時託輪座位移量的控制：調整時為了保證準確性，有時為了調整託輪座軸向檔塊也需拆除，在調整過程中每個託輪座應使用2個百分表，每次調整量在0。2～0。35

㎜

之間。

7）、調整時步驟及安全控制：將託輪座周邊清理乾淨，置好百分表，根據所需調整量和頂絲螺距做好標記。首先鬆開託輪座用地腳螺栓，用千斤頂住窯託輪座，再鬆開託輪座用頂絲，調整後先固定託輪座用頂絲上的鎖緊螺母（此時千斤頂應鬆開，所調量應無變化），再緊固地腳螺栓。由於在調整時人多，需不斷觀察託輪座內部情況，此時切勿將異物掉入托輪座內，在調整前檢查、調整中及調整後觀察時都應注意手觸控託輪表面時油勺在執行時對人身安全的影響。調整後因窯速度低，應在託輪上淋少量潤滑油以改善瓦與託輪軸潤滑。

8）、調整後的觀察和監控：調整後要注意推力板與瓦之間間隙是否發生變化，同一組託輪的另一個託輪瓦溫度、同檔託輪內其他託輪及另兩檔託輪瓦溫度是否有異常變化，否則要繼續調整直到各檔瓦溫溫度穩定後方可。新安裝的窯在試執行初期檔輪可不投入執行，但對託輪座進行了適當調整後應儘快使之投入執行，擋輪投入執行後託輪瓦溫度可能還會變化，此時還需適當調整，直到各檔瓦溫溫度穩定後方可。

9）、正常執行中瓦溫、油溫波動時的監控：窯在正常執行時窯操作員要密切關注瓦溫、油溫變化情況。當超過報警值時窯操作員必須通知巡檢人員到現場檢查，並通知專業技術人員到現場檢查確認，查詢原因。當工礦變化不大時、當窯速變化或在檢修後投料過程中會出現瓦溫、油溫的波動，此時更應高度注意和重視。

3、擋輪組

擋輪裝置的作用是用來指示窯體的軸向竄動

（訊號擋輪）或控制窯體的軸向竄動（推力擋輪和液壓擋輪）。

液壓擋輪的液壓工作系統由油缸、油泵站等組成。工作原理在窯啟動的同時啟動油泵電機，使油從油箱中吸出，經蓄能器進入油缸推動活塞使窯體和輪帶向上移動，當擋輪座的輪塊移動到上限位開關時，油泵將停止供油並接通電磁換向閥電源，接通回油油路，油液壓缸內油透過節流閥調節其下竄速度。當擋輪座的輪塊移動到下限位時，電磁閥電源被切斷，回油油路也被切斷，同時供油泵電機啟動並向油缸供油。

窯體上移的速度透過計量泵的螺旋標尺來調整，下滑速度由節流閥來控制。要求二十四小時工作

2～4次，防止由於較快移動而使大小齒輪工作面拉出軸向溝紋。

在擋輪安裝時，一般應使擋輪的中心線與筒體中心線偏移

3～5

㎜。

偏移的方向，當輪帶作順時針迴轉時，擋輪中心線位於輪帶中心線的可側，這樣佈置，使輪帶對擋輪產生一個向下壓的力，不致由於安裝不正確，出輪帶將擋輪向上拔起的現象。

三、傳動裝置

傳動裝置是迴轉窯的主要組成部分之一，為了保證迴轉窯的長期安全運轉，除了切實保證窯體

“橫鋼縱柔”的要求和支承裝置的可靠外，傳動平穩可靠也是一個重要條件。

組成部分：可控矽整流，直流電動機調速、主減機、輔傳裝置、大小齒輪。

四、密封裝置

密封裝置也是迴轉窯的重要組成部分之一，密封裝置密封效能的好壞，對迴轉窯的工藝操作能否正常進行關係較大。這是因為迴轉窯是在負壓下進行執行，如果窯頭與窯頭罩密封不好，則外部冷空氣進入窯內，使窯內的物料量、燃料量和空氣量的一定比例關係遭到破壞，減少了由冷卻機入窯的二次風的風量，降低了二次風溫，使熱耗增大，對熟料的冷卻也不好。如果窯尾與煙室之間密封不好，由於該處負壓比窯頭處高，容易吸入大量冷空氣，並使窯內氣體不易排出，使煤粉燃燒不完全，從而增大煤耗及增大窯尾風機的負荷。

密封裝置形式：

1、迷宮式；密封件間相互不接觸；

2、接觸式：密封件間相互接觸；

3、填料函式：依靠填料進行密封；

4、氣封式： 依靠外部少量氣體形成氣幕進行密封。