0 引 言
回轉(zhuǎn)窯設(shè)備是水泥企業(yè)生產(chǎn)過程中的關(guān)健設(shè)備，托輪作為支撐著運動中回轉(zhuǎn)窯的支點，承受著熱負荷，物料負荷和窯自重三大載荷，故保護好托輪軸和瓦，使它能正常安全運行顯得尤為重要。
引起托輪軸瓦發(fā)熱的因素很多，諸如設(shè)備設(shè)計的合理性、制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量、工藝操作水平和護狀況等等。其中,工藝操作管理水平的影響至關(guān)重要，但卻又是容易被忽視的方面。筆者在此對由于工藝操作方面原因?qū)е赂G皮受損所引起軸瓦發(fā)熱的現(xiàn)象進行分析，并對處理方法進行探討。
1 工藝操作管理不當引起的托輪軸瓦發(fā)熱
長期以來，工藝操作者只注重熟料產(chǎn)量和質(zhì)量，而不太重視工藝操作的均衡穩(wěn)定，尤其覺得對窯皮的保護無關(guān)緊要。
在工藝操作中由于不太關(guān)注對窯皮的保護和保持工藝系統(tǒng)的均衡穩(wěn)定的一致性，將會使回轉(zhuǎn)窯的窯皮在軸向或徑向，或二者并存的不均勻現(xiàn)象時有發(fā)生。由于窯皮的厚薄不均勻，使得窯筒體沿軸向和徑向發(fā)生不均勻的膨脹和收縮，從而破壞了窯中心線的直線度。尤其在處于燒成帶附近窯頭和中間兩檔輪帶的筒體，出現(xiàn)這種狀況的危害性更大，因為它將會直接導(dǎo)致托輪受力狀態(tài)的變化，引起軸瓦發(fā)熱。
在工藝操作中由于配料成分的波動，預(yù)熱器局部堵塞，來料不均，噴煤管位置不當?shù)仍蚨紩垢G皮出現(xiàn)不均勻的狀況，這一觀點對于大多數(shù)有經(jīng)驗的管理者都會認同。當出現(xiàn)這種情況若不及時處理，隨著時間的延續(xù)，托輪軸與瓦之間的受力不均導(dǎo)致油隙變小，油膜破壞，軸瓦開始發(fā)熱，軸和瓦處在無油或少油的干摩擦狀態(tài)中很快就會傷軸拉瓦，甚至發(fā)生一系列更嚴重的事故。
在ZJME水泥公司的一條2500t/d新型干法回轉(zhuǎn)窯曾發(fā)生過類似情況，并伴隨著某種特定條件導(dǎo)致了一系列嚴重事故。事發(fā)前，由于工藝操作管理不當，窯頭輪帶處筒體窯皮長達近一周時間的嚴重脫落，一個工作日內(nèi)掛上數(shù)次又脫落數(shù)次，用手持式激光測溫儀和筒體掃描儀的檢測結(jié)果一致，筒體徑向膨脹量出現(xiàn)嚴重的不均勻狀態(tài)，輪帶下四個軸承座承受的載荷方式由均衡轉(zhuǎn)為交變，筒體每旋轉(zhuǎn)一周輪帶與托輪表面呈現(xiàn)出大面積的非接觸狀態(tài)。
窯的狀態(tài)正處在危機之中，由于窯皮長時間的大量脫落，使得篦冷機前段堆積了已快接觸到窯口處大量灼紅的熟料，導(dǎo)致了“堆雪人”現(xiàn)象的事故發(fā)生。為了清除堆積在篦冷機上的熟料，管理人員又再次失誤，將運轉(zhuǎn)的窯停下，打開篦冷機前端觀察人孔門，采取人工清除堆積的熟料。此時，灼紅的熟料所產(chǎn)生的高溫氣流被窯尾排風機直接拉到窯頭段的筒體下面，與存積在筒體下面的高溫熟料匯集一起使筒體下表面溫度急劇升高。使得已承受著重力負荷和熱負荷雙重受力狀態(tài)下的筒體，與長期窯皮脫落并處在高溫狀態(tài)的集中作用，使筒體剛度下降，筒體在窯頭托輪和輪帶構(gòu)成的支撐點處向下折彎，事后測量窯頭密封處的筒體徑向跳動量為60～70mm之多。
接著而來的是：筒體的定向彎曲所產(chǎn)生的軸向和徑向作用力使托輪表面出現(xiàn)數(shù)條規(guī)則的壓痕；四個托輪座也出現(xiàn)不同程度無規(guī)則的振動，振動的劇烈程度隨窯皮厚薄的變化而變化；軸表面也出現(xiàn)由于受力不均，所導(dǎo)致的軸瓦之間局部油膜被破壞后產(chǎn)生的壓痕；支撐著四個托輪座的整個混凝土基礎(chǔ)，隨著窯體的轉(zhuǎn)動也出現(xiàn)周期性規(guī)則的振動和晃動；軸瓦繼而發(fā)熱，并伴隨著嚴重的拉傷，僥幸的是維護人員搶救及時方法得當尚未造成嚴重后果。隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，以上現(xiàn)象近三年至今并未減輕或消失，其原因為窯頭段的筒體是處在一種懸臂梁式的支撐狀態(tài)，筒體過度的彎曲已是一種不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形，不可能依靠窯的轉(zhuǎn)動調(diào)整恢復(fù)。由于各托輪軸瓦之間都將受到額外的偏心力，即軸向和徑向分力的作用下長期不均勻接觸，油膜被破壞，軸瓦受到不規(guī)則的非正常磨損以致更嚴重的事故再度發(fā)生。這一事例表明工藝操作不當和不關(guān)注窯皮狀況給窯設(shè)備正常運轉(zhuǎn)所帶來的危害，是不可忽視的重要因素。
2 工藝操作不當引起托輪軸瓦發(fā)熱的處理方法
一種容易被忽視的傾向仍然是由于窯皮脫落，出現(xiàn)筒體受熱不均，尤其是輪帶處筒體徑向窯皮不均，所造成的溫差過大而出現(xiàn)的筒體伸縮不均，而導(dǎo)致輪帶與托輪不均勻接觸所產(chǎn)生軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，對于這種情況，人們有不少習慣以處理濕法和半干法回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦發(fā)熱的經(jīng)驗去對待。如簡單的用冷水澆淋托輪軸和瓦，或采用水油混合潤滑的方法，以達到降溫冷卻不傷軸瓦的目的；或用調(diào)整托輪的方法來減輕軸瓦發(fā)熱、減輕托輪的受力狀況。這些方法可能起到暫時的緩解作用，但它卻會帶來很多的不利方面，從回轉(zhuǎn)窯長期安全運行方面出發(fā)應(yīng)該是不可取的。
新型干法窯與濕法和半干法窯在運行中雖然傳動方式一樣，但托輪所受均載荷不一樣，新型干法窯托輪所承受的物料負荷、熱負荷、自重負荷、窯體斜度和轉(zhuǎn)速遠比濕法和半干法窯要大的多，若不加分析地全部沿用濕法和半干法窯的處理方法來處理托輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象將會帶來很多事故隱患。新型干法窯的窯直徑和熱負荷大，筒體剛度比濕法窯要低；斜度大，窯體的下滑力和上推力也要大，故對托輪的軸向力也隨之增大；轉(zhuǎn)速高，則物料流動快，其離心力也會隨之加大等等諸方面都與濕法窯有明顯的差異。最關(guān)鍵的不同還是窯體的沿軸線上下行走的動力來源與濕法窯不一樣，濕法和半干法窯依靠調(diào)整托輪軸線與窯中心線夾角，即采用較大的托輪軸線斜角度所產(chǎn)生的托輪與輪帶表面磨擦力來實現(xiàn)，其作用力最后仍在軸瓦的端面和止推盤上。
新型干法窯窯體沿軸線上下行走的動力來源是由液壓擋輪的外作用力來實現(xiàn)的。托輪軸線與窯中心線在運行時保持平行，為托輪與輪帶的均勻接觸創(chuàng)造了條件，這是采用液壓擋輪的優(yōu)勢所在。若對新型干法窯也使用調(diào)整托輪的方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，雖可使發(fā)熱軸瓦的托輪受力減輕，但調(diào)整后的托輪在它適應(yīng)了新的位置后，在短時間內(nèi)不可能使其恢復(fù)原位，隨著托輪調(diào)整次數(shù)的增多，即使做了詳細的調(diào)整筆錄也難以恢復(fù)其原位，因原位才是窯中心線呈直線的位置（一般當窯安裝后的試運行階段中心線已經(jīng)調(diào)為直線）。隨著托輪調(diào)整數(shù)次增多，窯中心線的直線度必然會引起變化，如此反復(fù)，托輪受力的均勻性狀態(tài)也必然會受到破壞。托輪軸瓦徑面和端面的發(fā)熱現(xiàn)象增多也成必然。
在GDMY水泥廠的一條5000t/d新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線上，由于企業(yè)的工藝和設(shè)備管理人員對工藝操作管理與回轉(zhuǎn)窯設(shè)備正常運行之間的關(guān)系認識不足，在操作上常常由于窯皮不均勻，導(dǎo)致筒體徑向伸縮不均，影響到軸瓦發(fā)熱的情況時有發(fā)生，尤其是中間擋輪帶的筒體經(jīng)常處于徑向窯皮不均、高低溫差過大的現(xiàn)象。在軸瓦發(fā)熱時，又多采用調(diào)整托輪的方法來處理，隨著時間的延長，問題不但沒有得到緩解反而日趨嚴重，托輪調(diào)整的最終位置能否是窯中心線原有直線度的狀態(tài)無法斷定，且伴有窯體自行上竄等不良現(xiàn)象。表面觀察窯體自行上竄是在經(jīng)過頻繁調(diào)整托輪后，托輪軸線和窯中心線已形成的夾角方向和大小混亂不一，產(chǎn)生了托輪軸瓦徑向和軸向的推力所致。
通過窯上竄的速度可判定出推力的大小，這種分析判斷如濕法窯的上下移動觀點是完全一致的。由于新型干法窯的總負荷大于濕法窯，故靠托輪止推盤來承受這種推力是很危險的，它很容易增大止推盤的磨損使軸瓦發(fā)熱。因此對于新型干法窯來說屬于不恰當?shù)奶幚矸椒�。�?jīng)過認真分析，并對該廠的窯中心線進行了重新檢測，發(fā)現(xiàn)中檔輪帶處筒體的軸線與原中心線水平方向絕對偏差為2.5～2.8mm，垂直方向絕對偏差為7.9mm，說明窯中心線的直線度處于嚴重不均直狀態(tài)。經(jīng)過調(diào)整使中心線直線度回復(fù)到理想的狀態(tài)后，上竄現(xiàn)象消失，軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象減少，一切不正常的現(xiàn)象均有好轉(zhuǎn)。以上情況的產(chǎn)生除了中間檔筒體溫度過高而引起的窯中心線升高外，還有另一個原因是窯皮不均引起的軸瓦發(fā)熱而過多調(diào)整托輪產(chǎn)生的失控狀況所致。
對于軸瓦發(fā)熱采用冷水澆淋軸和瓦的方式來處理，也是濕法窯生產(chǎn)過程中常用處理突發(fā)事件的方法，它雖然冷卻了軸和瓦，使瓦和軸之間的油隙暫時保留不至于抱軸傷瓦，但窯在無油或無足夠油的狀態(tài)下運行，油膜肯定會破壞和消失，窯的繼續(xù)運轉(zhuǎn)將導(dǎo)致新的、甚至更嚴重的磨損產(chǎn)生。很多軸瓦在澆淋水后繼續(xù)發(fā)熱燒瓦的事例也屢見不鮮，這種方法對于新型干法回轉(zhuǎn)窯的長期安全運行來說肯定是有百害而無一利的。
3 結(jié)束語
綜上所述，回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生除了設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝和維護保養(yǎng)因素外，工藝操作管理水平應(yīng)當是至關(guān)重要的，很多方面的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象都來自于窯皮的不均勻所產(chǎn)生。尤其是是輪帶處筒體的180度徑向不均勻狀況更具有危害性，操作者保護和關(guān)注窯皮狀況重要性的觀念應(yīng)提高到與熟料產(chǎn)量和質(zhì)量同等的高度。同時當窯皮不均勻而出現(xiàn)的托輪與輪帶接觸明顯不均勻引起的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，切不可輕易調(diào)動托輪位置，應(yīng)在設(shè)法阻止軸瓦油溫升高的同時，找出窯皮的不均勻而導(dǎo)致托輪受偏載方位等原因，以盡快調(diào)整工藝操作方案，讓工藝操作服從于設(shè)備運行的規(guī)范和要求，使窯中心線直線度恢復(fù)到良好狀態(tài)，軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象便會自然消失。這種處理方法在新型干法生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生和推廣的同時，在國內(nèi)外同行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中已分別受到重視和推行，并積累了很多豐富的經(jīng)驗。 |
