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(yùn)動(dòng)中回轉(zhuǎn)窯的支點(diǎn)，承受著熱負(fù)荷，物料負(fù)荷和窯自重三大載荷，故保護(hù)好托輪軸和瓦，使它能正常安全運(yùn)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(jì)的合理性、制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量、工藝操作水平和護(hù)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(duì)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(jìn)行分析，并對(duì)處理方法進(jìn)行探討。
1 工藝操作管理不當(dāng)引起的托輪軸瓦發(fā)熱
長(zhǎng)期以來(lái)，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(duì)窯皮的保護(hù)無(wú)關(guān)緊要。
在工藝操作中由于不太關(guān)注對(duì)窯皮的保護(hù)和保持工藝系統(tǒng)的均衡穩(wěn)定的一致性，將會(huì)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(shí)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?yàn)樗鼘?huì)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(dòng)，預(yù)熱器局部堵塞，來(lái)料不均，噴煤管位置不當(dāng)?shù)仍蚨紩?huì)使窯皮出現(xiàn)不均勻的狀況，這一觀點(diǎn)對(duì)于大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的管理者都會(huì)認(rèn)同。當(dāng)出現(xiàn)這種情況若不及時(shí)處理，隨著時(shí)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(wú)油或少油的干摩擦狀態(tài)中很快就會(huì)傷軸拉瓦，甚至發(fā)生一系列更嚴(yán)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(yán)重事故。事發(fā)前，由于工藝操作管理不當(dāng)，窯頭輪帶處筒體窯皮長(zhǎng)達(dá)近一周時(shí)間的嚴(yán)重脫落，一個(gè)工作日內(nèi)掛上數(shù)次又脫落數(shù)次，用手持式激光測(cè)溫儀和筒體掃描儀的檢測(cè)結(jié)果一致，筒體徑向膨脹量出現(xiàn)嚴(yán)重的不均勻狀態(tài)，輪帶下四個(gè)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(jī)之中，由于窯皮長(zhǎng)時(shí)間的大量脫落，使得篦冷機(jī)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(jī)上的熟料，管理人員又再次失誤，將運(yùn)轉(zhuǎn)的窯停下，打開篦冷機(jī)前端觀察人孔門，采取人工清除堆積的熟料。此時(shí)，灼紅的熟料所產(chǎn)生的高溫氣流被窯尾排風(fēng)機(jī)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(fù)荷和熱負(fù)荷雙重受力狀態(tài)下的筒體，與長(zhǎng)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(diǎn)處向下折彎，事后測(cè)量窯頭密封處的筒體徑向跳動(dòng)量為60～70mm之多。
接著而來(lái)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(gè)托輪座也出現(xiàn)不同程度無(wú)規(guī)則的振動(dòng)，振動(dòng)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(gè)托輪座的整個(gè)混凝土基礎(chǔ)，隨著窯體的轉(zhuǎn)動(dòng)也出現(xiàn)周期性規(guī)則的振動(dòng)和晃動(dòng)；軸瓦繼而發(fā)熱，并伴隨著嚴(yán)重的拉傷，僥幸的是維護(hù)人員搶救及時(shí)方法得當(dāng)尚未造成嚴(yán)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?yàn)楦G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(dòng)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(zhǎng)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(yán)重的事故再度發(fā)生。這一事例表明工藝操作不當(dāng)和不關(guān)注窯皮狀況給窯設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來(lái)的危害，是不可忽視的重要因素。
2 工藝操作不當(dāng)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(duì)于這種情況，人們有不少習(xí)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(yàn)去對(duì)待。如簡(jiǎn)單的用冷水澆淋托輪軸和瓦，或采用水油混合潤(rùn)滑的方法，以達(dá)到降溫冷卻不傷軸瓦的目的；或用調(diào)整托輪的方法來(lái)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(shí)的緩解作用，但它卻會(huì)帶來(lái)很多的不利方面，從回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期安全運(yùn)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(yùn)行中雖然傳動(dòng)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(fù)荷、熱負(fù)荷、自重負(fù)荷、窯體斜度和轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)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(lái)處理托輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象將會(huì)帶來(lái)很多事故隱患。新型干法窯的窯直徑和熱負(fù)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(duì)托輪的軸向力也隨之增大；轉(zhuǎn)速高，則物料流動(dòng)快，其離心力也會(huì)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(dòng)力來(lái)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(lái)實(shí)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(dòng)力來(lái)源是由液壓擋輪的外作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。托輪軸線與窯中心線在運(yùn)行時(shí)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(shì)所在。若對(duì)新型干法窯也使用調(diào)整托輪的方法來(lái)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(shí)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(xì)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(dāng)窯安裝后的試運(yùn)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(huì)引起變化，如此反復(fù)，托輪受力的均勻性狀態(tài)也必然會(huì)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(duì)工藝操作管理與回轉(zhuǎn)窯設(shè)備正常運(yùn)行之間的關(guān)系認(rèn)識(shí)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(shí)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(shí)，又多采用調(diào)整托輪的方法來(lái)處理，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，問題不但沒有得到緩解反而日趨嚴(yán)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(wú)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(dòng)觀點(diǎn)是完全一致的。由于新型干法窯的總負(fù)荷大于濕法窯，故靠托輪止推盤來(lái)承受這種推力是很危險(xiǎn)的，它很容易增大止推盤的磨損使軸瓦發(fā)熱。因此對(duì)于新型干法窯來(lái)說(shuō)屬于不恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒�。�?jīng)過認(rèn)真分析，并對(duì)該廠的窯中心線進(jìn)行了重新檢測(cè)，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(duì)偏差為2.5～2.8mm，垂直方向絕對(duì)偏差為7.9mm，說(shuō)明窯中心線的直線度處于嚴(yán)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(gè)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(duì)于軸瓦發(fā)熱采用冷水澆淋軸和瓦的方式來(lái)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(shí)保留不至于抱軸傷瓦，但窯在無(wú)油或無(wú)足夠油的狀態(tài)下運(yùn)行，油膜肯定會(huì)破壞和消失，窯的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)將導(dǎo)致新的、甚至更嚴(yán)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(duì)于新型干法回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)期安全運(yùn)行來(lái)說(shuō)肯定是有百害而無(wú)一利的。
3 結(jié)束語(yǔ)
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(jì)、制造、安裝和維護(hù)保養(yǎng)因素外，工藝操作管理水平應(yīng)當(dāng)是至關(guān)重要的，很多方面的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象都來(lái)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(hù)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(shí)當(dāng)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(dòng)托輪位置，應(yīng)在設(shè)法阻止軸瓦油溫升高的同時(shí)，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(yùn)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(huì)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(shí)，在國(guó)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(yàn)。 |
