從窯皮保護(hù)與托輪軸瓦發(fā)熱說起

　　回轉(zhuǎn)窯設(shè)備是水泥企業(yè)生產(chǎn)過程中的心臟。從事過水泥生產(chǎn)的人們都知道它是水泥生產(chǎn)中關(guān)健的設(shè)備，常掛在嘴邊“只要大窯轉(zhuǎn)，就有千千萬”的說法不無道理。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)熱的因素很多方面，諸如設(shè)備設(shè)計(jì)的合理性，制造質(zhì)量，安裝質(zhì)量，工藝操作水平和維護(hù)狀況等等。然而工藝操作水平的影響不僅至關(guān)重要，而且是常常容易受到忽視的方面。筆者在這里與同行們要共同探討分析的是因工藝操作不當(dāng)所引起軸瓦發(fā)熱的現(xiàn)象，以及在處理方法上所持的觀點(diǎn)。
　　長期以來，操作者往往有只注重熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的習(xí)慣，而不太重視窯皮的保護(hù)和它的均勻性。并普遍認(rèn)為掉點(diǎn)窯皮是正常的事，只要熟料質(zhì)量不受影響而無關(guān)緊要。其實(shí)則恰恰相反，由于不關(guān)注窯皮的保護(hù)，會(huì)使窯皮在軸向或徑向的，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，使得窯筒體延軸向和徑向發(fā)生不均勻的膨漲和收縮，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)這種狀況更應(yīng)值得關(guān)注和警惕，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。
　　由于配料成分的波動(dòng)，預(yù)熱器局部堵塞，來料不均，噴煤管位置不當(dāng)?shù)仍驎?huì)很容易使窯皮出現(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，軸和瓦處在無油的干磨擦狀態(tài)中很快就會(huì)傷軸拉瓦，甚至發(fā)生一系列更嚴(yán)重事故。如浙江某水泥廠的一條新型干法回轉(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，窯頭輪帶處筒體窯皮長達(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，筒體徑向180°表面溫差近200℃，用手持式激光測溫儀和筒體掃描儀的檢測結(jié)果一致，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，又由于窯皮長時(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”即紅河現(xiàn)象的事故發(fā)生。為了清除堆積在篦冷機(jī)上的熟料，操作者又再次失誤，將運(yùn)轉(zhuǎn)的窯停下，打開篦冷機(jī)前端觀察人孔門，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表面，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繼續(xù)升高。由于已承受著重力負(fù)荷和熱負(fù)荷狀態(tài)下的筒體，又與長期窯皮脫落處在高溫狀態(tài)的集中作用，使筒體剛度下降，筒體在窯頭托輪和輪帶組成的支撐點(diǎn)處向下折彎。事后測量窯口處筒體徑向跳動(dòng)量為6cm～7cm之多，接踵而來的是：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(gè)托輪座也出現(xiàn)不同程度無規(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)，不可能靠轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整恢復(fù)。筒體過度的彎曲已是一種不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形。由此發(fā)展下去，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(yán)重的事故再度發(fā)生。這一事例表明不關(guān)注窯皮狀況和工藝操作不當(dāng)給窯設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來的危害，是不可忽視的重要因素。
　　另一種容易被忽視的傾向也是由于窯皮脫落，出現(xiàn)筒體受熱不均，尤其是輪帶處筒體徑向窯皮不均，所造成的過大溫差而出現(xiàn)的筒體伸縮不均，致輪帶與托輪不均勻接觸所產(chǎn)生軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象的處理方法上不合理。對(duì)于這種情況，人們往往多習(xí)慣以處理濕法回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦發(fā)熱的經(jīng)驗(yàn)去對(duì)待。如簡單的用冷水澆淋托輪軸和瓦，以達(dá)到降溫冷卻不傷軸瓦的目的；或用調(diào)整托輪的方法來減輕軸瓦發(fā)熱托輪的受力狀況。這些方法可能起到暫時(shí)的緩解作用，但它卻會(huì)帶來很多的不利方面，是不可取的。由于新型干法窯和濕法窯雖然傳動(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、窯體斜度和高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的離心力比濕法窯要大得多，若繼續(xù)沿用濕法窯的某些處理方法會(huì)帶來很多事故隱患。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，其偏心力也會(huì)隨之加大等等諸方面都與濕法窯有明顯的差異。

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摘自《中國水泥》2005年 05月號(hào)