應用回轉(zhuǎn)窯動態(tài)檢測技術(shù)提高窯的運轉(zhuǎn)率

０　引言
　　山西天脊煤化工集團山化水泥廠Φ4ｍ/3.5ｍ/4ｍ×150ｍ回轉(zhuǎn)窯1987年投產(chǎn)。由于該廠采用化工廠工業(yè)副產(chǎn)品作原料，故對窯的化學腐蝕較嚴重。特別是近幾年來，窯機械磨損嚴重，中心線偏差較大，影響窯的正常運行。廠方曾多次請有關(guān)單位對該窯作冷態(tài)測量、校準，但由于冷態(tài)校準好的窯軸線在熱態(tài)下又發(fā)生了變形，故冷態(tài)校準效果不佳。

　　1997年5月該窯經(jīng)中修運轉(zhuǎn)后頻繁出現(xiàn)掉磚、紅窯事故。僅９月份就３次紅窯，托輪軸瓦經(jīng)常發(fā)熱，托輪與輪帶磨損異常，個別托輪和輪帶表面還產(chǎn)生掉塊脫落，經(jīng)濟損失很大，技術(shù)分析確認是窯軸線不直引起。時值水泥銷售旺季，冷靜態(tài)測量校準既時間長影響生產(chǎn)，實際效果又不理想。該廠經(jīng)過多方咨詢，決定請武漢工業(yè)大學凱獅科技公司作熱動態(tài)測量以下簡稱動態(tài)測量
１?。耍粒樱承突剞D(zhuǎn)窯軸線動態(tài)參數(shù)測量儀
１．１　手持式測窯儀的組成
　　KAS-3型手持式測窯儀主要由2個數(shù)字量位移傳感器、2個霍爾開關(guān)位置傳感器、1個直徑測量傳感器和單片機測量主機組成。該測窯儀集測量窯軸線、輪帶間隙和輪帶與托輪直徑3個測量裝置為一體。其中測量窯軸線系統(tǒng)[1]獲得中國發(fā)明專利；測量輪帶間隙儀器[2]和測量輪帶與托輪直徑的儀器[3]分獲2項中國實用新型專利。
１．２　手持測窯儀操作
(１)測量窯軸線。在被測輪帶水平和垂直直徑上安裝２個數(shù)字量位移傳感器，與架在Ｑ面上的經(jīng)緯儀配合，把水平位移傳感器上的滑標移到Ｑ面，記下其在導軌尺上的讀數(shù)Li。在筒體旁固定１個霍爾開關(guān)位置傳感器，在相應筒體上吸附１個磁鐵。把所有傳感器的電纜線插入手持測量主機，5min后測量主機就自動測完輪帶４圈的平均位置參數(shù)Pyi、Pzi，用水準儀可測出高差數(shù)Hi、hi(其中ｉ是輪帶序號)。
輪帶處筒體中點橫坐標：Ｙi＝Li＋Pyi＋Ri
輪帶處筒體中點縱坐標：Ｚi＝Hi＋hi＋Pzi＋(Ri－φｉ)Cosα
式中：Ｒ為輪帶動態(tài)直徑；φ為輪帶動態(tài)間隙；α為窯體傾斜度。
(２)測量窯輪帶間隙。分別在輪帶和筒體上各吸上磁鐵，在其附近各安裝霍爾接近開關(guān)，把霍爾開關(guān)電纜插入測量主機，在主機內(nèi)輸入筒體帶墊片的外徑，10min后測量主機就自動測完輪帶９圈的動態(tài)間隙φ。
(３)測量窯輪帶直徑[4]。在輪帶側(cè)面吸上磁鐵，在其附近安裝霍爾接近開關(guān)，在輪帶正面安裝直徑測量傳感器，把電纜插入測量主機，10min后測量主機就自動測完輪帶9圈的動態(tài)直徑2Ｒ。

２　回轉(zhuǎn)窯的動態(tài)測量
　　1997年10月10～12日武漢工業(yè)大學凱獅公司用KAS-3型回轉(zhuǎn)窯軸線動態(tài)參數(shù)測量儀按上述測窯方法，在窯正常生產(chǎn)中進行了動態(tài)測量。
２．１　測量工作內(nèi)容與結(jié)果
　　所有測量工作均不影響窯的正常生產(chǎn)。第１天,用１臺Ｊ２經(jīng)緯儀在窯外一側(cè)建立１條基準線，用１臺DS3水準儀在各輪帶正下方建立１個基準高度，并指導該廠人員在每個輪帶一側(cè)和正下方架立１個測量高支架和測量小平臺。第２天，使用測窯系統(tǒng)測量窯軸線、輪帶間隙、直徑及表面溫度。第３天測量各擋托輪直徑。窯軸線參數(shù)的主要測量結(jié)果見表３，窯軸線偏差見圖２。
２．２　結(jié)果分析及建議
(１)窯中心線偏差。窯中心線水平面偏差見圖２(ａ)，窯中心線存在兩個反相的轉(zhuǎn)折點，２擋處向南偏差22.3mm；５檔處向北偏差達12.4mm，這正好與該窯頻繁掉磚部位相符。窯中心線垂直面偏差見圖２(ｂ)，當窯的基準斜度為3.505%時，窯的５擋偏差最大，偏低20.4mm。
(２)輪帶擺動。在水平面輪帶擺動較大(見表３)。窯頭６擋擺動最大差值達5.8mm。
(３)窯傳動大齒輪。窯大齒輪傳動處情況良好，兩個小齒輪與大齒圈的頂間隙基本相同，嚙合傳動平穩(wěn)正常。
針對上述問題，對該廠窯調(diào)整提出如下建議：
(１)基于窯傳動裝置情況正常，應將窯的理想中心線定位在與本次測量中心基準線平行且向南平移15mm的位置上。
(２)在窯頭、尾密封情況允許的前提下，應將４擋、５擋、６擋向南平移，首先平移５擋。同時將２擋向北平移4mm，１擋向南平移10mm。
(３)因窯５擋在水平和垂直面調(diào)整量很大，該處窯中心調(diào)整工作至少需分６次進行，特別是第１、２次，窯中心點的平移量不超過8mm，上升量不超過4mm。
(４)在垂直面，窯５擋應升高15mm，４擋應升高6mm。
(５)輪帶各處動態(tài)間隙基本正常(見表３)，目前不必調(diào)整。

３　回轉(zhuǎn)窯中心線的動態(tài)調(diào)整
　　根據(jù)動態(tài)測窯報告，制定出如下托輪調(diào)整方案：
(１)在水平面，窯基準中心線向南平移12mm；在垂直面，以３擋處支點為０基準點，窯體斜度為3.505%。
(２)窯偏差調(diào)整量為理論調(diào)整量的75％左右。
(３)本次調(diào)整共分８次完成。前４次調(diào)整間隔期為1d～2d，后４次調(diào)整間隔為2d～4d。
(４)在窯正常生產(chǎn)中，對所有需調(diào)的托輪進行動態(tài)調(diào)整，并做好相應的安全防護措施。
(５)實際操作中，根據(jù)托輪與輪帶接觸情況以及托輪的“八”字情況，盡量消除其歪軸向力。
表４詳細列出托輪調(diào)整的數(shù)據(jù)和方向，以及窯體中心點的改變量和方向。表５具體列出了托輪實際操作數(shù)據(jù)。

４　窯軸線調(diào)整后的情況和效果
　　調(diào)整后窯軸線情況見圖3，比較圖3和圖2可看出，圖3中窯軸線的直線度有了很大改善。在特殊部位#5處，窯中心點長期偏低。本次在垂直面調(diào)整已升高8.9mm，離理想值還偏低11.5mm。從運轉(zhuǎn)情況看，該處托輪受力較大，且托輪已有損傷，暫時不宜作較大調(diào)整。該廠考慮窯運轉(zhuǎn)一段時間重新測量后再作調(diào)整。
　　此次調(diào)窯工作為期半月。調(diào)整中#2南托輪軸瓦出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。分析認為是軸向力過大使面摩擦力增加所引起的。在不影響窯軸線的情況下，對該托輪作了角度微調(diào)整，5h后該軸瓦溫度恢復正常。
經(jīng)過這次調(diào)整，窯運轉(zhuǎn)狀況大為好轉(zhuǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
(１)窯驅(qū)動電機電流由調(diào)整前的200Ａ～280Ａ下降到200Ａ～260Ａ。
(２)調(diào)整前窯停轉(zhuǎn)時幾乎沒有回擺度，而調(diào)整后窯停轉(zhuǎn)時，窯自由回擺度大大增加，回擺量達1.5mm，說明窯軸線的直線度較好。
(３)窯轉(zhuǎn)速的波動量比過去明顯減小，有利于提高熟料的鍛燒質(zhì)量。
(４)窯自行上竄現(xiàn)象完全消除，可用液壓擋輪控制窯的上下移動，有利于窯正常運行和維護。
(５)托輪與輪帶接觸狀態(tài)大為改善。以往每年夏季總有托輪瓦發(fā)熱現(xiàn)象，調(diào)整后各擋托輪受力較均衡，即使在夏季最熱時，各擋托輪軸瓦均未出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。
(６)耐火襯磚使用壽命大大提高。燒成帶襯磚壽命延長37％。

５　動態(tài)測窯技術(shù)經(jīng)濟效益分析
　　采用動態(tài)測窯帶來的經(jīng)濟效益主要有以下幾點:
(１)延長襯磚壽命，降低生產(chǎn)成本，提高窯連續(xù)運轉(zhuǎn)率。據(jù)統(tǒng)計，該廠窯燒成帶襯磚使用壽命由原來的102d提高到140d，延長壽命38d，使用同樣襯磚時，可比以往可多產(chǎn)熟料20900t，每年可少更換燒成帶襯磚15ｍ，節(jié)約襯磚費用15萬元。
(２)停窯時間短。動態(tài)測窯比靜態(tài)測窯至少減少3ｄ停窯時間，即每年可多產(chǎn)熟料1650t。
(３)窯驅(qū)動電機峰值電流由原來的280Ａ下降到260Ａ，電能消耗約降低5％。每年可節(jié)約電費5萬多元。
(４)減少窯機械故障引起的停窯維修時間，節(jié)約備件費用。每年可節(jié)省維修費用約10萬元。提高窯運轉(zhuǎn)率約８％。

６　結(jié)論
(１)冷態(tài)窯軸線的靜態(tài)測量數(shù)據(jù)，特別是當托輪磨損不均勻時，對調(diào)窯僅有參考作用，不能作為調(diào)窯的依據(jù)。
(２)在窯軸線出現(xiàn)問題后，應及時應用動態(tài)測窯技術(shù)，根據(jù)動態(tài)測量結(jié)果來校準回轉(zhuǎn)窯。
(３)托輪調(diào)整的移動量應遵守循序漸進的原則，邊運行邊觀察邊調(diào)整。
(４)如有條件，應每年對窯中心線作１次動態(tài)測量，以便掌握窯的基本情況，使回轉(zhuǎn)窯從以往的故障維修轉(zhuǎn)變?yōu)轭A防性維修。

摘自：中國水泥網(wǎng)論壇