【水泥人網】回轉窯設備是水泥企業生產過程中的心臟。從事過水泥生產的人們都知道它是水泥生產中關健的設備,常掛在嘴邊“只要大窯轉,就有千千萬”的說法不無道理。托輪作為支撐著運動中回轉窯的支點,承受著熱負荷,物料負荷和窯自重三大載荷,故保護好托輪軸瓦,使它能正常安全運行顯得尤為重要。
引起托輪軸瓦發熱的因素很多方面,諸如設備設計的合理性,制造質量,安裝質量,工藝操作水平和維護狀況等等。然而工藝操作水平的影響不僅至關重要,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所引起軸瓦發熱的現象,以及在處理方法上所持的觀點。
長期以來,操作者往往有只注重熟料產量和質量的習慣,而不太重視窯皮的保護和它的均勻性。并普遍認為掉點窯皮是正常的事,只要熟料質量不受影響而無關緊要。其實則恰恰相反,由于不關注窯皮的保護,會使窯皮在軸向或徑向的,或二者并存的不均勻現象時有發生。由于窯皮的厚薄不均勻,使得窯筒體延軸向和徑向發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,出現這種狀況更應值得關注和警惕,因為它將會直接導致托輪受力狀態的變化,引起軸瓦發熱。
由于配料成分的波動,預熱器局部堵塞,來料不均,噴煤管位置不當等原因會很容易使窯皮出現不均勻的狀況,這一觀點對于大多數有經驗的管理者都會認同。當出現這種情況若不及時處理,隨著時間的延續,托輪軸與瓦之間的受力不均導致油隙變小,油膜破壞,軸瓦開始發熱,軸和瓦處在無油的干磨擦狀態中很快就會傷軸拉瓦,甚至發生一系列更嚴重事故。如浙江某水泥廠的一條新型干法回轉窯曾發生過類似情況,并伴隨著某種特定條件導致了一系列嚴重事故。事發前,窯頭輪帶處筒體窯皮長達近一周時間的嚴重脫落,一個工作日內掛上數次又脫落數次,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果一致,四個軸承座承受的載荷方式由均衡轉為交變,筒體每旋轉一周輪帶與托輪表面呈現出大面積的非接觸狀態。窯的狀態正處在危機之中,又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,導致了“堆雪人”即紅河現象的事故發生。為了清除堆積在篦冷機上的熟料,操作者又再次失誤,將運轉的窯停下,打開篦冷機前端觀察人孔門,人工清除堆積的熟料。此時,灼紅的熟料所產生的高溫氣流被窯尾排風機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升高。由于已承受著重力負荷和熱負荷狀態下的筒體,又與長期窯皮脫落處在高溫狀態的集中作用,使筒體剛度下降,筒體在窯頭托輪和輪帶組成的支撐點處向下折彎。事后測量窯口處筒體徑向跳動量為6cm~7cm之多,接踵而來的是:筒體的定向彎曲所產生的軸向和徑向作用力使托輪表面出現數條規則的壓痕;四個托輪座也出現不同程度無規則的振動,振動的劇烈程度隨窯皮厚薄的變化而變化;軸表面也出現由于受力不均,所導致的軸瓦之間局部油膜被破壞后產生的壓痕;支撐著四個托輪座的整個混凝土基礎,隨著窯體的轉動也出現周期性規則的振動和晃動;軸瓦繼而發熱,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。隨著生產的繼續,以上現象并未減輕或消失,其原因為窯頭段的筒體是處在一種懸臂梁式的支撐狀態,不可能靠轉動調整恢復。筒體過度的彎曲已是一種不可逆轉的塑性變形。由此發展下去,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,軸瓦受到不規則的非正常磨損以致更嚴重的事故再度發生。這一事例表明不關注窯皮狀況和工藝操作不當給窯設備正常運轉所帶來的危害,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的筒體伸縮不均,致輪帶與托輪不均勻接觸所產生軸瓦發熱現象的處理方法上不合理。對于這種情況,人們往往多習慣以處理濕法回轉窯托輪軸瓦發熱的經驗去對待。如簡單的用冷水澆淋托輪軸和瓦,以達到降溫冷卻不傷軸瓦的目的;或用調整托輪的方法來減輕軸瓦發熱托輪的受力狀況。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,是不可取的。由于新型干法窯和濕法窯雖然傳動方式一樣,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、窯體斜度和高轉速產生的離心力比濕法窯要大得多,若繼續沿用濕法窯的某些處理方法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;轉速高,則物料流動快,其偏心力也會隨之加大等等諸方面都與濕法窯有明顯的差異。
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【作者:鄭用琦 】