應(yīng)用回轉(zhuǎn)窯動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率

０　引言
　　山西天脊煤化工集團(tuán)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(duì)窯的化學(xué)腐蝕較嚴(yán)重。特別是近幾年來，窯機(jī)械磨損嚴(yán)重，中心線偏差較大，影響窯的正常運(yùn)行。廠方曾多次請(qǐng)有關(guān)單位對(duì)該窯作冷態(tài)測(cè)量、校準(zhǔn)，但由于冷態(tài)校準(zhǔn)好的窯軸線在熱態(tài)下又發(fā)生了變形，故冷態(tài)校準(zhǔn)效果不佳。

　　1997年5月該窯經(jīng)中修運(yùn)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(gè)別托輪和輪帶表面還產(chǎn)生掉塊脫落，經(jīng)濟(jì)損失很大，技術(shù)分析確認(rèn)是窯軸線不直引起。時(shí)值水泥銷售旺季，冷靜態(tài)測(cè)量校準(zhǔn)既時(shí)間長影響生產(chǎn)，實(shí)際效果又不理想。該廠經(jīng)過多方咨詢，決定請(qǐng)武漢工業(yè)大學(xué)凱獅科技公司作熱動(dòng)態(tài)測(cè)量以下簡稱動(dòng)態(tài)測(cè)量
１?。耍粒樱承突剞D(zhuǎn)窯軸線動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量儀
１．１　手持式測(cè)窯儀的組成
　　KAS-3型手持式測(cè)窯儀主要由2個(gè)數(shù)字量位移傳感器、2個(gè)霍爾開關(guān)位置傳感器、1個(gè)直徑測(cè)量傳感器和單片機(jī)測(cè)量主機(jī)組成。該測(cè)窯儀集測(cè)量窯軸線、輪帶間隙和輪帶與托輪直徑3個(gè)測(cè)量裝置為一體。其中測(cè)量窯軸線系統(tǒng)[1]獲得中國發(fā)明專利；測(cè)量輪帶間隙儀器[2]和測(cè)量輪帶與托輪直徑的儀器[3]分獲2項(xiàng)中國實(shí)用新型專利。
１．２　手持測(cè)窯儀操作
(１)測(cè)量窯軸線。在被測(cè)輪帶水平和垂直直徑上安裝２個(gè)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(biāo)移到Ｑ面，記下其在導(dǎo)軌尺上的讀數(shù)Li。在筒體旁固定１個(gè)霍爾開關(guān)位置傳感器，在相應(yīng)筒體上吸附１個(gè)磁鐵。把所有傳感器的電纜線插入手持測(cè)量主機(jī)，5min后測(cè)量主機(jī)就自動(dòng)測(cè)完輪帶４圈的平均位置參數(shù)Pyi、Pzi，用水準(zhǔn)儀可測(cè)出高差數(shù)Hi、hi(其中ｉ是輪帶序號(hào))。
輪帶處筒體中點(diǎn)橫坐標(biāo)：Ｙi＝Li＋Pyi＋Ri
輪帶處筒體中點(diǎn)縱坐標(biāo)：Ｚi＝Hi＋hi＋Pzi＋(Ri－φｉ)Cosα
式中：Ｒ為輪帶動(dòng)態(tài)直徑；φ為輪帶動(dòng)態(tài)間隙；α為窯體傾斜度。
(２)測(cè)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(cè)量主機(jī)，在主機(jī)內(nèi)輸入筒體帶墊片的外徑，10min后測(cè)量主機(jī)就自動(dòng)測(cè)完輪帶９圈的動(dòng)態(tài)間隙φ。
(３)測(cè)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(cè)量傳感器，把電纜插入測(cè)量主機(jī)，10min后測(cè)量主機(jī)就自動(dòng)測(cè)完輪帶9圈的動(dòng)態(tài)直徑2Ｒ。

２　回轉(zhuǎn)窯的動(dòng)態(tài)測(cè)量
　　1997年10月10～12日武漢工業(yè)大學(xué)凱獅公司用KAS-3型回轉(zhuǎn)窯軸線動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量儀按上述測(cè)窯方法，在窯正常生產(chǎn)中進(jìn)行了動(dòng)態(tài)測(cè)量。
２．１　測(cè)量工作內(nèi)容與結(jié)果
　　所有測(cè)量工作均不影響窯的正常生產(chǎn)。第１天,用１臺(tái)Ｊ２經(jīng)緯儀在窯外一側(cè)建立１條基準(zhǔn)線，用１臺(tái)DS3水準(zhǔn)儀在各輪帶正下方建立１個(gè)基準(zhǔn)高度，并指導(dǎo)該廠人員在每個(gè)輪帶一側(cè)和正下方架立１個(gè)測(cè)量高支架和測(cè)量小平臺(tái)。第２天，使用測(cè)窯系統(tǒng)測(cè)量窯軸線、輪帶間隙、直徑及表面溫度。第３天測(cè)量各擋托輪直徑。窯軸線參數(shù)的主要測(cè)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(gè)反相的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，２擋處向南偏差22.3mm；５檔處向北偏差達(dá)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(dāng)窯的基準(zhǔn)斜度為3.505%時(shí)，窯的５擋偏差最大，偏低20.4mm。
(２)輪帶擺動(dòng)。在水平面輪帶擺動(dòng)較大(見表３)。窯頭６擋擺動(dòng)最大差值達(dá)5.8mm。
(３)窯傳動(dòng)大齒輪。窯大齒輪傳動(dòng)處情況良好，兩個(gè)小齒輪與大齒圈的頂間隙基本相同，嚙合傳動(dòng)平穩(wěn)正常。
針對(duì)上述問題，對(duì)該廠窯調(diào)整提出如下建議：
(１)基于窯傳動(dòng)裝置情況正常，應(yīng)將窯的理想中心線定位在與本次測(cè)量中心基準(zhǔn)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(yīng)將４擋、５擋、６擋向南平移，首先平移５擋。同時(shí)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(jìn)行，特別是第１、２次，窯中心點(diǎn)的平移量不超過8mm，上升量不超過4mm。
(４)在垂直面，窯５擋應(yīng)升高15mm，４擋應(yīng)升高6mm。
(５)輪帶各處動(dòng)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(dòng)態(tài)調(diào)整
　　根據(jù)動(dòng)態(tài)測(cè)窯報(bào)告，制定出如下托輪調(diào)整方案：
(１)在水平面，窯基準(zhǔn)中心線向南平移12mm；在垂直面，以３擋處支點(diǎn)為０基準(zhǔn)點(diǎn)，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(duì)所有需調(diào)的托輪進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施。
(５)實(shí)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(xì)列出托輪調(diào)整的數(shù)據(jù)和方向，以及窯體中心點(diǎn)的改變量和方向。表５具體列出了托輪實(shí)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(diǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)情況看，該處托輪受力較大，且托輪已有損傷，暫時(shí)不宜作較大調(diào)整。該廠考慮窯運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間重新測(cè)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(rèn)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(duì)該托輪作了角度微調(diào)整，5h后該軸瓦溫度恢復(fù)正常。
經(jīng)過這次調(diào)整，窯運(yùn)轉(zhuǎn)狀況大為好轉(zhuǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(１)窯驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(shí)幾乎沒有回?cái)[度，而調(diào)整后窯停轉(zhuǎn)時(shí)，窯自由回?cái)[度大大增加，回?cái)[量達(dá)1.5mm，說明窯軸線的直線度較好。
(３)窯轉(zhuǎn)速的波動(dòng)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(dòng)，有利于窯正常運(yùn)行和維護(hù)。
(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(shí)，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(dòng)態(tài)測(cè)窯技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析
　　采用動(dòng)態(tài)測(cè)窯帶來的經(jīng)濟(jì)效益主要有以下幾點(diǎn):
(１)延長襯磚壽命，降低生產(chǎn)成本，提高窯連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(shí)，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(fèi)用15萬元。
(２)停窯時(shí)間短。動(dòng)態(tài)測(cè)窯比靜態(tài)測(cè)窯至少減少3ｄ停窯時(shí)間，即每年可多產(chǎn)熟料1650t。
(３)窯驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(fèi)5萬多元。
(４)減少窯機(jī)械故障引起的停窯維修時(shí)間，節(jié)約備件費(fèi)用。每年可節(jié)省維修費(fèi)用約10萬元。提高窯運(yùn)轉(zhuǎn)率約８％。

６　結(jié)論
(１)冷態(tài)窯軸線的靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，特別是當(dāng)托輪磨損不均勻時(shí)，對(duì)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(yīng)及時(shí)應(yīng)用動(dòng)態(tài)測(cè)窯技術(shù)，根據(jù)動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果來校準(zhǔn)回轉(zhuǎn)窯。
(３)托輪調(diào)整的移動(dòng)量應(yīng)遵守循序漸進(jìn)的原則，邊運(yùn)行邊觀察邊調(diào)整。
(４)如有條件，應(yīng)每年對(duì)窯中心線作１次動(dòng)態(tài)測(cè)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(yù)防性維修。

摘自：中國水泥網(wǎng)論壇