秦學(xué)恒 ，范慶東

回轉(zhuǎn)窯燒瓦事故的處理

Accident Treatment of Over-heated Roller Tyre of Rotary Kiln

秦學(xué)恒1，范慶東2

1 引言

作為燒成系統(tǒng)重要的熱工設(shè)備之一，回轉(zhuǎn)窯的維護(hù)工作可謂重中之重，而其支承裝置中的托輪襯瓦、球面瓦等更是重點(diǎn)維護(hù)的部件。雖然目前“水刮瓦技術(shù)”在一些企業(yè)中得到了很好的應(yīng)用，但是因故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或故障處理不當(dāng)?shù)仍蚨斐傻摹巴休啛摺钡氖鹿蔬€是屢見不鮮，該故障具有出現(xiàn)時(shí)間短、突發(fā)性強(qiáng)和處理時(shí)間長的特點(diǎn)。

筆者曾在5000t/d熟料生產(chǎn)線設(shè)備維護(hù)工作中遇到3次燒瓦事故，每次故障的起因和處理過程不盡相同，現(xiàn)將吉林明城工廠2006年3月和2009年6月兩次燒瓦處理過程與江蘇溧陽工廠2010年7月的一次燒瓦處理過程作一詳細(xì)介紹，以供同行借鑒。

2 三次燒瓦事故的情況和處理過程

2.1 2006年3月吉林明城工廠燒瓦事故

故障描述：托輪位置位于窯二檔遠(yuǎn)離主電機(jī)且靠近窯尾側(cè)。故障發(fā)生在夜班與白班人員交接班時(shí)，托輪支承裝置儀表溫度顯示沒有異常變化的情況下，襯、軸瓦局部燒損，壓塊螺栓被拉斷后與軸粘連翻到軸上表面。

原因：托輪軸承座內(nèi)的積存油垢雜質(zhì)進(jìn)入軸、瓦之間，局部溫度過高融化銅合金并與軸表面粘連。由于在巡檢人員交接班的巡檢盲時(shí)，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，在外界環(huán)境溫度低的情況下，熱傳導(dǎo)慢不易發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致燒瓦事故。

檢修過程：檢修人員分成兩組，一組頂窯、拆瓦、修軸，一組進(jìn)行新襯瓦、球面瓦刮削（關(guān)于瓦面、瓦口、油囊、瓦背的刮研方法，下面具體介紹）。頂窯過程：（1）使用兩個(gè)200t千斤頂和鋼支座將二檔輪帶頂起，保證輪帶表面與托輪表面脫離；（2）在瓦裝配過程中可能會遇到放不進(jìn)去的情況，這時(shí)候需要將托輪裝置整體向外拉，但要保證可以安裝回原位置，所以在后退前要焊接定位擋塊，或在托輪軸承座與鋼底座之間劃線，并使用樣沖做上標(biāo)記。待更換襯瓦一側(cè)的軸不是使用千斤頂直接頂軸，而是利用托輪軸端面的吊裝螺紋孔，加工合適尺寸螺桿并旋入該端面螺紋孔，作為支千斤頂?shù)奈恢茫缓笥们Ы镯旐斊?，方便襯瓦放入。在安裝新瓦前，先將其上、下軸承座體內(nèi)部清洗干凈，并用棉布蘸柴油擦拭，再用和好的面團(tuán)將剩余雜質(zhì)粘出。安裝軸瓦時(shí)，要按照圖紙要求保證各部分設(shè)計(jì)間隙，特別是不能忽視瓦端面與止推圈間隙，因?yàn)槿舸颂幇l(fā)生摩擦極易導(dǎo)致托輪瓦整體發(fā)熱。該次故障處理時(shí)間，從窯止料到再次投料共用36h。由于保證了新瓦的研磨質(zhì)量，并要求投料量、窯速緩慢增加，該托輪瓦投入使用一次成功。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中觀察，油膜均勻，沒有出現(xiàn)發(fā)熱等異常情況。

2.2 2009年6月吉林明城工廠燒瓦事故

故障描述：托輪部位在窯二檔遠(yuǎn)離主電機(jī)且靠近窯頭側(cè)。白班巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)瓦溫度偏高且托輪軸表面局部出現(xiàn)亮帶，遂準(zhǔn)備采用研磨劑進(jìn)行研磨。但開始只是先加水冷卻，沒有及時(shí)加入研磨劑進(jìn)行有效研磨，導(dǎo)致出現(xiàn)燒瓦故障（研磨劑配制方法：使用白厚漆與二硫化鉬潤滑脂按照3：1比例攪拌均勻）。

原因：（1）軸瓦油膜形成的效果較差；（2）在處理局部溫度過高問題的過程中方法不正確，導(dǎo)致瓦的銅合金融化并與軸表面粘連。

檢修過程：由于借鑒了之前處理燒瓦的經(jīng)驗(yàn)，所以這次在檢修工作安排上更有效率，處理時(shí)間比2006年3月燒瓦的處理節(jié)約4h。但由于投入使用后投料量、窯速提高過快，軸、瓦磨合效果差，結(jié)果不但該新瓦發(fā)熱，而且導(dǎo)致其他瓦受力受到影響而發(fā)熱。為保證窯運(yùn)轉(zhuǎn)率，公司采取了在線研磨的方法。具體操作情況介紹如下：

（1）受托輪軸受力、溫度輻射及熱傳導(dǎo)等因素影響，另一端軸瓦發(fā)熱，但兩端同時(shí)研磨，給操作帶來很大困難。

（2）研磨過程中出現(xiàn)托輪停轉(zhuǎn)現(xiàn)象。其原因是，為保證完成目標(biāo)產(chǎn)量，該設(shè)備帶病作業(yè)，產(chǎn)量仍達(dá)到5800t/d。因?yàn)橥读狭看?、窯速過快且托輪軸、瓦受研磨劑黏滯力作用，托輪停轉(zhuǎn)。隨后分析原因找到問題所在，遂降低窯速和減小投料量，托輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動。

（3）在工藝操作方面調(diào)整以后，繼續(xù)研磨7～8d，待軸表面均勻帶上研磨劑，沒有亮帶出現(xiàn)后，兩端軸瓦加上潤滑油。因?yàn)榍闆r特殊，該次研磨時(shí)間較長。一般在線研磨時(shí)間在24～48h就可使托輪瓦溫度恢復(fù)正常。

在事故處理分析會上，將本次處理過程進(jìn)行了詳細(xì)分析，并總結(jié)出以下兩點(diǎn)指導(dǎo)日后工作：

（1）在托輪瓦出現(xiàn)發(fā)熱癥狀時(shí)，先使用一定量的托輪潤滑油進(jìn)行竄油以整體降溫和沖洗雜質(zhì)，在此過程中做研磨準(zhǔn)備工作。

（2）注意軸、瓦磨合期內(nèi)窯負(fù)荷的控制，要求緩慢穩(wěn)定、逐漸增加、加強(qiáng)觀察。

2.3 2010年7月江蘇溧陽工廠燒瓦事故

故障描述：托輪部位在窯二檔遠(yuǎn)離主電機(jī)且靠近窯頭側(cè)。上午9點(diǎn)加油，中午12點(diǎn)30分左右出現(xiàn)燒瓦故障。與以上故障不同的是，因該托輪軸承座內(nèi)油池空間設(shè)計(jì)較大，殼體厚度20mm相對單薄，所以托輪軸承座被托輪軸砸出裂紋。

原因：a維護(hù)人員在加油過程中將雜質(zhì)混入托輪的油腔內(nèi)，導(dǎo)致其內(nèi)部溫度傳感器埋入油垢中，反應(yīng)不靈敏；b巡檢中沒有發(fā)現(xiàn)問題和采取措施，使軸瓦局部溫度過高，融化銅合金，并與軸表面粘連，導(dǎo)致燒瓦事故。

檢修過程：頂窯與換瓦操作方法與以上相同。軸承座體開裂處使用千斤頂恢復(fù)到原來位置，使用氣刨開坡口并采用鑄鐵焊條焊接。其襯瓦刮研方式和方法與吉林工廠略有不同（下面詳述）。研磨過程中使用冷卻循環(huán)水噴灑軸面，不添加研磨劑。因?yàn)闊o法目測研磨情況，所以手持紅外線測溫儀對軸表面進(jìn)行整體測溫。當(dāng)整體溫度均勻，約50℃左右時(shí)加油。其間瓦溫反復(fù)升高，又進(jìn)行三次“水研磨”。最后加上托輪潤滑油，油膜形成良好。

3 托輪瓦刮研的不同方法介紹

3.1 吉林明城工廠軸瓦、球面瓦刮研要求及方法

（1）刮瓦要求：大油囊小接觸角；瓦口最大間隙d=2mm，接觸角度30°；

（2）計(jì)算油囊的油楔間隙方法

油囊是軸瓦在軸半徑尺寸基礎(chǔ)上增加中心距尺寸鏜削后，與軸裝配后形成的楔角形狀。以該廠回轉(zhuǎn)窯為例：二檔托輪軸徑Φ630mm，二檔托輪軸瓦與軸之間最大間隙d=11mm；刮削后的油楔形狀是由外切托輪軸的大圓與托輪軸圓形成，即托輪軸圓與大圓的部分圓弧形成楔角形狀圖形（圖1）。

建立數(shù)學(xué)模型，以軸的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)O1，建立坐標(biāo)系；利用余弦定理和勾股定理列出方程式，聯(lián)立后消元解出油囊圓方程；利用兩點(diǎn)間距離公式算出從0°到90°各個(gè)位置的塞尺檢測間隙。

已知：BC=11mm，O1A=315mm，軸圓 O1直徑Φ 630mm，接觸角度30°，具體方程式如下：

在三角形O1O2A中，

將以上兩個(gè)方程式聯(lián)立得：

以圓O1為零點(diǎn)坐標(biāo)系，其中圓O2的方程為：

然后根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式解得兩點(diǎn)間距離即檢測間隙為8.02mm。

采用同樣方法解出30°檢測間隙為5.26mm，45°檢測間隙為2.91mm，依次解出相應(yīng)的間隙尺寸。

托輪軸瓦面刮研要求：在接觸面上（5×5）mm2上2～3點(diǎn)。

瓦背與球瓦面刮研要求：在接觸面上（25×25）mm2上2～3點(diǎn)。

球瓦背與軸承座刮研要求：在接觸面上（25×25）mm2上1～2點(diǎn)；徑向接觸角度60°～75°。

3.2 江蘇溧陽工廠修復(fù)過程中的軸瓦、球面瓦刮研要求及方法

托輪軸和襯瓦直徑Φ65mm，接觸弧長305mm，接觸角度53°；瓦口間隙2mm；瓦口和油囊楔角間隙按照操作經(jīng)驗(yàn)估算；在接觸面上使用手持拋光機(jī)安裝砂輪片，按照45°交叉方式（圖2）開出42個(gè)深3mm、寬3mm的凹槽（該方式一是保證在接觸面溝槽內(nèi)儲存更多的潤滑油，二是在接觸角度53°范圍內(nèi)有效減小接觸面積）。接觸面上使用手持拋光機(jī)安裝砂布片瓦面，采用類似刮花（刮研的一種手法）方式磨削。

托輪軸瓦面刮研要求：在接觸面上（5×5）mm2上2～3點(diǎn)。

瓦背與球瓦面刮研要求：在接觸面上（25×25）mm2上2～3點(diǎn)。

球瓦背與軸承座刮研要求：在接觸面上（25×25）mm2上1～2點(diǎn)；徑向接觸角度60°～75°。

4 避免燒瓦事故的預(yù)防措施

（1）嚴(yán)控設(shè)備潤滑管理細(xì)節(jié)，按照“五定三過濾”的原則進(jìn)行管理。

（2）加強(qiáng)設(shè)備管理認(rèn)識，強(qiáng)化巡檢人員觀念和責(zé)任心。要求做到“交班人不要慌著下班，接班人不要磨蹭上班”，隨時(shí)、準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

（3）發(fā)現(xiàn)和處理問題要及時(shí)、到位、準(zhǔn)確。

（4）合理使用設(shè)備，確保在最大限度、最好狀態(tài)的前提下發(fā)揮設(shè)備潛能和提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

TQ172.622.29

B

1001-6171（2011）03-0038-03

通訊地址：1江蘇溧陽南方水泥有限公司，江蘇 溧陽 213342；2洛陽水泥工程設(shè)計(jì)研究院，河南 洛陽 471003；

2010-12-05；

沈 穎