劉星安 王文煜 王 凱 尤 立

(洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 河南洛陽 417039)

新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯分析研究

劉星安 王文煜 王 凱 尤 立

(洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 河南洛陽 417039)

本文闡述了一種采用兩檔支承的小長徑比水泥回轉(zhuǎn)窯。回轉(zhuǎn)窯受力狀況從三擋靜不定到兩擋靜定，受力狀態(tài)明顯改善，有利于降低回轉(zhuǎn)窯筒體的變形影響。超短新型回轉(zhuǎn)窯采用摩擦傳動，徹底消除齒輪的安裝，偏擺、嚙合和跳動等問題，使得用戶在設(shè)備維護(hù)簡單、方便。設(shè)備重量和土建費用均大幅降低。同時，產(chǎn)品熱耗降低，單位容積產(chǎn)量提高，這對用戶節(jié)能降耗也非常有利。

小長徑比；摩擦傳動；回轉(zhuǎn)窯

旋風(fēng)預(yù)熱器的改進(jìn)，使得入窯物料分解率已達(dá)到 95%以上；高效多風(fēng)道煤粉燃燒器技術(shù)的發(fā)展以及更高的進(jìn)窯風(fēng)溫，大大縮短了物料在回轉(zhuǎn)以內(nèi)的停留時間；煅燒試驗證明物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒時間只需要5～8分鐘即可完成。綜合以上因素，就可使水泥回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱段的長度大大縮短，開發(fā)長徑比在10～12.5左右的水泥回轉(zhuǎn)窯勢在必行。本文以傳統(tǒng)日產(chǎn)5000噸Φ4.8X74m水泥回轉(zhuǎn)窯作比較，提出了規(guī)格為Φ5X60m新型超短摩擦傳動回轉(zhuǎn)窯在結(jié)構(gòu)形式和使用效果上的優(yōu)勢。

1 新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯參數(shù)計算和窯型及結(jié)構(gòu)確定

1) 超短摩擦傳動回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的估算：

2) 物料的停留時間：

物料堆角35°，轉(zhuǎn)速3.8r/min，β為2°，則停留時間t=19分鐘。在此停留時間內(nèi)，物料完全可以充分完成煅燒過程。

3) 按物料流通能力估算產(chǎn)能

2 新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯在結(jié)構(gòu)上的特點

新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯在結(jié)構(gòu)上有下列特點：

1) 采用兩擋支承裝置，長徑比較小

傳統(tǒng)5000t/d水泥回轉(zhuǎn)窯由筒體裝置、大齒圈裝置，三擋支承裝置，傳動裝置等部分組成，長徑比較大，表現(xiàn)為細(xì)而長；本文提出的兩檔超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯由兩擋支承裝置，筒體裝置及傳動裝置組成，長徑比小，表現(xiàn)為短而粗。新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯長徑比一般為 10.5～12.5，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯的14～17。分別如圖1、圖2所示。

圖1 三擋回轉(zhuǎn)窯示意圖

圖2 兩擋回轉(zhuǎn)窯示意圖

2) 摩擦傳動代替大小齒輪副傳動。

新型超短摩擦傳動回轉(zhuǎn)窯采用托輪和輪帶的摩擦傳動代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大小齒輪副傳動，通過支承托輪和輪帶的摩擦驅(qū)動回轉(zhuǎn)窯。該回轉(zhuǎn)窯使用了適應(yīng)摩擦傳動回轉(zhuǎn)窯的帶鍵輪帶結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由帶鍵輪帶的帶鍵通過拉緊裝置和限位裝置，調(diào)整輪帶周向位置。帶鍵輪帶鍵傳遞著窯轉(zhuǎn)動所需要的扭矩，可有效的保證輪帶帶動筒體正常運行。該裝置與傳統(tǒng)的輪帶裝置相比，方便輪帶現(xiàn)場安裝調(diào)整，X型塊則是為了減輕電機(jī)啟動、載荷變化造成輪帶對筒體帶來沖擊、震動。延長了襯磚的使用壽命，提高了回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)率。

圖3 摩擦傳動輪帶裝置示意圖

3) 采用自校準(zhǔn)支承裝置

為了減緩傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中托輪和輪帶受力不均勻?qū)е碌谋砻娈a(chǎn)生破壞的問題，新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯采用一種可自調(diào)整的搖桿叉架支承裝置。自校準(zhǔn)支承裝置通過允許托輪傾斜并隨著輪帶傾斜，允許托輪隨著輪帶移動，可保證托輪和輪帶表面的完全線接觸，平衡了各支承軸承上的載荷，保證了托輪、輪帶和軸承不受應(yīng)力集中的破壞。自動調(diào)整托輪裝置結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 自動調(diào)整托輪裝置

3 新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯的設(shè)備重量和制造周期

由于Φ5X60m新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯窯長短，大齒圈傳動裝置被摩擦傳動裝置代替，重量比Φ4.8X74m水泥回轉(zhuǎn)窯比傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯減輕約120噸。

根據(jù)制造經(jīng)驗，回轉(zhuǎn)窯各零部件中，大齒圈制造加工的周期最長，工期約為5～6個月；其次為輪帶和托輪加工周期，時長約為3～4個月。由于新型超短窯采用摩擦傳動，不再需要加工制造大小齒輪，因此制造工期比傳統(tǒng)的5000t/d水泥回轉(zhuǎn)窯加工時間縮短約兩個月時間。同時減少大量制造傳動裝置的人力物力和工藝工裝，這對提高生產(chǎn)效率，加快交貨期進(jìn)度，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

4 新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯的能耗

設(shè)煤粉發(fā)熱量23290kJ/kg煤粉，則每天節(jié)省煤粉量

每條產(chǎn)量為5000t/d的Φ5X60m回轉(zhuǎn)窯每年節(jié)省煤粉量(按每年工作330天)

即Φ5X60m回轉(zhuǎn)窯一年比Φ4.8X74m回轉(zhuǎn)窯節(jié)省燃煤2617.9噸。采用新型摩擦傳動超短窯在單位容積產(chǎn)量，熱耗和熱效率方面占有較大優(yōu)勢。Φ5X60m回轉(zhuǎn)窯單位容積產(chǎn)量為5.15，比傳統(tǒng)的Φ4.8X74m回轉(zhuǎn)窯的4.57增加約13%；熱耗每千克熟料降低約20kca，熱效率提高約5%，具有顯著的節(jié)能效果。

5 總結(jié)

新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯受力狀態(tài)明顯改善，有利于降低回轉(zhuǎn)窯筒體的變形影響。該新型回轉(zhuǎn)窯徹底消除了齒輪的安裝及運行中的系列問題，使得用戶在設(shè)備維護(hù)簡單、方便。新結(jié)構(gòu)使得托輪和輪帶使用壽命可有效延長。同時，新型超短摩擦傳動水泥回轉(zhuǎn)窯在設(shè)備重量、土建費用方面均大幅降低，產(chǎn)品熱耗降低，單位容積產(chǎn)量提高，這對用戶節(jié)能降耗也非常有利。該新型超短摩擦水泥回轉(zhuǎn)窯的具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，其推廣使用有廣闊的市場空間。

[1]俞為民等.水泥工廠節(jié)能技術(shù)和設(shè)計方案[J]. 水泥技術(shù)，1998.

[2]江旭昌.論新型超短窯的應(yīng)用及在我國的發(fā)展前景[J]. 水泥工程 2001.

[3]崔素萍等.5000t/d級水泥熟料燒成系統(tǒng)熱工性能分析，中國水泥 2009

[4]張冠軍5000t/d燒成系統(tǒng)熱工標(biāo)定與工藝分析，中國水泥 2008.

[5]賈宜朝..摩擦與摩擦系數(shù)的分析，運城學(xué)院學(xué)報 2006.

劉星安(1979-)，男，河南封丘縣人， 碩士，工程師。研究方向：回轉(zhuǎn)窯設(shè)計和研發(fā)。

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1007-6344（2016）03-0004-02

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